
数千年来,只有《几何原本》写出了逻辑演绎的本质。
在几何的世界里,有一本书,在差不多2000年间,被奉为学习几何的必备教材和严密思维必须遵守的“金科玉律”,在西方是仅次于《圣经》而流传最广的书籍,它就是《几何原本》。
《几何原本》是古希腊数学家欧几里得所著的一部数学巨著,大约成书于公元前300年。作为一门古老的知识学问,它最早可以追溯到古埃及时期。那时,古埃及人在尼罗河两岸开垦耕地,尼罗河水每年都有周期性地涨落,过去被淹没的土地在河水退潮之后需要重新丈量并耕种。在这种情况下,几何学作为“测地术”被发展起来。

事实上,几何学的英文名Geometry拆开来看的话,Geo代表着“土地”,metry代表着“丈量”。也就是说,研究图形的几何学最早是作为丈量土地的实际经验而存在的,在古埃及之外,其他的文明也陆续发展出了类似的经验,但这些经验缺乏实证,并不能构成严谨的科学体系。
关于《几何原本》的作者欧几里得,现代的人们知之甚少,甚至也不能知道他确切的生卒日期。关于欧几里得的描述,许多都是靠着几百年后的学者著述保留下来,其可信度自然是打了折扣。饶是如此,现代的人们也可以根据这些学者的只言片语拼凑出欧几里得的一部分行迹。
欧几里得大约在公元前300年左右活跃于希腊化的世界,并在占领埃及的托勒密王朝邀请下到达过亚历山大港,和托勒密一世有过对话。托勒密一世问是否有比较简单的可以学习几何的方法。欧几里得说:“几何学无坦途。”除此之外,后世关于欧几里得的资料就很少了,甚至有人认为欧几里得其人是不存在的,不过这个观点并未得到广泛接受。

欧几里得作为一名典型的古希腊学者,深受古希腊哲学和数学的影响。有证据表明,他曾受到过柏拉图的哲学思想影响。当时古希腊哲学和科学的一大特点是“将演绎法推向极致”,在一些预设前提的基础上,通过一层层严密的逻辑推理构建出一整套理论体系。而在这之前,人们对于几何或者数学的描述都是只言片语,缺乏形式逻辑的支撑,且不成体系。于是,欧几里得在写作《几何原本》时,就将这种演绎法的逻辑引入了从前和在其他文明中只是作为经验科学而存在的数学或几何学。
《几何原本》采用了完全不同于之前学者著述的方式。书中,欧几里得首先提出了五个“不需要证明,天然正确”的数学公理,紧随其后,又在这五个公理的基础上进行严格逻辑的演绎推导,推出一系列简洁但严密的定理,根据这些定理形成比较完善的知识体系。在当时的希腊哲学界和数学界,这种严密的逻辑推理被认为是至高的智慧。

此外,书中还牵涉到了如今初等数学中所有的平面几何和立体几何知识,其本身就已经是一部逻辑严密的教科书了。值得一提的是,欧几里得在书中除了对关于几何图形的知识进行了系统的推导总结之外,也花了相当大的篇幅讨论代数、数论和物理光学的问题。不过,在古希腊的历史时期,由于没有可靠的符号来对数学概念进行抽象表述,所以欧几里得在这部分的讨论并不如他在几何学上的建树那么大。
关于《几何原本》最早的记载出现在古希腊学者阿基米德的论述中;公元100年左右的几张莎草纸上有关于《几何原本》的内容,是现存最早版本;该书在中国最早的译本是1607年意大利传教士利玛窦和中国学者徐光启根据德国神父克里斯托弗·克拉维乌斯校订增补的拉丁文本《欧几里得原本》合译的,徐光启将其定名为《几何原本》,几何的中文名称就是由此而得来的。他们只翻译了前6卷,后9卷由英国人伟烈亚力和中国科学家李善兰在1857年译出。

《几何原本》集整个古希腊数学成果和精神于一书,既是数学巨著,也是哲学巨著,并且第一次完成了人类对空间的认识。
哥白尼、伽利略、笛卡尔、牛顿等许多伟大的学者都曾学习过《几何原本》,从中吸取了丰富的营养,从而作出了许多伟大的成就。霍布斯、斯宾诺莎、怀特海和罗素等哲学家也都尝试在自己的作品中采用《几何原本》所引入的公理化演绎结构。

而在几何学发展的历史中,《几何原本》更起了重大的历史作用。
首先,书中提出了几何学的“根据”和它逻辑结构的问题,该书的诞生,就标志着几何学已成为一个有着比较严密的理论系统和科学方法的学科。并且书中的命题1.47,证明了在西方是欧几里德最先发现的勾股定理,从而说明了欧洲是西方最早发现勾股定理的大洲。
其次,关于几何论证的方法,欧几里得提出了分析法、综合法和归谬法。

然后,而作为教材,该书自问世之日起,在长达2000多年的时间里它历经多次翻译和修订,自1482年第一个印刷本出版后,至今已有1000多种不同的版本。除了《圣经》之外,没有任何其他著作,其研究、使用和传播之广泛,能够与《几何原本》相比。
利玛窦和徐光启合作完成该书汉语的最早译本,奠定了中国现代数学的基本术语,诸如三角形、角、直角等等。日本、印度等东方国家皆使用中国译法,沿用至今。
虽然在人类文明迅速发展的今天,科学技术日新月异,但凭借着鲜明的直观性和严密的逻辑演绎方法,欧氏几何仍然是培养和提高人类逻辑思维能力最好的启蒙教材之一。