第二十一节
进而,仅有形象化不能证明三角形的任何两边在一起大于第三边。确实,如果把两边通过绕底角顶点旋转放在底上,那么只有通过想像行为才能看到,两边与它们在圆弧上运动的自由端点最终将交叠,从而比填补底还要多。但是,我们不应该达到这一描述,倘若在与物质对象的关联中实际上没有目睹该程序的话。欧几里得从每一个三角形的较大边与较大角相对的事实,迂回地和人为地演绎这个真理。但是,在这里,我们知识的来源也是经验——物理的三角形的边运动的经验;然而,这个来源被演绎的形式吃力地隐蔽起来,这并没有伴随明白和简洁的增加。
第二十二节
但是,用在先的经验的真理并未穷竭直线的性质。如果把任何任意形状的金属线放在木板上与两个直立的钉子接触,并如此沿着滑动,以使它总是与钉子接触,那么在钉子之间的金属线的部分之形式和位置将不断地变化。金属线越直,变化将越轻微。弯曲的金属线在绕它自己的固定点中的两个转动时,它将继续不断地改变它的位置,但是直的金属线将依然保持它的位置,它将在它自身之内转动。现在,当我们把直线定义为由它的点之中的两个完全决定的线时,在这个概念(concept)中,除了从所提到的物理经验推导出的经验概念(no-tion)——这种概念决不是由想像的生理行为直接提供的——的理想化之外,不存在其他东西。
第二十三节
平面像直线一样,也是由它的简单性刻画其生理学上的特征的。它似乎在各个部分都是相同的。每一点都唤起邻近点的空间感觉的平均值。每一部分无论多么小都与每一其他无论多么大的部分相像。但是,如果必须把这些性质表达为几何学的陈述,那么也需要在与物理对象的关联中获得的经验。平面像直线一样,在生理学上关于它本身为对称,倘若它与物体的中线平面重合或与同一平面成直角的话。但是,为了发现对称是平面和直线的恒久的几何学性质,必须把二者的几何作图作为可动的、不可改变的物理对象给出。生理上的对称与度规性质的关联也需要特殊的度规证明。
第二十四节
在物理上,平面通过把三个物体在一起摩擦来构造,直到得到三个面A,B,C为止,每一个面严格地符合另一个,既没有凸面,也没有凹面,而只有平坦的面,正如图16表明的,这是一个能够完成的结果。实际上,凸状和凹状是通过摩擦去除的。类似地,比较真实的直线能够借助不完善的直尺得到:首先放置直尺使它的末端紧靠点A,B,接着从它的位置转动它通过180度的角度,再把它紧靠A,B放置,此后把如此得到的两条线之间的平均值作为比较完善的直线,并用最后得到的线重复该操作。在通过摩擦产生平面时,也就是说,在通过摩擦产生在所有点和两侧具有相同形式的面时,经验提供了附带的结果。把这样两个平面一个放在另一个之上,人们将获悉,该平面到自身之上是可取代的,在自身之内是可转动的,正像直线那样。在平面上任何两点之间拉长的丝线完全落在平面内。横越平面任何边界部分的拉紧的布块与平面重合。因此,平面在它的边界代表面的极小值。如果把平面放在两个尖锐的点上,它还能够绕连结点的直线转动,但是任何在这条直线之外的第三点固定了平面,也就是说,完全决定了它。
在上面提及的给维塔莱·焦尔达诺(Vitale Giordano)的信中,当莱布尼兹把平面定义为把无界的固体分为两个全等的部分,把直线定义为把无界的平面分两个全等的部分时,他最直率地使用了这种关于物质对象的经验。
第二十五节
如果把注意力指向平面关于它自身的对称性,并且假定两点一个在它的每一侧,每一个关于另一个为对称,那么将发现,平面上的每一点都与这两点等距离,莱布尼兹的平面定义达到了。直线和平面的一致性和对称性,分别是它们为长度和面积的绝对极小值之结果。尽管为给出极小值的边界必须存在,但却没有包含其他附属条件。极小值是唯一的,在它的种类方面是单独的;因此,它关于边界点为对称。由于极小值的绝对性,每一部分不管多么小,再次展现出相同的极小性质;从而展现出一致性。
第二十六节
有机地相关的经验真理可以相互独立地造成它们的外观,无疑在已知它们相关的事实之前好久,这一点就被发现了。但是,这并没有妨碍它们后来被辨认出是包含在另一个之中并被另一个决定,是可以相互演绎的。例如,假定我们获知了直线和平面的对称性和一致性,我们乐于演绎,两个平面的交是直线,平面的任何两点能够用整个处在平面内的直线连结起来等等。只是难以觉察的和不引人注目的经验的极小值需要这样的演绎,这一事实不应该诱入下述错误:认为这个极小值是完全多余的,相信仅仅形象化和推理对构造几何学来说是充分的。
第二十七节
像直线和平面的具体的形象的图像一样,我们关于圆、球、柱等等的形象化也这样被物质的经验丰富,并以这种方式首次表示服从富有成效的几何学处理。促使我们的儿童在他们的概念和图画中仅仅保留典型特征的同样经济的冲动。也导致我们把从我们的经验中导出的图像图式化和概念理想化。虽然我们在自然界中从未碰到完善的直线或精密的圆,但是在我们的思维中,我们却事先计划好从这样存在的偏离中抽象。因此,几何学涉及的是通过经验对象的图式化产生的理想对象。
第二十八节
我在其他地方评论说,在初等的几何学教育中,占支配地位地修习问题的逻辑方面,而忽视向青年学生打开包含在经验中的知识的源泉,确实是错误的。使人感到可喜的是,人们注意到,与我们相比较少固于传统的美国人破除了这种体制,正在把一种实验几何学作为导言引入系统的几何学教育。
第二十九节
在几何学概念的本能的、技术的和科学的获得物之间,无法画出一条截然分明的界线。一般地讲,我们也许可以说,由于在工业和经济领域里的劳动分工,由于日益增长的特殊对象的使用,知识的本能的获得物进入背景之中,知识的技术的获得物开始了。最后,当测量本身变成目的和职业时,在各种各样的测量操作之间得到的关联获得了强大的经济利益,我们达到几何学的科学的发展时期,我们现在继续向这一点行进。
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