Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ tư, 07/03/2007 16:09 (GMT+7)

"Elements" của Euclid - chỗ dựa của những người biên soạn sách giáo khoa hình học ngày nay

Euclid, tác giả của "Elements" ("Các yếu tố cơ bản" hay "Cơ sở"), tác phẩm hình học vĩ đại nhất của mọi thời đại. Sinh ở đâu, cuộc đời ông thế nào, không một ai biết rõ, có người lại nhầm ông với Euclidở Megara , một nhà triết học, học trò của Plato sống trước ông khoảng 100 năm.


Theo ý kiến chung, nhưng không có một căn cứ đáng tin cậy nào, ông sinh vào đầu thế kỷ III trước Công nguyên (CN). Tên ông lần đầu tiên được nhắc đến một cách rõ ràng trong “Lời tựa” một tác phẩm của Apollonius (cuối thế kỷ III - đầu thế kỷ IV). Theo "Eudemian Summary" (Tóm lược Eudemus) của Proclus (khoảng năm 450 sau CN). Euclid đã trở thành nổi tiếng vào khoảng năm 300 trước CN, còn công trình "Elements" được biên soạn vào khoảng năm 320 trước CN.


Người ta thường nói Euclid là thuộc thế hệ trước Archimedesm, nhưng cũng có tài liệu nói ông là đương thời với Archimedes hoặc thế hệ ngay trước Archimedes. Euclid đã đến giảng dạy toán học ở Alexandria, một thành phố ở Ai Cập do Alexander đại đế thành lập năm 332 tr CN, lúc bấy giờ dưới sự trị vì của Ptolemy I, một vị tướng của Alexander đã trở thành vua Ai Cập sau khi Alexander qua đời (năm 323 tr CN). Alexandria đã được Ptolemy lấy làm thủ đô của Ai Cập và xây dựng thành một trung tâm học thuật lớn, tồn tại trong gần một nghìn năm.


Euclid còn là tác giả của nhiều công trình khác, một số còn giữ được đến ngày nay, một số đã mất một phần hay hoàn toàn. Nếu nói những công trình có tính chất lý thuyết, trước hết ta phải kể "Data" (Các dữ kiện), một tài liệu bổ sung cho “Elements” bao gồm 94 mệnh đề (bài tập), thí dụ như vầ các tính chất của các đại lượng tỉ lệ, các gia số tỉ lệ, tức là những hàm tuyến tính theo ngôn ngữ của chúng ta ngày nay; những hình đồng dạng, v.v...


Một tác phẩm khác là “De Divisionibus” (Về các phép chia) còn tồn tại dưới dạng một tài liệu tiếng Arập được xuất bản ở Paris năm 1851. Tác phẩm này xét bài toán chia một hình phẳng đã cho bằng đường thẳng thành những phần theo một tỉ lệ đã cho. Một tác phẩm khác đề cập các tiết diện lôgic đã được Archimedes nhắc đến và phần lớn đã được đưa vào quyển đầu tiên trong bốn quyển của Apollonius về tiết diện cônic. Một công trình khác được nói là của Euclid là “Phoenomena” (Các hiện tượng), một khảo luận về hình học của hình cầu, được biên soạn có lẽ nhằm giúp cho việc nghiên cứu về thiên văn học; và “Optics” (Quang học) vẫn còn giữ được, trong đó tác giả cố gắng xây dựng các nguyên lý cơ bản của sự phản xạ trên các mặt cầu.


Công trình lớn nhất của Euclid hiển nhiên là “Elements”. Gần một trăm năm sau khi ra đời, Archimedes và Apollonius đã đưa “Elemént” tới trình độ mà cho tới thế kỷ XVII không một tác phẩm nào vượt qua được (J. F. Scott, A History of Mathematics, 1958, tr. 22). Cho tới thế kỷ XIX, công trình đã được công nhận trong giảng dạy toán học sơ cấp (ouvrage... qui a fait autorisé jusqu’au siècle dernier dans les mathématieues élémenteires, Histoire générale des sciences, R. Taton chủ biên, Tome I, 2 è édition, 1966, tr. 321).


“Elements” bao gồm 13 Quyển (tức Chương) với tổng cộng 465 mệnh đề. Quyển I bắt đầu bằng những định nghĩa sơ bộ cần thiết, các định đề (postulates) và tiên đề (axioms). Các định đề và tiên đề là những mệnh đề phải được công nhận khi chúng ta đi ngược từ một mệnh đề về những mệnh đề mà từ đó sẽ suy ra mệnh đề ấy và quá trình đi ngược lại này đến một lúc nào đó phải dừng lại. Những mệnh đề là những “khái niệm thông thường” (common notions) được gọi là “tiên đề” - những chân lý tự nó là hiển nhiên.


Lúc đầu có 5 định đề, 3 định đề đầu tiên là về dựng hình. Định đề thứ tư khẳng định sự bằng nhau của tất cả các góc vuông. Định đề thứ năm từ đó Euclid xây dựng toàn bộ lý thuyết về các đường song song nói rằng: “Nếu một đường thẳng cắt hai đường thẳng khác sao cho tạo thành hai góc trong ở một bên của đường cắt nhỏ hơn hai góc vuông thì hai đường thẳng này kéo dài ra vô tận sẽ gặp nhau ở phía của đường cắt mà ở đó là hai góc bé hơn hai góc vuông”.


Từ các định nghĩa, tiên đề và định đề như vậy, Euclid đã xây dựng một cách chặt chẽ toàn bộ tòa lâu đài kiến thức hình học. Tiêng về định đề thứ năm (định đề song song), một số người đã tìm cách chứng minh nó, và hơn 2000 năm sau, đến thế kỷ XIX, người ta mới hiểu được rằng vấn đề là có thể xây dựng những kiểu hình học không buộc phải thừa nhận định đề đó – các hình học phi Euclid.


Quyển I, ngoài những định nghĩa, định đề và tiên đề như đã nói ở trên, dành cho hình học của những đường thẳng và những hình phẳng tạo thành từ các đường thẳng. Quyển II thiết lập một số đồng nhất thức đại số quen thuộc. Quyển III nói về các tính chất của vòng tròn. Quyển IV tiếp tục nói về hình học các vòng tròn, chú trọng các bài toán về một số hình tuyến tính nội và ngoại tiếp một vòng tròn. Quyển V xây dựng lý thuyết các tỉ lệ, chứng minh nó có thể áp dụng cho các đại lượng thông ước cũng như vô ước. Quyển VI áp dụng lý thuyết tổng quát về tỉ lệ cho các hình phẳng. Định lý Thales nói ở đây.


Các Quyển VII, VIII và IX dành cho số học, cụ thể là lý thuyết số, đưa ra các định nghĩa về đơn vị, số chẵn và số lẻ, số nguyên tố và số tổng hợp, số bình phương và số lập phương, số hoàn hảo. Lấy thí dụ, quyển VIII nói về cách tìm bội số chung nhỏ nhất của hai số hay nhiều hơn. Quyển VIII – cách nội suy một số trung bình nhân bất kỳ giữa hai số; Quyển IX - định lý cơ bản của số học: một số có thể phân tích thành các thừa số nguyên tố theo một cách và chỉ một cách mà thôi, v.v...


Quyển X đề cập các đại lượng vô tỉ. Quyển XI, XII và XIII dành cho hình học không gian. Để làm thí dụ, Quyển XI nói về các tính chất của các hình hộp, hình nón và hình cầu; quyển XII – phương pháp vét kiệt (method of exhaustion); Quyển XIII - dựng các đa diện đều: tứ diện, lập phương, tám mặt, mười hai mặt và hai mươi mặt nội tiếp trong hình cầu, chỉ ra cạnh của các hình đó theo bán kính của hình cầu; v.v...


Sau Euclid, một số tác giả đã đưa thêm vào “Elements” một số quyển, thí dụ Quyển XIV có 8 mệnh đề của Hypsicles ở thế kỷ II tr CN, thực ra chỉ là một phụ lục của Quyển XIII; Quyển XV của Damascius và Damascus không có giá trị đáng kể.


“Elements” không chỉ là “Kinh thánh của hình học” mà còn là “Kinh thánh” thứ hai xét về số lần xuất bản. Kể từ lần ấn loát đầu tiên năm 1482, “Elements” đã có hơn một nghìn lần xuất bản, “Trên hai thiên niên kỷ, công trình này đã ngự trị trong mọi giảng dạy về hình học” (H. Eves, Giới thiệu lịch sử toán học, bản dịch của Trần Tất Thắng, 1993). Hiện nay, các văn bản về hình học phẳng và hình học không gian của các trường trung cao ở Mỹ có chứa đựng nhiều tài liệu tìm thấy trong Quyển I, III, IV, VI, XI và XII (H. Eves, đã dẫn). Nói “Dựa vào Euclid ” để biên soạn sách giáo khoa hình học có lẽ chẳng có gì là thiếu căn cứ. Song ngày nay, các nhà biên soạn sách giáo khoa có thể không cần phải dựa trực tiếp vào Euclid mà, đứng trên vai người khổng lồ, dựa vào rất nhiều sách giáo khoa đã có trên thế giới (thực ra chỉ cần chọn mấy quyển thật hay, thí dụ như “Géométrie dans l’espace” của C. Lebossé và C. Hemery được các thầy giáo và học sinh cách đây khoảng 50 năm thường xuyên sử dụng), những quyển sách “đã dựa trên Euclid”. Dựa vào các tài liệu hiện có trong và ngoài nước, thì việc biên soạn xong cuốn sách giáo khoa chuẩn trong thời gian ba tháng cũng chẳng có gì là lạ.


“Elements” là một tác phẩm kỳ diệu về hình học, một mặt vì cấu trúc lôgic chặt chẽ và gọn đẹp của nó, khó ai có thể tìm ra một cấu trúc khác thay thế, mặt khác là vì phương pháp tư tưởng của nó – phương pháp tiên đề hoá. Phương pháp này đã được phát triển mạnh mẽ vào cuối thế kỷ XIX - đầu thế kỷ XX và là một thành phần chủ yếu trong cuộc cách mạng toán học vào lúc chuyển thế kỷ.


(Đặng Mộng Lân, Lịch sử khoa học, Bài giảng cho Lớp cao học về Quản lý KH &CN, Bộ KH, CN & MT, 1996)

Nguồn: Vật lý ngày nay, 2/2007, tr.25-26

Xem Thêm

Tạo thuận lợi hơn cho công tác tổ chức hội nghị, hội thảo quốc tế
Dự thảo Quyết định điều chỉnh, sửa đổi Quyết định 06/2020/QĐ-TTg ngày 21/02/2020 của Thủ tướng Chính phủ về tổ chức, quản lý hội nghị, hội thảo quốc tế tại Việt Nam nhằm giải quyết những vướng mắc trong quy định hiện hành, tăng cường phân cấp và đơn giản hóa thủ tục hành chính.
Để trí thức khoa học tham gia sâu hơn vào công tác Mặt trận
Hội thảo khoa học tại Hà Nội ngày 6/11/2025 đánh giá thực trạng sự tham gia, phối hợp của Liên hiệp Hội Việt Nam trong các hoạt động chung của Mặt trận Tổ quốc Việt Nam giai đoạn 2015-2025. Các chuyên gia thẳng thắn chỉ ra những thành tựu, hạn chế và đề xuất giải pháp cho giai đoạn tới.
Còn nhiều rào cản trong thực thi bộ tiêu chuẩn ESG
Hầu hết các doanh nghiệp vừa và nhỏ (DNVVN) nói chung và DNVVN nói riêng trên địa bàn Thành phố Hà Nội gặp nhiều rào cản và thách thức trong thực thi tiêu chuẩn môi trường, xã hội và quản trị (ESG).
Đắk Lắk: Góp ý kiến văn kiện Đại hội lần thứ XIII của Đảng
Ngày 13/6, Liên hiệp hội tỉnh đã tổ chức góp ý kiến đối với dự thảo kế hoạch tổ chức hội nghị lấy ý kiến văn kiện Đại hội lần thứ XIII của Đảng và dự thảo Báo cáo chính trị trình Đại hội đại biểu Đảng bộ tỉnh lần thứ XVII, nhiệm kỳ 2025 – 2030.
Hà Giang: Góp ý dự thảo sửa đổi Luật Chất lượng sản phẩm
Ngày 13/6, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (Liên hiệp hội) tỉnh đã tổ chức hội thảo góp ý dự thảo Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Chất lượng sản phẩm, hàng hoá (CLSPHH). Tham dự hội thảo có lãnh đạo đại diện các Sở, ban ngành của tỉnh, các hội thành viên Liên hiệp hộivà các chuyên gia TVPB.
Đắk Lắk: Hội nghị phản biện Dự thảo Nghị quyết về bảo đảm thực hiện dân chủ cơ sở
Sáng ngày 27/5/2025, tại trụ sở Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk (Liên hiệp hội) đã diễn ra Hội nghị phản biện và góp ý đối với Dự thảo Nghị quyết của Hội đồng nhân dân (HĐND) tỉnh Đắk Lắk về việc quyết định các biện pháp bảo đảm thực hiện dân chủ ở cơ sở trên địa bàn tỉnh.
Phú Thọ: Lấy ý kiến về Dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp năm 2013
Sáng ngày 20/5/2025, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Phú Thọ (Liên hiệp hội) tổ chức hội thảo lấy ý kiến của đội ngũ trí thức, chuyên gia, nhà khoa học về dự thảo Nghị quyết sửa đổi, bổ sung một số điều của Hiến pháp nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 2013.

Tin mới

Thanh Hoá: Hội nghị sơ kết 6 tháng đầu năm 2026
Ngày 10/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Thanh Hóa (Liên hiệp hội) tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành mở rộng lần thứ VII, khoá VII, nhiệm kỳ 2024 - 2029; sơ kết 6 tháng đầu năm, triển khai nhiệm vụ trọng tâm 6 tháng cuối năm 2026.
Lâm Đồng: Kết nối sức mạnh - Khơi thông nguồn lực phát triển năng lượng tái tạo
Chiều ngày 09/7, tại Đà Lạt, Hiệp hội Điện gió và Mặt trời tỉnh Lâm Đồng (Hội thành viên Liên hiệp Hội) tổ chức Hội nghị thường niên năm 2026 nhằm đánh giá kết quả hoạt động năm 2025 và 6 tháng đầu năm 2026, đồng thời đề ra phương hướng, nhiệm vụ trọng tâm cho 6 tháng cuối năm.
Liên hiệp Hội tỉnh Hà Tĩnh và Quảng Trị tăng cường trao đổi kinh nghiệm
Chiều ngày 09/7, Đoàn công tác Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật (LHH) tỉnh Quảng Trị do Tiến sĩ Trần Văn Tuân – Chủ tịch Liên hiệp Hội làm Trưởng đoàn đã có buổi thăm, làm việc và trao đổi kinh nghiệm tại LHH tỉnh Hà Tĩnh. Tiếp và làm việc với đoàn có Tiến sĩ Bùi Khắc Bằng – Chủ tịch LHH tỉnh Hà Tĩnh cùng đại diện các ban chuyên môn.
Đắk Lắk: Liên hiệp hội sơ kết công tác 6 tháng đầu năm
Chiều ngày 09/7, Liên hiệp hội tỉnh Đắk Lắk đã tổ chức Hội nghị Ban Chấp hành (mở rộng) nhằm sơ kết công tác 6 tháng đầu năm và triển khai phương hướng, nhiệm vụ 6 tháng cuối năm 2026; đồng thời cho ý kiến đối với các nội dung chuẩn bị Đại hội Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031.
GS.TSKH Nguyễn Đức Cương: Khoa học là một hành trình dài và không phải lúc nào cũng có kết quả ngay
Sinh năm 1945 tại Huế, ông là nhà khoa học hàng đầu về hàng không - vũ trụ của Việt Nam, đã có hơn nửa thế kỷ cống hiến cho ngành khoa học kỹ thuật hàng không vũ trụ. Không chỉ là người đặt nền móng cho các sản phẩm bay tiết kiệm chi phí cho Việt Nam, ông còn là người thầy tâm huyết, truyền cảm hứng và kiến thức cho nhiều thế hệ, góp phần đưa ngành hàng không Việt Nam đạt được những bước tiến mới.
Đắk Lắk: Ứng dụng AI “nghe” độ chín sầu riêng
TS. Lê Minh Tân và CN. Hoàng Ngọc Trung Nguyên (Trường Đại học Tây Nguyên) đã nghiên cứu thành công giải pháp: “Máy phân loại quả sầu riêng theo độ chín sử dụng AI phân tích âm thanh”. Giải pháp này đã đọat giải Nhì Hội thi Sáng tạo Kỹ thuật tỉnh Đắk Lắk (2024-2025) khu vực phía Tây.