富二代花錢買了一篇數學論文,發表後成為了著名的大數學家

2020-12-15 數學真美

俗話說:「一分錢也難倒英雄漢」,在數學史上,也有這麼一位大數學家,由於經濟陷入困境,將自己的一篇半溫不火的論文賣給自己的富二代學生,以解燃眉之急。沒想到自己的學生將他的論文發表之後,不但火遍了全世界,還流芳百世。這兩個數學家就是數學史上大名鼎鼎的瑞士數學家約翰.伯努利和法國數學家洛必達,他們之間到底發生了一個怎樣有趣的故事呢?

話說約翰.伯努利原本出生於歷史上非常出名的一個龐大家族——伯努利家族。這個家族可謂人才濟濟,群星閃耀,在漫長的數百年裡一直被人們所稱頌。

在約翰.伯努利小的時候,他的父親要求他也像哥哥雅格布.伯努利一樣去學習經商的本領。但是約翰.伯努利對經商並不感興趣,於是勉為其難地選擇了學醫。

剛開始時,約翰.伯努利在學業上十分努力,最終獲得了醫學博士。對於一般人來說,自己的學業圓滿結束,是人生值得慶賀的一大樂事。但是他卻一直悶悶不樂,他早就發現,他自己真正喜歡的並不是醫學,而是數學。

對於約翰.伯努利來說,他是幸運的,因為他正趕上了17世紀下半葉到18世紀上半葉這段數學發展史上最關鍵的時期。

在這一個偉大的時代,人類近代史上最偉大的數學成就——微積分正在悄悄地萌芽、發展、成熟。隨著微積分的創立,其它一些重要的數學分支,如微分方程、無窮級數、微分幾何、變分法等也如雨後的春筍破土而出。

正當全世界的數學家們沉浸於數學發展的一片繁榮景象中之時,卻忽略了「微積分」最底層的「邏輯基礎」的建設,隨著「微積分」在各個領域的廣泛應用,各種矛盾體現得越來越嚴重,原本對「微積分」就持懷疑態度的一些宗教勢力,開始了大肆的抨擊,「第二次數學危機」爆發了。剛剛建立起來的「近代數學大廈」,在這場突如其來的危機中搖搖欲墜。

全世界的數學家們都行動了起來,在那個人類史上最為關鍵的18世紀,數學家們肩上的任務是艱巨的,不但要繼續推動因「微積分」的誕生而剛剛建立起來的各個數學分支,更要解決存在於「微積分」底層的那些令人頭疼的「邏輯矛盾」問題。

在那個特殊的時代,約翰.伯努利也和其它的數學家一樣,時刻關注著數學界的動態。也就在這個時候,約翰.伯努利發現自己真正地愛上了「數學」,愛上了「微積分」,深深地沉迷其中,無法自拔。

最初,早在約翰.伯努利還在巴塞爾大學學習時,就已經偷偷地跟著同樣不喜歡經商卻熱愛數學的哥哥雅格布.伯努利學習數學。

對於兄弟二人來說,沒有什麼東西比當時的熱門話題——「無窮小問題」更令人感興趣了。兄弟二人關於對「微積分」的接觸,是從萊布尼茲關於「微積分」的簡略論述開始的,正是在萊布尼茲的思想影響和激勵下,約翰走上了研究和發展微積分的道路。

經過長時間的潛心研究,約翰.伯努利發表了大量具有時代意義的論文。他的大量論文涉及到了「曲線的求長」、「曲面的求積」、「等周問題」、「微分方程」以及「指數運算」中的「懸鏈線問題」、「最速降線問題」和「測地線問題」等。

1696年,約翰.伯努利提出了著名的「最速降線問題」,創立起了一個全新的數學分支——變分法。

約翰.伯努利在學術上所取得的成就是極其巨大的,但是它的另一功績更令人稱道,那就是他在那個特殊的時代培養出了一大批出色的數學家,其中包括歐拉、克萊姆等等18世紀最著名的偉大數學家。

故事說到這裡,本文的第二主人公——法國數學家洛必達隆重登場了。

1691年秋天,約翰.伯努利來到了巴黎。初到巴黎,人生地不熟,一下子找不到合適的工作,頓時失去了經濟來源,使得原本意氣風發的約翰.伯努利也落到了「一分錢逼死英雄漢」的窘境。

然而,約翰.伯努利是幸運的,因為他就在此時遇見了當時正沉迷於數學中的富二代洛比達——洛必達的父親花雙倍的價錢,請他去當洛必達的「一對一」數學老師。這時誰也不知道,他們之間一個富有戲劇色彩的故事已悄悄地開始上演。

在1691—1692年間,約翰.伯努利釋心地教導洛必達,為他耐心地講授微積分,在長久的交往中,二人成為了極為親密的朋友。

在當洛必達老師的這些年當中,雖然吃飯的問題得到了解決,但是經濟還是不太寬裕,因而每天憂心忡忡。

而在這個時候的洛必達,也被另一件事所煩惱。那就是洛必達雖然是富家子弟,卻也是一個非常努力的年輕人,他的夢想就是希望在數學上能夠取得突破性的成就,也想創立一個公式或者定理什麼的。無奈他雖然已經努力到了極限,但還是難以達到他夢想的高度。

就在此時,洛必達看到正為錢發愁的老師約翰.伯努利,他忽然靈機一動,感覺讓他名揚天下的機會已經來臨。

洛必達與約翰.伯努利商量,希望花重金買一篇論文當成自己的作品發表。當時的約翰.伯努利也是被錢逼得很急,於是選了一篇看似不咋滴的論文賣給了洛必達。

洛必達買到論文之後,如獲至寶。將這篇論文連同他之前原創的《闡明曲線的無窮小於分析》一書中出版。

沒想到該書一出版,莫名其妙的就火遍了全世界,而令該書火的原因,正是洛必達向約翰.伯努利買下的論文。

這篇「網紅」論文就是求「一個分式」當「分子」和「分母」都趨於零時的「極限的法則」,也就是今天我們所看到的大名鼎鼎的「洛必達法則」。

「洛必達法則」火了之後,約翰.伯努利的內心是崩潰的,心想這樣一篇論文當初看起來也不咋滴啊,怎麼一發表出去就火了呢。但是崩潰歸崩潰,你賣出去的東西怎不能再要回來是吧?本來嘛,在當時,買賣科研成果也是合理合法的,誰眼光好,誰買了一篇好論文,也就功成名就,名利雙收了。

因而約翰.伯努利一直將心中的這口氣給憋著,直到洛必達逝世之後,他再也憋不住了,因而發表聲明稱這「洛必達法則」是他約翰.伯努利發明的。但當時的數學家卻並不認可他的聲明,夠鬱悶吧?

不過話又說回來,雖然洛必達的原創著作《闡明曲線的無窮小於分析》是被「洛必達法則」帶火的,但依然無法否認洛必達本身所具有的極高的數學天賦。早在洛必達15歲時,就解出了帕斯卡的「擺線難題」,後來又解出約翰·伯努利向歐洲挑戰的「最速降曲線問題」。

《闡明曲線的無窮小於分析》這部著作就算去掉「洛必達法則」這篇論文,其價值同樣是巨大的——它是世界上第一本系統的「微積分學」教科書,該書由一組定義和公理出發,全面地闡述變量、無窮小量、切線、微分等概念,這對剛剛創建的「微積分」的廣泛傳播起到了巨大的推動作用。

洛必達為數學事業貢獻出了自己的一生,而且,洛必達在《闡明曲線的無窮小於分析》的前言中特別地向約翰·伯努利鄭重致謝。由此看來,洛必達無論是人品,還是學術成就,都是一個令後人尊敬的偉大學者和傳播者。

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