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"数学之王"欧拉:无法超越的天才,万千学子心中的"恐怖梦魇"

作者:坤七说史

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"数学之王"欧拉:无法超越的天才,万千学子心中的"恐怖梦魇"

文|临川

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引言

如果问18世纪数学界最伟大的人物是谁,许多人会毫不犹豫地说出这样一个名字:莱昂哈德·欧拉。

他是数学史上公认的四大数学家之一,与阿基米德、牛顿和高斯齐名;他堪称史上最多产的数学家。

"数学之王"欧拉:无法超越的天才,万千学子心中的"恐怖梦魇"

(欧拉)

他所涉猎的学术领域广泛,除了代数, 几何之外,物理和力学、天文学、航海学和建筑学领域,欧拉都有所涉猎。

他是当之无愧的天才, 13岁就进入大学学习,19岁就开始发表博士论文,据统计,他平均每年能发表八百页论文,他曾自豪地说,自己的遗稿能让彼得堡科学院用20年。

俄罗斯的近代数学,欧拉是当之无愧的奠基人。苏联和现在俄罗斯都尊称他为最伟大的俄罗斯数学家。

然而,欧拉并非俄罗斯人,而是瑞士人,这位天才的求知之路也并不平坦。在他76岁离世之前,有17年双目完全失明生活在黑暗中。那么,欧拉是如何来到俄罗斯生根发芽的?他为何能够让自己的学术和品行在历史上永垂不朽,受人敬仰?

"数学之王"欧拉:无法超越的天才,万千学子心中的"恐怖梦魇"

(前苏联的欧拉纪念邮票)

一、天才并非徒有虚名,辉煌成就令人赞叹

欧拉在每一个数学分支中,几乎都留下了自己探索的痕迹。每一个学子的数学课上,都或多或少地会出现以欧拉名字命名的常数、公式和定理。但如果仅仅是理论层面的成就,并不会让欧拉如此声名远扬。

欧拉并不满足于仅仅在纸上证明虚无缥缈的理论,他是能够将数学理论与实际相结合,让看似毫无用处的数字变为生产力的天才。

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(欧拉的弹道学)

波浪动力学助力了轮船的设计;平面测量学确保了施工的精度和速度;他建立的欧拉方程使得流体力学能够用于研究冲击波;欧拉运动方程则奠定了航空动力学的基础。牛顿都头疼不已的月离问题也是欧拉解决的,微积分在欧拉的研究之下,向前迈进了一大步。

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旁人看来枯燥无味的计算过程,欧拉却对此兴致勃勃。他极其擅长心算与口算,谁也不知道这位数学家是如何做到的。

一次两个学生进行无穷级数的求和,在小数点后第50位数字上,两人结果不一,发生了争执,欧拉并没有多说什么,而是进行了心算,迅速给出了正确的答案,让学生大为震惊。

欧拉的记忆力也十分惊人,即使是在晚年时期,他也能够准确地回忆起年轻时代的所有笔记内容,也能够从头到尾,毫不犹豫地背诵维吉尔的《埃涅阿斯记》,甚至能指出他所背诵的原书的每一页的第一行和最后一行,由此可见这位数学家的记忆力卓尔不群。

对欧拉来说,撰写长篇论文就像写一封信那样容易,他的一生共写下了886本书籍和论文,遗憾的是,在1771年的彼得堡大火中,凝聚欧拉心血的部分手稿在大火中化为灰烬。

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在他去世后,为了整理他的著作,彼得堡科学院忙碌了47年。1911年,俄罗斯数学界出版整理欧拉的著作,全集有84卷,重量可达到300磅,欧拉的笔耕不辍可见一斑。

二、人品高尚令人敬仰,性格随和爱惜人才

然而与旁人所想象的,数学天才都是孤僻不合群的形象不同,欧拉擅长管理,并性格和蔼。在担任柏林科学院院长助理的时候,他的工作做得井井有条;他喜欢音乐,热爱孩子,在工作时喜欢儿孙绕膝的氛围。

更令人敬佩的是,他并不会将自己的研究成果据为己有,而是将其视作世界都应当共享的知识,他会尽心列出自己所有的推导过程,留给学生和后人研究。这一举动极大地推进了数学知识的普及,数学不仅仅是某些专业人士的专利。而是成为了人人都能共享的知识。

这一举动也使得现代的数学家高斯都赞叹道,了解数学最好的办法就是去研究欧拉的著作。

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(高斯)

此外,欧拉也毫不介意后人的成就超过自己,愿意帮助更多的后辈在数学上得以有所建树。数学界的后辈拉格朗日时常写信与欧拉探讨几何中的等周定理,欧拉也毫不吝惜分享自己的想法与思路。

后来,欧拉对这位年轻人的思路和解法极其赞赏,他看到了这个年轻人的巨大潜力,甚至决定将自己的论文按下,暂时不发表,而是让拉格朗日率先发表论文。当有人问到欧拉为何不率先发表文章时,欧拉却谦虚地说,自己的论文还不够成熟。

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(拉格朗日)

这在当时相当于将自己能够赢来的巨大收益和声誉拱手让人,而欧拉的毫不犹豫,足以证明这位数学家的心胸博大,爱惜人才。也难怪在他晚年,所有欧洲的数学家都将欧拉视作共同的老师,法国数学家拉普拉斯,就将欧拉视为自己的导师。

在俄国生活的30年的时间里,他所创立的俄罗斯第一个数学学派——欧拉学派,培养出了一大批俄罗斯的数学人才,这些人才为日后俄罗斯的发展做出了卓越的贡献。俄罗斯如今在数学领域的成就,与这位伟大的数学家是分不开的。

然而,尽管欧拉的大部分著作都是在俄罗斯完成的,欧拉还是一位爱国主义者,即使他后来离开瑞士,先后辗转多国寻求发展,但他至死都没有改变自己的国籍,始终不忘自己是瑞士人。

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那么,这位出生于瑞士的数学家为何却在俄罗斯定居?这就要从他的求知之路开始讲起。

三、求知之路并不平坦,生命不息研究不止

欧拉的父亲是一名牧师,希望儿子能够子承父业。欧拉听从了父亲的意见,13岁便进入了巴塞尔大学进行学习。并在2年内取得本科学位,1年内获得研究生学位。但他主修的却是哲学和法律。

然而,对数学兴趣浓厚的他每周六下午却与当时的欧洲数学家约翰·伯努利学习数学,伯努利看到了学生的潜质,说服了欧拉的父亲让儿子研究数学,并推荐他前往俄国,与他两个在俄国皇家科学院工作的儿子一同研究。

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(约翰·伯努利)

然而,在俄国的生活并非一帆风顺。彼得二世继位后,贵族们对这些外来学者颇为排斥,他们不断找这些学者的麻烦。后来1741年,为了避免俄国的战乱,欧拉离开俄国,来到了德国。

他在柏林生活了25年,写出了380篇文章。然而老实稳重的欧拉与性格自负的腓特烈二世并不对付,这时,叶卡捷琳娜二世向欧拉抛出了橄榄枝,重金聘请欧拉返回俄国。从1766年开始,直到1783年去世,欧拉便一直生活在俄国。

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(叶卡捷琳娜二世)

但早年间在俄国绘制俄国全景地图的经历早已使得欧拉视力下降,在德国时就已右眼失明,重返俄国的17年中。欧拉不幸地因白内障双目失明。但他并没有放弃,他选择用口述和心算在黑暗中探索,让自己的大儿子记录,就这样,400多篇论文在黑暗中诞生了。

纵观欧拉的一生,他对数学的兴趣让他创造了一个又一个奇迹,他用一生向人们证明,数学并非无用,而能切实地帮助人们解决生活中的问题。欧拉也用实际行动向我们表明,他从不屈服于命运,向我们展示了一位数学家的胸襟和毅力。

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(欧拉之墓)

参考资料:

邵红能.伟大的数学巨匠——世纪英才欧拉[J].高中生之友:高考版, 2019(9):2.

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