非欧几里得几何

✍ dations ◷ 2025-11-15 08:07:56 #古典几何学

非欧几里得几何,简称非欧几何,是多个几何形式系统的统称,与欧几里得几何的差别在于第五公设。

古希腊数学家欧几里得的《几何原本》提出了五条公设:

长期以来,数学家们发现第五公设和前四个公设比较起来,显得文字叙述冗长,而且也不那么显而易见。有些数学家还注意到欧几里得在《几何原本》一书中直到第29个命题中才用到,而且以后再也没有使用。也就是说,在《几何原本》中可以不依靠第五公设而推出前28个命题。因此,一些数学家提出,第五公设能不能不作为公设,而作为定理?能不能依靠前四个公设来证明第五公设?这就是几何发展史上最著名的,争论了长达两千多年的关于“平行线理论”的讨论。由于证明第五公设的问题始终得不到解决,人们逐渐怀疑证明的路子走的对不对?第五公设到底能不能证明?

1820年代,俄国喀山大学教授罗巴切夫斯基在证明第五公设的过程中,他走了另一条路子。他提出了一个和欧氏平行公设相矛盾的命题,用它来代替第五公设,然后与欧氏几何的前四个公设结合成一个公理系统,展开一系列的推理。他认为如果这个系统在基础的推理中出现矛盾,就等于证明了第五公设。此即数学中的反证法。但是,在他极为细致深入的推理过程中,得出了一个又一个在直觉上匪夷所思,但在逻辑上毫无矛盾的命题。最后,罗巴切夫斯基得出两个重要的结论:

这种几何学被称为罗巴切夫斯基几何,简称罗氏几何。这是第一个被提出的非欧几何学。从罗氏几何学中,可以得出一个极为重要的、具有普遍意义的结论:逻辑上不矛盾的一些公理都有可能提供一种几何学。

几乎在罗巴切夫斯基创立非欧几何学的同时,匈牙利数学家鲍耶·雅诺什也发现了第五公设不可证明和非欧几何学的存在。鲍耶在研究非欧几何学的过程中也遭到了家庭、社会的冷漠对待。他的父亲——数学家鲍耶·法尔卡什(英语:Farkas Bolyai)认为研究第五公设是耗费精力劳而无功的蠢事,劝他放弃这种研究。但鲍耶·雅诺什坚持为发展新的几何学而辛勤工作。终于在1832年,在他的父亲的一本著作里,以附录的形式发表了研究结果。

高斯也发现第五公设不能证明,并且研究了非欧几何。但是高斯害怕这种理论会遭到当时教会力量的打击和迫害,不敢公开发表自己的研究成果,只是在书信中向自己的朋友表示了自己的看法,也不敢站出来公开支持罗巴切夫斯基、鲍耶他们的新理论。

按几何特性(曲率),现存非欧几何的类型可以概括如下:

这三种几何学,都是常曲率空间中的几何学,分别对应曲率为0、负常数和正常数的情况。

如果完全去掉第五公设,就得到更加一般化的绝对几何(英语:Absolute geometry)。这种几何不仅可以囊括前面提到的三种几何,而且允许空间的不同位置有不同的曲率。黎曼几何是描述任意维数任意弯曲的绝对几何空间的一种微分解析几何学。

一般来讲,非欧几何有广义、狭义、通常意义三个不同含义:

相关

  • 鼻冲洗鼻冲洗(英语:Nasal irrigation),又称鼻腔冲洗、鼻窦浇灌、鼻内冲洗、洗鼻、鼻窦盥洗,是清洁及稀释鼻腔内的过敏原、鼻涕、干掉的鼻涕及脏污的一种方法,可以缓解鼻塞、过敏性鼻炎、
  • 借代借代,又称换名、代称、替代、提喻,修辞技巧,通常用于修饰文句。借代,顾名思义便是以一物借来代替一物出现,类似一种以偏盖全的概念,因此多数为动词。使用时必须考虑两件事物是否有
  • 脑砂脑砂(Corpora arenacea、brain sand、acervuli、corpus arenaceum)是松果体和脉络丛等大脑区域的钙化结构。年老的生物体内有许多的脑砂,其功能暂时是未知的。脑砂的浓度会随着
  • WikiMapiaWikiMapia是结合Google Maps及Wiki引擎的计划,目标是“描述地球表面”。由Alexandre_Koriakine(英语:User:Alexandre Koriakine)和Evgeniy Saveliev发起。他们自称是受到 Google
  • 1950年1950年美国人口普查(英语:1950 United States Census)是美国历史上第17次全国人口普查,确定了美国的常住人口为150,697,361人,相比1940年美国人口普查,同比增长为14.5%。1950年的
  • National Geographic(2013年12月)《国家地理》(英语:National Geographic),原名《国家地理杂志》(National Geographic Magazine),是美国国家地理学会的官方杂志,在国家地理学会1888年成立后的9个月开始
  • 柳成龙柳成龙(1542年11月7日(嘉靖二十一年十月初一)-1607年6月7日(万历三十五年五月十三日)),字而见,号西厓,安东丰山(今韩国庆尚北道安东市丰山邑)人,是朝鲜王朝时期的政治家。他是柳仲郢的次
  • 三佛齐泰国中部:泰国北部:泰国南部:三佛齐(阿拉伯语:سريفيجايا,爪哇语:ꦯꦿꦶꦮꦶꦗꦪ,?-1397年),中国古籍又称室利佛逝(梵文:श्रीविजय Sri Vijaya)、佛逝、旧港,在阿拉伯文献则
  • 英国内战英国内战(英语:English Civil War)是指1642年至1651年发生在英国议会派(“圆颅党”)与保皇派(“骑士党(英语:Cavalier)”)之间的一系列武装冲突及政治斗争。辉格派历史学家称之为清教
  • 秦灭六国之战韩:10万 赵:50万 楚:40万 魏:10万 齐:30万 燕:约10万 秦灭六国之战,指中国战国末期七大诸侯国之一的秦国进行消灭山东六国、完成中国统一的战争。从前236年攻打赵国到前221年灭齐国