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HANKEL,
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e 63-7
Allgemeine Arithmetik, Algebra’ und unbestimmte
Analytik der Griechen.
Diophent.
Ueber die Leistungen der Griechen in Arithmetik lässt
sich unser Urtheil kurz so zusammenfassen: sie sind nach
Form und Inhalt unbedeutend, kindlich, könnte man sagen;
und doch sind es nicht die ersten Schritte, welche die Wissenschaft noch unbewusst ihres Zieles, unsicher in der Methode
auf schwankem Boden thut, es sind die Leistungen eines
Volkes, welches ‘einst einen Euklid, einen Archimed, einen
Apollonius hervorgebracht hatte. Es ist Greisenhaftigkeit
ohne Zukunft, die uns in diesen Schriften langweilig entgegentritt. Da mitten in dieser traurigen Oede erhebt sich
plötzlich ein Mann mit jugendlicher Schwungkraft: Diophant.
Wober, wohin, wer sind seine Vorgänger, wer seine Nachfolger? — wir wissen es nicht — alles ein Räthsel. Bei
seinem Namen fängt der Zweifel an; wissen wir doch nicht,
ob er Diophantus oder Diophantes hiess; er lebte in
Alexandrien; sein Geburtsland
ist unbekannt; wäre eine
Conjectur erlaubt, ich würde sagen, er war kein Grieche;
vielleicht stammte er von den Barbaren, welche später Europa
bevölkerten; wären seine Schriften nicht in
griechischer
Sprache geschrieben, Niemand würde auf den Gedanken
kommen, dass sie aus griechischer Cultur entsprossen wären;
so weit ist sein Sinn und Geist von dem entfernt, der sich
in der klassischen Zeit griechischer Mathematik geoffehbart
hatte.
Er steht durchaus isolirt; ein einziges Mal wird er
von einem griechischen Mathematiker citirt;
so schwankt
denn auch die Bestimmung seiner Lebenszeit um mehrere
Jahrhunderte; doch mag man seine Blüthezeit um 360 n, Chr,
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Allgemeine Arithmetik, Algebra’ und unbestimmte
Analytik der Griechen.
Diophant.
Ueber die Leistungen der Griechen in Arithmetik lässt
sich unser Urtheil kurz so zusammenfassen: sie sind nach
Form und Inhalt unbedeutend, kindlich, könnte man sagen;
und doch sind es nicht die ersten Schritte, welche die Wissenschaft noch unbewusst ihres Zieles, unsicher in der Methode
auf schwankem Boden thut, es sind die Leistungen eines
Volkes, welches einst einen Euklid, einen Archimed, einen
Apollonius hervorgebracht hatte. Es ist Greisenhaftigkeit
ohne Zukunft, die uns in diesen Schriften langweilig entgegentritt. Da mitten in dieser traurigen Oede erhebt sich
plötzlich ein Mann mit jugendlicher Schwungkraft: Diophant.
Woher, wohin, wer sind seine Vorgänger, wer seine Nachfolger? — wir wissen es nicht — alles ein Räthsel. Bei
seinem Namen fängt der Zweifel an; wissen wir doch nicht,
ob er Diophantus oder Diophantes hiess; er lebte in
Alexandrien; sein Geburtsland ist unbekannt; wire eine
Conjectur erlaubt, ich wiirde sagen, er war kein Grieche;
vielleicht stammte er von den Barbaren, welche später Europa
bevölkerten; wären seine Schriften nicht in griechischer
Sprache geschrieben, Niemand würde auf den Gedanken
kommen, dass sie aus griechischer Cultur entsprossen wären;
so weit ist sein Sinn und Geist von dem entfernt, der sich
in der klassischen Zeit griechischer Mathematik geoffehbart
hatte. Er steht durchaus isolirt; ein einziges Mal wird er
von einem griechischen Mathematiker citirt; so schwankt
denn auch die Bestimmung seiner Lebenszeit um mehrere
Jahrhunderte; doch mag man seine Blüthezeit um 360 n, Chr,
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)ansetzen. Von seinen Werken sind die ,,Porismen“ verloren
gegangen, eine kleine Schrift „über Polygonalzahlen“ ist
uns als Bruchstück überliefert; sein grosses Werk ,,Arithmetisches“ ist uns indess zum Glück ziemlich vollständig
erhalten; denn obgleich das Werk, das nach seinem Verfasser 13 Bücher enthalten soll, uns jetzt nur in 6 Büchern
vorliegt, so ist doch der Verlust nicht nach dem Verhältnisse 6:13 zu messen; jedenfalls kann man mit grosser
Wahrscheinlichkeit vermuthen, dass auch die verlorenen
Stücke nichts enthalten haben, was erheblich die Stufe
dessen übersteigt, was wir kennen.
Sollen wir nun kurz die epochemachende Stellung
charakterisiren, die Diophant in der Geschichte der Wissenschaft einnimmt, so müssen wir, so lange uns jade Spur
fehlt, dass er Vorgänger gehabt, die zwischen ihm und einem
Nikomachus oder Theon stehen, aussprechen: Diophant
ist der Vater der Arithmetik und Algebra in dem
Sinne, wie wir diese Wissenschaften betreiben; er ist der
erste gewesen, der ohne geometrische Repräsentation, ja ohne
jede Beziehung zu einer solchen, mit allgemeinen, zusammengesetzten Zahlausdrücken nach den bestimmten formalen Gesetzen der Addition, Subtraction, Multiplication, Division, Potenzirung, Radicirung operirt, d. h. gerechnet hat. Er stellt jene zusammengesetzten Zahlausdriicke ganz wie wir nur in Worten dar, und so leicht es
‘uns erscheinen mag, er als der erste weiss ein Product wie
(x + 1) (x + 2) zu berechnen und in 2? + 3 x + 2 zu entwickeln. Bei Producten wie (x
— 1) (x
— 2) kam er auf
das Gesetz: ‚Eine negative Zahl (Asïpis) mit einer negativen
Zahl multiplicirt gibt eine positive Zahl (draçës)“, welches
die Multiplication von Differenzen lehren soll, ohne dass dabei Diophant nur im Entferntesten an Zahlen gedacht hätte,
welche an sich negativ sind; nicht nur, dass der griechische
Text keine Andeutung hievon enthält, die in der Uebersetzung nicht zu vermeiden ist, so sieht er ausdrücklich
rein negative Zahlen als unbrauchbar an. Die ausdrückliche
Aufstellung jenes Gesetzes aber gibt ein genügendes Bild
von der Reinheit der formalen Auffassung arithmetischer
Operationen bei Diophant. Die Identitäten, wie (a + b)?
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)= &@ +2ab Hb, welche bei Euklid in der pathetischen
Würde geometrischer Lehrsätze erscheinen, sind für ihn die
einfachsten Folgen der allgemeinen Verknüpfungsgesetze,
deren Wahrheit aus ihrer Entwickelung selbst folgt und
keines Beweises bedarf.
.
In der Anwendung jener Operationen auf verwickelte
Ausdrücke zeigt er eine grosse Leichtigkeit und Gewandtheit, die um so bewundernswerther ist, als er nicht durch
eine so bequeme und übersichtliche Bezeichnung, wie wir
sie heute haben, in deren Ausführung unterstützt wurde.
Denn ausser dem Zeichen von % oder # für unser — Zeichen,
der unmittelbaren Nebeneinanderstellung als Zeichen der Addition muss er alles durch Worte ausdrücken, hütet sich
aber im klaren Bewusstsein seines Zweckes, die Operationen
leicht ausführbar zu machen, Quotienten in der fatalen Form
von Proportionen zu geben, die einem neueren Leser das
Studium der klassischen Geometer nicht selten zur Qual
werden lässt.
Wenn ich oben schon hervorhob, dass seine Arithmetik
ganz unabhängig von der Rücksicht auf geometrische Constructionen ist, so mag zur Erläuterung bemerkt werden,
dass er, wo er herkömmlicher Weise von rechtwinkligen
Dreiecken spricht, doch darunter nur drei Zahlen 9, k, h
versteht, die in der Relation g? + 4? == h? stehen; dass er
ohne Weiteres die Fläche 7 gh eines solchen mit einer der
Katheten addirt, dass er verlangt, eine Kathete soll ein
Kubus sein u. s. w., welche Vorstellungen ganz ausserhalb
des Gedankenkreises eines klassischen griechischen Geometers
liegen. Auch die lineare-Methode Euklid’s im VII. Buche
wendet er in seinem grossen Werke niemals*) an, sondern
operirt stets mit und an Zahlen und zusammengesetzten
Zahlausdrücken nach den Regeln der sog. 4 Species, die er
selbst in der Einleitung zu jenem Werke kategorisch angibt.
Bei Diophant treten denn auch zuerst algebraische
Gleichungen auf, d. h. Gleichheiten zwischen Grössenausdrücken, welche eine oder mehrere Unbekannte in denselben
bestimmen sollen und durch eine passende Aufeinanderfolge
*) Mit Ausnahme von V, 13, — gewiss interpolirt.
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)arithmetischer Operationen explicite darstellen. Um sowohl die
Aussprache der Gleichungen’ selbst als auch ihre Auflösung
iibersichtlicher zu machen, fiihrte Diophant fiir die Unbekannte
(dg:Suôs) die Abbreviatur ¢, für deren Quadrat (dvvauıs),
Kubus (xÿBos). u. s. w. die Zeichen 6%, x® u.s. w. ein. Die
absoluten Glieder der Gleichungen werden durch das Zeichen
u° (wovddes) kenntlich gemacht. Diese Zeichen gehen den
Zahlencoefficienten vorher. An die Einführung von Zeichen
für allgemeine Coefficienten, d. h. nicht numerisch bestimmte,
aber als gegeben angenommene Zahlen, ist auf dieser Stufe
der algebraischen Zeichensprache nicht zu denken. Näher
hatte es gelegen, fiir verschiedene Unbekannte, welche gleichzeitig auftreten, auch verschiedene Zeichen zu verwenden.
Diophant hat aber nur jenes eine. In vielen Fallen half er
diesem Uebelstande dadurch ab, dass er alle Unbekannten,
die in der Aufgabe enthalten sind, möglichst bald durch
eine unter ihnen ausdriickte, oder aber, er bezeichnet verschiedene Unbekannte hinter einander mit demselben Zeichen,
ein Verfahren, das in der Praxis bei weitem weniger verwirrt, als es von vorn herein scheinen kann, oder endlich:
er setzt fiir die verschiedenen bekannten oder unbekannten
Grössen beliebige Zahlen und rechnet mit diesen, erinnert
sich aber an den Stellen, wo es nöthig ist, an die Art, wie
die erhaltenen Zahlen aus jenen willkührlich angenommenen
gebildet sind und gelangt so zu einer Einsicht in den Bau
der Formeln und das Resultat der Rechnungen. Ein Beispiel wird hinreichen, dieses Hilfsmittel klar zu legen:
IV, 16. ,,Man soll drei Zahlen von der Beschaffenheit suchen,
dass die Summe der ersten und zweiten Zahl mit der dritten
multiplicirt das Product 35, die Summe der zweiten und
dritten mit der ersten multiplicirt das Product 27, die Summe
der ersten und dritten mit der zweiten multiplicirt das Product 32 gebe.“
Lösung:*) „Man setze die dritte Zahl = x, so ist
die Summe der ersten und zweiten =. Die erste Zahl sei
*) Ich gebe hier die einfache Uebersetzung des Diophant, wo ich
nur das in seinen Zeichen oder in Worten Ausgedrückte in unserer
algebraischen Zeichensprache darstelle.
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)2, so ist die zweite 6 4) Nun sind aber noch zwei Bedingungen zu erfüllen, ‘nämlich dass die Summe der zweiten
und dritten, mit der ersten multiplicirt, das Product 27, und
die Summe der ersten und dritten, mit der zweiten multi-.
plicirt, das Product 32 gebe. Aber die Summe der zweiten
und dritten mit der ersten multiplicirt gibt zum Product
10 + 5 folglich ist 10 + = 27.**) Die Summe der
ersten und dritten, mit der zweiten multiplicirt, gibt zum
Product 25 + = , folglich ist 25 + => = 32.***) Aber es
ist auch, wie wir gesehen haben, 10 + > = 27. Nun ist
der Unterschied 32 — 27=5f) und der Unterschied
2 + (Ot
5)
sollte daher ebenfalls — 5 sein. Aber die 25 kommt von
dem Ausdrucke für die zweite Zahl, die 10 von dem Ausdrucke für die erste Zahl her und wir müssen also diese
Zahlen so wählen, dass ihr Unterschied 5 wird. Die erste
und zweite Zahl an sich sind aber nicht willkührlich; sondern
ihre Summe soll 35 sein. Ich muss also 35 in zwei Theile
theilén, deren Unterschied 5 ist; die eine dieser Zahlen ist
15, die andere 20..
|
Nunmehr setze ich die erste Zahl = 2, die zweite
= =. Nun gibt die Summe der zweiten und dritten, mit
der ersten multiplicirt, das Product 15 + > == 27, und die
Summe der ersten und dritten, mit der zweiten multiplicirt,
das Product 20 + 2? — 32. Nehme ich nun die Gleichung
15 + S= 27, so wird = 5. Die erste Zahl ist also 3,
die zweite 4, die dritte 5.“
| +) Wir würden hier etwa so verfahren: Sei die dritte Zahl x, die
erste 2, die zweite 4, so muss (5 + 2) = 35,
p + q = 35 sein.
M (24 2) 2 P24 pm nt.
vee) (24 2) Le tqs.
tha —p=5.
Hankel, Gesch. d. Mathem.
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Es wird schon dies eine Beispiel hinreichen, um zu zeigen,
wie ein solches Verfahren, welches man das des falschen Ansatzes nennen könnte, in einfachen Fällen unsere Rechnung mit
Buchstaben, wenn auch unvollkommen, zu ersetzen vermag.
Mit diesen formalen Hilfsmitteln ausgerüstet ging nun
Diophant daran, arithmetische und algebraische Aufgaben,
wie sie vor ihm als solche nur vereinzelt und beiläufig gestellt waren, in grosser Auswahl um ihrer selbst willen aufzustellen und zu lösen. Wir haben schon oben darauf hingewiesen, dass vor ihm — so viel uns bekannt — die Idee
einer algebraischen Gleichung nicht vorhanden war; so kann
denn auch z. B. von der Auflösung quadratischer Gleichungen
vor ihm nicht die Rede sein, wenn auch in Euklid’s Elementen und Daten an mehreren Stellen die geometrischen
Operationen angegeben sind, welche zur Construction einer
solchen führen. Diophant ist aber weit entfernt, seine rein
algebraische Lösung derselben, die sich von der heute
üblichen nicht unterscheidet, irgendwie auf geometrische
Constructionen zu stützen, was um so mehr bemerkt zu
werden verdient, als bis in’s 18. Jahrhundert hinein bei
keinem seiner Nachfolger die algebraische Lösung ohne geometrische Construction für ausreichend gehalten wird; und
im 11. Jahrhundert führt ein arabischer Mathematiker die
algebraische Methode der Auflösung ausdrücklich als „die
Methode des Diophant“ an, während er der geometrischen
den Vorzug zu geben scheint.
|
Dass Diophant negative Wurzeln der Gleichungen überhaupt verwirft, werden wir ihm nicht zum Vorwurf machen;
wenn er aber auch im Falle, dass eine quadratische Gleichung zwei positive Wurzeln hat, nur eine von diesen erkannte und die nothwendige Zweideutigkeit ganz übersah,
obgleich sie auf der Hand zu liegen scheint, würde uns dies
unbegreiflich erscheinen, wenn wir nicht schon wüssten,
dass den Griechen die Idee von der Vieldeutigkeit einer
geometrischen Aufgabe gänzlich fehlte und sie, so zu sagen,
des geistigen Organes beraubt waren, eine solche, selbst
wenn sie offen vor ihnen lag, zu begreifen — ein interessanter Beweis für den Satz, dass wir nur dasjenige wahrnehmen,
wozu wir die Idee schon in uns finden.
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Man sieht aus dem Angeführten, dass Diophant, so
grosse Verdienste er auch in formaler Hinsicht um die
Algebra hat, doch materiell in dieser Disciplin keinen
wesentlichen Fortschritt bezeichnet. Die Unsterblichkeit
seines Namens und das nicht nur historische Interesse, was
sich noch heute an seine Werke knüpft, verdankt er einer
- von ihm allererst begründeten und ausgebildeten Disciplin,
die man früher Analysis indeterminata, unbestimmte Analytik nannte, die aber heute, nachdem ihr für uns werthvoller Inhalt in die höhere Zahlenlehre übergegangen ist,
keinen besondern Namen mehr trägt. Das Wesen dieses
Zweiges der Algebra oder Arithmetik besteht darin, ratio‘nale Werthe der Unbekannten zu bestimmen aus einem
Systeme von Gleichungen, deren Anzahl die der in ihnen
enthaltenen Unbekannten nicht erreicht. Eine einfache Aufgabe dieser Art wäre (II, 8) x, y als rationale Zahlen aus
der Gleichung a? = x? + y? zu bestimmen; eine complicirtere
(V, 21), x, y, z rational so zu bestimmen, dass, # = x Hy + z
gesetzt, jeder der 4 Ausdrücke: u, u?+ x, W + y, uÿ + z
Quadrat einer rationalen Zahl werde; die Anzahl der Unbekannten beträgt hier 7, die der Gleichungen nur 4.
Es ist hier sogleich ein Irrthum zu bekämpfen, der
durch einen falschen Namen fixirt und daher, wie ich fürchte,
nicht auszurotten ist. Man bezeichnet im Unterrichte die
linearen Gleichungen ax + by —c, welche in ganzen Zahlen
x, y aufgelöst werden sollen, als diophantische. Nun hat nicht
nur Diophant die Auflésung solcher Gleichungen, die im
Occidente erst im 17. Jahrhundert durch den Commentator
dieses Schriftstellers, Bachet, erfunden wurde, nicht gekannt,
sondern es ist ihm die Aufgabe selbst völlig fremd, da er
niemals die Bedingung festsetzt, dass die Lisungen ganze
Zahlen sein sollen, vielmehr sich stets mit rationalen Lösungen
völlig begnügt.*)
*) Wenn man überhaupt bei Diophant Lésungen in ganzen Zahlen
sucht, so beruht dies auf einer historisch unrichtigen Vorstellung; seine
Arbeiten hatten nicht sowohl den Zweck, wie heutige Untersuchungen
aus der Zahlenlehre, in die tiefen Geheimnisse des aus so einfachen
Elementen aufgebauten Systemes der ganzen Zahlen einzudringen; sie
sind vielmehr hervorgegangen aus dem Streben nach einer Ausbildung
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Der Leser wird nun begierig sein, die Klassen von unbestimmten Aufgaben, die Diophant behandelt, und seine
Lösungsmethoden kennen zu lernen. Was das erstere betrifft,
so ist zu bemerken, dass in den etwa 130 unbestimmten Aufgaben, welche Diophant in seinem grossen Werke behandelt,
über 50 verschiedene Klassen von Aufgaben enthalten sind,
die ohne jede erkenntliche Gruppirung aneinander gereiht
sind, ohne dass die Lösung der vorhergehenden Aufgaben
die der folgenden erleichterte. Das I. Buch enthält nur bestimmte algebraische Gleichungen; das II—V. Buch enthält
meistentheils unbestimmte Aufgaben, bei denen Ausdrücke,
die zwei oder mehrere Variabele je in erster oder zweiter
Potenz enthalten, zu Quadraten oder Kuben zu machen sind.
Das VI. Buch endlich beschäftigt sich mit rechtwinkligen
Dreiecken in rein arithmetischer Auffassung, bei denen irgend
eine lineare oder quadratische Function der Seiten zu einem
Quadrat oder Kubus gemacht werden soll. Das ist alles,
was wir über diese bunte Reihe von Aufgaben aussagen
können, ohne jede der 50 Klassen einzeln vorzuführen.
Fast noch verschiedenartiger als die Aufgaben sind
deren Lösungen, und wir sind völlig ausser Stande, nur
eine einigermassen erschöpfende Uebersicht über die verschiedenen Wendungen in seinem Verfahren zu geben. Von
allgemeineren umfassenden Methoden ist bei unserem Autor
keine Spur zu entdecken; jede Aufgabe erfordert eine ganz
besondere Methode, die oft selbst bei den nächstverwandten
der Algebra ohne Anwendung der Geometrie. Irrationale Grössen waren
den Alten keine Zahlen und konnten daher arithmetisch
- algebraischen
Verknüpfungen nicht unterworfen, sie konnten nur als actuelle Grössen,
insbesondere als Strecken behandelt werden. Sollte daher eine Algebra
als selbstständige Wi
chaft geschaffen werden, so mussten irrationale
Lösungen gänzlich ausgeschlossen sein; in diesem nicht beachteten Umstande hat man den eigentlichen Grund zu suchen, warum Diophant die
Bedingung stellt, dass die Lösungen in Zahlen (y dagı?woig) angegeben
werden sollen, und warum die unbestimmte Algelıra vor der bestimmten
ausgebildet werden musste, während uns Neueren, die wir die irrationalen
Grössen in die Reihe der Zahlen zu setzen gewohnt sind, jene Forderung
am Anfange der Algebra verfrüht erscheint, da thatsächlich die Schwierigkeiten der Diophantischen Algebra viel grösser sind als die der bestimmten Algebra.
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Aufgaben ihren Dienst versagt. Es ist deshalb für einen
neueren Gelehrten schwierig, selbst nach dem Studium von
100 Diophantischen Lösungen, die 101. Aufgabe zu lösen;
und wenn man den Versuch gemacht hat und nach einigen
vergeblichen Anstrengungen Diophants eigene Lösung liest,
so wird man erstaunt sein, zu sehen, wie Diophant plötzlich
die breite Heerstrasse verlässt, einen Seitenweg einschlägt
und mit einer raschen Wendung beim Ziele anlangt — freilich oft bei einem Ziele, an dem wir uns nicht beruhigen
. mögen; wir glaubten einen beschwerlichen Pfad hinaufklimmen
zu müssen, dann aber auch als Lohn eine weite Aussicht
zu gewinnen; statt dessen führt uns unser Pfadfinder durch
enge, wunderliche, aber glatte Wege auf eine kleine Anhöhe;
er ist fertig! Zu einer Vertiefung in ein einzelnes wichtiges
Problem fehlt es ihm an Ruhe und intensiver Kraft; und so
eilt auch der Leser mit innerer Unruhe von Problem zu
Problem, wie in einem Räthselspiele, ohne das Einzelne geniessen zu können. Diophant blendet mehr, als er erfreut.
Er ist in bewundernswürdigem Maasse klug, gewandt, scharfsichtig, unermüdlich, aber weder gründlich noch tief in das
Innere der Sache eindringend. Wie seine Aufgaben ohne
ersichtliches wissenschaftliches Bedürfniss, oft nur der Lösung
zu Liebe gestellt scheinen, so fehlt es auch letzteren an Vollständigkeit
und tieferer Bedeutung. Er ist ein glänzender
Virtuos in der von ihm erfundenen Kunst der unbestimmten
Analytik, die Wissenschaft hat jedoch, wenigstens unmittelbar, diesem glänzenden Talente wenig Methoden zu
verdanken, weil es ihm an dem speculativen Sinne fehlte,
der in dem Wahren mehr als das Richtige sieht.
Das ist der allgemeine Eindruck, den ich von einem
eingehenden und wiederholten Studium der Diophantischen
Arithmetik erhalten habe. Ihn im Einzelnen ausreichend zu
begründen, würde die mir hier gesteckten Grenzen bei Weitem
überschreiten; nur sei zur Erläuterung bemerkt, dass Diophant
nicht selten durch Einführung ganz specieller Nebenbedingungen die Lösung der ursprünglich gestellten Aufgabe
gänzlich verschiebt, so wenn er z. B. in VI, 78 die Aufgabe stellt, w, y, z rational zu bestimmen, so dass w° + z?
ein Quadrat, y? + z? ein Kubus wird, und er nimmt ohne
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)Weiteres y? + 2? — w? an, so verwandelt er die Aufgabe
in die wesentlich beschränktere y? + z? zu einem Kubus
und y? + 22° zu einem Quadrat zu machen, oder in die Aufgabe, w®
— 2? und w? + z? zu Quadraten za machen. So
wenig aber liegt es ihm an seiner eigentlich gestellten Aufgabe, dass er es nicht einmal für nôthig halt, zu bemerken,
dass sie auf diese Weise in eine speciellere umgewandelt
wird, die er allein lösen kann. Die Determinationen der
gegebenen Constanten, nach ihrer Grösse oder nach ihrer
. arithmetischen Natur, für welche seine Auflösung allein statt- .
haft ist, unterlässt unser Autor in sehr vielen Fallen anzugeben. Was aber seinen oft überraschend gewandten Lösungen
meistens den höheren wissenschaftlichen Werth raubt, das
ist vor Allem der Umstand, dass Diophant sich ausnahmslos damit begniigt, aus der meist unendlichen Anzahl von
Werthsystemen, welche einer Aufgabe genügen, irgend eines
herauszuheben, ohne auf die anderen Werthsysteme nur
einen Blick zu werfen. Indessen hat man dies nicht so zu
verstehen, als ob hiemit gegen Diophant ein Vorwurf erhoben werden sollte, insofern er seine Lösungen immer in
bestimmten Zahlen angibt; denn da er keine allgemeinen
Zeichen für Zahlen besass, so konnte er auch nicht anders,
und es würde der Forderung, die Mannigfaltigkeit der
Lösungen zu beachten, auch so genügt werden können,
wenn Diophant im Texte bei jeder zum Behufe der Entwickelung eingeführten bestimmten Zahl bemerkt hätte, wie
weit und worin diese willkührlich bleibt; dies geschieht aber
nicht: Wenn z.B. V, 13 auf die Aufgabe a+)+- 1=2?-+y?
zurückgeführt wird, wo a und b gegebene Zahlen sind, so
hätte Diophant zunächst bemerken sollen, dass die Aufgabe
nur lösbar ist, wenn sich (a + b + 1) in die Summe zweier
Quadrate zerlegen lässt. Nicht nur aber, dass Diophant
diese Determination verschweigt, sondern er wählt auch —
ich möchte sagen, hinter dem Rücken des Lesers — die
Zahlen a, b so, dass a + b + 1 ein Quadrat wird und gibt
nun eine Bestimmung der x, y, welche nur in diesem Falle
anwendbar ist, in dem allgemeinen Falle aber ihren Dienst
versagt. So muss man stets auf der Hut sein, nicht durch
Finten getäuscht zu werden. Unser Autor aber ist zufrieden
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)gestellt, wenn er das Kunststück gelöst und eine Lösung
herausgebracht hat; er überrascht, aber er befriedigt nicht.
Der Grund dieses Mangels ist einerseits in der individuellen Anlage Diophants zu suchen, andererseits in jener
Eigenthümlichkeit der griechischen Mathematik, die Vieldeutigkeit der Probleme gänzlich zu ignoriren, während auf
dem Gebiete der unbestimmten Analytik es neuerdings die
erste Aufgabe des Forschers ist, die Bedingungen der Lösbarkeit und die Anzahl der Lösungen zu bestimmen, Methoden
zu entwickeln, durch welche aus einer Lösung die anderen
abgeleitet werden können, und die ganze Mannigfaltigkeit
der Werthsysteme, welche einer Aufgabe genügen, sich vor
Augen zu stellen; erst dann und mit dieser Unterstützung
pflegt er an die eigentliche Auflösung zu gehen.
Nur an sehr wenigen Stellen, und auch da nur zum ausgesprochenen Zwecke, Eine passende Lösung einer anderen
Aufgabe zu finden, löst er Gleichungen allgemein (dogp(oros)
auf; so gibt er VI, 12—13, wenn y=1 eine particuläre
Lösung der Gleichung ay?
+ b= 2? und a+
6 =c? ist, an,
dass man, die allgemeine finden könne, wenn man y =x -+ 1,
zede Je setzt, wodann ax? +2ar
Ha + = dr?
+ 2dx+c?,
also ax -+2a—=d’x
+2d und somit 2a, wo d beliebig, die allgemeine Auflösung ist. Achnlich lehrt er in
VI, 16 die Gleichung ay? — b = z? allgemein lösen, wenn
die particuläre Lösung
y=p bekannt und ap? —b=—=gq?
gesetzt wird. Man nehme nämlich y=x+p, z2— dr +4,
und wie vorhin wird z = 22 “= gefunden.
Es ist schon oben bemerkt +worden, dass man in der
Sammlung unseres Autors, die sich selbst als ,,Arithmetisches“
ankündigt, nichts weniger als eine systematische Sammlung
von Aufgaben zu sehen hat. Die eben erwähnten, uns so
fundamental erscheinenden Aufgaben werden nahe am Ende
des Werkes nur ganz gelegentlich behandelt, während die spe-.
ciellere ay? + b = x? bereits von Anfang an durch die Sub+ = undebensova pa?
stitution & = ay +c, also y= +
durch x=cy
+ f also vti
je eine allgemeine Bemerkung in dieser Hinsicht gemacht
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)worden wäre. Ebensowenig wird die allgemeine Theorie der
Gleichungen ay? + 2cy + b =z? jemals ausgeführt, obgleich
Diophant nicht selten solche Formen behandelt.
Auch von der fundamentalen Aufgabe, die zwei quadratischen Ausdrücke az? + ba te, «x? + bx+e gleichzeitig zu Quadraten zu machen, auf welche drrdotoorns
(aequatio duplicata) Diophant sehr viele Lösungen zurückführt, findet sich nirgends eine systematische Behandlung.
Nur von dem einfachsten Falle, dass x + a, x + a’ Quadrate
sein sollen, wird II, 12 die schöne allgemeine Regel gegeben: „Man nehme den Unterschied der beiden Quadrate
a—a’ und zerfälle denselben in zwei Factoren a — a’ = xx’,
dann ist x + a — (HEE), a+a= (==) zu setzen.
mm
Das mag genügen, um eine für die historische Entwickelung genügende Uebersicht von dem zu geben, was
Diophants grosse Sammlung arithmetischer Aufgaben enthält und nicht enthält. Vielleicht noch berühmter aber als
durch dieses Werk ist unser Autor durch ein anderes geworden, das wir nicht mehr besitzen, durch seine Schrift
unter dem Titel „Porismen“. Aus drei als Porismen von
ihm selbst ausdrücklich angeführten Sätzen (V, 3, 5, 19),
sowie aus der Bedeutung, welche andere Mathematiker diesem
Worte beilegen, dürfen wir schliessen, es habe dies Werk
eine Sammlung von algebraischen Identitäten, wie sie zur
Lösung unbestimmter Aufgaben nothwendig sind, und eine
Reihe von Lehrsätzen enthalten, wie wir sie in der Zahlenlehre vorzutragen pflegen. Was nun die erstere betrifft, so
hat Diophant in der That eine Reihe von Identitäten gekannt,
welche zu interessanten Sätzen der Zahlenlehre Veranlassung
geben, wie III, 22 den Satz, dass
Ca? + 0?) (Ct + a) = (ac — da? + (ad+ do)?
= (ac + bd)? + (ad — bc)?
und also das Product zweier Zahlen, welche Summen von
Quadraten sind, wieder und zwar auf zweierlei Weise in
die Summe zweier Quadrate zerlegbar ist. Es folgt hieraus,
da die ungerade Summe von zwei Quadraten niemals von
der Form (4n + 3) sein kann, dass keine Zahl, welche
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Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)einen Factor von dieser Form hat, in die Summe zweier
Quadrate zerlegt werden kann. Dies hat Diophant richtig
erkannt und gibt V, 12 als Determination einer Aufgabe,
welche auf die Zerlegung einer Zahl in die Summe zweier
Quadrate hinauskommt, in der That an, letztere dürfe keinen
Factor von der Form (4n + 3) besitzen.*) Aus dieser Bedingung hat man nun — in der Annahme, dass Diophant,
wie die klassischen Mathematiker des Alterthums, vollständige
Bestimmungen über die Möglichkeit seiner Lösungen gibt
— geschlossen, dass Diophant bewiesen haben müsse, dass,
im Falle jene Zahl von der Form (4n + 1) ist, sie jedesmal in die Summe zweier Quadrate zerfällbar sei. Wenn
er in IV, 31, 32, wo es sich darum handelt, eine Zahl in
die Summe von 4 Quadraten zu zerlegen, keine Determination hinzufügt, so schloss man, immer unter jener stillschweigenden Annahme, Diophant habe erwiesen, dass jede
Zahl in 4 Quadrate zerlegbar sei. So glaubte man noch aus
anderen Determinationen oder aus dem Mangel solcher darauf
schliessen zu müssen, dass Diophant eine Reihe der feinsten
Lehrsätze aus der Zahlenlehre gekannt habe, welche erst
die grössten Mathematiker der letzten beiden Jahrhunderte
wieder beweisen konnten; und da man diese Lehreätze und
Beweise in-dem vorhandenen Werke nicht fand, so glaubte
man sie in dem verloren gegangenen enthalten, und das Ansehen der „Porismen“ wuchs in’s Unbegrenzte. So sehr wir
nun auch in historischem Interesse den Verlust dieses Werkes
bedauern, das im 16. und 17. Jahrhundert sicherlich ein sehr
lehrreiches gewesen wäre, so sind wir doch der Ansicht, dass
man sich in Bezug auf seinen wissenschaftlichen Werth einer
Illusion hingegeben hat. Denn es ist zunächst jene Annahme
ganz unbegründet, dass Diophant überall die nothwendigen
und zureichenden Bedingungen der Lösbarkeit einer Aufgabe
genau aufstellte. An vielen Stellen sind die Bedingungen zu
eng oder zu weit, und es kommen dabei durchaus nur nega*) Ich zweifele nicht, dass die von den Msser. arg entstellte Determination so zu lesen ist: det 84 tov dıdonsvov unre megLooov elvar,
pire tov Sixiaclove adrod derBuòv poveds & peltova uergeiohen v0
zov rçwrov dgıduod, Os av wovads & uelkov Eyn wéQog véraqrov.
Seite 15
Im PDF ansehen(öffnet in einem neuen Fenster)tive Sätze der Zahlenlehre in Anwendung, wie dass keine
Summe von 2 Quadraten von der Form 4n + 3, keine von
3 Quadraten von der Form 8n + 7 sein könne (V, 14) u. s. w.
Diese Sätze, welche überaus leicht zu beweisen sind, erlaubt
sich nun Diophant ohne Weiteres umzukehren und in eine
positive Behauptung zu verwandeln. Dass er aber diese
positiven Sätze nicht beweisen konnte, geht zur Genüge aus
der Fehlerhaftigkeit vieler dieser Umkehrungen hervor, und
wenn zuweilen die Umkehrung richtig ist, so ist Diophant
daran unschuldig. Kurz: Streift man das Vorurtheil ab, dass
alles Griechische klassisch und in sich vollendet sei, und
prüft man unsern Autor an sich selbst, so findet man auch
hier wieder jene Gewandtheit und jenen schnellen Blick
unseres Autors; tiefsinnige Speculationen, welche die Arbeiten
eines Euler, Lagrange, Gauss, Jacobi verdunkeln könnten,
haben diese Porismen ohne Zweifel nicht enthalten.
So müssen wir gegenüber unwahren Ueberschätzungen
von einem objectiven Standpuncte aus den wissenschaftlichen
Werth der Schriften Diophants beurtheilen. Dass wir überhaupt diesen Maassstab an seine Leistungen anlegen, ist
schon genügende Anerkennung; denn wer würde mit diesem
an einen Nikomachus herantreten! Es darf aber daneben
vom historischen Standpuncte ausdrücklich hervorgehoben
werden, dass Diophants Arithmetik zu dem Bedeutendsten
gehört, was uns aus dem griechischen Alterthum überliefert ist,
ja dass an Originalität und Selbstständigkeit seine Leistungen
vielleicht höher stehen, als die irgend eines anderen Mathematikers. Sie sind aus einem anderen Geiste hervorgegangen,
als die klassischen Leistungen der griechischen Geometer,
sie sind nicht mehr klassisch nach Form und Inhalt; ,,chacun
a les defauts de ses vertus“. Der neue Gedankenkreis, aus
dem sie entsprangen, war identisch mit dem der Völker,
welche seitdem die Wissenschaft verbreitet und gefördert
haben. Jener ästhetische Sinn für die Raumformen, der
systematisch strenge Geist der klassischen Geometer ist ein
durchaus griechisches Erbtheil. In der Zeit des untergehenden
Griechenthums musste dieser einem anderen Platz machen,
der in eigenthümlicher Weise an die erste Periode der griechischen Wissenschaft, an die Pythagorische Anschauung
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allgemein Menschliche über, und wie Pythagoras mit seiner
Weisheit sich eng an Orientalisches anschloss, so berührt
sich auch Diophants Sinn und Streben wieder auf das Engste
mit dem des Orientes, insbesondere des Volkes, das im allgemeinen Entwickelungsgange jetzt an die Spitze mathematischer Thätigkeit tritt, der Inder.