Geometriyani asoslash masalalarining vujudga kelishi” mavzusidagi

1-2-§. Geometriya fanining rivojlanishi

O’rta asrlarga kelib, Sharqda ilm-fan yuksak taraqqiyotga erishdi. Xususan geometriya fani ham yangi kashfiyotlar bilan boyitilib, rivojlana boshladi. Bunda albatta, O’rta Osiyodan yetishib chiqqan buyuk olimlarimizning xizmatlari juda kattadir. Al-Xorazmiy, Ahmad al-Farg’oniy, Abu Nasr Forobiy, Abu Ali ibn Sino, Abu Rayhon Beruniy, Abul Vafo Buzjoniy , G’iyosiddin Al-Koshiy, Mirzo Ulug’bek va boshqa olimlarning ilmiy merosi, hayot yo’llari haqida, jumladan geometriyaning rivojiga qo’shgan hissalari haqida o’quvchilarimiz zarur ma’lumotlarga ega bo’lishlari, bilishlari kerak. Bu haqda bilim berish, tushuntirish ma’naviy yetuk, bilimdon, buyuk ajdodlari bilan faxrlanuvchi va ularga munosib voris bo’lishga intilayotgan barkamol avlodni tarbiyalashda muhim ahamiyatga ega. Bugungi kunda yosh Beruniylar, Ibn Sinolar, Ulug’beklarning yetishib chiqishida o’qituvchilarimizning ma’suliyati juda katta bo’lishi kerak. Geometriya- eng qadimgi matematik fanlardan biri. Biz geometriyaga taaluqli birinchi faktlarni. Bobilning mixxatli jadvallaridan va misrliklarning papiruslaridan, shuningdek, boshqa manbalardan topamiz. ‘Geometriya’ fanining nomi qadimgi yunon tilidan olingan. U qadimgi 2 yunon so’zi (ge-‘yer’ va metreo-‘o’lchayman’) –dan olingan.

Geometrik bilimlarning vujudga kelishi odamlarning amaliy faoliyati bilan bog’liq. Bu ko’pgina geometrik figuralarning nomlarida o’z aksini topgan. Masalan trapetsiyaning nomi trareziop-so’zidan olingan va ‘stolcha’ ni bildiradi. ‘Liniya’-‘chiziq’ atamasi lotincha linit-‘ziqir, zig’ir ip’ so’zidan hosil bo’lgan.

Qadimdanoq, geometriya aksiomalar sistemasiga asosan tuzilgan qat’iy mantiqiy dediktiv fanga aylangan. U uzluksiz rivojlangan, yangi teoremalar, g’oyalar va metodlar bilan boyib brogan. Geometrlarning qiziqishlari va ilmiy tadqiqotlarning yo’nalishlari vaqti-vaqti bilan o’zgarib turgan. Shu sababli hozirgi geometriyaning predmeti, mazmuni hamda metodlarini qamrab oluvchi aniq ta’rifini berish qiyin.

Eramizdan avvalgi IIasrda qadimgi yunon olimi Yevklid ‘Negizlar’ nomli asar yozdi. Yevklid bu kitobida shu davrgacha to’plangan geometric bilimlarni jamladi va bu fanning tugallangan aksiomatik bayonini berishga harakat qildi. Yevklid kitobida puxta o’ylanib, chuqur mantiqiylik bilan bayon etilgan geometriya matematiklarni, Yevklid geometriyasidan boshqacha geometriya mavjud bo’lmaydi degan fikrga olib keldi.

XIX asrdagina, 1-navbatda rus matematigi N.I.Lobachevskiyning ishlari tufayli , Yevklid geometriyasi mumkin bo’lgan yagona geometriya emasligi aniqlandi. Bizning mumkin bo’lgan geometric fazolar haqidagi tasavvurlarimizning kengayishida XIX asrda yashaga n nemis matematigi B.Rimanning ayniqsa xizmatlari katta. U cheksiz ko’p geometriyalar qurish usulini kashf etdi.

Geometriyaning hozirgi zamon fizikasi bilan bog’lanishini kuzatish g’oyat qiziqarli. Ko’pincha, matematikani boyitadigan yangi tushunchalar, metodlar fizika hamda kimyo va tabiatshunoslikning boshqa bo’limlaridan keladi. Mexanikadan matematikaga kelgan vektor tushunchasi bunga tipik misol bo’la oladi. Xususan, Lobachevskiy geometriyasi maxsus nisbiylik nazariyasiga tatbiq etildi va bu fanning nazariy asosiga aylandi, Riman geometriyasi esa Eynshteynning umumiy nisbiylik nazariyasining asosi bo’lib xizmat qildi.

A.Eynshteynning o’z nazariyasini yaratayotganida nemis matematigi D.Hilbert hamkorligi, uning g’oyalarining ta’siri ko’zga tashlanadi. Riman geometriyasi elastiklik nazariyasi , fizika va texnikaning boshqa bo’limlarida ham muhim tadbiqqa ega.

XV asrning oxirida Italiya sayyohi Xristifor Kolumb Amerika qit’asining qirg’oqlariga yetib bordi. Undan keyin Amerikaga boshqa v Italiyalik sayyoh Amerigo Vespuchi bir necha bor sayohat qildi. Portugaliyalik Vasco da Gama Hindistonga dengiz yulini kashf etti.So’ngra Magelan kemalari jahon bo’ylab sayohatga chiqdi.

Buyuk Geografik kashfiyotlar davri, yangidan-yangi zabt etish, yangi yerlarning yangi boyliklariri o’zlashtirish davri keldi.

Endi ayrim savdogar dengizchilargina emas, balki ayrim davlatlar ham yangi yerlar uchun kurasha boshladi. Mustahkam, tez yurar kemalar, mukammal kartalar, lengiz yullarini aniqlashning oson va mukammal usullari zarur edi. Bularning hammasi esa matematik bilimlarni talab etar edi.

Bu talablarni qanoatlantirish uchun Evklid Geometriyasi bulmay qoldi. Matematika, jumladan, Geometriyada yabgi metod zarur edi. Shubday metod yaratildi. Uni XVII asrda buyuk fransuz olimi matematik R. Dekart yaratdi. U yaratgan geometriya hozir analitik geometriya deb ataladi. Undan keyin geometriyaning boshqa sohalari --differensial va proektiv geometriyalar ham rivojlana boshladi. Bu geometriyalar Evklid geometriyasini rad etmaydi, balki balki Evklid geometriyasining davomi, rivojlangan formasi hisoblanadi.

Yunon olimi Platon geometriyada ajoyib bir (eramizdan avvalgi 356-300- yillar) qonuniyatni payqagan: avval o’rganilgan, to’riligi isbotlangan xossalardan mantiqiy fikrlash, mushohada yuritish orqali yangi xossalarni keltirib chiqarsa bo’lar ekan. Bunday ajoyib imkoniyatdan foydalanib, qolgan xossalar teoremalar ko’rinishida ifodalanadi va aksiomalar hamda bu paytgacha to’g’riligi isbotlangan xossalarga asoslanib , mantiqiy mulohazalar yuritish orqali isbotlanadi.

Mulohaza yuritish jarayonida isbotlanmagan xossalardan (garchi ularning to’g’riligi ochiq-oydin ko’rinib turgan bo’lsa ham) foydalanish taqiqlanadi.

Shunday qilib, geometriyani bir bino dcb qaraydigan bo’lsak, boshlang’ich tushunchalar va aksiomalar uning poydevorini tashkil qiladi. Bu poydevor ustiga terulgan g’ishtlar - ta'riflangan yangi tushunchalar va teoremalar ko’rinishida isbotlangan xossalardan iborat bo’ladi.

Geometriyani mustaqil fan sifatida asoslashda qadimgi yunon olimlari katta hissa qo’shishgan. Masalan, Gippokrat Xiosskiy geometriya asoslari haqidagi dastlabki tasavvurlarini bayon etgan. Bu soha bo’yicha asosiy ishlarni buyuk yunon olimi Evklid (eramizgacha 356 — 300-yillar) amalga oshirgan. Uning asosiy asari "Negizlar" planimetriya, stereometriya va sonlar nazariyasining ba'zi masalalarini, shuningdek, algebra, nisbatlar umumiy nazariyasi, yuz va hajmlarni hisoblash usuli hamda limitlar nazariyasi elementlarni o’z ichiga oladi. "Negizlar" da Evklid qadimgi yunon matematikasining barcha yutuqlarini jamladi va uning rivoji uchun asos yaratdi.

"Negizlar" 13 kitobdan iborat bo’lib, bu asar eramizdan avvalgi V—IV asrlar yunon matematiklari asarlari qayta ishlanmasidan iborat. Asarda 23 ta ta'rif, 5 ta postulat va 9 ta aksioma berilgan. Asarda to’g’ri to’rtburchakka, kvadratga, aylanaga to’g’ri ta'riflar berilgan. Nuqta va chiziqqa quyidagi ta'riflar berilgan:

"Nuqta deb shunday narsaga aytiladiki, u qismlarga ega emas", "Chiziq deb eni yo’q uzunlikka aytiladi".

"Negizlar"da 9 ta aksioma - isbotsiz qabul qilinadigan mulohazalar bayon etilgan. Geometrik yasashlarni amalga oshirish mumkinligini bayon etuvchi matematik mulohazalar (postulat)dan quyidagi beshtasi bayon qilingan:

I. Har qanday ikki nuqtadan faqat bitta to’g’ri chiziq o’tkazish mumkin.

II. To’g’ri chiziq kesmasini cheksiz davom ettirish mumkin.

III. Har qanday markazdan ixtiyoriy masofada aylana yasash mumkin.

IV. Hamma to’g’ 'ri burchaklar o’zaro teng.

V. Bir tekislikda yotgan ikki to’g’ri chiziqni uchinchi to’g’ri chiziq kesib, bir tomonli ichki burchaklar hosil qilsa va burchaklar yig’indisi ikki to’g’ri burchakdan kichik boisa, mazkur to’g’ri chiziqlar davom ettirilganda ular yig’indisi ikki to’g'ri burchakdan kichik burchaklar tomonida kesishadi.

Mazkur asar ulkan va uzoq shuhratga ega bo’ldi. Ayniqsa, V postulat katta ilmiy munozaralarga sabab boidi. Agar V postulatdagi ichki almashinuvchi burchaklarni a va p desak (1 -rasm), to’g’ri chiziqlar a va b boisa, u holda postulat mazmuniga ko’ra a+P <180° bois, a va b to’g’ri chiziqlar kesishadi.

Postulatni isbotlash yoiida unga tengkuchli bir qator mulohazalar paydo boldi. Masalan, ingliz matematigi Yan Pleyfer (1748-1819) ning parallellik aksiomasi shular jumlasidandir: tekislikda to’g’ri chiziqdan tashqarida olingan nuqtadan bu to’g’ri chiziqqa faqat bitta parallel to’g’ri chiziq o’tkazish mumkin.

Matematik shoir astronom va faylasuf Umar G’iyosiddin Abul Faxt ibn Ibrohim Hayyom ham bu masala bilan shug’ullangan. Hayyom "Evklid kitobining kirish qismidagi qiyinchiliklarga sharhlar" nomli asarida V haqidagi postulatga to’xtalgan. U Evklidning postulate teorema ekanligini isbotlash uchun pastki asosidagi ikki burchagi to’g’ri boigan to’g’ri to’rtburchakni qaragan (2- rasm) va agar uning pastki ikki burchagi to’g’ri bo’lsa, yuqoridagi ikki burchagi ham to’g’ri bo’lishi lozim degan xulosaga kelgan. Umar Hayyom "Bitta to’g’ri chiziqqa perpendikular bo’lgan ikki to’g’ri chiziq to’g’ri chiziqning ikkala tomonida ham kesisha olmaydi-ku", - deydi. Umar Hayyomning bu ishlaridan bexabar italiyalik matematik J. Sakkeri (1667—1733) ham V postulat bilan shug’ullanib, to’g’ri to’rtburchakka murojaat qilgan. Geometriya asoslariga bu to’g’ri to’rtburchak "Hayyom — Sakkeri to’rtburchagi" nomi bilan kirgan.

Bu muammoni buyuk rus matematigi Nikolay Ivanovich Lobachevskiy (1792-1856) hal qildi va noevklid geometriyasini yaratdi. Lobachevskiy birinchi marta Evklidning beshinchi postulati geometriyaning boshqa aksiomalariga bog’liq emasligini isbotladi. Bu geometriya Evklid geometriyasidan tamoman farq qilar edi. Lekin u mantiqiy qarama-qarshilikka (ziddiyatlikka) duch kelishi lozim edi, chunki - ikkita geometriyaning bir vaqtda mavjud bo’lishligi mumkin emas edi. Shunga qaramay, Lobachevskiy yangi natijalar keltirib chiqara berdi, ular mantiqiy qarama – qarshiliklarga uchramadi. Yangi geometriya va Evklid geomctriyasida birinchi to’rtta guruh aksiomalar ustma-ust tushadi. Bu aksiomalar guruhlari va ularning natijalari absolute geomctriya dcb atala boshladi.

Lekin, noevklid (Lobachevskiy) geometriyasi Evklid geometriyasidan jiddiy farq qiladi. Masalan, Lobachevskiy geometriyasida uchburchak ichki burchaklarining yig’indisida n dan kichik, unda o’xshash yoki teng bo’lmagam uchburchaklar mavjud emas, berilgan to’g’ri chiziqdan bir xil uzoqlashgan nuqtalar to’plami to’g’ri chiziq emas, balki egri chiziq hisoblanadi va h. k.

Noevklid geometriyasini yaratishga venger matematigi Yanosh Bolyai (1802- 1860) va nemis matematigi Karl Fridrix Gauss (1777-1855) lar katta hissa qo’shganlar. Shuningdek, italyan matematigi Eujenio Beltrami (1835-1900) va nemis matematigi Bernxard Riman (1826—1866) yangi geometriya tavsifi bo’yicha katta ishlar qildilar.

Evklid boshlab bergan aksiomatika ma'lum ma'noda nemis matematigi David Gilbert (1862- 1943) va rus matematigi Veniamin Fyodorovich Kagan (1859—1953) ishlarida oxiriga yetkazildi…