在上一篇文章裡介紹的丟番圖,阿基米德,高斯,都是聲名赫赫的大數學家。他們的墓志銘也成為大家口口相傳的故事。這裡介紹的幾位數學家,他們的墓志銘雖然沒有引起很多人的關注,但同樣也有值得我們尊敬的故事。
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數學精神,並不獨屬於那些大師級的人物。還有一大批傾倒於數學之美的「小人物」,儘管他們的數學成就或大或小,甚至微不足道,但他們的專注精神同樣應該贏得尊敬。下面介紹的幾位人物,既包括大數學家歐拉和「科學之祖」泰勒斯,也有未進入大師行列的馬克勞林和伯努利,還有痴情多於才華的魯道夫。而更多的人默默無聞,他們的故事也消失在歷史長河中,沒有流傳下來。
泰勒斯,古希臘時期的思想家、哲學家、數學家、天文學家,是希臘最早的哲學學派——米利都學派的創始人。他是西方思想史上第一個有記載有名字留下來的思想家,被尊稱為「科學和哲學之祖」。
泰勒斯的墓志銘如下:
這位天文學家之王的墳墓稍微小了一點,但他在星辰領域中的榮光是頗為偉大的。
這段話並沒有體現他作為思想家和數學家的身份。這一方面說明他在天文學方面的成就得到公認;另一方面,可以推測他作為思想家和數學家的地位,是在希臘文明逐漸走向輝煌的過程中才顯現出來。泰勒斯生於希臘文明從蒙昧狀態開始萌芽的年代,相對於那些身處黃金年代而為後世仰望的璀璨群星,泰勒斯更多一分難能可貴的拓荒精神。
萊昂哈德·歐拉(Leonhard Euler),瑞士大數學家。他的數學成就如此之多,他的名字幾乎出現在所有的數學分支——初等幾何的歐拉線、多面體的歐拉定理、立體解析幾何的歐拉變換公式、數論的歐拉函數、變分法的歐拉方程、複變函數的歐拉公式,等等等等。
歐拉是數學史上最多產的數學家。據統計,他一生平均每年發表八百頁的學術論文。1911年,數學界開始系統地出版歐拉的著作,並定名為《歐拉全集》,全集計劃出84卷,平均每卷厚度為500多頁。
1783年9月18日下午,歐拉為了慶祝他計算氣球上升定律的成功,請朋友們吃飯。喝完茶後,菸斗突然從他手中落下,口裡喃喃地說:「我死了」。法國哲學家孔多塞說,歐拉終於「停止了生命和計算」。
儘管成就如此巨大,但歐拉卻是一位以謙遜著稱的數學家,而不像同為著名數學家的牛頓和高斯那樣性格乖僻。他的墓志銘同樣質樸無華,只有短短的一行字:
彼得堡科學院院士,萊昂哈德·歐拉。
馬克勞林(Maclaurin, Colin),英國數學家。他的代表作是《流數論》,是分析學早期的重要文獻,其中包括了以他名字命名的馬克勞林級數。馬克勞林年輕時得到牛頓的大力提攜,他也一直不遺餘力地維護牛頓的學說。由於他在英國具有的影響力,這在客觀上助長了英國數學界的保守傾向,並因此逐漸落後於歐洲大陸的數學發展。
馬克勞林的墓志銘非常簡短而耐人尋味:
承蒙牛頓引薦
雅各布·伯努利(Jakob Bernoulli),瑞士著名的伯努利家族中的一員。伯努利家族是瑞士著名的家族,先後出了11位數學家,其中有三位在數學史上都有較大的影響,而雅各布是其中最年長的一位,其他兩位分別是他的三弟約翰以及約翰的次子丹尼爾。
雅各布的數學成果很豐碩,如懸鏈線問題(1690年),曲率半徑公式(1694年),「伯努利雙紐線」(1694年),「伯努利微分方程」(1695年),「等周問題」(1700年)等。他還是概率論的先驅之一,提出了伯努利實驗和大數定律。
對數螺線(等角螺線)
雅各布還醉心於對數螺線(也稱為等角螺線)的研究。笛卡爾在1638年首先研究了對數螺線,而雅各布發現了對數螺線的很多有趣的性質,例如在很多種變換下都保持不變。他臨終前特意囑咐將一正一反的兩條對數螺線刻在他的墓碑上,並附以頌詞「縱然變化,依然故我」。這句話可謂一語雙關,既是在描述對數螺線的不變形,同時也表達自己對數學不變的追求。
需要特別註明一下,雅各布墓碑上的頌詞是以拉丁文寫成,原文是「Eadem mutata resurgo」,英文的譯文通常表述為「I shall arise the same, though changed」。
魯道夫·范·科伊倫(Ludolph van Ceulen),荷蘭數學家。雖然他在1600年成為荷蘭萊頓大學的第一位數學教授,但他把主要精力全都放在了求解圓周率的更精確的數值上。魯道夫使用的是1800多年前阿基米德提出的方法——計算圓的內接正多邊形和外切正多邊形的周長,分別作為圓周率的下界和上界。阿基米德算到了正96邊形,而魯道夫窮盡一生,最多用到了2的62次方邊形,一直算到了小數點後第35位數字。在那個純手工計算的年代,特別是還涉及到不少開方運算,能算出這麼多位有效數字,堪稱一個奇蹟!
當然,如果不是因為圓周率的計算,魯道夫根本不可能在數學史上留名。可見將一件事情做到極致,就是偉大。為了表達對魯道夫的精神的欽佩,人們將圓周率精確到小數點後35位的值稱為「魯道夫數」。而魯道夫自己也對這件事情感到非常自豪,因此要求將這個數值刻在他的墓碑上。
上圖就是魯道夫的墓碑。上面實際上刻了兩個值,分別是圓周率的上界和下界,兩個數值只有最後一位數相差1。
順便說一句,純手工計算圓周率的最高紀錄是弗格森(英國)和倫奇(美國)在1948年創造的,他們算到了小數點後808位數字。不過他們使用的方法是梅欽(英國)發明的代數方法,比魯道夫(也是阿基米德)的方法效率高很多,所以工作量比魯道夫還要小。從1950年開始,人們已經用電子計算機來計算圓周率,第一個用計算機得到的圓周率值已經達到了小數點後2037位。所以上述的手工計算圓周率的世界紀錄,應該不會再有人去打破了。
後 記
原本還打算八卦一下牛頓的墓志銘,已經寫了一半,後來覺得他的墓志銘太長了,而且內容更像本朝革命家的悼詞。要割捨這樣一位大數學家有點為難,但反覆讀了幾遍他的墓志銘後,感覺文字內容跟數學精神還是有太大的差距。
牛頓的數學精神和數學成就都是值得一書的,但略帶悲劇意味的是,正因為他的成就之大,也就不可避免地被捲入政治漩渦中。他的墓志銘就文字來說可謂極盡奢華,卻正如一塊金磚——雖然金燦燦地耀眼,但多看一會兒就有視覺疲勞了。想八卦的讀者請自行上網搜內容吧。
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