Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ năm, 23/08/2007 00:36 (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 Euclid ở 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. 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 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 Archimedes, 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 Plolemy 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.

Educlid 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 về 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 "Elements" 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 mathématiques élémentaires, 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. Riêng 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.Hémery 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, ở nước ta hiện nay. nếu có soạn lại, thời gian cũng chỉ cần 3 tháng cũng chẳng có gì 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 hóa. 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, số 2 - 2007, tr 25

Xem Thêm

Phát triển nhân lực trẻ cho các lĩnh vực công nghệ chiến lược
Bộ Khoa học và Công nghệ được giao nghiên cứu, đề xuất cơ chế, chính sách phát triển nhân lực trẻ chất lượng cao trong các lĩnh vực công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo, hàng không vũ trụ và năng lượng nguyên tử, với thời hạn hoàn thành trong quý IV/2026.
Thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức
Sáng ngày 28/7, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đã phối hợp với Viện Khoa học và Quản lý kinh tế (IESEM) tổ chức hội thảo "Thực trạng và giải pháp thúc đẩy khởi nghiệp đổi mới sáng tạo gắn với tự tự tạo việc làm cho thanh niên trí thức trong bối cảnh Cách mạng công nghiệp 4.0".
Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.

Tin mới

Thanh Hoá: Phát huy nguồn lực trí tuệ của đội ngũ trí thức
Ngày 06/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Thanh Hóa (Liên hiệp hội) phối hợp với Sở Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Hồng Đức và Viện Nông nghiệp Thanh Hóa tổ chức Diễn đàn khoa học với chủ đề “Giải pháp nâng cao hiệu quả tập hợp và phát huy trí tuệ của đội ngũ chuyên gia, trí thức, nhà khoa học trình độ cao thuộc các lĩnh vực phục vụ phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thanh Hóa”.
Bắc Ninh: Hội thảo chuyển đổi số - cơ hội, thách thức và nhu cầu nhân lực
Ngày 05/11, Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật thành phố Bắc Ninh phối hợp với Trường Cao đẳng Lý Thái Tổ tổ chức hội thảo khoa học với chủ đề “Chuyển đổi số và Trí tuệ nhân tạo (AI) trong Logistics và Quản lý chuỗi cung ứng - Cơ hội, thách thức và nhu cầu nhân lực giai đoạn 2026–2030”.
VUSTA xây dựng đề án vị trí việc làm giai đoạn 2027–2031
Là hội quần chúng được Đảng và Nhà nước giao nhiệm vụ ở Trung ương, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) đang tập trung triển khai việc rà soát vị trí việc làm (VTVL), xây dựng phương án biên chế giai đoạn 2027–2031, nhằm hoàn thiện tổ chức bộ máy và nâng cao hiệu quả tập hợp đội ngũ trí thức khoa học và công nghệ (KH&CN).
Tập huấn sử dụng hệ thống thông tin điều hành tác nghiệp Mặt trận Tổ quốc Việt Nam
Ngày 5/11, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Hướng dẫn sử dụng phần mềm trong quản lý và điều hành tác nghiệp văn bản đi và đến. Hội thảo nhằm nâng cao kỹ năng sử dụng, khai thác hiệu quả các chức năng của hệ thống số hóa, góp phần tích cực vào quá trình chuyển đổi số toàn diện trong công tác quản lý, điều hành và xử lý văn bản nghiệp vụ tại Cơ quan VUSTA.
Lào Cai: 52 đề tài xuất sắc sẽ được trao giải Cuộc thi lần thứ 21
Chiều 3/11, Ông Giàng Quốc Hưng - Ủy viên Ban Thường vụ Tỉnh ủy, Phó Chủ tịch UBND tỉnh, Chủ tịch Liên hiệp Hội tỉnh, Trưởng Ban Tổ chức Hội thi Sáng tạo kỹ thuật (Hội thi) và Cuộc thi Sáng tạo thanh, thiếu niên, nhi đồng tỉnh (Cuộc thi), chủ trì cuộc họp thống nhất công tác chuẩn bị tổng kết, trao giải Cuộc thi lần thứ 21 và phát động Cuộc thi lần thứ 22.
Cải cách hành chính và chuyển đổi số ở cơ sở cần thực chất hơn
Năm 2026, khi mô hình chính quyền địa phương hai cấp đi vào vận hành, cải cách hành chính và chuyển đổi số đặt ra yêu cầu cao với chính quyền cơ sở. Qua khảo sát tại phường Tuy Hòa, Cư Bao, xã Sơn Hòa, Sông Hinh, Ea Na và Yang Mao, Hội đồng tư vấn Dân chủ – Pháp luật thuộc Ủy ban MTTQ Việt Nam tỉnh Đắk Lắk ghi nhận nỗ lực của địa phương và những vấn đề cần tháo gỡ để nâng cao chất lượng phục vụ.
Tôn vinh tinh hoa đạo học, tiếp nối mạch nguồn hiền tài dân tộc
Từ ngày 5 - 15/11, thành phố Hà Nội tổ chức chuỗi hoạt động kỷ niệm 950 năm thành lập Quốc Tử Giám (1076–2026), với nhiều chương trình văn hóa, nghệ thuật, triển lãm, trải nghiệm di sản và hội thảo khoa học. Đây là dịp tôn vinh những giá trị bền vững của nền Quốc học Việt Nam, khơi dậy truyền thống hiếu học, tôn sư trọng đạo và tinh thần trọng dụng hiền tài.