| 词条 | 几何基础 |
| 释义 | § 概述 几何基础欧几里得的《几何原本》为几何学奠下了基础，但随著数学不断的发展，数学家对《几何原本》再严谨审视下，便发现当中不完备之处，例如：「点是没有部分的」中，甚么叫「部分」？「直缐是它上面的点一样的平放著的缐」中，甚么叫「平放」？当然还有最受争议的第五公设（平行公设）。这些问题困扰著数学家多年，他们希望可将《几何原本》的定义、公设和公理加以改善，但因为几何学有坚实的基础，且有不少互相关连的分支，如：双曲几何、球面几何、射影几何等等，更便数学家不可只关心个别的公理或定义，而必须提供一整套关於概念和公理、定理的严密的系统，那是一件极艰鉅的工作。 § 历史 虽然如此，但也有不少的数学家作出了贡献，当中希尔伯特所著的《几何基础》（Grundlagen der Geometrie）便是集大成之作。《几何基础》的第一版於1899年出版，後来经多次的修改，目前一般引用1930年出版的第七版。希尔伯特在这书中对欧几里得几何及有关几何的公理系统进行了深入的研究。他不仅对欧几里得几何提供了完善的公理体系，还给出证明一个公理对别的公理的独立性以及一个公理体系确实为完备的普遍原则。 他把几何进一步公理化，首先他叙述一些不加定义基本概念，设想有三组不同的东西，分别叫点、直缐和平面，统称为「几何元素」，而它们之间的关系须满足一定的公理要求，则称这些几何元素的集合为「几何空间」。这样，不同的几何便是满足不同公理要求的几何元素的集合，亦因此把几何里那些与感性的感觉有关的东西去掉，只保留抽象的逻辑骨架，不但不会丧失现实的基础，反而扩大了几何命题的范围。 他把欧几里得几何化为下列的五组共二十条公理的体系： 第一组 接合公理 共八条，说明三组几何对象点、直缐和平面之间的一种接合的关系。 第二组 顺序公理 共四条，说明直缐上的点的相互关系。 第三组 合同公理 共五条，主要为处理图形的移动而引进的。 第四组 连续公理 共两条，说明直缐的连续关系。 第五组 平行公理 只有一条，说明两直缐间的平行关系。 而这五组的公理也满足了公理体系的三个基本要求，即相容性、独立性和完备性。如果把这五组的公理稍作增减，便得出其他不同的几何空间，例如把平行公理中的欧几里得平行公理换为罗巴切夫斯基平行公理，那便把「欧几里得空间」换为「罗巴切夫斯基空间」。另外，满足前四组公理的几何，我们称之为「绝对几何」（Absolute Geometry）。 希尔伯特的《几何基础》把几何学引进了一个更抽象的公理化系统，把几何重新定义，不但把传统的欧几里得的《几何原本》改良，更把几何学从一种具体的特定模型上升为抽象的普遍理论。 希尔伯特《几何基础》 人们对《几何原本》中在逻辑结果方面存在的一些漏洞、破绽的发现，正是推动几何学不断向前发展的契机。最后德国数学家希尔伯特在总结前人工作的基础上，在他1899年发表的《几何基础》一书中提出了一个比较完善的几何学的公理体系。这个公理体系就被叫做希尔伯特公理体。 希尔伯特不仅提出了—个完善的几何体系，并且还提出了建立一个公理系统的原则。就是在一个几何公理系统中，采取哪些公理，应该包含多少条公理，应当考虑如下三个方面的问题： 第一，共存性(和谐性)，就是在一个公理系统中，各条公理应该是不矛盾的，它们和谐而共存在同一系统中。 第二，独立性，公理体系中的每条公理应该是各自独立而互不依附的，没有一条公理是可以从其它公理引伸出来的。 第三，完备性，公理体系中所包含的公理应该是足够能证明本学科的任何新命题。 这种用公理系统来定义几何学中的基本对象和它的关系的研究方法，成了数学中所谓的“公理化方法”，而把欧几里得在《几何原本》提出的体系叫做古典公理法。 公理化的方法给几何学的研究带来了一个新颖的观点，在公理法理论中，由于基本对象不予定义，因此就不必探究对象的直观形象是什么，只专门研究抽象的对象之间的关系、性质。从公理法的角度看，我们可以任意地用点、线、面代表具体的事物，只要这些具体事物之间满足公理中的结合关系、顺序关系、合同关系等，使这些关系满足公理系统中所规定的要求，这就构成了几何学。 因此，凡是符合公理系统的元素都能构成几何学，每一个几何学的直观形象不止只有—个，而是可能有无穷多个，每一种直观形象我们把它叫做几何学的解释，或者叫做某种几何学的模型。平常我们所熟悉的几何图形，在研究几何学的时候，并不是必须的，它不过是一种直观形象而已。 就此，几何学研究的对象更加广泛了，几何学的含义比欧几里得时代更为抽象。这些，都对近代几何学的发展带来了深远的影响。 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。