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研究生: 王鼎勳
論文名稱: 從《幾何原本》第十卷到《無比例線新解》
指導教授: 洪萬生
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 數學系
Department of Mathematics
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 140
中文關鍵詞: 《無比例線新解》吳起潛《幾何原本》第十卷
論文種類: 學術論文
相關次數: 點閱:148下載:68
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  • 論文摘要
    十九世紀末,鴉片戰爭失敗後,中國門戶洞開,經歷禁教之時起,中國與西方的交流幾近斷絕的影響。中國數學幾乎在所有領域都不能與西方抗衡,透過洋務學堂的創設、書院的流傳及教會學校的增設,西方數學再次大規模地傳入,並且在19世紀末20世紀初,中國傳統數學終於被西方數學取代,本論文的研究對象-吳起潛,於當時的時空背景下,透過自學、書院的洗禮,教會學校流傳出來的教科書(翻譯書)的訓練,再到新式學堂的任職,民國後對數學教育的持續關懷,逐漸顯示出西學東漸後的影響,而《無比例線新解》為《幾何原本》第十卷的重新詮釋,為吳起潛年輕時的舊作。
    要了解《無比例線新解》,則不可規避《幾何原本》第十卷的形成時所遇上的難題,在希臘時期「萬物皆數」的信條下,遇上了不可公度量時,拒絕承認「無理數」為數,但接受不可公度線段為實際的存在(數形分離)。也因此《幾何原本》第十卷才有辦法產生,而《幾何原本》傳入中國造成正面的影響,開始重視邏輯演繹體系,對中國數學多只重視「應用」,不可不謂之其進步的起點。
    本文試著從《幾何原本》第十卷的內容與《無比例線新解》的內容中比較出,因時代背景產生工具與認知的差異,去體會兩位相隔2000多年的作者,想傳達的訊息,而經筆者的分析,認為「《幾何原本》第十卷:解決平方根無理量時,需要設計。」、「《無比例線新解》:數與量合一,利用代數的方法渾然天成。」由這兩個結論,也可看出,在量的世界裡,「作圖」便成了一種指標,而數的概念裡,便可抽象以符號的形式呈現,也無怪乎《幾何原本》第十卷的內容分析,從Heath做完之後,因符號數學於現今高等教育後,便已內化到學習者之中了,因此《幾何原本》第十卷的研究便乏人問津了。
    總而言之,《幾何原本》的形成及傳入中國,造成中國數學質變的開端,西學東漸與數學教育的開放,造就了教育工作的職業化,也造成了中國於清末民初有不少人投入數學教育的行列,相信吳起潛(吳在淵)便是其中的一份子,而且在東西交會的年代,奮身投入數學教育領域的先驅者,其數學能力與教學方法,值得參考與推廣。而《無比例線新解》應是吳起潛(吳在淵)年輕時讀《幾何原本》第十卷的讀後心得,也應是告別舊數學,當然觀察吳起潛(吳在淵)後期之表現,便較能體會《無比例線新解》的內容為何頗富教育意義了。

    目 錄 第1章 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2研究回顧 2 1.3研究取向 4 第2章 《幾何原本》的形成與傳入中國 5 2.1《幾何原本》的形成的背景與發展 5 2.1.1雅典時期(600B.C.-300B.C.) 5 2.1.2亞歷山大時期(300B.C.-641A.D.) 8 2.1.2.1亞歷山大前期(300B.C.-30B.C.) 8 2.1.2.2亞歷山大後期(30B.C.-641A.D.) 10 2.2歐幾里得(Euclid)《幾何原本》的延革 13 2.2.1 存在由於需要 14 2.2.2 泰勒斯(Thales)的貢獻 14 2.2.3 畢氏學派的發現 15 2.2.4 芝諾(Zeno)的悖論(paradox)的貢獻 17 2.2.5 柏拉圖的影響 18 2.2.6 亞里斯多德的邏輯與演繹 20 2.2.7「不可公度」引出的兩個難題 21 2.2.8歐幾里得的《幾何原本》 22 2.3《幾何原本》的版本與傳入中國 23 2.3.1《幾何原本》的版本 23 2.3.2《幾何原本》的流傳 23 2.3.3《幾何原本》傳入中國 24 2.4小結 26 第3章 清末民初的數學教育環境與《無比例線新解》的形成 27 3.1同文館等洋務學堂的建立及其數學教育概況 27 3.2書院的數學教育(概況) 31 3.3教會學校的數學教育(概況) 32 3.4新式學堂的數學教育(概況) 36 3.5《無比例線新解》的作者 38 3.5.1 吳起潛=吳在淵? 38 3.5.2 吳在淵的簡介 41 3.5.2.1講演(教學法) 43 3.5.2.2翻譯 44 3.5.2.3編纂 45 3.5.2.4著述 47 3.6小結 48 第4章《無比例線新解》體例與卷上之內容分析 49 4.1界說與定義 52 4.2定理與問題 55 4.3《無比例線新解》與《幾何原本》第十卷(李版)的內容分析 57 4.3.1 不可公度量的理論起點 57 4.3.2簡單的(正方)可公度量與(正方)不可公度量 61 4.3.3(正方)不可公度量到無理量的討論 64 4.3.4導出「中項線」與「中項面」及其相關性質 67 4.3.5 應用與伏筆 71 4.3.6 論六和線 76 4.3.7 六和線只一點可分為此二分 79 4.4小結 81 第5章 《無比例線新解》卷中與卷下之內容分析 83 5.1界說與定義 83 5.2卷中與卷下的內容分析 85 5.2.1如何找到定義中的『合名線』與『斷線』 85 5.2.2有比例線與「第N合名線」與「第N斷線」成矩形等面正方之邊無比例,為「六和線」與「六較線」 88 5.2.3凡有比例線上矩形,與「六和線」與「六較線」之正方等,則矩之餘邊為「第N合名線」與「第N斷線」。 94 5.2.4凡線與「六和線」、「六較線」有等,為同類「六和線」、「六較線」 99 5.2.5「六和線」、「六較線」與不盡根之開方 102 5.2.6 卷中論六較線 107 5.2.7卷下「六和六較線」之綜合討論 111 5.2.8吳起潛於卷中、卷下末的教育關懷 117 5.3小結 121 第6章結論 123 附錄 127 附錄一:芝諾(Zeno)的四個悖論(paradox) 127 附錄二:歐多克索斯的比例論 128 附錄三:關於窮竭法 134 參考資料 137

    參考資料
    (一)史料
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    8.明 徐光啟、利瑪竇編譯,《測量法義》,收入郭書春主編,《中國科學技術典籍通彙》數學卷四,鄭州:河南出版社,1993年。
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    (二)近人著作
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    14.李儼,《中國算學史》,收入杜石然、郭書春、劉鈍主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第一卷,瀋陽:遼寧出版社,1998年。
    15.李儼,《中國數學大綱》,收入杜石然、郭書春、劉鈍主編,《李儼、錢寶琮科學史全集》第三卷,瀋陽:遼寧出版社,1998年。
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    (三)期刊或專文
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    5.洪萬生,〈以我的身高為準〉,收入洪萬生著,《此零非彼0》,台北:商務書局,2006年,頁3~15。
    6.洪萬生,〈《代數學》:中國近代第一本西方代數學譯本〉,收入洪萬生著,《孔子與數學》,台北:明文書局,1999年,頁205~239。
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