世界上卓越的23位数学家-第3部分
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费马生有三女二男,除了大女儿克拉莱出嫁之外,四个子女都使费马感到体面。两个女儿当上了牧师,次子当上了菲玛雷斯的副主教。尤其是长子克莱曼特·萨摩尔,他不仅继承了费马的公职,在1665年当上了律师,而且还整理了费马的数学论著。如果不是费马长子积极出版费马的数学论著,很难说费马能对数学产生如此重大的影响,因为大部分论文都是在费马死后,由其长子负责发表的。从这个意义上说,萨摩尔也称得上是费马事业上的继承人。
费马螺线
对费马来说,真正的事业是学术,尤其是数学。费马通晓法语、意大利语、西班牙语、拉丁语和希腊语,而且还颇有研究。语言方面的博学给费马的数学研究提供了语言工具和便利,使他有能力学习和了解阿拉伯和意大利的代数以及古希腊的数学。正是这些,可能为费马在数学上的造诣奠定了良好基础。在数学上,费马不仅可以在数学王国里自由驰骋,而且还可以站在数学天地之外鸟瞰数学。这也不能绝对归于他的数学天赋,与他的博学多才多少也是有关系的。
费马生性内向,谦抑好静,不善推销自己,不善展示自我。因此他生前极少发表自己的论著,连一部完整的著作也没有出版。他发表的一些文章,也总是隐姓埋名。《数学论集》还是费马去世后由其长子将其笔记、批注及书信整理成书而出版的。我们现在早就认识到时间性对于科学的重要,即使在17世纪,这个问题也是突出的。费马的数学研究成果不及时发表,得不到传播和发展,并不完全是个人的名誉损失,而是影响了那个时代数学前进的步伐。
费马一生身体健康,只是在1652年的瘟疫中险些丧命。1665年元旦一过,费马开始感到身体有变,因此于1月10日停职。第三天,费马去世。费马被安葬在卡斯特雷斯公墓,后来改葬在图卢兹的家族墓地中。
——传世佳言——
我已经发现了大量极其美妙的萝莉定理。
大家都努力在考试,也教下一代如何考试,然后大家什么都不懂。
费马一生从未受过专门的数学教育,数学研究也不过是业余之爱好。然而,在17世纪的法国还找不到哪位数学家可以与之匹敌:他是解析几何的发明者之一;对于微积分诞生的贡献仅次于牛顿、莱布尼茨,概率论的主要创始人,以及独承17世纪数论天地的人。此外,费马对物理学也有重要贡献。一代数学大师费马堪称是17世纪法国最伟大的数学家。
17世纪伊始,就预示了一个颇为壮观的数学前景。而事实上,这个世纪也正是数学史上一个辉煌的时代。几何学首先成了这一时代最引人注目的引玉之明珠,由于几何学的新方法——代数方法在几何学上的应用,直接导致了解析几何的诞生;射影几何作为一种崭新的方法开辟了新的领域;由古代的求积问题导致的极微分割方法引入几何学,使几何学产生了新的研究方向,并最终促进了微积分的发明。几何学的重新崛起是与一代勤于思考、富于创造的数学家是分不开的,费马就是其中的一位。
第6章 莱布尼茨
姓名:莱布尼茨
出生地:德国东部莱比锡
生卒年:1646…1716年
历史评价lishipingjia
莱布尼茨是17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才,和牛顿同为微积分的创建人。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。
1646年7月1日,莱布尼茨出生于德国东部莱比锡的一个书香之家,父亲弗里德希·莱布尼茨是莱比锡大学的道德哲学教授,母亲凯瑟琳娜·施马克出身于教授家庭,虔信路德新教。
莱布尼茨的父母亲自做孩子的启蒙教师,耳濡目染使莱布尼茨从小就十分好学,并有很高的天赋,幼年时就对诗歌和历史有着浓厚的兴趣。
莱布尼茨的父亲在他年仅六岁时便去世了,给他留下了比金钱更宝贵的丰富的藏书,知书达理的母亲担负起了儿子的幼年教育。莱布尼茨因此得以广泛接触古希腊罗马文化,阅读了许多著名学者的著作,由此而获得了坚实的文化功底和明确的学术目标。
8岁时,莱布尼茨进入尼古拉学校,学习拉丁文、希腊文、修辞学、算术、逻辑、音乐以及《圣经》、路德教义等。
1661年,15岁的莱布尼茨进入莱比锡大学学习法律,一进校便跟上了大学二年级标准的人文学科的课程,他还抓紧时间学习哲学和科学。1663年5月,他以《论个体原则方面的形而上学争论》一文获学士学位。这期间莱布尼茨还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略等人的著作,并对他们的著述进行深入的思考和评价。在听了教授讲授的欧几里得的《几何原本》的课程后,莱布尼茨对数学产生了浓厚的兴趣。
1664年1月,莱布尼茨完成了论文《论法学之艰难》,获哲学硕士学位。是年2月12日,他母亲不幸去世。18岁的莱布尼茨从此只身一人生活,他—生在思想、性格等方面受母亲影响颇深。
1665年,莱布尼茨向莱比锡大学提交了博士论文《论身份》,1666年,审查委员会以他太年轻(年仅20岁)而拒绝授予他法学博士学位,黑格尔认为,这可能是由于莱布尼茨哲学见解太多,审查论文的教授们看到他大力研究哲学,心里很不乐意。他对此很气愤,于是毅然离开莱比锡,前往纽伦堡附近的阿尔特多夫大学,并立即向学校提交了早已准备好的那篇博士论文,1667年2月,阿尔特多夫大学授予他法学博士学位,还聘请他为法学教授。
这一年,莱布尼茨发表了他的第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章,其基本思想是想把理论的真理性论证归结于一种计算的结果。这篇论文虽不够成熟,但却闪耀着创新的智慧和数学的才华,后来的一系列工作使他成为数理逻辑的创始人。
1666年莱布尼茨获得法学博士学位后,在纽伦堡加入了一个炼金术士团体,1667年,通过该团体结识了政界人物博因堡男爵约翰·克里斯蒂文,并经男爵推荐给选帝迈因茨,从此莱布尼茨登上了政治舞台,便投身外交界,在美因茨大主教舍恩博恩的手下工作。
1671…1672年冬季,他受迈因茨选帝侯之托,着手准备制止法国进攻德国的计划。1672年,莱布尼茨作为一名外交官出使巴黎,试图游说法国国王路易十四放弃进攻,却始终未能与法王见上一面,更谈不上完成选帝侯交给他的任务了。这次外交活动以失败而告终,然而在这期间,他深受惠更斯的启发,决心钻研高等数学,并研究了笛卡儿、费尔马、帕斯卡等人的著作,开始创造性的工作。
1673年1月,为了促使英国与荷兰之间的和解,他前往伦敦进行斡旋未果。他却趁这个机会与英国学术界知名学者建立了联系。他见到了与之通信达三年的英国皇家学会秘书、数学家奥登伯以及物理学家胡克、化学家波义耳等人。1673年3月莱布尼茨回到巴黎,4月即被推荐为英国皇家学会会员。这一时期,他的兴趣越来越明显地表现在数学和自然科学方面。
1672年10月,迈因茨选帝侯去世,莱布尼茨失去了职位和薪金,而仅是一位家庭教师了。当时,他曾多方谋求外交官的正式职位,或者希望在法国科学院谋一职位,都没有成功。无奈,只好接受汉诺威公爵约翰·弗里德里希的邀请,前往汉诺威。
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高等数学上的众多成就
莱布尼茨在数学方面的成就是巨大的,他的研究及成果渗透到高等数学的许多领域。他的一系列重要数学理论的提出,为后来的数学理论奠定了基础。
莱布尼茨曾讨论过负数和复数的性质,得出复数的对数并不存在,共轭复数的和是实数的结论。在后来的研究中,莱布尼茨证明了自己的结论是正确的。他还对线性方程组进行研究,对消元法从理论上进行了探讨,并首先引入了行列式的概念,提出行列式的某些理论,此外,莱布尼茨还创立了符号逻辑学的基本概念。
1673年莱布尼茨特地到巴黎去制造了一个能进行加、减、乘、除及开方运算的计算机。这是继帕斯卡加法机后,计算工具的又一进步。他还系统地阐述了二进制计数法,并把它和中国的八卦联系起来,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。
1676年10月4日,莱布尼茨离开巴黎,他先在伦敦作了短暂停留。继而前往荷兰,见到了使用显微镜第一次观察了细菌、原生动物和精子的生物学家列文·虎克,这些对莱布尼茨以后的哲学思想产生了影响。在海牙,他见到了斯宾诺莎。1677年1月,莱布尼茨抵达汉诺威,担任布伦兹维克公爵府法律顾问兼图书馆馆长,并负责国际通信和充当技术顾问。汉诺威成了他的永久居住地。
在繁忙的公务之余,莱布尼茨广泛地研究哲学和各种科学、技术问题,从事多方面的学术文化和社会政治活动。不久,他就成了宫廷议员,在社会上开始声名显赫,生活也由此而富裕。1682年,莱布尼茨与门克创办了近代科学史上卓有影响的拉丁文科学杂志《学术纪事》(又称《教师学报》),他的数学、哲学文章大都刊登在该杂志上;这时,他的哲学思想也逐渐走向成熟。
1679年12月,布伦兹维克公爵约翰·弗里德里却突然去世,其弟奥古斯特继任爵位,莱布尼茨仍保留原职。新公爵夫人苏菲是他的哲学学说的崇拜者,“世界上没有两片完全相同的树叶”这一句名言,就出自他与苏菲的谈话。
奥古斯特为了实现他在整个德国出人头地的野心,建议莱布尼茨广泛地进行历史研究与调查,写一部有关他们家庭近代历史的著作。1686年他开始了这项工作。在研究了当地有价值的档案材料后,他请求在欧洲作一次广泛的游历。
1687年11月,莱布尼茨离开汉诺威,于1688年初夏5月抵达维也纳。他除了查找档案外,大量时间用于结识学者和各界名流。在维也纳,他拜见了奥地利皇帝利奥波德一世,为皇帝勾画出一系列经济、科学规划,给皇帝留下了深刻印象。他试图在奥地利宫廷中谋一职位,但直到1713年才得到肯定答复,而他请求古奥地利建立一个“世界图书馆”的计划则始终未能实现。随后,他前往威尼斯,然后抵达罗马。在罗马,他被选为罗马科学与数学科学院院士。1690年,莱布尼茨回到了汉诺威。由于撰写布伦兹维克家族历史的功绩,他获得了枢密顾问官职务。
莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机,使之成为一种能够进行连续运算的机器
在1700年世纪转变时期,莱布尼茨热心地从事于科学院的筹划、建设事务。他觉得学者们各自独立地从事研究既浪费了时间又收效不大,因此竭力提倡集中人才研究学术、文化和工程技术,从而更好地安排社会生产,指导国家建设。
从1695年起,莱布尼茨就一直为在柏林建立科学院四处奔波,到处游说。1698年,他为此亲自前往柏林。1700年,当他第二次访问柏林时,终于得到了弗里德里希一世,特别是其妻子(汉诺威奥古斯特公爵之女)的赞助,建立了柏林科学院,他出任首任院长。1700年2月,他还被选为法国科学院院士。至此,当时全世界的四大科学院:英国皇家学会、法国科学院、罗马科学与数学科学院、柏林科学院都以莱布尼茨作为核心成员。
——传世佳言——
没有两片完全相同的树叶,世界上没有性格完全相同的人。
在从世界开始到牛顿生活的时代的全部数学中,牛顿的工作超过了一半。
1713年初,维也纳皇帝授予莱布尼茨帝国顾问的职位,邀请他指导建立科学院。俄国的彼得大帝也在1711…1716年去欧洲旅行访问时,几次听取了莱布尼茨的建议。莱布尼茨试图使这位雄才大略的皇帝相信,在彼得堡建立一个科学院是很有价值的。彼得大帝对此很感兴趣,1712年他给了莱布尼茨一个有薪水的数学、科学宫廷顾问的职务。1712年左右,他同时被维也纳、布伦兹维克、柏林、彼得堡等王室所雇用。这一时期他一有机会就积极地鼓吹他编写百科全书,建立科学院以及利用技术改造社会的计划。在他去世以后,维也纳科学院、彼得堡科学院先后都建立起来了。据传,他还曾经通过传教士,建议中国清朝的康熙皇帝在北京建立科学院。
就在莱布尼茨备受各个宫廷青睐之时,他却已开始走向悲惨的晚年了。1716年11月14日,由于胆结石引起的腹绞痛卧床一周后,莱布尼茨孤寂地离开了人世,终年70岁。
莱布尼茨一生没有结婚,没有在大学当教授。他平时从不进教堂,因此他有一个绰号lovenix,即什么也不信的人。他去世时教士以此为借口,不予理睬,曾雇