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几何学拓扑学以及数学的相关分支中,一个空间中的用于描述给定空间中一种特别的对象,在空间中有类似于体积、面积、长度或其他高维类似物。一个点是一个零维度对象。点作为最简单的几何概念,通常作为几何物理矢量图形和其他领域中的最基本的组成部分。

数学的点-历史

亚里士多德的著作《论天体》第三册中,已经提到数学中的点是没有大小的[1][2],他依此来驳斥帕雷托将数学的几何形视为物理实体的构成要素[3](参见正多面体),并强调这与数学思想相违背[4]:“数学的平面没有厚度,所以不能构造物理实体。”他论述说,如果数学平面有厚度,那么数学的线就要有宽度才能够构成平面,而数学的点必须有大小才能构成线,但是在数学中已经明确定义数学的点是没有大小的,因此帕雷托的理论与数学相抵触。从这里,亚里士多德陈述说,一个几何对象只能分割成相同类型的几何对象(而不会变成其它的东西):平面只能分割成平面,而不能分割成线;线只能分割成线,不能分割成点;这样的分割可以无限的进行,而不是像原子论者所说的,最后分割到原子(或是基本构成要素)就停止了。

因此,早在欧几里得的《几何原本》之前,数学中的点只用来标示位置的用法已经是共识。亚里士多德提到点的时候,用的字是 στιγμὰς,是可见的点(spot),而欧几里得则(小心翼翼的)采用另一个字 σημεῖόν,原意是“标示”(sign):

σημεῖόν ἐστιν, οὗ μέρος οὐθέν.[5]

这句话的意思是:“点是没有部分(μέρος)的东西”。点没有部分,所以也就没有大小[6]。这个论点来源自亚里士多德的“部分-整体”理论(part–whole theory):

"the parts are causes of the whole"[7](整体是由部分所构成的。)

几何原本》的阿拉伯文版,将 σημεῖόν 翻译为 نقطة[8],意思回到亚里士多德的可见点;拉丁文版则将 σημεῖόν 翻译为 punctum[9],意思是被尖物刺成的小洞。

欧几里得几何中的点

二维欧式空间中的有限点集(蓝色).

欧几里得几何中,是空间中只有位置,没有大小的图形。点是整个欧几里得几何学的基础,后者是研究点,线的一种科学。欧几里得最初含糊的定义点作为"没有部分的东西". 在二维欧式空间, 一个点被表示为一个有序对, 其中第一个数字习惯上表示水平位置,通常记为 , 第二个数字习惯上表示竖直位置, 通常记为 . 这一思想很容易广到三维情况, 此时一个点被表示为一个有序三元组, , 第三个数字表示高度, 通常记为 z。更加一般的情况下,点被表示为一个有序 n 元组: 其中 n 为点所在的空间的维度.

现代数学语言中,任何集合的元素都叫作“点”,但与三维空间中的点可以没有任何关系。

其他数学分支中的点

点集拓扑中的点, 定义为一个拓扑空间中的集合的元素.

尽管点被看做是主要的几何学和拓扑学中的基本概念, 但是有些几何和拓扑理论并不需要点的概念. 例如非交换几何非点集拓扑. 一个"非点空间"不是作为一个集合来定义的, 而是通过某种类似于几何上的函数空间的结构(代数上的或者逻辑上的): 连续函数代数或者集合代数.

算术中的点

1点(Basis Point)的定义为“百分之零点零一”(0.01%)或“一个百分点的一百分之一”,可用算术符号‱表示。它在计算利率、汇率、股票价格等范畴被广泛应用,因为这些范畴须要牵涉极微小百分数的计算。简单来说: 一百点=百分之一(100‱ = 1%) 一万点=百分之一百=一(10000‱ = 100% = 1) 在比较百分数时,除了可以用百分点之外,两个百分数之间细微的差距也可用点子来表达。例如4.02%与4.05%相差0.03个百分点。

参考资料

  1. 论天体,第三册 ,Thomas Aquinas 翻译与注解
  2. 论天体,第三册 ,The Internet Classics Archive
  3. Ancient Atomism, 3. Plato and Platonists, 史丹佛哲学百科
  4. WHY DOES PLATO'S ELEMENT THEORY CONFLICT WITH MATHEMATICS
  5. 几何原本,原文第一册,定义一,柏修斯数字图书馆
  6. Euclid's Elements of Geometry: From the Latin Translation of Commandine, by John Keill
  7. Metaphysics, Book V, The Internet Classics Archive
  8. Euclid, Elements,阿拉伯文版
  9. Euclid's Elements in the middle ages, Boethius tradition