有理数与无理数 古希腊大多数数学家都非常重视整数,比如毕达哥拉斯。毕达哥拉斯、以及他所领导的学派认为:万物皆数。他们对整数近乎宗教的崇拜,把所有的事情都与数字联系在一起,最为生动而且影响深刻的例子是,他们发现可以把音乐归结为数与数的关系:两个绷得一样紧的弦,如果一根是另一根长的二倍,就会产生和谐的声音,这两个音相差八度;如果两个弦长的比为3:2,那么会产生另一种和谐的声音,这两个音相差五度。由此可以得到一般的结论:音乐的和声在于多根弦的长度成整数比,比如,三根弦的弦长比为3:4:6。这样,他们就发明了音阶。在一本书中,生动地描述了毕达哥拉斯发现音乐和声规律的故事[^62]: 真是天赐好运,他碰巧走过一个铁匠铺,除了一片混杂的声响外,他听到了锤子敲打着铁块,发出多彩的和声在其间回响。毕达哥拉斯立即跑进铁匠铺去研究锤子的和声。...... 他对锤子进行分析,认识到那些彼此间音调和谐的锤子有一种简单的数量关系:它们的质量彼此之间成简单比,或者说简分数。就是说,那些重量等于某一把锤子重量的1/2,1/3或者1/4的锤子都能产生和谐的声音。 在同样的碗里注入成比例容量的水,也能产生这样的效果。在古代中国,一个类似的定音阶的方法被称为"三分损益法",这个方法记载在《管子》一书中,命名得到的五声音阶为[^63]:宫、商、角、徵、羽。从时间上推算,这个结论要比毕达哥拉斯至少早一百多年。 毕达哥拉斯学派确信:可以用整数或者整数的比(分数)来度量一切事物的量。因此,当他们中的一员发现边长为1的正方形的对角线长为 √2,而这个数无法用分数形式表示时,非常吃惊,于是他们就把这个人扔到了海里[^64]。为此,古希腊学者称可以用整数或者整数的比表示的数为有理数,而称其余的数为无理数,这也就是教科书中称"能够表示为整数或者分数形式的数为有理数"的原因。关于√2是无理数的证明,参见下一个话题。