[趣味數學]世界數學中心的轉移

2020-11-28 搜狐網

  在世界範圍內各國的科學發展是不平衡的,這種不平衡性的宏觀表現是存在著世界科學活動的中心,而且這個活動的中心並不是總停留在某一個國家,而是隨著歷史的發展,從一個國家轉移到另一個國家。縱觀近代科學以來的歷史,在社會生產、社會變革、思想解放等諸多因素的影響和作用下,世界科學活動中心曾相繼停留在幾個不同的國家。其轉移的格局大體是:義大利→英國→法國→德國→美國。從中心區停留的時間跨度看:

  義大利1540—1610

  英國1660—1730

  法國1770—1830

  德國1810—1920

  美國1920—

  歷史表明,科學活動中心的轉移,實際上就是科學人才中心的轉移。處於世界科學活動中心的國家,同時也處於世界科學人才的中心,處於科學人才發展的盛事時期。就數學來說。一個國家和民族一旦成為世界科學活動的中心區,這個國家和民族就會數學人才輩出。

  事實上,歐洲的文藝復興運動帶來了義大利科學的春天,義大利成為近代科學活動的第一個中心。繼多才多藝的天才達?芬奇(L.da Vinci,1452—1519)之後,近代科學的先驅者伽利略(Galilei,1564—1642)在這個科學活動中心區應運而生,義大利產生了一大批傑出的數學家。著名的有:塔爾塔利亞(N.taritaglia.1500—1557)、卡當(G.Cardano ,1509—1576)、科曼狄諾(F。Commandiano,1509—1575)、費拉裡(L.Ferrarl,1522—1565)、邦別利(R.Bombelli,1526—1572)、卡瓦列裡(B.Cavaleieri,1578—1647),等等。

  17世紀因果的自殘階級革命迎來了第二個科學活動中心。在這個中心區,英國造就了一近代科學奠基人牛頓(I.Newton,1642—1727)為代表的一大批傑出的數學家,就微積分這一數學領域而言,在這個時期做出重大貢獻的除了牛頓,還有華利斯(J.Wallis,1616—1703)、巴羅(I.Barrow,1630—1677)、泰勒((B.Taylor,1685—1731)和馬克勞林(C.Maclaurin,1698—1746)等著名數學家。

  18世紀法國的資產階級大革命引來了法國科學的繁榮,巴黎成為當時世界學術交流的中心。在良好的學術環境中,法國的數學人才群星般出現,著名的有拉格朗日(J.L.Lagarange,1736—1813)、蒙日(G.Monge,1746—1818)、拉普拉斯(P.S.Laplace,1749—1827)、勒讓德(A.M.Legendre,1752—1833)、卡諾(L.N.M.Carnot,1753—1823)、傅立葉(B.J.Fourier,1768—1830)、杜班(P.C.F.Dupin,1784—1873)、彭色列(J.V.Poncelet,1788—1867)、柯西(B.A.L.Cauchy,1789—1857)、拉梅(G.Lame,1795—1870)、伽羅華(E.Galois,1811—1832)等人。其取得的成果佔當時世界重大數學成果總數的一半以上。

  德國科學技術的起步比英國和法國都要晚,但在法國自1830年7月革命以後科學技術發展開始走向相對低潮的時候,德國的經濟和社會變革卻使他的科學技術迅速崛起,並很快超過了英國和法國。

  德國在18世紀末和19世紀初比英國和法國都要落後,以手工業生產為主,幾乎沒有大工業,封建生產關係仍然佔據統治地位,無論在經濟上或政治上都很分散,沒有形成一個統一的國家。他的資產階級很弱小,不敢用革命的手段來解決資本主義與封建主義之間的矛盾。封建制度和貴族的特權嚴重阻礙了德國資本主義的興起。1834年1月德意志關稅同盟的實現,統一的商品市場的形成,為德國發展工業資本主義奠定了廣泛的而良好基礎。1843年3月革命以後,開始了德意志的資本主義發展時代。1871年統一戰爭的勝利,標誌著近代的國已躋身於資本主義強國之列。在這一個社會變革的時期,德國政府為了發展資本主義,採取了一系列改革措施,包括迅速普及蒸汽機的應用,以發展鐵路為基礎的重工業,建立行業內的聯合企業和行業間的綜合聯合企業,保護農業和工商業等。這樣,在60年代,終於使德國的經濟實力趕上並超過了先進的英國和法國。

  在科學研究方面,德國開創了國力科學研究所的科研體制,建立了各種專業的國立研究所,並由國家在預算中證實撥款作為研究經費。這就是科學研究中出現了固定的正規訓練和專門職業,是科學工作變得專業化。在這種科研體制出現之前,人們只能把科學研究作為一種業餘活動,而且個人要承擔全部的研究經費。與此同時進行的是整頓和改革教育體制,自1800年建立了柏林大學,一種新型的高等教育體制逐漸形成,自然科學在高等學校由原來的附庸地位上升到應有的地位。在高等學校中教學和科研得到了和好的結合。從19世紀中葉開始,某些德國大學的實驗室開始成為科學研究的中心,有的實際上已經成為國際科學研究中心。這些中心不僅為德國培養這新一代的科學家,而且把世界各地最具才華的青年學生吸引到這裡。就這樣,資本主義在德國的迅猛發展,科學技術在德國社會生活中的地位顯著提高,極大的推動了德國科學技術的發展,使德國及法國之後逐漸成為世界科學活動中心。

  就數學而言,首先是「歐洲數學之王」高斯(K.F.Gauss,1777—1855)的堂堂雄姿,出現在19世紀世界數學史的地平線上。高斯所開創的哥廷根大學大學的科學傳統,經狄裡克萊、黎曼、克萊因之手,後在希爾伯特時代得到了充分的發揚。隨著高斯的出現,數學的花朵從法國逐漸移植到德國。在這個科學活動中心區,僅有德國數學家做出的重大成果,就佔當時世界重大數學成果總數的42%以上。除了高斯和希爾伯特,在這個時期值得提出的傑出數學家還有:麥比烏斯,拓撲學,提出著名的 「麥比烏斯帶」;斯泰納,射影幾何學;古德曼,函數論,推廣了函數的冪級數表示法;斯陶特,射影幾何學;普呂克,解析幾何,建立廣義等同坐標和正切坐標;雅可比,橢圓函數論,數論,線性代數,變分法和微分方程論;狄裡克萊,解析數論,數學分析和位勢理論;裡斯丁,拓撲學,提出單側曲面;格拉斯曼,多為歐幾裡的空間理論,引出矢量的數量積概念;庫麥爾,理想數論;外爾斯特拉斯,實數 理論,數學分析,解析函數論,變分學,微分幾何和線性代數;海涅,集合論,提出著名的「有限覆蓋定理」;克隆尼克,數論和橢圓函數論,提出有名的「克隆尼克代數乘積」;黎曼,黎曼幾何學,數學分析,複變函數論和數論,提出著名的「黎曼猜想」;代德金,代數學,提出算術公理的完整系統;果爾丹,代數不變量理論;韋伯,函數論,建立有名的韋伯函數;施瓦爾茨,微分方程論,提出有重要應用的施瓦爾茨函數;康託爾,集合論和實數理論;邦雷格,數理邏輯;克萊因,代數方程論,橢圓函數論,自守函數論,連續群論和非歐幾何,提出著名的《愛爾朗根綱領》;林德曼,函數論,證明 π的超越性;龍格,解析函數的多項式逼近理論,現代計算數學的先驅者;赫爾維茨,線性結合代數;豪斯道夫,集合論,拓撲學

  17、18、19世紀世界上的數學大國有英國、法國、德國、義大利、俄國。「世界數學中心」在法國(主要是巴黎理工科大學的法國數學學派)。領袖人物:法國的「三L」(拉格朗日、拉普拉斯、勒讓德)(主要領域:方程論、微積分、微分方程、變分法),柯西、維爾斯特拉斯(主要領域:微積分),傅立葉、泊松(主要領域:應用數學、傅立葉分析、概率統計),龐加萊(主要領域:純粹數學與應用數學),波萊爾、勒貝格、畢卡(主要領域:函數論)等

  20世紀初「世界數學中心」在德國(主要是哥廷根大學的哥廷根學派)。領袖人物:德國的克萊因(哥廷根學派的組織者,以 「愛爾蘭根綱領」 著名,用變換群統一各種幾何)、希爾伯特(哥廷根學派的領袖任務,主要領域:代數、幾何、分析、元數學),閔可夫斯基(主要領域:狹義相對論的數學框架--四維幾何),柯朗(哥廷根數學研究所負責人),外爾(主要領域:廣義相對論的理論依據—規範場理論),諾特(抽象代數的奠基人,女數學家)以及匈牙利數學家馮.諾伊曼(主要領域:純粹數學、應用數學、計算機),波利亞(主要領域:函數論與數學教育),捷克數學家哥德爾(數理邏輯學家)等

  20世紀「世界數學中心」在美國的普林斯頓:哥廷根學派的大部分成員移居或避難到普林斯頓(很多人後來都加入了美國籍),像柯朗、諾特、美籍匈牙利數學家馮.諾伊曼,維納(控制論奠基人)、法國幾何學家嘉當、美籍華人微分幾何之父陳省身、捷克數理邏輯學家哥德爾等。

  21世紀「數學大國」、「世界數學中心」在哪裡?

  上世紀90年代,著名數學家陳省身曾預言:「二十一世紀中國必將成為數學大國」 !在華人數學界,這一預言被稱為「陳省身猜想」。

  第一屆世界數學家大會(1897年蘇黎士,康託發起組織)到上世紀末已開了23屆,卻沒有一次在發展中國家召開。原因是,只有數學大國或強國才有條件舉辦這樣的會議。1993年5月,丘成桐和他的老師陳省身向中央進言,希望中國申辦世界數學家大會。經過努力,2002年第24屆世界數學家大會終於在中國召開,這是世界數學家大會歷時100多年第一次在發展中國家舉行,這是中國數學界的驕傲和光榮。

 

 

  來源:搜狐教育社區

(責任編輯:汪春)

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