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石家莊數(shù)學輔導班——石家莊冠明教育
數(shù)學作為一門科學,它不是任何一個歷史時代、任何一個民族單獨的產(chǎn)物,而是若干個時代,許多民族的共同產(chǎn)物。經(jīng)過4000多年世界各民族的共同努力,數(shù)學才發(fā)展到今天邊樣的規(guī)模。
推動數(shù)學前進的力量,無論是社會生產(chǎn)的發(fā)展,還是數(shù)學內(nèi)部的矛盾,說到底都離不開人民,特別是離不開作為他們之中優(yōu)秀代表人物的古今中外數(shù)學家們的努力奮斗。在數(shù)學史中,幾千位著名的數(shù)學家作出了可貴的貢獻;幾十萬名數(shù)學研究人員作出了必要的探索;數(shù)千萬數(shù)學教育工作者和實際應用者為數(shù)學的傳播和應用建立了功勛。
我國的《疇人傳》包括400多位天文、數(shù)學家的傳記,其中占篇幅最多的是僧一行,他是唐代最著名的數(shù)學家、天文學家。僧是和尚、一行是法號,原名張遂,天賦聰敏、潛心窺測,717年他來到京城長安,為唐玄宗顧問。他把數(shù)學與天文學結(jié)合起來,創(chuàng)造了世界上最早的不等間距二次內(nèi)插法公式;他組織并領導的在*12個點對北極高度和日影長短的測量,是世界上*次對子午線的實測;他對歷法科學作出了重要的貢獻,推算出“開元大衍歷”,后世有人稱贊它“歷千古而無差”??上闹骱髞砣可⑹Я恕?
我國數(shù)學家中在世界上聲名*的,是南北朝的祖沖之(429~500年)。他是世界上最早計算圓周率π精確到6位小數(shù)的人,并且保持了這項世界紀錄將近1100年。他從小喜歡鉆研天文、數(shù)學,博覽群書,重視實踐,經(jīng)常提出大膽的想法,再通過實踐來檢驗這些想法是否正確。祖沖之和他的兒子合撰的數(shù)學專著《綴術》,核定為唐朝學校的教材。中世紀時,日本、朝鮮的學校也采用它作為課本,可惜這部書后來失傳了。為紀念祖沖之在圓周率及其它方面的貢獻,莫斯科*建立了他的塑像,與世界其它著名科學家的塑像一起受到人們的敬仰。蘇聯(lián)科學家還把月球上的一個環(huán)形山命名為祖沖之環(huán)形山,真可謂名揚九天。
宋元時代的朱世杰被譽為“中世紀世界最偉大的數(shù)學家”。他曾四處流浪,周游湖海20多年,長期靠教授數(shù)學來維持生活,“踵門而學者云集”。他的名著《算學啟蒙》三卷(1299年)和《四元寶鑒》三卷(1303年)是我國數(shù)學發(fā)展的重要里程碑。前者創(chuàng)立了代數(shù)加法和乘法的正負法則;后者把天元術推廣為“四元術”(四元高次聯(lián)立方程解決),而歐洲到1775年才提出同樣的解法?!端脑獙氳b》開頭所載“古法七乘方圖”與“楊輝三角”具有同等重要的世界意義。朱世杰對高階等差級數(shù)求和問題進行了討論,得出了高次差的內(nèi)插公式(四次“招差術”),這實質(zhì)上已相當于1676~1678年間牛頓的一段內(nèi)插公式。
在*數(shù)學史上,著述最多的數(shù)學家是梅文鼎(1683~1721年)。梅文鼎,字定九,號勿庵,安徽宣城人。他自動喜愛天文學、數(shù)學。自29歲起,數(shù)十年學問與年俱進,是十七八世紀之交*最偉大的數(shù)學家。他在歷學方面,深究*古代70余家歷法,而后與西歷會通;在數(shù)學方面,先習籌算、筆算、三角、對數(shù),而后發(fā)揮少廣、方程及勾股諸術,集其*,自成一家。
梅文鼎的著述,據(jù)他所著的《勿庵歷算書目》所載,共88種,達二百余卷,其中已刊者33種計70卷。在這些歷算書中,數(shù)學著作占了三分之二,包括了初等數(shù)學的各個分支。他的孫子梅轂成,自幼跟他受到良好的數(shù)學教育,1712年23歲時入宮學習數(shù)學和天文,次年任蒙養(yǎng)齋匯編官,主編《數(shù)理精蘊》。
1761年,梅轂成把其祖父的著作編成《梅氏叢書輯要》,共收33種計60卷,附梅轂成自己所著二卷,其中數(shù)學書40卷。象這樣祖孫三代大有作為的數(shù)學家之家,在世界數(shù)學史上也是罕見的??梢耘c之媲美的只有是差不多同時代的瑞士伯努里家族。
世界數(shù)學史上最多產(chǎn)的數(shù)學家是瑞士的歐拉(1707~1783年)。他一生中,共發(fā)表530本(篇)書(論文),死后47年中,又陸續(xù)出版了他留下的許多書稿,從而發(fā)表他的著作達到886本(篇)之多。歐拉的一生幾乎全部從事數(shù)學研究,涉及的范圍很廣。1735年,他不幸瞎了一只眼睛;1766年,另一只眼睛也瞎了,但這些都沒有阻礙他的鉆研和創(chuàng)作。雙目失明的歐拉,讓別人筆錄下他的研究成果,借這一種稀有的記憶力,頑強而艱苦地奮斗著。他能在最嘈雜的擾亂中,精力高度集中地進行創(chuàng)造性的工作。
使人感到驚訝和欽佩的,不僅是歐拉的著作是如此之多,而是他的文字通俗易懂、使用的符號先進新穎。下述記號的正規(guī)化,都應該歸功于歐拉:f(x)表示函數(shù);e表示自然對數(shù)的底;a、b、c表示ΔABC的三條邊;∑表示求和;i表示虛單位……。
還有最著名的歐拉公式,這個關系式聯(lián)系著數(shù)學中最重要的五個數(shù)e、π、i、1、0,是數(shù)學中最美妙的公式。很多數(shù)學家都懷著尊敬的心情贊美歐拉:“讀讀歐拉,他是我們一切人的名師”(拉普拉斯)、“對歐拉工作的研究將仍舊是對于數(shù)學的不同范圍的*的學校,并且沒有任何別的可以替代它”(高斯)。瑞士自然科學學會從1907年開始出版《歐拉全集》,用了四十年才出齊73本。
名列第二位的多產(chǎn)數(shù)學家,不是法國的柯西,就是英國的凱雷。但要認真地確定誰該享有這份榮譽,恐怕要計算出版物的頁數(shù)。例如柯西的全集,除幾本書外,包括789篇論文,其中有些是巨著,計有24本大四開本。
世界上*位女數(shù)學家是希臘的希帕提亞(310~415年),她是數(shù)學家泰奧思的女兒,寫過關于阿波羅尼和丟番圖的評注本。而世界上最偉大的女數(shù)學家是德國的諾特(1882~1935年),她生于猶太家庭,父親也是著名的數(shù)學家。1900年,她進入愛爾蘭根*,在近千名學生中只有兩名女性。在戈丹的指導下,諾特完成了博士論文《三元雙二次型不變量的完全系》。1916年,諾特來到哥廷根。那時希爾伯特正從事廣義相對論的研究,諾特在這方面做了出色的工作,被后人稱之為物理學中的諾特定理。
然而,*里對婦女的歧視是一個嚴重問題。希爾伯特多次要求校方給她講師的職稱,可是格廷根的哲學教授會議(數(shù)學是哲學的一部分)中的語言學家和歷史學家極力反對。
1919~1922年間,諾特走上了她自已獨特的發(fā)展道路,研究環(huán)中的理想論。她對抽象代數(shù)的貢獻是劃時代的,她的一般理想論可說是哥廷根代數(shù)學派的代表作。1922年,諾特成了一名特別教授,但只不過是一個空名。她當時開一門代數(shù)課,從學生交付的學費中取一份很少的薪金。
由于納粹德國迫害猶太人,1933年諾特來到美國費城任教,不幸于1935年病逝。大物理學家愛因斯坦在《紐約時報》撰文紀念,文中說:“諾特女士是自婦女受到高等教育以來最重要的最富于創(chuàng)造性的天才”。
在數(shù)學史上,有不少著名的數(shù)學學派,它們是由志同道合的數(shù)學家組成的學術團體,對數(shù)學的發(fā)展作出了特殊的貢獻。這里要簡略介紹一下對現(xiàn)代數(shù)學有巨大影響的布爾巴基學派。
*次世界大戰(zhàn)給法國科學事業(yè)帶來了災難性的破壞,法國數(shù)學界出現(xiàn)了青黃不接、后繼乏人的局面。老一輩法國數(shù)學家雖然曾經(jīng)在分析、函數(shù)論方面作出過杰出成績,但都是60歲上下的人,而且對當代數(shù)學一般只有相當含糊的觀念,對德國數(shù)學學派的優(yōu)秀成果、對迅速發(fā)展的蘇聯(lián)學派以及誕生不久就紅極一時的波蘭學派都毫無所知。法國數(shù)學落后了。
1924年前后,一批十八九歲的青年進入巴黎高等師范的數(shù)學系。這批年青人中有狄多涅、韋伊、亨?嘉當?shù)热?。他們不滿足法國數(shù)學的現(xiàn)狀,要把觸角伸向“函數(shù)論王國”之外,決心發(fā)動“革命”,振興法國數(shù)學。
從1939年起,他們開始出版《數(shù)學原本》。這是一套關于現(xiàn)代數(shù)學的綜合性叢書的第1卷,此叢書直到1972年出版第34卷時,仍未宣布終止。這套數(shù)學叢書標志著布爾巴基學派的誕生,他們造就了一大批象魏爾、狄多涅、歇瓦菜、德爾商特、嘉當?shù)仍诖鷶?shù)幾何、拓撲空間、泛函分析、李群、可換環(huán)、多復變函數(shù)論等數(shù)學領城作出重要貢獻的數(shù)學家。
布爾巴基的結(jié)構主義觀點,在50~60年代盛極一時,在中學教材改革中曾被奉為經(jīng)典。70年代以來,結(jié)構主義觀點開始走下坡路,受到了批評,認為它一味追求形式主義的公理化,脫離實際,為數(shù)學而數(shù)學,忽視了數(shù)學和其他科學的聯(lián)系,在初等數(shù)學中過早引入抽象概念等等。
但是,布爾巴基學派富于創(chuàng)造的精神是令人敬佩的,他們的治學態(tài)度是十分嚴肅的,一卷著作甚至推倒重寫10遍,經(jīng)過10多年才去付印。《數(shù)學原本》僅*部分就花了30年才正式出版。他們嚴格要求自己,既要有廣泛的興趣、深厚的基礎,又要有獨立作戰(zhàn)的精神,一絲不茍的態(tài)度,這些都是他們成功的原因。
“史可為鑒”,“它山之石,可以攻玉”。愿古今中外數(shù)學家們在推動數(shù)學前進中煥發(fā)出來的精鐘力量,化作青年朋友們的寶貴財富,為*在各個領域的新頓起而奮斗!
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