数学史 · 中文镜像

数学家传记

毕达哥拉斯Pythagoras

出生
约公元前570年 伊奥尼亚萨摩斯
逝世
约公元前490年

毕达哥拉斯是一位希腊哲学家,在数学、天文学和音乐理论方面做出了重要发展。现在被称为毕达哥拉斯定理的定理在1000年前就为巴比伦人所知,但他可能是第一个证明它的人。

完整传记

毕达哥拉斯常被描述为第一位纯粹数学家。他在数学发展中是极其重要的人物,然而我们对他的数学成就所知相对甚少。与许多后来的希腊数学家不同——至少我们还拥有他们写的一些书——我们对毕达哥拉斯的著作一无所知。他所领导的团体半宗教半科学,遵循保密准则,这无疑意味着今天毕达哥拉斯是一个神秘人物。

我们确实从早期传记中获得了毕达哥拉斯生平的细节,这些传记使用了重要的原始资料,但其作者却赋予他神圣的力量,并且其目的是把他呈现为一个神一般的人物。下面我们呈现的是试图汇集最可靠的资料,以重构毕达哥拉斯生平的叙述。关于他生平的主要事件有相当一致的意见,但大多数日期存在争议,不同学者给出的日期相差20年。一些历史学家把所有这些信息仅仅当作传说,但即使读者这样看待它,作为如此早期的记录,它也具有历史重要性。

毕达哥拉斯的父亲是Mnesarchus([12]和[13]),母亲是Pythais[8],她是土生土长的毕达哥拉斯人。Mnesarchus是一位来自提尔的商人,有一个故事([12]和[13])说,他在一次饥荒时把谷物运到毕达哥拉斯,作为感激的标志被授予毕达哥拉斯公民身份。毕达哥拉斯童年早期在毕达哥拉斯度过,但随父亲广泛旅行。有记载说Mnesarchus带着毕达哥拉斯回到提尔,他在那里受教于迦勒底人和叙利亚的博学之士。看来他还曾随父亲访问意大利。

关于毕达哥拉斯的童年,人们所知甚少。除了对毕达哥拉斯大腿上一块醒目胎记的描述之外,所有关于他外貌的记述都可能是虚构的。他很可能有两个兄弟,尽管有些资料说他曾有三个。他肯定受过良好的教育,学习弹奏里拉琴,学习诗歌并背诵荷马。在他的老师中,有三位哲学家在毕达哥拉斯年轻时对他产生了影响。其中最重要的一位是Pherekydes,许多人将他描述为毕达哥拉斯的老师。

另外两位影响毕达哥拉斯并向他介绍数学思想的哲学家是泰勒斯和他的学生阿那克西曼德,他们都住在米利都。在[8]中说,毕达哥拉斯在18到20岁之间时在米利都拜访了泰勒斯。此时泰勒斯已是一位老人,尽管他给毕达哥拉斯留下了深刻印象,但他可能没有教给他很多。然而,他确实促进了毕达哥拉斯对数学和天文学的兴趣,并建议他前往埃及学习更多这些学科。泰勒斯的学生阿那克西曼德在米利都讲学,毕达哥拉斯参加了这些讲座。阿那克西曼德肯定对几何学和宇宙论感兴趣,他的许多思想影响了毕达哥拉斯自己的观点。

大约在公元前535年,毕达哥拉斯去了埃及。这发生在暴君Polycrates夺取城市毕达哥拉斯控制权几年后。有一些证据表明,毕达哥拉斯和Polycrates起初关系友好,据称[5]毕达哥拉斯带着Polycrates写的介绍信去了埃及。事实上,Polycrates与埃及结盟,因此当时毕达哥拉斯与埃及之间有着紧密的联系。关于毕达哥拉斯在埃及期间的记载表明,他参观了许多神庙,并与祭司们进行了许多讨论。根据波菲利([12]和[13]),毕达哥拉斯被拒绝进入所有神庙,除了Diospolis的那座,在那里他在完成入会所需的仪式后被接纳为祭司。

不难将毕达哥拉斯的许多信仰——他后来强加于他在意大利建立的社会——与他在埃及遇到的习俗联系起来。例如,埃及祭司的保密性、他们拒绝吃豆子、他们拒绝穿甚至由动物皮制成的衣服,以及他们对纯洁的追求,都是毕达哥拉斯后来采纳的习俗。波菲利在[12]和[13]中说,毕达哥拉斯从埃及人那里学习了几何学,但他很可能已经熟悉几何学,肯定是在接受了泰勒斯和阿那克西曼德的教导之后。

公元前525年,波斯国王冈比西斯二世入侵埃及。波利克拉特斯放弃与埃及的联盟,派出40艘船加入波斯舰队对抗埃及人。冈比西斯在尼罗河三角洲赢得佩鲁西姆战役并占领赫利奥波利斯和孟菲斯后,埃及的抵抗崩溃。毕达哥拉斯被俘并被带到巴比伦。扬布利科斯写道,毕达哥拉斯(见[8]):-

……被冈比西斯的追随者作为战俘押送。在那里期间,他乐于与麻葛交往……并接受了他们的神圣仪式教导,了解到一种非常神秘的对诸神的崇拜。他还在巴比伦人教授的算术、音乐和其他数学科学方面达到了完美的顶峰……

大约公元前520年,毕达哥拉斯离开巴比伦,返回毕达哥拉斯。波利克拉特斯大约在公元前522年被杀,冈比西斯于公元前522年夏天去世,或是自杀,或是意外所致。这些统治者的死亡可能是毕达哥拉斯返回毕达哥拉斯的一个因素,但没有任何地方解释毕达哥拉斯是如何获得自由的。波利克拉特斯死后,波斯的 Darius 控制了毕达哥拉斯,而在毕达哥拉斯返回时,他本应控制该岛。这与波菲利第欧根尼·拉尔修的记载相冲突,他们称毕达哥拉斯返回那里时,波利克拉特斯仍控制着毕达哥拉斯。

毕达哥拉斯返回毕达哥拉斯后不久前往克里特,研究那里的法律体系。回到毕达哥拉斯后,他创办了一所学校,被称为半圆。Iamblichus [8]在公元三世纪写道:-

……他在城邦[毕达哥拉斯]中组建了一所学校,即毕达哥拉斯的“半圆”,即使今天也以此名闻名,萨摩斯人在那里举行政治会议。他们这样做是因为他们认为应该在这个由将所有这些问题视为己任的人所创立的地方讨论关于善、正义和权宜的问题。在城外,他把一个洞穴作为自己哲学教学的私人场所,在那里度过大部分夜晚和白天,研究数学的用途……

毕达哥拉斯于约公元前518年(有人说要早得多)离开毕达哥拉斯前往意大利南部。Iamblichus [8]给出了他离开的一些理由。首先,他评论了萨摩斯人对他的教学方法的反应:-

……他试图运用他那象征性的教学方法,这种方法在各方面都与他在埃及学到的课程相似。萨摩斯人并不太热衷于此法,对他态度粗鲁且失当。

根据Iamblichus的说法,这在一定程度上被用作毕达哥拉斯离开毕达哥拉斯的借口:-

……毕达哥拉斯被同胞拖入各种外交使命,被迫参与公共事务。……他知道之前所有的哲学家都在异国他乡终其一生,因此决定逃避一切政治责任,据某些资料称,他借口萨摩斯人蔑视他的教学方法。

毕达哥拉斯在克罗顿(今意大利南部靴跟东侧的克罗托内)创立了一所哲学与宗教学校,拥有众多追随者。毕达哥拉斯是该团体的领袖,其核心圈子内的追随者被称为mathematikoi。mathematikoi永久地与该团体生活在一起,没有个人财产,并且是素食者。他们由毕达哥拉斯亲自教导,遵守严格的规定。毕达哥拉斯所持的信念是[2]:-

(1) 在最深层次上,实在本质上是数学的,
(2) 哲学可用于精神净化,
(3) 灵魂可上升而与神合一,
(4) 某些符号具有神秘意义,并且
(5) 该教团的所有弟兄都应遵守严格的忠诚与保密。

男性和女性都被允许成为该学派的成员,事实上后来有几位毕达哥拉斯学派的女性成为了著名的哲学家。学派的外围成员被称为“听讲者”,他们住在自己的家中,只在白天来到学派。他们被允许拥有自己的财产,也不被要求素食。

毕达哥拉斯的实际工作无人知晓。他的学派实行保密和公社制,使得难以区分毕达哥拉斯的工作与其追随者的工作。当然,他的学派对数学做出了杰出贡献,并且可以相当确定毕达哥拉斯的一些数学贡献。首先我们应该明确毕达哥拉斯和mathematikoi在何种意义上研究数学。他们并不像现代大学或其他机构中的数学研究小组那样行事。没有供他们解决的“开放问题”,他们也丝毫不感兴趣于试图表述或解决数学问题。

毕达哥拉斯对数学原理、数的概念、三角形或其他数学图形的概念以及证明的抽象理念感兴趣。正如Brumbaugh在[3]中所写:-

对于我们今天这些已经熟悉纯数学抽象和概括这一心智活动的人来说,很难体会到这一毕达哥拉斯学派贡献的独创性。

事实上,今天我们已经在数学上变得如此精深,以至于我们甚至无法认识到2是一个抽象的量。从2艘船+2艘船=4艘船,到抽象结果2+2=4,这是一个非凡的飞跃,后者不仅适用于船,还适用于笔、人、房屋等等。还有另一步,就是认识到2这个抽象概念本身就是一个事物,在某种意义上与一艘船或一座房屋一样真实。

毕达哥拉斯相信所有关系都可以归结为数的关系。正如亚里士多德所写:-

毕达哥拉斯学派……在数学研究中成长起来,认为事物就是数……并且整个宇宙是一个音阶和一个数。

这一推广源于毕达哥拉斯在音乐、数学和天文学中的观察。毕达哥拉斯注意到,当弦长的比值为整数时,振动的弦会产生和谐的音调,并且这些比值可以推广到其他乐器。事实上,毕达哥拉斯对音乐的数学理论做出了显著贡献。他是一位优秀的音乐家,会弹奏里拉琴,并利用音乐作为帮助病人的手段。

毕达哥拉斯研究了今天数学家所熟悉的数的性质,如偶数和奇数、三角数完全数等。然而对毕达哥拉斯来说,数具有我们今天几乎不认为是数学的个性[3]:-

每个数都有自己的个性——男性或女性、完美或不完美、美丽或丑陋。现代数学有意消除了这种感觉,但我们仍然在小说和诗歌中找到它的余韵。十是最好的数:它本身包含了前四个整数——一、二、三和四[1 + 2 + 3 + 4 = 10]——这些用点表示法写出来形成一个完美的三角形。

当然,今天我们特别记得毕达哥拉斯是因为他著名的几何定理。尽管这个定理,现在称为毕达哥拉斯定理,在1000年前就为巴比伦人所知,但他可能是第一个证明它的人。普罗克洛,最后一位主要的希腊哲学家,生活在大约公元450年,写道(见[7]):-

在[泰勒斯等]之后,毕达哥拉斯将几何研究转变为一种自由教育,从头审视这门科学的原则,并以非物质和理智的方式探究定理:正是他发现了无理数的理论和宇宙图形的构造。

再次,普罗克洛在写到几何时说:-

我效仿毕达哥拉斯学派,他们甚至有一句惯用语来表达我的意思:“一个图形和一个平台,而不是一个图形和六便士”,他们借此暗示,值得研究的几何学是那种在每一个新定理处都搭建起一个可供攀升的平台,并将灵魂提升到高处,而不是让它下降到可感事物之中,从而屈从于这凡人生活的共同需求的几何学。

托马斯·利特尔·希思 [7] 给出了一份归于 毕达哥拉斯,或者更一般地说归于毕达哥拉斯学派的定理列表。

(i) 三角形内角和等于两个直角。毕达哥拉斯学派也知道这一推广:一个具有 nn 条边的多边形,其内角和为 2n42n - 4 个直角,外角和等于四个直角。

(ii) 毕达哥拉斯定理——对于直角三角形,斜边上的正方形等于另外两边上的正方形之和。这里我们应当注意,对毕达哥拉斯来说,斜边上的正方形肯定不会被认为是某个数乘以自身,而应被视为在该边上构造的几何正方形。说两个正方形之和等于第三个正方形,意思是这两个正方形可以被切割并重新拼合,形成一个与第三个正方形全等的正方形。

(iii) 构造给定面积的图形与几何代数。例如,他们用几何方法解诸如a(ax)=x2a (a - x) = x^{2}的方程。

(iv) 无理数的发现。这无疑被归功于毕达哥拉斯学派,但似乎不太可能归功于毕达哥拉斯本人。这与毕达哥拉斯的哲学——万物皆数——相悖,因为他所说的数是指两个整数的比。然而,由于他相信万物皆数,一个自然的任务就是试图证明等腰直角三角形的斜边长度对应一个数。

(v) 五种正多面体。人们认为毕达哥拉斯本人知道如何构造前三种,但他不太可能知道如何构造另外两种。

(vi) 在天文学中,毕达哥拉斯 教导说地球是宇宙中心的一个球体。他还认识到月球的轨道与地球赤道倾斜,并且他是最早意识到作为昏星的维纳斯与作为晨星的维纳斯是同一颗行星的人之一。

然而,毕达哥拉斯 首先是一位哲学家。除了上述关于数、几何学和天文学的信念之外,他还持有 [2]:-

……以下哲学和伦理教导:……世界结构动力学依赖于对立面或成对相反者的相互作用;将灵魂视为一种自我运动的数,经历一种转世,或在不同物种中连续转生,直到最终净化(特别是通过伦理严格的毕达哥拉斯学派的理智生活);以及理解……所有存在对象从根本上由形式而非物质实体构成。进一步的毕达哥拉斯学说……将大脑认定为灵魂的 轨迹;并规定了某些秘密的崇拜实践。

3中,他们的实际伦理学也被描述:-

在他们的伦理实践中,毕达哥拉斯学派以相互友爱、无私和诚实而闻名。

尽管毕达哥拉斯希望远离政治,但他在克罗顿的社团并未不受政治事件的影响。毕达哥拉斯于公元前513年前往提洛岛照顾他垂死的老教师Pherekydes。他在那里待了几个月,直到他的朋友兼老师去世,然后返回克罗顿。公元前510年,克罗顿攻击并击败了邻邦锡巴里斯,确实有一些迹象表明毕达哥拉斯卷入了这场争端。然后在公元前508年左右,克罗顿的毕达哥拉斯社团遭到来自克罗顿本身的贵族Cylon的攻击。毕达哥拉斯逃到Metapontium,大多数作者说他死在那里,有些人声称他因社团遭到攻击而自杀。Iamblichus在8中引用了事件的一个版本:-

Cylon是克罗顿人,出身、名声和财富都是主要公民,但除此之外是一个难以相处、暴力、令人不安且具有暴君倾向的人,他热切希望参与毕达哥拉斯的生活方式。他接近当时已年老的毕达哥拉斯,但因刚才描述的性格缺陷而被拒绝。当此事发生时,Cylon和他的朋友们发誓要对毕达哥拉斯及其追随者进行猛烈攻击。因此,一种强烈的侵略热情促使Cylon及其追随者迫害毕达哥拉斯学派,直至最后一人。由于这个原因,毕达哥拉斯前往Metapontium,据说在那里结束了他的生命。

这似乎被大多数人接受,但Iamblichus本人不接受这个版本,并认为Cylon的攻击是小事,毕达哥拉斯返回了克罗顿。当然,毕达哥拉斯社团在此后繁荣了许多年,并从克罗顿传播到许多其他意大利城市。Gorman [6]认为这是相信毕达哥拉斯返回克罗顿的有力理由,并引用了其他证据,如广泛报道的毕达哥拉斯去世时年龄约100岁,以及许多来源说毕达哥拉斯教过Empedokles,从而声称他一定在公元前480年之后还活了很久。

关于毕达哥拉斯死亡的时间和地点,证据不明确。当然,毕达哥拉斯社团在公元前500年后迅速扩张,变得具有政治性质,也分裂成若干派系。公元前460年,该社团[2]:-

……遭到暴力镇压。其聚会场所到处被洗劫和焚毁;特别提到克罗顿的“米洛之家”,在那里有五六十名毕达哥拉斯学派成员遭到突袭并被杀害。幸存者逃往底比斯和其他地方避难。

参考文献

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