几何学

数学的一门学科分支
几何学(英文名:Geometry[2]),主要用来研究空间物体的形状、大小和相互关系,[1]是一门偏重于推理和论证的高度理论化学科,[8]是数学中一门极为重要的分支学科。[2]
几何学是在人类生活和生产实践中产生和发展起来的,是为了解决测量中的实际问题而产生的,其发源于古代中国、古埃及古巴比伦以及古印度等文明古国,[8][9]古希腊几何学成为了一门独立学科,[10]并得到了蓬勃的发展。[2][8]欧几里得几何是几何学中第一个诞生的分支,代表了几何学早期发展的基本情况;[9]笛卡尔发明的坐标系创立了解析几何,使得几何学代数化;[11]非欧几何的发现不仅最终解决了平行公设的问题,而且把几何学从其传统模型中解放出来;[12]欧拉蒙日使得几何学的研究由平面曲线转向了空间曲线和曲面高斯黎曼提出的内蕴几何则使几何学的对象从一维、二维推向高维,改变了微分几何学的研究方式。[13][14]
几何学中的重要概念有点、线、面、长度的测量等。[15][16][17][18]几何学有一些应用比较广泛、使复杂问题简单化的定理,如毕达哥拉斯定理、平行线性质定理、三垂线定理、唯一性定理等。[19][20][21][22]几何学理论和知识在物理、艺术、医学等领域中应用广泛,如爱因斯坦借助黎曼几何构建了广义相对论杨振宁发现规范场与纤维丛的对应关系;[5]扎哈·哈迪德设计的北京大兴国际机场,在其棚顶结构中可以看到许多光滑的曲线,里面有两组彼此垂直的曲线结构,应用了几何学中的叶状结构。[7]

定义

几何学,是研究空间物体的形状、大小和相互关系的一门基础学科,[1]方法论上是一门高度理论化的学科,偏重于推理和论证。[8]在数学各分支学科的形成上,欧几里得几何原本》是最先形成的数学科学体系,解析几何和非欧几何的产生,是数学思想上的重大突破和革命,前者导致常量数学到变量数学的转变,后者导致向空间多样性的转变;在科学方法论的创建上,公理化方法的产生,坐标方法的产生,都是从几何学开始的,因此几何学是数学领域里一门极为重要的学科。[2]