समांतर अभ्युपगम

ज्यामिति में, समानांतर अभिधारणा, जिसे यूक्लिड का पाँचवा अभिधारणा भी कहा जाता है, क्योंकि यह यूक्लिड के तत्वों में पाँचवा अभिधारणा है, यूक्लिडियन ज्यामिति में एक विशिष्ट स्वयंसिद्ध है। द्वि-आयामी ज्यामिति यह बताता है कि:

"यदि एक रेखा खंड एक ही तरफ दो आंतरिक कोण बनाने वाली दो सीधी रेखाओं को काटता है, जो दो समकोणों से कम हो, तो दोनों रेखाएँ, यदि अनिश्चित काल तक बढ़ाई जाए, तो उस तरफ मिलती हैं, जिस पर कोणों का योग दो समकोणों से कम होता है।

यह अभिधारणा विशेष रूप से समानांतर रेखाओं के बारे में बात नहीं करती है; यह केवल समांतरता से संबंधित एक अभिधारणा है। यूक्लिड ने पुस्तक I, परिभाषा 23 में पाँच अभिधारणाओं के ठीक पहले समांतर रेखाओं की परिभाषा दी थी।

यूक्लिडियन ज्यामिति, ज्यामिति का एक अध्ययन है जो यूक्लिड के सभी स्वयंसिद्धों को संतुष्ट करता है, जिसमें समांतर अभिधारणा भी समिलित है।

अभिधारणा को लंबे समय तक स्पष्ट या अपरिहार्य माना जाता था, लेकिन इसके प्रमाण मायावी थे। आखिरकार, यह पता चला कि अलग-अलग ज्यामिति के बावजूद अभिधारणा को उलटने से वैध होता है। एक ज्यामिति जो समानांतर अभिधारणा धारण नहीं करती है उसे गैर-यूक्लिडियन ज्यामिति के रूप में जाना जाता है। ज्यामिति जो तार्किक रूप से यूक्लिड की पांचवीं अभिधारणा से स्वतंत्र है (अर्थात्, केवल प्रथम चार अभिधारणाओं के आधुनिक समकक्ष को मानती है) निरपेक्ष ज्यामिति (या कभी-कभी तटस्थ ज्यामिति) के रूप में जानी जाती है।

समतुल्य गुण
संभवतः यूक्लिड की समानांतर अभिधारणा का सबसे प्रसिद्ध समतुल्य, उनकी अन्य अभिधारणाओं पर आकस्मिक, प्लेफेयर का स्वयंसिद्ध है, जिसका नाम स्कॉटिश गणितज्ञ जॉन प्लेफेयर के नाम पर रखा गया है, जो कहता है:

एक समतल में, एक रेखा दी गई है और यदि एक बिंदु उस पर नहीं है, तो बिंदु के माध्यम से दी गई रेखा के समानांतर अधिकतम एक रेखा खींची जा सकती है।

यह अभिगृहीत अपने आप में तार्किक रूप से यूक्लिडियन समानांतर अभिधारणा के समतुल्य नहीं है क्योंकि ऐसी ज्यामितियाँ हैं जिनमें एक सत्य है और दूसरी नहीं। हालांकि, शेष स्वयंसिद्धों की उपस्थिति में, जो यूक्लिडियन ज्यामिति देते है, इनमें से प्रत्येक का उपयोग दूसरे को सिद्ध करने के लिए किया जा सकता है, इसलिए वे पूर्ण ज्यामिति के संदर्भ में समतुल्य हैं ।

समानांतर अभिधारणा के समतुल्य कई अन्य कथनों का सुझाव देते है, उनमें से कुछ पहली बार समानांतरता से असंबंधित प्रतीत होते हैं, और कुछ इतने आत्म-साक्ष्य प्रतीत होते हैं कि वे अनजाने में लोगों द्वारा मान लिए गए थे, जिन्होंने यूक्लिड की अन्य अभिधारणाओं से समानांतर अभिधारणा सिद्ध करने का दावा किया था। उन समकक्ष बयानों में समिलित हैं:

हालांकि, समानांतर शब्द का प्रयोग करने वाले विकल्प इतने सरल दिखाई देना बंद हो जाते हैं जब कोई यह समझाने के लिए बाध्य होता है कि "समानांतर" की चार सामान्य परिभाषाओं में से कौन सा मतलब है - निरंतर अलगाव, कभी न मिलना, समान कोण जहां किसी तीसरी रेखा द्वारा पार किया गया हो, या समान कोण जहां किसी भी तीसरी रेखा द्वारा पार किया जाता है - क्योंकि इन चारों की समानता यूक्लिड की पांचवीं अभिधारणा के बराबर अनजाने में स्पष्ट धारणाओं में से एक है। उपरोक्त सूची में, इसे हमेशा गैर-प्रतिच्छेदी रेखाओं के संदर्भ में लिया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि प्लेफेयर की अभिधारणा में समानांतर शब्द का अर्थ 'निरंतर अलगाव' या 'समान कोण जहां किसी तीसरी रेखा द्वारा पार किया गया' है, तो तब यह यूक्लिड की पांचवीं अभिधारणा के समतुल्य नहीं है, जो पहले चार सूक्तियों से सिद्ध है। (स्वयंसिद्ध कहता है 'अधिक से अधिक एक पंक्ति है', जो इस बात के अनुरूप है कि ऐसी कोई रेखा नही है)। हालाँकि, यदि परिभाषा को इस तरह लिया जाता है कि समानांतर रेखाएँ ऐसी रेखाएँ हैं जो प्रतिच्छेद नहीं करती हैं, या जिनकी कुछ रेखाएँ उन्हें समान कोणों में काटती हैं, तो प्लेफेयर का स्वयंसिद्ध यूक्लिड की पाँचवीं अभिधारणा के बराबर है और इस प्रकार पहले चार अभिधारणाओं से तार्किक रूप से स्वतंत्र है। ध्यान दें कि बाद की दो परिभाषाएँ समतुल्य नहीं हैं, क्योंकि अतिशयोक्तिपूर्ण ज्यामिति में दूसरी परिभाषा केवल अतिपरवलयिक रेखाओं के लिए है।
 * 1) एक रेखा ऐसी भी होती है जो किसी बाहरी बिंदु के माध्यम से दी गई दूसरी रेखा के समानांतर खींची जा सकती है। (प्लेफेयर का स्वयंसिद्ध)
 * 2) प्रत्येक त्रिभुज के कोणों का योग 180° (त्रिकोण अभिधारणा) होता है।
 * 3) एक त्रिभुज का अस्तित्व है जिसके कोणों का योग 180° होता है।
 * 4) कोणों का योग प्रत्येक त्रिभुज के लिए समान होता है।
 * 5) समरूप त्रिभुजों का एक युग्म मौजूद है, लेकिन सर्वांगसमता त्रिकोण का नहीं।
 * 6) हर त्रिकोण को परिचालित किया जा सकता है।
 * 7) यदि किसी चतुर्भुज के तीन कोण समकोण हों, तो चौथा कोण भी समकोण होता है।
 * 8) एक चतुर्भुज, जिसके सभी कोण समकोण हैं, वह एक आयत है।
 * 9) सीधी रेखाओं की एक जोड़ी मौजूद है जो एक दूसरे से निरंतर दूरी पर हैं।
 * 10) दो रेखाएँ जो एक ही रेखा के समानांतर होती हैं, वह दोनों एक दूसरे के समानांतर भी होती हैं।
 * 11) एक समकोण त्रिभुज में, कर्ण का वर्ग अन्य दो भुजाओं (पाइथागोरस प्रमेय) के वर्गों के योग के बराबर होता है।
 * 12) कोसाइन का नियम, पाइथागोरस प्रमेय का एक सामान्यीकरण है।
 * 13) त्रिभुज के क्षेत्रफल की कोई ऊपरी सीमा नहीं है। (वालिस स्वयंसिद्ध)
 * 14) सचेरी चतुर्भुज के शिखर कोण 90° हैं।
 * 15) यदि एक रेखा दो समानांतर रेखाओं में से एक को काटती है, जो दोनों मूल रेखा के साथ समतलीय हैं, तो यह दूसरे को भी काटती है। (प्रोक्लस का स्वयंसिद्ध)

इतिहास
प्रारंभ से ही, अभिधारणा साबित करने योग्य होने के कारण इसे आलोचना का सामना करना पड़ा, और इसलिए अभिधारणा नहीं है, और दो हजार से अधिक वर्षों के लिए, यूक्लिड की पहली चार अभिधारणाओं का उपयोग करते हुए समानांतर अभिधारणा को सिद्ध करने के लिए कई प्रयास किए गए। मुख्य कारण यह है कि इस तरह के प्रमाण की इतनी अधिक मांग की गई थी कि, पहले चार अभिधारणाओं के विपरीत, समानांतर अभिधारणा स्वतः स्पष्ट नहीं है। यदि तत्वों में अभिधारणाओं को जिस क्रम में सूचीबद्ध किया गया था वह महत्वपूर्ण है, तो यह इंगित करता है कि यूक्लिड ने इस अभिधारणा को तभी समिलित किया जब उसे एहसास हुआ कि वह इसे साबित नहीं कर सकते या इसके बिना आगे नहीं बढ़ सकते। अन्य चार अभिधारणाओं में से पांचवीं अभिधारणा को सिद्ध करने के लिए कई प्रयास किए गए, उनमें से कई को प्रमाण के रूप में लंबे समय तक स्वीकार किया गया जब तक कि गलती का पता नहीं चला। निरपवाद रूप से गलती कुछ 'स्पष्ट' संपत्ति मान रही थी जो पाँचवीं अभिधारणा (प्लेफेयर के स्वयंसिद्ध) के समतुल्य निकली। हालांकि प्रोक्लस के समय से जाना जाता है, जॉन प्लेफेयर द्वारा 1795 में यूक्लिड पर एक प्रसिद्ध टिप्पणी लिखने के बाद इसे प्लेफेयर के स्वयंसिद्ध के रूप में जाना जाने लगा, जिसमें उन्होंने यूक्लिड की पांचवीं अवधारणा को अपने स्वयं के सूक्ति द्वारा प्रतिस्थापित करने का प्रस्ताव दिया। आज, दो हजार दो सौ वर्षों के बाद भी, यूक्लिड की पाँचवीं अभिधारणा एक अभिधारणा बनी हुई है।

प्रोक्लस (410-485) ने यूक्लिड के तत्वों पर एक टिप्पणी लिखी जहां उन्होंने अन्य चार से पांचवीं अभिधारणा को निकालने के प्रयास के साक्ष्य पर टिप्पणी की; विशेष रूप से, वह नोट करता है कि टॉलेमी ने एक झूठा 'प्रमाण' प्रस्तुत किया था। इसके बाद प्रोक्लस अपना खुद का झूठा सबूत देते है। हालाँकि, उन्होंने एक अभिधारणा दी जो पाँचवीं अभिधारणा के तुल्य है।

एक अरब गणितज्ञ, इब्न अल-हेथम (अलहज़ेन) (965-1039) ने विरोधाभास द्वारा एक प्रमाण का उपयोग करके समानांतर अवधारणा को साबित करने का प्रयास किया, जिसके दौरान उन्होंने ज्यामिति में गति और परिवर्तन की अवधारणा को पेश किया। उन्होंने लैम्बर्ट चतुर्भुज तैयार किया, जिसे बोरिस अब्रामोविच रोज़ेनफेल्ड ने "इब्न अल-हेथम-लैंबर्ट चतुर्भुज" नाम दिया, और उनके प्रयास किए गए सबूत में लैम्बर्ट चतुर्भुज और प्लेफेयर के स्वयंसिद्ध में पाए जाने वाले तत्वों के समान तत्व समिलित हैं।

फारसी गणितज्ञ, खगोलशास्त्री, दार्शनिक, और कवि उमर खय्याम (1050-1123) ने स्पष्ट रूप से दिए गए एक अन्य अभिधारणा से पाँचवीं अभिधारणा को सिद्ध करने का प्रयास किया (दार्शनिक (अरस्तू) के कारण पाँच सिद्धांतों में से चौथे पर आधारित), अर्थात्, दो अभिसरण सीधी रेखाएँ प्रतिच्छेद करती हैं और दो अभिसारी सीधी रेखाओं का उस दिशा में विचलन करना असंभव है जिस दिशा में वे अभिसरण करती हैं। उन्होंने अण्डाकार ज्यामिति और अतिशयोक्तिपूर्ण ज्यामिति से संबंधित पहले के कुछ परिणामों को प्राप्त किया, हालांकि उनके अभिधारणा ने बाद की संभावना को बाहर कर दिया। सैचेरी चतुर्भुज पर भी पहली बार उमर खय्याम ने 11वीं शताब्दी के अंत में यूक्लिड की अभिधारणाओं में कठिनाइयों के स्पष्टीकरण की पुस्तक I में विचार किया था। खय्याम इस तरह के समानांतर सिद्धांत को साबित करने की कोशिश नहीं कर रहे थे, बल्कि इसे अपने समकक्ष सिद्धांत से प्राप्त करने की कोशिश कर रहे थे। उन्होंने माना कि यूक्लिड की पाँचवीं अभिधारणा को छोड़ने से तीन संभावनाएँ उत्पन्न हुईं; यदि एक रेखा पर दो लंब दूसरी रेखा को काटते हैं, तो अंतिम का विवेकपूर्ण चुनाव उन आंतरिक कोणों को बना सकता है जहां यह दो लंबों को बराबर करता है (यह तब पहली पंक्ति के समानांतर होता है)। यदि वे समान आंतरिक कोण समकोण हों, तो हमें यूक्लिड का पाँचवाँ अभिधारणा प्राप्त होता है, अन्यथा, वे या तो न्यून या अधिक होने चाहिए। उन्होंने दिखाया कि उनके अभिधारणा का उपयोग करते हुए तीक्ष्ण और कुंद मामलों ने विरोधाभासों को जन्म दिया, लेकिन उनकी अभिधारणा को अब पाँचवीं अभिधारणा के समतुल्य के रूप में जाना जाता है।

नासिर अल-दीन अल-तुसी (1201–1274), अपनी अल-रिसाला अल-शफ़ियान अल-शक्क फ़ि'ल-ख़ुतुत अल-मुतावाज़िया (चर्चा जो समानांतर रेखाओं के बारे में संदेह को दूर करती है) (1250) में, एक सदी पहले समानांतर अवधारणा और खय्याम के प्रयास प्रमाण पर विस्तृत समालोचना लिखी। नासिर अल-दीन ने समानांतर अभिधारणा के विरोधाभास द्वारा एक प्रमाण प्राप्त करने का प्रयास किया। उन्होंने उन मामलों पर भी विचार किया जिन्हें अब अण्डाकार और अतिशयोक्तिपूर्ण ज्यामिति के रूप में जाना जाता है, हालांकि उन्होंने दोनों को ही खारिज कर दिया।

नासिर अल-दीन के बेटे, सद्र अल-दीन (कभी-कभी छद्म-तुसी के रूप में जाना जाता है) ने अपने पिता के बाद के विचारों के आधार पर 1298 में इस विषय पर एक किताब लिखी, जिसने एक गैर-यूक्लिडियन परिकल्पना के समकक्ष शुरुआती तर्कों में से एक को समानांतर अभिधारणा के बराबर प्रस्तुत किया। "उन्होंने अनिवार्य रूप से एक्सिओम्स और पोस्टुलेट्स की यूक्लिडियन प्रणाली और तत्वों से कई प्रस्तावों के प्रमाणों को संशोधित किया।" उनका काम 1594 में रोम में प्रकाशित हुआ था और यूरोपीय जियोमीटरों द्वारा इसका अध्ययन किया गया था। इस काम ने इस विषय पर सचेरी के काम के लिए शुरुआती बिंदु को चिह्नित किया जो सदर अल-दीन के काम और वालिस के काम की आलोचना के साथ शुरू हुआ। गाइओरदानो विटाली (1633-1711) ने अपनी पुस्तक यूक्लाइड रेस्टिटू (1680, 1686) में खय्याम-सचेरी चतुर्भुज का उपयोग यह साबित करने के लिए किया कि यदि आधार AB और शिखर CD पर तीन बिंदु समान दूरी पर हैं, तो AB और CD हर जगह समान दूरी पर होंगे। जेरोम सचेरी (1667-1733) ने तर्क की एक ही पंक्ति का अधिक अच्छी तरह से पालन किया, सही ढंग से आपत्तिजनक मामले से बेतुकापन प्राप्त किया (यूक्लिड की तरह आगे बढ़ते हुए, अंतर्निहित धारणा से कि लाइनों को अनिश्चित काल तक बढ़ाया जा सकता है और अनंत लंबाई हो सकती है), लेकिन खंडन करने में विफल तीव्र मामला (हालांकि वह गलत तरीके से खुद को मनाने में कामयाब रहा कि उसके पास था)।

1766 में जोहान हेनरिक लैम्बर्ट ने लिखा, लेकिन प्रकाशित नहीं किया, जिसमें उन्होंने प्रयास किया थ्योरी डेर पैरालेलिनियन पर, जैसा कि साचेरी ने पांचवीं अभिधारणा को साबित करने के लिए किया था। उन्होंने एक आकृति के साथ काम किया जिसे आज हम लैंबर्ट चतुर्भुज कहते हैं, तीन समकोणों वाला चतुर्भुज (इसे सैचेरी चतुर्भुज का आधा माना जा सकता है)। उन्होंने जल्दी से इस संभावना को समाप्त कर दिया कि चौथा कोण कुंद है, जैसा कि सैचेरी और खय्याम के साथ हुआ था, और फिर एक तीव्र कोण की धारणा के तहत कई प्रमेयों को साबित करने के लिए आगे बढ़े। साचेरी के विपरीत, उन्होंने कभी महसूस नहीं किया कि वह इस धारणा के साथ एक विरोधाभास पर पहुंच गए हैं। उन्होंने गैर-यूक्लिडियन परिणाम को साबित कर दिया था कि त्रिभुज के कोणों का योग त्रिकोण के क्षेत्र में कमी के रूप में बढ़ता है, और इसने उन्हें काल्पनिक त्रिज्या के एक क्षेत्र पर तीव्र मामले के मॉडल की संभावना पर अनुमान लगाने के लिए प्रेरित किया। उन्होंने इस विचार को और आगे नहीं बढ़ाया।

जहां खय्याम और सचेरी ने एकमात्र संभावित विकल्पों को खारिज करके यूक्लिड के पांचवें को साबित करने का प्रयास किया था, उन्नीसवीं शताब्दी में अंततः गणितज्ञों ने उन विकल्पों की खोज की और परिणामी तार्किक रूप से सुसंगत ज्यामिति की खोज की। 1829 में, निकोलाई इवानोविच लोबाचेवस्की ने एक अस्पष्ट रूसी पत्रिका (बाद में 1840 में जर्मन में फिर से प्रकाशित) में तीव्र ज्यामिति का एक खाता प्रकाशित किया। 1831 में, जानोस बोल्याई ने अपने पिता की एक पुस्तक में, तीव्र ज्यामिति का वर्णन करने वाला एक परिशिष्ट समिलित किया, जो निस्संदेह, उन्होंने लोबचेव्स्की से स्वतंत्र रूप से विकसित किया था। कार्ल फ्रेडरिक गॉस ने भी समस्या का अध्ययन किया था, लेकिन उन्होंने अपना कोई परिणाम प्रकाशित नहीं किया। बोल्याई के पिता, फ़र्कस बोल्याई के एक पत्र में बोल्याई के परिणामों के बारे में सुनकर, गॉस ने कहा:

अगर मैं यह कहकर शुरू करूं कि मैं इस काम की प्रशंसा करने में असमर्थ हूं, तो आप निश्चित रूप से एक पल के लिए हैरान रह जाएंगे। लेकिन मैं अन्यथा नहीं कह सकता। तारीफ करना खुद की तारीफ करना होगा। वात्सव में काम की पूरी सामग्री, आपके बेटे द्वारा लिया गया मार्ग, जिन परिणामों के लिए नेतृत्व कर रहा है, वह लगभग पूरी तरह से मेरे ध्यान के साथ मेल खाते हैं, जो पिछले तीस या पैंतीस वर्षों से आंशिक रूप से मेरे दिमाग पर कब्जा कर चुके हैं।

परिणामी ज्यामिति को बाद में लोबचेवस्की, बर्नहार्ड रीमैन और पॉइंकेयर को हाइपरबोलिक ज्यामिति (तीव्र मामला) और अण्डाकार ज्यामिति (कुंठित मामला) में विकसित किया गया था। यूक्लिड के अन्य स्वयंसिद्ध से समानांतर अवधारणा की स्वतंत्रता को अंततः 1868 में यूजेनियो बेल्ट्रामी द्वारा प्रदर्शित किया गया था।

यूक्लिड की समानांतर अभिधारणा का विलोम
यूक्लिड ने अपनी पांचवीं अभिधारणा के विलोम को अभिगृहीत नहीं किया, जो यूक्लिडियन ज्यामिति को अण्डाकार ज्यामिति से अलग करने का एक तरीका है। तत्वों में एक समतुल्य कथन का प्रमाण है (पुस्तक I, प्रस्ताव 27) यदि दो सीधी रेखाओं पर पड़ने वाली एक सीधी रेखा वैकल्पिक कोणों को एक दूसरे के बराबर बनाती है, तो सीधी रेखाएँ एक दूसरे के समानांतर होंगी। जैसा कि डी मॉर्गन ने बताया, यह तार्किक रूप से (पुस्तक I, प्रस्ताव 16) के बराबर है। ये परिणाम पाँचवीं अभिधारणा पर निर्भर नहीं करते हैं, लेकिन उन्हें दूसरी अभिधारणा की आवश्यकता होती है जिसका अण्डाकार ज्यामिति में उल्लंघन होता है।

आलोचना
आठवें स्वयंसिद्ध के बजाय, समानांतर अवधारणा को तार्किक रूप से सिद्ध करने का प्रयास, द वर्ल्ड ऐज विल एंड आइडिया में लेखक शोपेनहावर द्वारा आलोचना की गई थी। हालाँकि, शोपेनहावर द्वारा उपयोग किया गया तर्क यह था कि अवधारणा से स्पष्ट है, ऐसे कि यह अन्य स्वयंसिद्धों का तार्किक परिणाम नहीं था।

समान्तर अभिधारणा का अपघटन
समांतर अवधारणा समतुल्य है, जैसा कि में दिखाया गया है, लोत्स्चिनिटैक्सिओम और ऐरिस्टोटल के स्वयंसिद्ध संयोजन के लिए। पूर्व में कहा गया है कि एक समकोण की भुजाओं के लंबवत प्रतिच्छेद करते हैं, जबकि उत्तरार्द्ध कहता है कि कोण के पैर से दूसरे पैर तक की दूरी की लंबाई के लिए कोई उपरी सीमा नहीं है। जैसा की में दिखाया गया है, समांनतर अभिधारणा निम्न घटना-ज्यामितीय रूपों के संयोजन के समतुल्य है, जो कि लॉट्सचिटैक्सिओम और ऐरिस्टोटल के स्वयंसिद्ध हैं:

तीन समानांतर रेखाएँ दी गई हैं, उसमें से एक रेखा है जो इन तीनों को काटती है।

एक रेखा a और दो अलग-अलग अन्तर्विभाजक रेखाएँ m और n दी गई हैं, प्रत्येक a से भिन्न है, एक रेखा g मौजूद है जो a और m को प्रतिच्छेद करती है, लेकिन n को नहीं।

जैसा की में दिखाया गया है, इन आपतन-ज्यामितीय स्वयंसिद्धों के संयोजन में समानांतर अभिधारणा का विभाजन केवल पूर्ण ज्यामिति की उपस्थिति में ही संभव है।

यह भी देखें

 * रेखा अनंत पर
 * गैर-यूक्लिडियन ज्यामिति

संदर्भ

 * Carroll, Lewis, Euclid and His Modern Rivals, Dover, ISBN 0-486-22968-8

इस पेज में लापता आंतरिक लिंक की सूची

 * रेखा (गणित)
 * पूर्ण ज्यामिति
 * तार्किक रूप से स्वतंत्र
 * तार्किक रूप से समकक्ष
 * बेसुध दिमाग
 * आत्म सबूत
 * प्रतिबंध लगाना
 * चतुष्कोष
 * समकोण ट्रिभुज
 * क्षेत्र (ज्यामिति)
 * कोसाइन का कानून
 * सैचेरी चतुर्भुज
 * मध्यकालीन इस्लाम में गणित
 * छद्म पुस्तकें
 * इच्छा और विचार के रूप में विश्व
 * अनंत पर रेखा

बाहरी संबंध

 * On Gauss' Mountains