可能連張東升都不知道的「心形線」背後的真相,笛卡爾的另一面

2020-12-16 奔二老青年1

「我們只能從科學裡尋找依據,如果是從其他地方找依據的話,那麼我們就有理由去懷疑一切,特別是物質性的東西。」——笛卡爾

「你相信童話嗎?」、「你可以選擇相信」——張東升、朱朝陽

最近因為《隱秘的角落》熱播,讓很多人開始關注劇中數學老師張東升給學生們講的那個關於心形線的故事。不知道有多少人聽說過這個故事,你覺得它是真是假?

其實中國很多人就算沒有聽說過笛卡爾和公主的故事,總要看過一則廣告,這裡不是打廣告,某歲山礦泉水就拍攝了一個很唯美,但很多人都看不太懂的廣告,其實廣告背後就有著一個悽美的愛情故事,而這個就是關於笛卡爾和公主的。

廣告參考了1650年發生在斯德哥爾摩街頭發生的一件事情:52歲的笛卡爾邂逅了18歲的瑞典公主克裡斯汀,那時笛卡爾落魄無比,窮困潦倒又不願意請求別人的施捨,每天就拿著一支筆研究自己的數學題,直到一天克裡斯汀的馬車路過,看到笛卡爾在研究數學,公主下車詢問,最後笛卡爾發現公主很有數學天賦,兩人的交集就開始了。

關於這個故事有兩個版本,也就是張東升說的浪漫版和殘酷版。

你願意相信哪一個,是你的選擇,不過現實可由不得你選擇。

科學界把這個故事稱之為「人造傳說」,也就是笛卡爾與他的心形曲線。

因為故事中的人物在歷史中都找得到,就是故事情節基本全部杜撰。

而故事中只有一件事情是正確的,那就是一生未娶的笛卡爾確實是因為這位「公主」而喪命。

笛卡爾

在現實中,笛卡爾出身不凡,家族產業還是有的,父親是布列塔尼的議員,算是半個貴族,就算笛卡爾一輩子不工作,也不至於上街頭流浪去,所以落魄數學家與公主街頭偶遇的故事從一開始就不會發生。笛卡爾因為早產的關係,從小體弱多病,所以他的一個習慣就是每天多睡一會兒,時間久了就養成了賴床的習慣,所以也有人稱他為「在床上思考的哲學家」。

「我鄙視你們這些11點之前起床的人,也鄙視你們這些3點31出門的人。」

這是一句調侃哲學家的話,前半句說的就是笛卡爾。

也正是這個「賴床」的習慣,為他的死埋下了伏筆……

後來,笛卡爾認為呆在家裡總是不痛快,就開始向著世界進發,說白了就是環遊世界,同時觀察世界並潛心研究自己感興趣的事物,這不就是有錢人才想到的日子嗎???

笛卡爾一生的足跡,遍布了整個歐洲大陸,之後就要說他與「公主」的故事了,在大家熟知的經典故事裡,記載的是1950年,52歲的笛卡爾與18歲的公主相遇,但現實中,人家已經24歲了。

根據《牛津通識讀本——笛卡爾》和維基百科的記載,1649年,笛卡爾接受瑞典女王克裡斯蒂娜的邀請,從荷蘭來到瑞典的斯德哥爾摩,擔任宮廷教師為女王講述哲學課。

克裡斯蒂娜女王(Drottning Kristina)生於1626年,6歲的克裡斯蒂娜便繼承了王位,而笛卡爾和克裡斯蒂娜之間的故事其實是另一個悲劇前面說到,笛卡爾有賴床的毛病,而女王有早起的習慣,還要求笛卡爾在早上五點給她上哲學課,可憐的老頭就只能在寒冷的清晨打亂自己的生物鐘去給女王上課,要知道那可是冰天雪地的北歐啊,由於笛卡爾無法適應瑞典的冬天,很快就病倒了,與1650年2月11日死於肺炎。

這女王與笛卡爾之間沒有什麼故事,但笛卡爾的生命中卻是存在過一位公主,叫伊莉莎白。

伊莉莎白與笛卡爾一樣聰明,精通六國語言,對數學、天文學和物理學感興趣,因為同樣的興趣,公主就對笛卡爾產生了濃厚的興趣,之後陷入對笛卡爾的崇拜中不能自拔,有點像現在小姑娘追星一樣,瘋狂的給笛卡爾寫信,而笛卡爾得到有才華的妙齡公主賞識,也覺得是件極其愜意之事,十分樂意與其探討,不過就算兩人情誼真切,但並沒有關於愛情方面的傳聞,更像是偶像與粉絲之間的關係。

所以回歸笛卡爾的一生,結局確實是一個悲劇。

但不管是哪一個故事,哪一個版本,其中必不可少的就是:「r=a(1-sinθ)」心形線。

同樣的,現在也沒有任何證據證明「心形曲線」就是由笛卡爾發明的。

首次提出「心形曲線」的是位義大利數學家,那時是1741年,笛卡爾逝世已經近一個世紀,因為寫出心形曲線使用的並不是直角坐標系,而是極坐標系,這個坐標繫到了後來的牛頓時代才開始被科學界熟知。

極坐標系:將平面內任何一個點與原點連線,這個線段的長度叫做極徑r;極徑與水平向右的方向還有一個夾角θ,稱之為極角。只要給定一個點,總能找到一個極徑r和極角θ,反之亦然,所以就可以用(r,θ)來表示坐標平面上的一個點了。這種方式顯然與笛卡爾的直角坐標系不同,極坐標方程並不表示某一個點橫縱坐標x與y的關係,而是表示極徑r和極角θ之間的關係。

其實這些都是數學家應該思考的事情,除此之外,笛卡爾作為在現代思想文化背景中對知識的根據(或證據)最早予以特別關注的哲學家,他相信「精確和確定性」是科學知識至高的和必需的品性,從而把「建構在毋庸置疑的第一原則基礎上的可信賴的和系統化的知識」作為他畢生為之努力的目標。

雖然現在圍繞在他身邊的故事有真有假,但他對世界作出的貢獻都是真材實料的,「我思故我在」是笛卡爾最經典的哲學命題,除了在哲學和數學上有自己的造詣之外,他對科學領域的貢獻也不淺,所學橫跨光學、力學、天文學、生理學等多界。

笛卡爾的四條思考規則,可以共勉:

凡是我沒有明確地認識到的東西,我絕不把它當成真的接受。把我所審查的每一個難題按照可能和必要的程度分為若干部分,以便一一妥為解決。按次序進行我的思考,從最簡單、最容易認識的對象開始,一點點逐步上升,直到認識到最複雜的對象。在任何情況下,都要儘量全面地考察,儘量普遍地複查,做到確信毫無遺漏。笛卡爾這套探討問題的方法益處,它可以幫助一個人博聞通古今,思考的更加精密。

笛卡爾哲學從懷疑論開始,到最後客觀世界卻有了可靠性,世界上很多偉大的論點都是從懷疑開始,比如中國「我究竟是做夢還是真實?」誕生了「莊周夢蝶」而笛卡爾從懷疑開始又往前走了一步,「那我怎麼知道,我現在的現實不是一個被製造出來的夢呢?」

還有:「如果包括數學這類看起來絕對可靠的知識也都是上帝的精心欺騙呢?」

就算是提出了這麼多的懷疑,笛卡爾開始堅決的表示:「即便上帝在欺騙我,但只要我想到我在被騙,那我就一定存在!」 簡而言之,我在思考的行為,是永遠存在的。並且只要我想到這點,就能意識到它的存在。

「Je pense, donc je suis」——我思知我在

「我在」這是一個比任何一切事物都要更加穩固的存在。自此笛卡爾的哲學體系有了堅固的根基,這就是一個哲學家需要思考的問題,只要稍微審視一下這個世界所謂的真理,你會發現,它往往並沒有你想像的那麼理所當然。

文原創,圖網絡

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