這是一個正方形。如果你告訴我,它的邊長是兩個長度單位的話,那我可以告訴你,它的對角線距離(就是從A到C,或從B到D)大約是2.828。
確定是2.828嗎?不是的,精確的值應該是2√2。但這還有個前題,就是它的邊長要不多不少,確定是2才行。這樣,對角線的長度才確定是2√2。全世界沒有一把尺,可以量到這麼準確的。所有的度量,都有某種程度的不準確度。
請看看這本書的書頁,邊緣有沒有一些磨損?上面這個正方形,在顯微鏡底下還是正方形嗎?四個角都是直角嗎?假設你看得見紙上的原子,這些原子確實排成一直線嗎?我們用的直尺,不可能精密到這個程度,能做出這種度量的。我們的世界也不存在這麼細緻的邊緣。
或許你會懷疑,如果不可能做出絕對精確的度量,那麼我們是如何建築房屋、製造出可用的機器呢?答案是,我們能找到一種足夠精確的度量方法。如果我的直尺告訴我,一張紙大約有18公分長,那麼我把它對摺之後,得到的長度大約會是9公分。利用捲尺,技術精良的木匠就能夠做出一個正方形的棧台,又平又直。木匠可能不知道,他做出來的棧台,精確度在十分之一公分以內。
那麼,有沒有我們可以精確度量的完美形式呢?有!它們就存在思想裡。就是我們現在要研究的幾何學。幾何學可以應用在真實的世界裡,幾何學的原理使我們能夠在心裡建構一個美妙的世界;儘管真實世界的材料與度量都是不完美的。
這本書將為大家介紹二維世界(平面)的定義和特質。這裡包含了:正方形、三角形與圓形。你將學會:如何應用這些圖形;如果圖形的某一個尺寸改變了,其他的相關尺寸將如何改變。你也會學到一些三維的物體(立體),這些三維物體有哪些特性與二維物件是共通的?又有哪些與二維物件不同?最後,我們會談到一些平面上的圖形模式,特別是對稱和嵌鑲。
在你認識平面幾何之前,早就看到過很多完美的幾何圖形在身邊晃來晃去了。數學博士歡迎你到幾何世界來,學習使用幾何學的語言。