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第61章 虚数者,玄思之嫡子(2/2)

——本杰明·皮尔斯

《论线性代数的用途与变换》;《美国数学杂志》第4卷(1881),第216页。

符号√-1,于四元术中专指垂直之象,严而有界。此空间之妙算,赖其特用,方得对称、雅洁而力雄。四元术之不朽创立者证之:此符号于他境亦可别赋新义。然其最着之能,在以神妙之力,令实有宇宙翻倍,旁立理想之宇,与之对映。二宇既可比照,复以奇纽相连,成一有机体。近世分析之学,由此衍出超绝几何。

——本杰明·皮尔斯

《线性代数用变论》;《亚美利加算学杂志》第四卷(1881),二百十六页。

=1734.对“不可想象之物”(虚数)的构想——对这种不仅不存在、更不可能存在之物的度量——是人类智力最杰出的成就之一。无人能否认这类想象确实属于“虚构”,但其导向的成果比诗人想象的任何产物都更宏伟。虚数演算是开启物理科学的关键钥匙之一。这些“不可想象之境”在许多领域成为我们通向实证知识的唯一路径。正是虚数演算为光本身驱散了黑暗,而在所有关于电、磁、热及其他微妙物理现象的现代研究中,它们都是最强有力的工具。

——托马斯·希尔

《北美评论》第85卷,第235页。

构画不可思之物(虚数),量度既非实有、更不可有者,乃人智之至伟功也。谁能否此等玄想之为?然其所臻之境,远迈诗人幻域。虚数之算,实为格物之要钥。此不可思之域,多为通实证之唯一津梁。光本在幽,赖虚数之算而得明;近世研电、磁、热及诸微妙物理者,皆恃之为利器。

——托马斯·希尔

《北美述评》第八十五卷,二百三十五页。

=1735.虚数在几何学中的所有有效应用,都遵循“从实数开始、以实数结束,仅在中间步骤使用虚数”的模式。在这类情形中,论证的起点与终点都具有真实的空间解释(这也是空间解释唯一重要的环节);中间过程则纯粹以代数方式处理代数量,可进行任何代数允许的运算。只有当最终结果具备空间解释可能时,其结论才可被视为几何命题。其他情形下使用几何语言,只是辅助想象的便捷手段。例如,提及与“圆环点”相关的射影性质,本质上是用纯代数性质的助记符号——圆环点并非真实存在于空间中,而是几何方程变换时引入的辅助量。虚数的几何解释不产生矛盾并不奇怪:因为其解释完全遵循代数规则,而我们已认可这些规则在虚数范畴内的有效性。当空间感知完全让位于代数时,代数规则主宰一切,自然不会出现矛盾。

——伯特兰·罗素

《几何学基础》(剑桥,1897),第45页。

虚数于几何之用,凡有效者,必始于实数,终于实数,唯中程用之。此时也,论之始终皆有实空间之解(此乃空间解释唯一要处);中程则纯以代数术理代数式,凡代数所许,皆可为之。唯终果可解为空间者,其论方得称几何。他时用几何语,不过便忆助想耳。譬如言圆点之射影性,实乃代数性之记法——圆点非在空间,唯是变易几何方程时之助量。虚数几何解之无悖,不足怪也:因其解尽循代数之规,而吾辈既许代数之则可行于虚数。空间之觉既泯,代数主之,自无抵牾。

——伯特兰·罗素

《几何原本》(剑桥,1897),四十五页。

=1736.事实上,若将代数理解为对各类复合量(无论有理数、无理数还是空间量)应用算术运算的学问,那么印度的博学婆罗门才是代数的真正发明者。

——赫尔曼·汉克尔

《古代与中世纪数学史》(莱比锡,1874),第195页。

若以代数为算术施于诸复合量(无论有理数、无理数、空间量)之学,则天竺博学婆罗门,实为代数真发明者也。

——赫尔曼·汉克尔

《古今算学史》(莱比锡,1874),一百九十五页。

=1737.值得注意的是,印度数学对现代科学的渗透程度极深。现代算术与代数的形式和精神本质上属于印度而非希腊传统。

——F.卡乔里

《数学史》(纽约,1897),第100页。

印度算学入今世之学,深矣。近世算术与代数之体与神,本出印度,非希腊也。

——F.卡乔里

《算学史》(纽约,1897),一百页。

=1738.代数学中存在许多问题,学者们到现在都没能成功解决。他们在着作中列出了其中一些问题,目的是证明这门学科存在难点:既要让那些声称“代数中没有超出他们能力范围的东西”的人闭嘴,也要提醒数学家不要试图回答所有被提出的问题,还要激励有才华的人尝试解决这些问题。我从这些问题中选了七个:

1.把10分成两部分,使得每一部分加上它的平方根,然后把这两个和相乘,乘积等于原来设定的数。

2.哪个平方数,当它加上10或者减去10时,得到的和与差都是平方数?

3.有个人说,他欠扎伊德10,除了欠阿米尔的钱数的平方根;他欠阿米尔5,除了欠扎伊德的钱数的平方根。

4.把一个立方数分成两个立方数。

5.把10分成两部分,使得每一部分除以另一部分,再把两个商相加,和等于其中一部分。

6.存在三个成等比数列的平方数,这三个数的和也是一个平方数。

7.有一个平方数,当它加上自身的平方根和2,或者减去自身的平方根和2时,得到的和与差都是平方数。

——《算术精要》

(代数学内容,引自赫顿《哲学与数学词典》伦敦,1815年,第一卷,第70页)

代数学中,多有难题,学者研之至今,终未得解。彼于着述中列此数题,盖欲明此学之艰:一使妄言代数无出己能之外者默然;二警算家勿轻诺解答一切所问;三励才俊之士图其破解。余择其七,列之于下:

1.分十为二,令各加其平方根,两和相乘,其积等于原数。

2.有某平方数,加十或减十,其和与差皆为平方数,求此数。

3.某人言:欠扎伊德十,唯除欠阿米尔之数的平方根;欠阿米尔五,唯除欠扎伊德之数的平方根。

4.将一立方数分为二立方数。

5.分十为二,令彼此相除,两商相加,其和等于其中之一。

6.有三平方数,成等比数列,且三数之和亦为平方数。

7.有一平方数,加自身之根与二,或减自身之根与二,其和与差皆为平方数。

——《算术精要》

(代数内容,引自赫顿《哲学与数学词典》伦敦,1815年,第一卷,第七十页)

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