伟大数学家的故事
拉格朗日(1736—1813)是法国著名的数学家、力学家和天文学家,变分法的先驱和分析力学的创始人。18世纪被誉为“欧洲最大的希望,欧洲最伟大的数学家”。
拉格朗日出生在意大利都灵。作为长子,他的父亲希望他学习法律。然而,拉格朗日对法律毫无兴趣,热爱文学。
直到16岁,拉格朗日仍然非常偏爱文学,对数学毫无兴趣。16岁时,他偶然读到一篇介绍牛顿微积分的文章,论分析方法的优点,这引起了他对牛顿的无限敬仰和敬仰,于是他下定决心要成为一名牛顿数学家。
进入都灵皇家炮兵学院后,拉格朗日开始有计划地自学数学。由于努力学习,他进步很快,毕业前开始在这所学校教数学。20岁时,他被正式任命为该校数学副教授。从这一年开始,拉格朗日开始研究“极小极大”的问题。他采用了纯分析的方法。1758年8月,他给欧拉写信讲述了自己的研究方法,欧拉给予了高度评价。从此两位大师开始频繁交流,在这一过程中诞生了一门新的数学分支——变分法。
1759年,在欧拉的推荐下,拉格朗日被提名为柏林科学院通讯院士。然后,他被选为该院的外籍院士。
1762年,法国科学院悬赏解决月球为什么自转,并且自转时总是以同一张脸对着地球的难题。拉格朗日写了一篇优秀的论文,成功解决了这个问题,获得了科学院大奖。因此,拉格朗日的名字传遍了整个欧洲,引起了世界的关注。两年后,法国科学院提出了木星四颗卫星与太阳的摄动问题的所谓“六体问题”。面对这个问题,拉格朗日无所畏惧。经过几个不眠之夜,他终于用近似解法找到了答案,从而再次获奖。这个奖项为他赢得了世界声誉。
1766年,拉格朗日接替欧拉成为柏林科学院物理数学研究所所长。在担任主任的20年间,拉格朗日发表了很多论文,获得了法国科学院的很多奖项:1722,论文《论三体问题》获奖;1773年,他的论文《论月亮的长期方程》又获奖了;1779年,拉格朗日的论文《用行星活动的实验研究彗星的摄动理论》获得双奖。
在柏林科学院工作期间,拉格朗日对代数、数论、微分方程、变分法和力学进行了广泛而深入的研究。他最有价值的贡献之一是在方程式理论方面。他关于用代数运算不可能求解n次(n > 4)一般方程的结论,可以说是伽罗瓦建立群论的基础。
最值得注意的是,拉格朗日完成了自牛顿以来最伟大的经典著作——《论不定分析》。这本书是历经37年心血写成的。当它出版时,他已经50多岁了。在这本书里,拉格朗日把宇宙写成了由数字和方程组成的有节奏的旋律,把动力学发展到了顶峰,统一了固体力学和流体力学两大分支。他利用变分原理建立了一个优美和谐的力学体系,可以说是整个现代力学的基础。大科学家汉密尔顿称赞这部杰作是“科学的诗篇”。
1813年4月10日,拉格朗日病逝,完成了他辉煌的科学旅程。他严谨的科学态度和精益求精的工作作风影响着每一位科学家。他的学术成就也为高斯、阿贝尔等世界著名数学家的成长提供了丰富的营养。可以说,在随后的100年里,数学上的许多重要发现几乎都与他的研究有关。
2.索菲·科瓦列夫·斯卡娅,著名女数学家。
索菲娅·科瓦列夫·斯卡娅(1850~1891)是俄罗斯人。她获得了人生中的多个第一:她是历史上第一个获得数学博士学位的女性,第一个获得中国科学院院士称号的女性数学家,第一个成为除意大利以外世界上第一个数学教授的女性。
索菲·科瓦列夫·斯卡娅从小就对数学有着特殊的感情,并且有着极大的好奇心和强烈的求知欲。她8岁时,全家搬到了波利蒂诺庄园。因为她带的壁纸不够,她父母在她房间的墙上贴了著名数学家奥斯特洛·格拉德斯基写的微积分讲义。那时,索菲·科瓦列夫·斯卡娅经常独自坐在卧室的墙壁前,盯着墙纸上奇妙的数字和神秘的符号,一坐就是几个小时。后来,索菲·科瓦列夫·斯卡娅在自传中写道:“我经常坐在那堵神秘的墙前,试图解释一些词语,找出这些页面的正确顺序。通过反复阅读,那些奇怪的公式,甚至页面上的一些表述,都在我脑海里留下了深刻的印象,尽管当时我对它们还一无所知。”
索菲·科瓦列夫·斯卡娅的祖父和外祖父都是优秀的数学家,这可能有助于形成她的数学天赋,但她的成功主要归功于她的不懈努力。她在学数学的时候,总是很专注,能很快理解和掌握老师讲的内容。有一次,数学老师让苏菲·科瓦列夫·斯卡娅重复她上节课说过的话。索菲·科瓦列夫·斯卡娅没有按照老师的方法,而是改变了自己的思维方式。她说完,老师马上竖起大拇指,夸她很棒。由此可见,苏菲·科瓦列夫·斯卡娅善于独立思考,积极寻找自己的思维方式,这对她以后的数学研究非常重要。
索菲·科瓦列夫·斯卡娅(Sophie Kovalev Skaya)高中毕业后,想继续学习高等数学知识,但当时的俄罗斯普遍存在对女性的轻视,女性无权接受高等教育。对于索菲·科瓦列夫·斯卡娅来说,继续深造的唯一途径就是出国留学。索菲·科瓦列夫·斯卡娅(Sophie Kovalev Skaya)向家人讲述了自己出国留学的愿望,遭到了家人的强烈反对。为了争取上大学的权利,苏菲·科瓦列夫·斯卡娅冲破种种阻碍,终于如愿以偿地到德国海德堡大学留学,在陌生的异国城市过着紧张而简单的学习生活。
在海德堡大学学习的过程中,为了取得更大的进步,索菲·科瓦列夫·斯卡娅去了被誉为“现代分析之父”的数学大师维尔斯特拉斯教授家里。数学大师被索菲·科瓦列夫·斯卡娅真诚的态度所感动,经过多次测试,满意地接受了这位勤奋好学的女学生。在维尔斯特拉斯的悉心指导下,索菲·科瓦列夫·斯卡娅更加努力地学习数学。经过一段时间的学习和实践,Sophie Kovalev Skaya写了三篇关于数学的重要学术论文。很快,她成功解决了困扰数学家100多年的“数学水妖”问题,并因此获得了著名的“鞠躬奖”。
索菲·科瓦列夫·斯卡娅(Sophie Kovalev Skaya)一生获得了许多荣誉,为数学的发展做出了巨大贡献,但她从未自满过。不幸的是,她在一次旅行中感冒了,因为不能及时休息而卧床不起。不久她就去世了,享年41。
3.马奇诺防线上的数学家
年轻的法国士兵文森特·多布林在第二次世界大战中英勇牺牲,但他被誉为数学天才。这是因为他在马奇诺防线服役时,写下了不朽的数学手稿。
多布林出生在德国的一个犹太家庭。当反犹太主义席卷第三帝国时,他和家人从柏林逃到了法国。1938年,年仅23岁的多布林成为巴黎大学历史上最年轻的数学博士,并很快成为整个巴黎地区同行的数学导师。当时,他的概率论研究项目被认为是欧洲最有前途的数学研究项目。他曾经是一位很有前途的数学家,但是希特勒入侵法国,使得他的数学生涯在1940年悲惨中断。面对入侵的德军,多布林决心战斗,而不是苟且偷生。他加入了法国军队,成为一名普通士兵。
多布林带着他即将完成的研究论文和定理奔赴前线,驻扎在马奇诺防线。在战争的最初几个月,他的老板特许他利用所有的业余时间继续他的数学研究。1940年夏天,德军粉碎了法军的抵抗,多布林的步兵团也面临灭亡。当其他士兵撤退时,多布林自告奋勇留下来和两名战友一起抵抗即将到来的德军。6月21日,德军即将占领阵地时,多布林举枪自尽,宁死不被俘,时年25岁。他的弟弟克劳德回忆说:“幸好多布林在德军攻占阵地前烧掉了他所有的研究论文,才没有落入德军手中。他不能容忍德国人抄袭他的想法。”
战后,多布林的名字很快就被遗忘了。然而,在他壮烈牺牲半个世纪后,法国科学院的一名官员偶然发现,多布林早在1940年2月就根据一项可追溯到路易十四时期的秘密储存规则,小心翼翼地保存了他的研究成果。他把自己的数学理论手稿用信封封好,藏在科学院的地下室里。根据秘密收藏规则,信封只有在作者允许的情况下才能打开。万一作者去世,必须从收藏之日起100年打开。这样,多布林的手稿要到2040年才能公开。但经过法国科学院院士和世界各地数学家多年的游说,他的哥哥克劳德终于在2000年夏天同意打破这种刻板印象。
结果,阿登省战争期间多布林写的数学手稿被重新发现。这奠定了这位年轻士兵作为现代数学中最重要的人物之一和当代概率论创始人的地位。这在法国知识界引起了轰动。法国科学院为此出版了专刊,全文刊登了多布林的手稿,“以示对天才的尊重”。
法国杰出的数学史家贝尔纳·布鲁(Bernard Blue)认为,多布林的论文弥补了二战前数学分析和20世纪50年代日本人在概率论上的进步留下的空白。多布林的研究涉及应用数学最重要的领域之一。他预见了容易被不规则性扰乱的事物的运动规律,比如水等流体中的粒子运动。
乔尔教授是第一个看到多布林手稿的人。他说;“我相信多布林知道他将在这场战争中注定失败。你会注意到他尽可能少留下书面材料。他明明知道自己从事的是那个时代最有前途的数学研究工作,可惜时日不多,却把自己尚未完全成型的数学成果写了下来。”
克劳德说:“我和我哥哥在一个房间里生活了20年,我知道他的梦想和愿望。”虽然过了60年他才被人们认可,但还是让我很开心。多布林是一个严肃而有才华的人。他不允许任何事情分散他的注意力。即使上前线也不能分散他的注意力。虽然我对数学一无所知,但我总是为我的哥哥感到骄傲和自豪!“作为一名数学家,多布林无疑是一个不可多得的天才,但作为一名军人,多布林只是一名军人。多布林的死是整个数学界的悲哀!历史可能会说:数学家多布林不应该出现在马奇诺防线!
4.数学家苏的跨国恋情。
“人们出乎意料地去瑶池,他们整夜都在想这件事。一辈子在一起很难得,但是一旦到了100岁,就再也不会永远在一起了……”这是数学家苏为他已故的妻子苏(松本)在100岁时写的一首诗。米子是一位伟大的日本女性,也是最早获得中国国籍的外国人之一。苏伴随她走过了60年的风风雨雨,实现了世纪之交的动人告别。
在仙台结婚
1924年春,苏作为唯一一名来自中国的留学生,报考了位于仙台的著名东北帝国大学数学系,并以第一名的成绩被录取。帝国大学是日本知名大学。苏每年都得第一名,而且还有一些研究项目在进行,所以他自然成了学校的名人。
这时,他特别注意到了学校里的另一个名人,松本美子。米子是帝国大学松本教授的女儿。她不仅相貌出众,还精通插花、书法、茶道。她也喜欢音乐,尤其擅长古筝。一次聚会后,苏见到了。一直很欣赏苏,尤其是他的智慧和真诚让她感动。后来两个人经常一整年都在一起。
1927年,东北帝国理工大学数学系聘请研究生苏担任代数讲师,这使他成为该校历史上第一位担任讲师的外国留学生。两个人的关系在学校已经是公开的秘密,很多人祝福他们;然而,那些总是追求的人嫉妒,对说:“苏是一个来自中国的乡巴佬,家里很穷。况且,学习好的人,将来也不一定成功。你跟他在一起不会有好日子过的。”但是米子不为所动。苏受不了某些男生的敌视,他不想让被别人纠缠。经过讨论,他们决定尽快结婚。
的母亲是一位善良的日本主妇,她认为苏可以托付一生。松本教授虽然也很喜欢苏,但认为他毕竟是中国人,出身卑微,所以一直不赞成这门亲事。在米子的坚持下,松本教授最终妥协了。1928年,其他国家的年轻人终于聚在一起,在仙台喜结连理。从此,松本美纪把丈夫的姓改成了Sumiko。
跟随我丈夫去中国。
米子全心全意地成为了一名家庭主妇。为了不影响苏,她甚至放弃了古筝和书法等特长,只留下茶道和插花,因为这两个爱好对苏的身心都有好处。婚后一年,也就是1929,米子生了一个女孩。1931年初,苏关于仿射微分几何及相关方面的研究论文有41篇,出现在日本、美国、意大利的数学刊物上,成为日本乃至国际数学界的知名人物。松本家族都希望苏留在日本工作,东北帝国大学也给他发了聘书。苏有自己的苦衷。出国前,他认识了学长陈,回国后,在家乡建起了一流的数学系。如今,陈已提前结束学业回国,他的去留成了困扰他的一个难题。
细心的米子早就发现,他整天唉声叹气,根本不想茶饭。一天晚饭后,从不抽烟的苏抽着闷烟,问他有什么心事。苏把全部真相都告诉了。出于自私的原因,他不想留在日本。令他惊讶的是,米子听到了他的计划,并没有阻止它。她反而鼓励他说:“青,我支持你的决定。首先,我爱你,你爱中国,所以我也爱中国。我支持你回到我们都爱的地方,你去哪里我都跟着你。”短短的几句话,让苏特别感动:是个识大体的女人!在妻子苏的支持下,独自回到了杭州。浙大的条件远比他想象的差。不仅聘书上写明的月薪与燕京大学相差甚远,而且因为学校经费短缺,虽然被评为副教授,但连续四个月一分钱也没拿到。幸亏我在上海兵工厂当工程师的哥哥及时帮助了我,否则苏就只能靠典当为生了。为了养家糊口,苏打算回日本。
风声传到了浙大校长邵培子的耳朵里。这天晚上,这位天才教育家敲了苏的门:“你不能回去!你是我们的宝贝……”在邵校长情急之下,这句话脱口而出。苏简直不敢相信自己的耳朵。“真的,绝对的,你是我们的宝贝!”邵校长激动地说。就是这一句话,神奇地打消了苏回日本的打算:“好吧,我不走了。”几天后,邵校长亲自为苏筹集了1200元,解决了他的燃眉之急。暑假的时候,有了些积蓄的苏去日本接家人。
1937年7月7日,日本发动全面侵华战争。苏、和在中国的生活才刚刚开始,他们的生活一直波澜起伏。今年“八·一三事变”后,日本飞机狂轰滥炸上海和江浙一带,浙大环境十分危险。学校连夜开会讨论,决定搬家。中午,苏正在部里收拾东西,这时一名邮递员送来了一份加急电报。苏打开来,在上面写了短短的几个字:“帝国大学堂决定再次聘请苏回校担任数学教授,待遇优厚。”苏愤怒地对说,“你侵略了我们的国家,还想让我去?”他气得脸色发白,决定不作任何回答。
几天后,日本驻杭领事馆的一名官员找到了苏的家。苏正巧不在,那位官员以为是日本女人,就说:“作为一个日本人,不知夫人愿不愿意来领事馆尝尝她家乡的美食?我们全心全意地等待着。”米子立即拒绝说:“自从我和苏军结婚后,我已经习惯了中国的生活和食物。”送信人不得不离开。
几天后,有人来游说苏:“你妻子是日本人,而你是日本女婿。日本人不会对你不好的。”苏马上问道,“你的意思是,你想让我当叛徒?”这就像一把利剑,让对方无言以对。当这对夫妇和学校一起做好搬家的一切准备时,突然收到仙台发来的紧急电报:松本教授病危!苏把电报交给了。他和岳父的关系很好,但因为涉及国家的问题,不能回去看望他老人家。他想让米子单独回仙台看望他的父亲。听了他的话后,低下头想了想,又说了一句让苏震惊的话:“我不回去了。不管怎样,我支持你!永远跟着你!”
困境中的世纪告别
艰难的迁徙开始了。苏挑着担子,一头是书本和教案,一头是年幼的孩子。米子一手拿着简单的衣服,一手牵着大一点的孩子。因为路况不好,为了躲避日军轰炸,又没有交通工具,大部分时间都是这样徒步。然而,更尴尬的是一路上严酷的审讯。因为是日本人,又是敌人,每次经过检查站,执勤的军政人员总要反复审查和苏一家。苏的解释无济于事。后来校长竺可桢爱才,得到战区长官特批,才免了这一遭。
经过2600多公里的长途跋涉,浙大师生抵达贵州遵义附近的湄潭,搭建起临时校舍。当时生活非常困难,苏刚出生的儿子死于营养不良。手里抱着儿子的尸体,米子非常难过,但这个日本女人的毅力使她没有抱怨。那时,苏是数学系的系主任,但他连一件好衣服都没有。他经常穿着打了补丁的衣服去讲台。当他在黑板上画几何图形时,同学们指着他说:“你看,苏老师的衣服都是三角形、梯形、正方形,还有螺旋曲线!”美智子知道这件事。她觉得自己没有尽到做妻子的责任,就把奶奶送给她的结婚纪念玉坠当了,给苏加了一件新衣服。苏大吃一惊:“你怎么能典当这么贵重的东西来换我的衣服呢?赶紧赎回来!”米子甜甜一笑:“我不想我老公受委屈。”学校安顿下来没多久,赶上考试,做了答辩报告。一天晚上,的一个叫熊的学生匆匆来到苏家。他怕第二天研讨会的报告过不了官特的征询。苏不满地说:“你这么临时抱佛脚,怎么可能有好工作?”熊的脸涨得通红。米子听到了声音,赶紧穿上衣服闪开了。经过苏的指点,熊回到宿舍忙了一夜,论文终于在第二天通过了测试。熊来到美国,成为一名著名的教授。40多年后,他回国看望苏老,深情地说:“多亏了我先生的痛骂。”他当时也很感激米子的好意:“不然我真不知道怎么走出那扇门!”
1982年,米子终于因为多年的过度劳累而卧床不起。苏每天下午四点半赶到医院,身边有医护人员细心护理。1986年5月,松本美子悄然离世,享年81。在她死前,她最大的愿望就是让苏不要难过,而是好好活着。妻子去世后,苏一直把妻子的照片带在身边,意味深长地说:“我深深体会到‘活在我心里’这句话。就好像我老婆还和我一起在花园里散步,一起在讲坛上讲课,一起参加会议……”2003年,百岁老人苏在对亡妻的怀念中走完了生命的最后一程。
5.现代著名数学家陈景润。
陈景润出生于福建省福州市闽侯镇。他的父亲,陈,是邮电局的一名办事员。
陈景润到了上学年龄,父母给他找了家附近的小学,送他去读书。在所有的科目中,他特别喜欢数学。只要他在代数和几何的海洋里游泳,他就能忘记所有的烦恼。
陈景润平时不爱说话,但是很勤奋,很好奇。他总是主动向老师提问或者借参考书。
一天中午,上完最后一节课,陈景润走出教室,回家吃饭。他从书包里拿出一本刚从老师那里借来的教课书,边走边看。书中的内容像电影一样一闪而过,陈景润像一个饥饿的人扑在面包上,大口大口地吃着精神食粮。
他聚精会神地看书,不自觉地偏离了方向,向路边的小树走去。只听得“哎哟”一声,他撞到了一棵树上。
抗日战争爆发之初,陈景润刚上初中,中学的一位数学老师从根本上改变了陈景润的人生轨迹。这位老师是沈渊先生,曾经是清华大学航空系主任。有一次,沈渊老师给学生讲了一道很难的数学题,叫哥德巴赫猜想,学生们叽叽喳喳。
最后沈渊老师补充:自然科学的女王是数学,数学的皇冠是数论,哥德巴赫猜想是皇冠上的明珠!
听了这句话,陈景润惊呆了:“哥德巴赫猜想,数学皇冠上的明珠,我能拿这颗明珠吗?”
1973年2月,陈景润关于(1+2)简化证明的论文终于发表了!“陈定理”立即在数学界引起了轰动,专家们给予了他很高的评价。
委婉地告诉你:
攀登科学高峰就像攀登珠穆朗玛峰一样。要战胜无数艰难险阻,懦夫和懒人是不可能享受到胜利的喜悦的。
6.天才数学家高斯
说起数学家中最著名的天才,那一定是高斯。
关于高斯最流行的故事是“5050”。老师本来想用一道难题让全班安静一节课,没想到小高斯只用了一两分钟就说出了答案。他加了1,2,3...和100,99,98对,得到50个101,最后轻松算出1到100的和是5050。
你知道吗?你知道吗?小高斯三岁时就学会了计算。一天,他看着他的父亲计算佣人的工资。当他爸爸终于报出了许久的总额时,身边传来一个细小的声音,“爸爸!算错了,应该是这样的……”父亲惊讶地又算了一遍,错了。尽管没有人教他,小高斯还是靠自己的观察学会了计算。
小高斯家里很穷。冬天,他的父亲总是让他早点睡觉,以节省燃料。但是高斯非常喜欢读书,总是随身带着一个萝卜(一种类似萝卜的植物)。他把中心掏空,塞到棉花卷里当灯芯,用油脂点燃一本书,钻进被窝,直到累了。
高斯进步很快,很快,老师就没什么可教他的了。后来,高斯进了一所高等学校,但数学老师看了他的作业后告诉他,以后不用上数学课了。
值得一提的是,高斯不仅数学好,语文也很好。18岁的时候,他很担心以后是继续学习古典文学还是数学。这时,他解决了一个困扰数学家两千多年的难题,“尺子是正七边形”,于是他决定继续研究数学。
有个比喻很好。如果我们把18世纪的数学家想象成一系列高山,那么最后一个令人肃然起敬的高峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象成河流,那么他们的源头就是高斯。
人们一直把高斯的成功归功于他的“天才”,但他自己说,“如果其他人像我一样深入而持续地思考数学真理,他们也会做出同样的发现。”