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2029. 试想凸面镜中的世界影像……一个制作精良、孔径适中的凸面镜,会把镜前的物体呈现为看似立体且固定在镜面后方的影像。但远处地平线和天空中太阳的影像,位于镜面后方有限距离处,这个距离等于镜面的焦距。在这些影像与镜面之间,是镜前所有其他物体的影像,只是这些影像会随着物体离镜面距离的增加而成比例地缩小、变扁……不过,外部世界中的每一条直线或每一个平面,在影像中都会由一条直线[?]或一个平面来呈现。一个人拿着尺子从镜面开始测量一条直线,他在影像中的样子会随着离镜面越来越远而缩得越来越厉害,但影像中拿着缩短了的尺子的人,数出的厘米数会和真实的人完全一样。而且,总的来说,用真实工具按规律变化的影像来进行所有的线和角的几何测量,得到的结果会和在外部世界中得到的完全一样,镜中所有的视线方向都会由镜中的直线来表示。简言之,我看不出镜中的人如何能发现他们的身体不是刚性固体,也看不出他们的经验为何不能成为欧几里得公理正确性的绝佳例证。但如果他们能像我们观察他们的世界那样观察我们的世界,且不越过边界,他们一定会宣称我们的世界是球面镜中的一幅图像,并且谈论我们的方式会和我们谈论他们的方式一样;而且在我看来,如果两个不同世界的居民能够相互交流,谁也无法说服对方自己所处的是真实的世界,而对方的是扭曲的。事实上,我觉得只要不掺杂力学方面的考虑,这样的问题根本就没有任何意义。

——亥姆霍兹,h.

《论几何公理的起源与意义》;《通俗科学讲演集》第二辑(纽约,1881年),第57-59页。

试思凸镜中之世象……良制凸镜,孔径适中,镜前诸物,其象若实,位定于镜面之后。然远天之际、空中日影,其象在镜后,距有限,恰合焦距。此象与镜面之间,镜前他物之象悉在焉,唯其象随物距镜之远,渐缩渐扁……然外界之直线平面,其象皆以直线[?]平面呈之。有人持尺自镜测直线,行愈远,其象愈缩,然象中人持缩尺,所计厘米之数,与真人不爽。大抵而言,以真器之象按律变易,量线测角,所得几何之果,与外界无别;镜中视线,皆以直线呈之。简言之,吾未见镜中人何以知其身非刚体,其验不足证欧氏公理之确。若彼能如吾观其世般观吾世,不越疆界,则必谓吾世为球面镜中画,论吾亦如吾论彼;若两界之人得以相通,依吾之见,皆不能使对方信己为真、彼为妄。实则,若不杂力学之思,此问本无意义。

——亥姆霍兹,h.

《论几何公理之起源与意义》;《通俗科学讲演集》二编(纽约,1881),页五十七至五十九。

2030. 从数学角度来看,把空间设想为点的轨迹且只有三个维度,这无需论证;但同样,从数学角度,我们也无法阻止有人断言空间实际上有四个或无限多个维度,只是我们只能感知到三个。越来越多地处于数学研究前沿的多重扩展流形理论,就其本质而言,完全独立于这样的断言。但该理论所采用的表达方式,确实是从这一概念发展而来的。我们不说流形中的个体,而是说更高维空间中的点,等等。这种表达方式本身有很多优点,它能唤起几何直觉,从而便于理解。但它也有一个缺点,即在更广泛的范围内,对任意维数流形的研究,会被认为与上述空间概念并列且显得奇特。这种观点是毫无根据的。如果上述空间概念成立,这些研究确实能立即找到几何应用,但这些研究的价值和目的并不依赖于这一概念,而是基于其本质的数学内容。

——克莱因,F.

《数学年刊》第43卷(1893年),第95页。

视空间为点之轨迹,唯三维,从数学观之,无待辩也;然从数学观,亦不能禁人言空间实有四维乃至无穷维,唯吾辈仅能感知三维。多重扩展流形之学,日益居数学研究之要,其本然与斯言无涉。然其所用表述之式,实由此念而生。不言流形之个体,而言高维空间之点,诸如此类。此式多益,能启几何直觉,便人领悟。然其弊在,广而言之,研任意维流形者,常被视为与上述空间之念并列而显奇特。此见毫无根据。若空间之念可立,斯学立得几何之用;然其价值与宗旨,不系于此念,而在其本有之数学内涵。

——克莱因,F.

《数学年刊》四十三卷(1893),页九十五。

2031. 我们很自然地会把几何语言扩展到任意变量的情形,仍然用“点”来表示n个变量的任意一组值(该点的坐标),用“空间”(n维空间)来表示所有这些点或所有这些值的集合,用“曲线”或“曲面”来表示由这样的点构成的延展,这些点的坐标是一个或两个参数的已知函数(在适当限制条件下)(当这些函数是具有相同分母的线性分式函数时,就是“直线”或“平面”),等等。这种扩展在大量研究中已经成为必要,既要赋予这些研究最大的普遍性,又要在其中保留几何的直观特性。但人们已经注意到,在这样使用几何语言时,我们并非真的在构建几何学,因为我们所考虑的形式本质上是解析的,例如,以这种方式构建的一般射影几何,实质上只不过是线性变换的代数学。

——塞格雷,科拉迪

《数学评论》第1卷(1891年),第59页。[J. w. 扬]

吾辈自然欲扩几何之语于任意变量,仍以“点”指n变量之值组(点之坐标),以“空间”(n维)指诸点诸值之全体,以“曲线”“曲面”指点所成之展布,其坐标乃一或二参数之已知函数(循适当之限,若为同分母线性分式函数,则为“直线”“平面”),云云。此扩在诸多研究中已成必需,既求其至广之通性,亦存几何之直观。然人已察,如此用几何之语,非真构几何也,盖所论之形,本为解析之属,譬如由此构之一般射影几何,实则不过线性变换之代数耳。

——塞格雷,科拉迪

《数学评论》一卷(1891),页五十九。[J. w. 扬]

2032. 那些能在普通代数中找到-1的平方根的人,在空间中找到第四维(使Abc能变成Abcd)不会有任何困难;或者,如果他们找不到,只需想象它的存在,并称它为一个“不可能的”维度,且遵循我们所发现的三个可能维度的所有规律。就像普通代数中√?1的所有“有意义的”组合都是“正确的”一样,思辨者可能会凭空想出的任意多个空间维度(即便称之为“不可能的”存在)也是如此。

——德·摩根,A.《三角学与双代数》(伦敦,1849年),第二部分,第3章。

能于常代数中求-1之平方根者,于空间求第四维(使Abc成Abcd),必无滞碍;若不能得,唯想象之,名之曰“不可能”之维,而循吾辈所知三维之律。犹常代数中√?1之“有义”组合皆“真”,思辨者所臆之任意空间维度(虽名之“不可能”),亦复如是。

——德·摩根,A.

《三角学与双代数》(伦敦,1849),卷二,第三章。

2033. 非欧几里得空间以及一般的高维空间理论,具有极高的智力趣味,需要有远见的人才能预言它永远不会有任何实际重要性。

——史密斯,w. b.

《近代几何导论》(纽约,1893年),第274页。

非欧空间及一般高维空间之论,极具智趣,需有远识者方能预言其永无实用之要。

——史密斯,w. b.

《近代几何导论》(纽约,1893),页二百七十四。

2034. 根据高斯经常表达的观点,他认为空间的三个维度是人类灵魂的特定特质;那些无法理解这一点的人,他会带着幽默的心情称之为“波奥提亚人”。他说,我们可以想象自己是只意识到两个维度的生物;更高等的生物看待我们,可能也和我们看待这种生物一样。他还开玩笑地说,他已经搁置了某些问题,希望在处于更高等的存在状态时,能从几何角度去研究它们。

——萨托里乌斯,w. V. 瓦尔特豪森

《高斯纪念》(莱比锡,1856年),第81页。

按高斯常言之见,彼谓空间三维,乃人类灵魂之特质;不能解此者,彼戏称之为“波奥提亚人”。彼曰:吾辈可自视为仅识二维之造物,高等之灵观吾辈,或亦如是。又戏言:己有若干问题,暂置不论,冀处更高之境时,以几何究之。

——萨托里乌斯,w. V. 瓦尔特豪森

《高斯纪念》(莱比锡,1856),页八十一。

2035. 存在着诸多理性的逻各斯,而数学家在沉思那些“不一致的”“一致关系系统”时,会获得极大的愉悦。例如,有欧几里得几何,还有不止一种非欧几里得几何。作为对特定空间的理论阐释,这些几何体系并不兼容。要是我们的宇宙如柏拉图所认为的,也是自然科学所假定的那样,是一个受空间制约、具有几何特性的存在,那么这些几何体系中或许有一种是有效的,或许一种都没有,但绝不可能全部有效。然而,在更为广阔的思想世界里,它们全都是有效的,在那里它们共存着,彼此交织,还与其他体系相互交融,就如同更高层次的、绝对超自然的、超宇宙的和谐中不同的构成部分。——凯泽,c.J.

出自《宇宙及之外》;《希伯特杂志》,第3卷(1904-1905),第313页。

理性之理,多不胜数。数学家静观“矛盾之统系”,其乐融融。譬如欧氏几何,及数种非欧几何,皆此类也。若以之释特定空间,则互不相容。设宇宙如柏拉图所言,亦如自然科学所假定,为囿于空间、具几何性之存在,则此诸几何或有一种可用,或皆不可用,然绝无全可用之理。然于广袤思想之域,则皆为有效,共存其间,与他理交织,如更高超、绝自然、超宇宙之和谐中,各成一脉。——凯泽·c.J.

《宇宙及外篇》;《希伯特杂志》第三卷(1904-1905),三百一十三页。

2036. 在几何研究中引入诸如无穷、虚数以及超空间关系等概念,这些概念都无法被直接想象,这一做法具有值得深入探究的心理学意义。它让我们得以深刻洞察人类思维的潜能与运作方式。我们就此踏入了数学与心理学的交界地带。——默茨,J.t.

出自《19世纪欧洲思想史》(爱丁堡与伦敦,1903),第716页。

几何之学,引入无穷、虚数、超空间关系等念,皆非可直感者,其心理学义蕴,颇值得探究。由此可深窥人心之潜能与运作。此乃数学与心理学交界之域也。——默茨·J.t.《十九世纪欧洲思想史》(爱丁堡、伦敦,1903),七百一十六页。

2037. 在现代数学所达成的卓越概括中,有一种概括尤为璀璨、振奋人心且成果丰硕,它与存在本身那无限的广袤相契合,这便是产生了被称为……超空间或多维空间这一伟大概念的概括。——凯泽,c.J.出自《数学的解放》;《一元论者》,第16卷(1906),第65页。

近代数学所成之卓越概括,其璀璨、鼓舞、丰硕,及与存在本身之无垠相称者,莫过于创“超空间”或“多维空间”之伟念。——凯泽·c.J.《数学解放论》;《一元论者》第十六卷(1906),六十五页。

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