数学的三股推动力量——数学家们的努力
http://www.newdu.com 2024/11/24 10:11:20 人民教育出版社 佚名 参加讨论
数学的三股推动力量——数学家们的努力 卢介景 三、数学家们的努力 数学作为一门科学，它不是任何一个历史时代、任何一个民族单独的产物，而是若干个时代，许多民族的共同产物。经过4000多年世界各民族的共同努力，数学才发展到今天边样的规模。 推动数学前进的力量，无论是社会生产的发展，还是数学内部的矛盾，说到底都离不开人民，特别是离不开作为他们之中优秀代表人物的古今中外数学家们的努力奋斗。在数学史中，几千位著名的数学家作出了可贵的贡献；几十万名数学研究人员作出了必要的探索；数千万数学教育工作者和实际应用者为数学的传播和应用建立了功勋。 我国的《畴人传》包括400多位天文、数学家的传记，其中占篇幅最多的是僧一行，他是唐代最著名的数学家、天文学家。僧是和尚、一行是法号，原名张遂，天赋聪敏、潜心窥测，717年他来到京城长安，为唐玄宗顾问。他把数学与天文学结合起来，创造了世界上最早的不等间距二次内插法公式；他组织并领导的在全国12个点对北极高度和日影长短的测量，是世界上第一次对子午线的实测；他对历法科学作出了重要的贡献，推算出“开元大衍历”，后世有人称赞它“历千古而无差”。可惜他的著作后来全部散失了。 我国数学家中在世界上声名最高的，是南北朝的祖冲之(429～500年)。他是世界上最早计算圆周率π精确到6位小数的人，并且保持了这项世界纪录将近1100年。他从小喜欢钻研天文、数学，博览群书，重视实践，经常提出大胆的想法，再通过实践来检验这些想法是否正确。祖冲之和他的儿子合撰的数学专著《缀术》，核定为唐朝学校的教材。中世纪时，日本、朝鲜的学校也采用它作为课本，可惜这部书后来失传了。为纪念祖冲之在圆周率及其它方面的贡献，莫斯科大学建立了他的塑像，与世界其它著名科学家的塑像一起受到人们的敬仰。苏联科学家还把月球上的一个环形山命名为祖冲之环形山，真可谓名扬九天。 宋元时代的朱世杰被誉为“中世纪世界最伟大的数学家”。他曾四处流浪，周游湖海20多年，长期靠教授数学来维持生活，“踵门而学者云集”。他的名著《算学启蒙》三卷(1299年)和《四元宝鉴》三卷(1303年)是我国数学发展的重要里程碑。前者创立了代数加法和乘法的正负法则；后者把天元术推广为“四元术”(四元高次联立方程解决)，而欧洲到1775年才提出同样的解法。《四元宝鉴》开头所载“古法七乘方图”与“杨辉三角”具有同等重要的世界意义。朱世杰对高阶等差级数求和问题进行了讨论，得出了高次差的内插公式(四次“招差术”)，这实质上已相当于1676～1678年间牛顿的一段内插公式。 在中国数学史上，著述最多的数学家是梅文鼎(1683～1721年)。梅文鼎，字定九，号勿庵，安徽宣城人。他自动喜爱天文学、数学。自29岁起，数十年学问与年俱进，是十七八世纪之交中国最伟大的数学家。他在历学方面，深究中国古代70余家历法，而后与西历会通；在数学方面，先习筹算、笔算、三角、对数，而后发挥少广、方程及勾股诸术，集其大成，自成一家。 梅文鼎的著述，据他所著的《勿庵历算书目》所载，共88种，达二百余卷，其中已刊者33种计70卷。在这些历算书中，数学著作占了三分之二，包括了初等数学的各个分支。他的孙子梅毂成，自幼跟他受到良好的数学教育，1712年23岁时入宫学习数学和天文，次年任蒙养斋汇编官，主编《数理精蕴》。 1761年，梅毂成把其祖父的著作编成《梅氏丛书辑要》，共收33种计60卷，附梅毂成自己所著二卷，其中数学书40卷。象这样祖孙三代大有作为的数学家之家，在世界数学史上也是罕见的。可以与之媲美的只有是差不多同时代的瑞士伯努里家族。 世界数学史上最多产的数学家是瑞士的欧拉(1707～1783年)。他一生中，共发表530本(篇)书(论文)，死后47年中，又陆续出版了他留下的许多书稿，从而发表他的著作达到886本(篇)之多。欧拉的一生几乎全部从事数学研究，涉及的范围很广。1735年，他不幸瞎了一只眼睛；1766年，另一只眼睛也瞎了，但这些都没有阻碍他的钻研和创作。双目失明的欧拉，让别人笔录下他的研究成果，借这一种稀有的记忆力，顽强而艰苦地奋斗着。他能在最嘈杂的扰乱中，精力高度集中地进行创造性的工作。 使人感到惊讶和钦佩的，不仅是欧拉的著作是如此之多，而是他的文字通俗易懂、使用的符号先进新颖。下述记号的正规化，都应该归功于欧拉：f(x)表示函数；e表示自然对数的底；a、b、c表示ΔABC的三条边；∑表示求和；i表示虚单位……。 还有最著名的欧拉公式，这个关系式联系着数学中最重要的五个数e、π、i、1、0，是数学中最美妙的公式。很多数学家都怀着尊敬的心情赞美欧拉：“读读欧拉，他是我们一切人的名师”(拉普拉斯)、“对欧拉工作的研究将仍旧是对于数学的不同范围的最好的学校，并且没有任何别的可以替代它”(高斯)。瑞士自然科学学会从1907年开始出版《欧拉全集》，用了四十年才出齐73本。 名列第二位的多产数学家，不是法国的柯西，就是英国的凯雷。但要认真地确定谁该享有这份荣誉，恐怕要计算出版物的页数。例如柯西的全集，除几本书外，包括789篇论文，其中有些是巨著，计有24本大四开本。 世界上第一位女数学家是希腊的希帕提亚(310～415年)，她是数学家泰奥思的女儿，写过关于阿波罗尼和丢番图的评注本。而世界上最伟大的女数学家是德国的诺特(1882～1935年)，她生于犹太家庭，父亲也是著名的数学家。1900年，她进入爱尔兰根大学，在近千名学生中只有两名女性。在戈丹的指导下，诺特完成了博士论文《三元双二次型不变量的完全系》。1916年，诺特来到哥廷根。那时希尔伯特正从事广义相对论的研究，诺特在这方面做了出色的工作，被后人称之为物理学中的诺特定理。 然而，大学里对妇女的歧视是一个严重问题。希尔伯特多次要求校方给她讲师的职称，可是格廷根的哲学教授会议(数学是哲学的一部分)中的语言学家和历史学家极力反对。 1919～1922年间，诺特走上了她自已独特的发展道路，研究环中的理想论。她对抽象代数的贡献是划时代的，她的一般理想论可说是哥廷根代数学派的代表作。1922年，诺特成了一名特别教授，但只不过是一个空名。她当时开一门代数课，从学生交付的学费中取一份很少的薪金。 由于纳粹德国迫害犹太人，1933年诺特来到美国费城任教，不幸于1935年病逝。大物理学家爱因斯坦在《纽约时报》撰文纪念，文中说：“诺特女士是自妇女受到高等教育以来最重要的最富于创造性的天才”。 在数学史上，有不少著名的数学学派，它们是由志同道合的数学家组成的学术团体，对数学的发展作出了特殊的贡献。这里要简略介绍一下对现代数学有巨大影响的布尔巴基学派。 第一次世界大战给法国科学事业带来了灾难性的破坏，法国数学界出现了青黄不接、后继乏人的局面。老一辈法国数学家虽然曾经在分析、函数论方面作出过杰出成绩，但都是60岁上下的人，而且对当代数学一般只有相当含糊的观念，对德国数学学派的优秀成果、对迅速发展的苏联学派以及诞生不久就红极一时的波兰学派都毫无所知。法国数学落后了。 1924年前后，一批十八九岁的青年进入巴黎高等师范学院的数学系。这批年青人中有狄多涅、韦伊、亨·嘉当等人。他们不满足法国数学的现状，要把触角伸向“函数论王国”之外，决心发动“革命”，振兴法国数学。 1932年，这批青年人“秘密”组成了一个小组，以法国十九世纪一位将军布尔巴基的名字命名。后来又增添了几位成员，比较固定的成员在十人左右。他们瞄准了世界先进水平，如饥似渴地大量阅读，刻苦研讨最新发表的数学论文，分析数学发展中大量新概念，每年聚会多次，热烈争鸣，严谨治学。他们还走出国界，直接倾听国外优秀数学家的讲学和介绍，学习最先进的知识。他们方向对头，敢想敢于，不久就在深入研究现代数学的基础上，形成了自己的独创的观点——数学结构的观点，并用以统一概括现代纯粹数学的新成果，把法国的数学水平推到世界的前列。 从1939年起，他们开始出版《数学原本》。这是一套关于现代数学的综合性丛书的第1卷，此丛书直到1972年出版第34卷时，仍未宣布终止。这套数学丛书标志着布尔巴基学派的诞生，他们造就了一大批象魏尔、狄多涅、歇瓦菜、德尔商特、嘉当等在代数几何、拓扑空间、泛函分析、李群、可换环、多复变函数论等数学领城作出重要贡献的数学家。 布尔巴基的结构主义观点，在50～60年代盛极一时，在中学教材改革中曾被奉为经典。70年代以来，结构主义观点开始走下坡路，受到了批评，认为它一味追求形式主义的公理化，脱离实际，为数学而数学，忽视了数学和其他科学的联系，在初等数学中过早引入抽象概念等等。 但是，布尔巴基学派富于创造的精神是令人敬佩的，他们的治学态度是十分严肃的，一卷著作甚至推倒重写10遍，经过10多年才去付印。《数学原本》仅第一部分就花了30年才正式出版。他们严格要求自己，既要有广泛的兴趣、深厚的基础，又要有独立作战的精神，一丝不苟的态度，这些都是他们成功的原因。 “史可为鉴”，“它山之石，可以攻玉”。愿古今中外数学家们在推动数学前进中焕发出来的精钟力量，化作青年朋友们的宝贵财富，为中华在各个领域的新顿起而奋斗！ (责任编辑：admin) |