孫四周
3.數(shù)學王子——高斯
高斯是德國著名數(shù)學家、物理學家、天文學家及大地測量學家,其成就遍及數(shù)學的各個領域,在數(shù)論、微分幾何、非歐幾何、超幾何級數(shù)、復變函數(shù)論以及橢網(wǎng)函數(shù)論等方面均有開創(chuàng)性貢獻.他十分注重數(shù)學的應用,并且在天文學、大地測量學和磁學的研究中也偏重于用數(shù)學方法進行研究.
高斯三歲時便能夠糾正他父親的借債賬目的事情,已經(jīng)成為一個軼事流傳至今.他曾說,他在麥仙翁堆上學會計算.能夠在頭腦中進行復雜的計算,是上帝賜予他一生的天賦.
高斯在小學時用很短的時間計算出了小學老師布置的任務:對自然數(shù)從1到100的求和.他所使用的方法是:對50對構造成和101的數(shù)列求和為(1+100,2+99,3+98,…),同時得到結果:5 050.這一年,高斯9歲.但是據(jù)更為精細的數(shù)學史書記載,高斯所解的并不是1加到100那么簡單,而是81 297+81 495+---+100 899(公差198,項數(shù)100)的一個等差數(shù)列.
當高斯12歲時,已經(jīng)開始懷疑歐氏幾何學中的基礎證明.當他1 6歲時,預測在歐氏幾何之外必然會產(chǎn)生一門完全不同的幾何學(可惜未予公開發(fā)表).他導出了二項式定理的一般形式,將其成功的運用在無窮級數(shù),并發(fā)展了數(shù)學分析的理論.
雖然高斯作為超一流的數(shù)學家而聞名于世,但他基本上不是一個受歡迎的老師,他不能讓學生明白他的思想,以致做他的學生顯得很累,還很難看到希望.盡管如此,他為數(shù)不多的學生中,也出現(xiàn)了大師級的數(shù)學家,如后來聞名于世的戴德金和黎曼.戴德金在實數(shù)理論上有開創(chuàng)性貢獻,戴德金分割意義非凡;黎曼則創(chuàng)立了黎曼幾何學,那是愛因斯坦相對論的基礎.可見,能夠和高斯交流的學生,絕非凡品.
4.大家的導師——歐拉
歐拉是18世紀最優(yōu)秀的數(shù)學家,他是歷史上最偉大的數(shù)學家之一,也是世界最杰出的科學家之一.歐拉的數(shù)學和科學成果簡直多得令人難以相信,他寫了三十二部學術著作,其中有幾部不止一卷,還寫下了許許多多富有創(chuàng)造性的數(shù)學和科學論文.總計起來,他的科學論著有七十多卷.歐拉的天才使純數(shù)學和應用數(shù)學的每一個領域都得到了充實,他的數(shù)學物理成果有著無限廣闊的應用領域.直到今天,在大學理科教材上也頻繁出現(xiàn)歐拉的大名.歐拉還是個文辭優(yōu)美(雖然有點過分虔奉宗教)的作家.他為了向腓特烈的侄女安哈爾特德始公主介紹力學、物理光學、天文學、聲學等課程,寫了頗受贊譽的《致一位德國公主的信》.這些著名的信流傳很廣,被印成了7種文字的單行本.
歐拉始終保持著充沛的精力和清醒的頭腦,直到臨死的那一秒鐘.那是在1783年9月18日,他77歲的時候.這天下午他當作消遣地推算了氣球升高的定律——照例是在他的石板上,爾后,與雷克塞爾和家人吃了晚飯.“赫歇耳的行星”(天王星)那時剛剛被發(fā)現(xiàn),歐拉寫出了他對這個行星軌道的計算,過了一會兒,他讓他的孫子進來.就在喝著茶跟孩子玩的時候,他中風發(fā)作.手中煙斗掉了,只說出一句話“我要死了”,歐拉便停止了生命和計算.
歐拉的風格是很高的,拉格朗日是稍后于歐拉出生的大數(shù)學家,從19歲起和歐拉通信,討論等周問題的一般解法,這引起變分法的誕生.等周問題是歐拉多年來苦心考慮的問題,拉格朗日的解法,博得歐拉的熱烈贊揚,1759年10月2日歐拉在回信中盛稱拉格朗日的成就,并謙虛地壓下自己在這方面較不成熟的作品暫不發(fā)表,使年輕的拉格朗日的工作得以發(fā)表和流傳,并贏得巨大的聲譽.晚年的時候,歐洲所有的數(shù)學家都把他當作老師,著名數(shù)學家拉普拉斯(曾被拿破侖延為老師)曾說過:“讀讀歐拉、讀讀歐拉,他是我們大家的老師!”
高斯曾說:“研究歐拉的著作永遠是了解數(shù)學的最好方法.”
歐拉杰出的智慧,頑強的毅力,孜孜不倦的奮斗精神和高尚的科學道德,世所罕匹.他在數(shù)學、物理、天文、建筑以至音樂、哲學方面都取得了輝煌的成就.哥德巴赫猜想也是在他與哥德巴赫的通信中提出來的.他還首先完成了月球繞地球運動的精確理論,創(chuàng)立了分析力學、剛體力學等力學學科,深化了望遠鏡、顯微鏡的設計計算理論.
歐拉一生能取得如此輝煌成就的原因在于:驚人的記憶力;精神超然,不染凡塵;鎮(zhèn)靜自若,孜孜不倦;醉心數(shù)學,心無旁騖.據(jù)說他能記住前100個正整數(shù)的前6次方,能記憶4位數(shù)的對數(shù)表和三角函數(shù)表.歐拉是在品格、學術等各個方面都值得我們緬懷的偉大人物,他的大家庭也和諧美滿、其樂融融.
結束語 從個體來看,這四位偉大的人物各有各的稟性.高斯冷峻孤傲,不喜與人交流,像一尊令人望而生畏的巨大銅像;牛頓善于經(jīng)營,很在意名望與地位,有些行為被人詬??;歐拉和藹友善,對人真誠,獎掖后進,是一位讓人如沐春風的導師;阿基米德則是一個傳說.
高斯的著作,立論嚴謹、結構完美.他舍棄了結論發(fā)現(xiàn)的過程,呈現(xiàn)出來的都是最終的精致絕倫的學術形態(tài),很難讀懂.有人曾說:“高斯像一只狡猾的狐貍,總是用尾巴掃去身后的足跡.”而高斯本人的態(tài)度是,“在蓋好大樓以后,腳手架當然要拆掉”.
牛頓的著作,規(guī)模宏大、立意高遠.他不在乎細枝末節(jié)的雕琢,呈現(xiàn)出來的是一片可以任人馳騁的廣闊天地.所以,他的著作引領性強,粗糙處亦多(這是所有學科初創(chuàng)時難免的,不是牛頓的缺點).牛頓的名利心太重,對同事刻薄,對上司逢迎,讓人有不愿言說的感覺.
歐拉就是專為數(shù)學而生,也專為數(shù)學而活的人,他有許多的機會獲得更大的名利,但他不為所動.他的心里只有數(shù)學,他是一個純真的人、一個高尚的人、一個甘愿犧牲自己成全別人的人.他的著作,條理清晰、推理自然、文辭淺顯優(yōu)美,讀他的書就像是與一位知心朋友閑談.所以,他對青年人的幫助最大,他啟發(fā)了無數(shù)的人,而從沒有打擊過任何一個,作為一介教師,我敬佩他之處甚多.
阿基米德遠遠超出他的時代,如果單對他的著作進行評價,你說那些結果出現(xiàn)在18世紀也會有人相信,他制造拋石機、滑輪、杠桿,參加抵抗入侵的戰(zhàn)斗,儼然是敘拉古的保護神,
如果可以選擇,我愿意在阿基米德的指引下,趨歐拉之門,為人室弟子.用心讀高斯的各類專著,悟牛頓的絕對時空.endprint