拉格朗日—你不知道的科學家

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上次我們介紹了史上最高產的科學家——大神歐拉，今天我們來看看他的一位得意門生，被普魯士腓特烈大帝譽為「歐洲最偉大數學家」的拉格朗日。

約瑟夫 拉格朗日（1736—1813），他是法國著名的數學家、力學家、天文學家，變分法的開拓者和分析力學的奠基人。

1736年，拉格朗日出生在義大利的都靈。他是家中的長子，家裡呢也有點小生意，父親一心想讓他學習法律，管理家族事業，但是，拉格朗日對法律毫無興趣，最喜愛的是文學。這是一個多麼充滿迷幻色彩的人物，法國著名數學家，出生在義大利，喜愛文學！

後來之所以家裡沒有逼迫他學習法律，是因為他們家破產了，從富二代變成自由身，他說「家裡破產是他這輩子最幸運的事」，有錢人的世界真奇妙。但是直到16歲的時候，拉格朗日仍十分偏愛文學，和數學家之間只差了數學家三個字。

17歲那年，他偶然讀到一篇英國天文學家哈雷寫的介紹牛頓微積分的文章《論分析方法的優點》，小夥讀的文學挺雜啊！但是，就是這篇文章使他對牛頓的敬仰之情猶如滔滔江水綿延不絕！於是乎，他冒出個想法，相當牛頓式的數學家。

在進入都靈皇家炮兵學院學習後，拉格朗日開始有計劃地自學數學。18歲的時候，拉格朗日用義大利語寫了第一篇論文，是用牛頓二項式定理處理兩函數乘積的高階微商，他又將論文用拉丁語寫出寄給了當時在柏林科學院任職的數學家歐拉。我們之前說過，歐拉是個很nice的人，他回信稱讚小拉的才華和思想，證明出來的問題也非常好，只有一個小小的毛病，就是這一成果早在半個世紀前就被萊布尼茲發表了。

但是，這並沒有使拉格朗日灰心，反而更堅定了他投身數學分析領域的信心。因為他的思想和前輩大神靠的如此之近。上一次出現和萊布尼茲思想撞車的人還是牛頓呢！

由於勤奮刻苦，天賦異稟，小拉在數學上的進步飛快，還沒畢業就擔任了學校的數學教學工作。20歲時就被正式聘任為數學副教授。也從這一年起，拉格朗日開始研究「極大和極小」的問題。他採用純分析的方法，為歐拉所開創的變分法奠定了理論基礎。

1758年8月，他把自己的研究方法寫信告訴了歐拉，歐拉一看我的天吶，這是萊布尼老爺子轉世了吧。當時歐拉也在研究這部分內容，但是小拉的方法更加優秀，於是歐拉將自己正要發表的論文壓了下來，幫助朗格朗日發表了他的成果。1759年，在歐拉的推薦下，拉格朗日被提名為柏林科學院的通訊院士。接著，他又當選為該院的外國院士。可見歐拉對這位得意門生的重視。

1762年，法國科學院懸賞徵集，付費答題，提問關於月球自轉，並且自轉時總是以同一面對著地球的難題。拉格朗日用自己的研究成果成功地解決了這一問題，並獲得了科學院的大獎。拉格朗日的名字也第一次進入整個歐洲科學界的視野。

兩年之後，法國科學院又提出了一個複雜的「六體問題」，也就是木星及其4個衛星和太陽之間的攝動問題。拉格朗日通宵數日，潛心研究，終於用近似解法找到了答案，從而再度獲獎。而這次獲獎，讓他的大名更是傳遍世界。

1766年德國的腓特烈大帝向拉格朗日發出邀請，說在「歐洲最大的王」的宮廷中怎麼能沒有「歐洲最偉大的數學家」，來吧我的拉貴人。於是他應邀前往柏林，任普魯士科學院數學部主任，並在那裡居住了20年，那段時間也是他人生科學研究的鼎盛時期。在此期間，他完成了《分析力學》一書，這是牛頓之後的一部重要的經典力學著作。書中運用變分原理和分析的方法，建立起完整和諧的力學體系，使力學分析化。直至現在，力學也是數學或者說分析學的一個分支。

1786年腓特烈大帝去世以後，他接受了法國大王路易十六的邀請，離開柏林，定居巴黎，直至去世。這也是為什麼說他是法國科學家的原因。這期間他參加了巴黎科學院成立的研究法國度量衡統一問題的委員會，並出任法國米制委員會主任。1799年，法國完成統一度量衡工作，制定了被世界公認的長度、面積、體積、質量的單位，拉格朗日為此做出了巨大的努力。

1791年，拉格朗日被選為英國皇家學會會員，又先後在巴黎高等師範學院和巴黎綜合工科學校任數學教授。1795年建立了法國最高學術機構——法蘭西研究院，拉格朗日被選為科學院數理委員會主席。此後，他才重新投身於研究工作，編寫了一批重要著作：《論任意階數值方程的解法》、《解析函數論》和《函數計算講義》等等等等。

我們之前說過，拉格朗日年輕時酷愛文學，因此在法國期間結識了一位精通古典文學的律師朋友，在相處中他發現了這位朋友有一個在數學方面頗有天賦的兒子，並成為了他的老師，而這個少年就是後世影響了整個人類科學發展的另一位大魔王——柯西！

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