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文|臨川
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引言
如果問18世紀數學界最偉大的人物是誰,許多人會毫不猶豫地說出這樣一個名字:萊昂哈德·歐拉。
他是數學史上公認的四大數學家之一,與阿基米德、牛頓和高斯齊名;他堪稱史上最多産的數學家。
(歐拉)
他所涉獵的學術領域廣泛,除了代數, 幾何之外,實體和力學、天文學、航海學和建築學領域,歐拉都有所涉獵。
他是當之無愧的天才, 13歲就進入大學學習,19歲就開始發表博士論文,據統計,他平均每年能發表八百頁論文,他曾自豪地說,自己的遺稿能讓彼得堡科學院用20年。
俄羅斯的近代數學,歐拉是當之無愧的創始者。蘇聯和現在俄羅斯都尊稱他為最偉大的俄羅斯數學家。
然而,歐拉并非俄羅斯人,而是瑞士人,這位天才的求知之路也并不平坦。在他76歲離世之前,有17年雙目完全失明生活在黑暗中。那麼,歐拉是如何來到俄羅斯生根發芽的?他為何能夠讓自己的學術和品行在曆史上永垂不朽,受人敬仰?
(前蘇聯的歐拉紀念郵票)
一、天才并非徒有虛名,輝煌成就令人贊歎
歐拉在每一個數學分支中,幾乎都留下了自己探索的痕迹。每一個學子的數學課上,都或多或少地會出現以歐拉名字命名的常數、公式和定理。但如果僅僅是理論層面的成就,并不會讓歐拉如此聲名遠揚。
歐拉并不滿足于僅僅在紙上證明虛無缥缈的理論,他是能夠将數學理論與實際相結合,讓看似毫無用處的數字變為生産力的天才。
(歐拉的彈道學)
波浪動力學助力了輪船的設計;平面測量學確定了施工的精度和速度;他建立的歐拉方程使得流體力學能夠用于研究沖擊波;歐拉運動方程則奠定了航空動力學的基礎。牛頓都頭疼不已的月離問題也是歐拉解決的,微積分在歐拉的研究之下,向前邁進了一大步。
旁人看來枯燥無味的計算過程,歐拉卻對此興緻勃勃。他極其擅長心算與口算,誰也不知道這位數學家是如何做到的。
一次兩個學生進行無窮級數的求和,在小數點後第50位數字上,兩人結果不一,發生了争執,歐拉并沒有多說什麼,而是進行了心算,迅速給出了正确的答案,讓學生大為震驚。
歐拉的記憶力也十分驚人,即使是在晚年時期,他也能夠準确地回憶起年輕時代的所有筆記内容,也能夠從頭到尾,毫不猶豫地背誦維吉爾的《埃涅阿斯記》,甚至能指出他所背誦的原書的每一頁的第一行和最後一行,由此可見這位數學家的記憶力卓爾不群。
對歐拉來說,撰寫長篇論文就像寫一封信那樣容易,他的一生共寫下了886本書籍和論文,遺憾的是,在1771年的彼得堡大火中,凝聚歐拉心血的部分手稿在大火中化為灰燼。
在他去世後,為了整理他的著作,彼得堡科學院忙碌了47年。1911年,俄羅斯數學界出版整理歐拉的著作,全集有84卷,重量可達到300磅,歐拉的筆耕不辍可見一斑。
二、人品高尚令人敬仰,性格随和愛惜人才
然而與旁人所想象的,數學天才都是孤僻不合群的形象不同,歐拉擅長管理,并性格和藹。在擔任柏林科學院院長助理的時候,他的工作做得井井有條;他喜歡音樂,熱愛孩子,在工作時喜歡兒孫繞膝的氛圍。
更令人敬佩的是,他并不會将自己的研究成果據為己有,而是将其視作世界都應當共享的知識,他會盡心列出自己所有的推導過程,留給學生和後人研究。這一舉動極大地推進了數學知識的普及,數學不僅僅是某些專業人士的專利。而是成為了人人都能共享的知識。
這一舉動也使得現代的數學家高斯都贊歎道,了解數學最好的辦法就是去研究歐拉的著作。
(高斯)
此外,歐拉也毫不介意後人的成就超過自己,願意幫助更多的後輩在數學上得以有所建樹。數學界的後輩拉格朗日時常寫信與歐拉探讨幾何中的等周定理,歐拉也毫不吝惜分享自己的想法與思路。
後來,歐拉對這位年輕人的思路和解法極其贊賞,他看到了這個年輕人的巨大潛力,甚至決定将自己的論文按下,暫時不發表,而是讓拉格朗日率先發表論文。當有人問到歐拉為何不率先發表文章時,歐拉卻謙虛地說,自己的論文還不夠成熟。
(拉格朗日)
這在當時相當于将自己能夠赢來的巨大收益和聲譽拱手讓人,而歐拉的毫不猶豫,足以證明這位數學家的心胸博大,愛惜人才。也難怪在他晚年,所有歐洲的數學家都将歐拉視作共同的老師,法國數學家拉普拉斯,就将歐拉視為自己的導師。
在俄國生活的30年的時間裡,他所創立的俄羅斯第一個數學學派——歐拉學派,培養出了一大批俄羅斯的數學人才,這些人才為日後俄羅斯的發展做出了卓越的貢獻。俄羅斯如今在數學領域的成就,與這位偉大的數學家是分不開的。
然而,盡管歐拉的大部分著作都是在俄羅斯完成的,歐拉還是一位愛國主義者,即使他後來離開瑞士,先後輾轉多國尋求發展,但他至死都沒有改變自己的國籍,始終不忘自己是瑞士人。
那麼,這位出生于瑞士的數學家為何卻在俄羅斯定居?這就要從他的求知之路開始講起。
三、求知之路并不平坦,生命不息研究不止
歐拉的父親是一名牧師,希望兒子能夠子承父業。歐拉聽從了父親的意見,13歲便進入了巴塞爾大學進行學習。并在2年内取得大學學位,1年内獲得研究所學生學位。但他主修的卻是哲學和法律。
然而,對數學興趣濃厚的他每周六下午卻與當時的歐洲數學家約翰·伯努利學習數學,伯努利看到了學生的潛質,說服了歐拉的父親讓兒子研究數學,并推薦他前往俄國,與他兩個在俄國皇家科學院工作的兒子一同研究。
(約翰·伯努利)
然而,在俄國的生活并非一帆風順。彼得二世繼位後,貴族們對這些外來學者頗為排斥,他們不斷找這些學者的麻煩。後來1741年,為了避免俄國的戰亂,歐拉離開俄國,來到了德國。
他在柏林生活了25年,寫出了380篇文章。然而老實穩重的歐拉與性格自負的腓特烈二世并不對付,這時,葉卡捷琳娜二世向歐拉抛出了橄榄枝,重金聘請歐拉傳回俄國。從1766年開始,直到1783年去世,歐拉便一直生活在俄國。
(葉卡捷琳娜二世)
但早年間在俄國繪制俄國全景地圖的經曆早已使得歐拉視力下降,在德國時就已右眼失明,重返俄國的17年中。歐拉不幸地因白内障雙目失明。但他并沒有放棄,他選擇用口述和心算在黑暗中探索,讓自己的大兒子記錄,就這樣,400多篇論文在黑暗中誕生了。
縱觀歐拉的一生,他對數學的興趣讓他創造了一個又一個奇迹,他用一生向人們證明,數學并非無用,而能切實地幫助人們解決生活中的問題。歐拉也用實際行動向我們表明,他從不屈服于命運,向我們展示了一位數學家的胸襟和毅力。
(歐拉之墓)
參考資料:
邵紅能.偉大的數學巨匠——世紀英才歐拉[J].高中生之友:聯考版, 2019(9):2.