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綜合幾何學

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綜合幾何學(有時亦稱為公理幾何純幾何)是指不藉助坐標體系進行研究的幾何學。它以公理化方法為基礎,從少數基本性質出發(早期稱為假設,現稱為公理),通過邏輯推演來證明一切幾何結論。

17世紀,勒內·笛卡爾引入了坐標方法,即所謂的解析幾何。自此,「綜合幾何」(synthetic geometry)一詞被創造出來,用以指代笛卡爾之前沿用的幾何研究方法——當時,人們所知的幾何學皆屬此類。

正如數學家費利克斯·克萊因所言[1]

「綜合幾何研究形狀本身的性質,而不訴諸任何公式;而解析幾何則依賴於公式的表達,這些公式可在採用適當坐標系後寫出。」

綜合幾何最早的系統化論著是歐幾里得的《幾何原本》。然而,到了19世紀末,人們發現歐幾里得的公理體系並不足以完整刻畫幾何學。直到19世紀末,大衛·希爾伯特才提出了第一個完備的幾何公理體系。與此同時,人們也認識到,綜合方法與解析方法皆可用於建立幾何理論。兩者在本質上的等價性後來由埃米爾·阿廷在其著作《幾何代數》中予以嚴格證明。

正因為這種等價關係,綜合幾何與解析幾何之間的區分在現代數學中已不再使用,除非是在初等教學階段,或是在研究某些與數系無關的幾何體系時,例如有限幾何非德薩格幾何(Non-Desarguesian plane)。

參見

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註腳

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  1. ^ Klein 1948,p. 55

參考文獻

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