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发表于 2012-9-20 22:48:04
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回复 3# semico_ljj
轶事 1733年,丹尼尔.伯努利吃够了神圣俄罗斯的苦头回自由的瑞士去了,26岁的欧拉坐上了科学院的第一把数学交椅。他感到自己以后的生活要固定在圣彼得堡,便决定结婚,定居下来,并随遇而安。夫人凯瑟琳娜(Catharina),是彼得大帝带回俄国的画家格塞尔(Gsell)的女儿。后来政治形势变得更糟了,欧拉曾经绝望得想逃走,但随着孩子一个接一个地很快出生,他又感到被栓得越来越牢了,使到不休止的工作中去寻求慰藉。某些传记作家把欧拉的无比多产追溯到他这第一次旅居俄国的时期;平常的谨慎迫使他去成了勤奋工作的牢不可破的习惯。
欧拉是能在任何地方、任何条件下进行工作的几个伟大数学家之一。他很喜欢孩子(他自己曾有13个,但除了5个以外,都很年轻就死了)。他写论文时常常把一个婴儿抱在膝上,而较大的孩子都围着他玩。他写作最难的数学作品时也令人难以置信的轻松。
许多关于他才思横溢的传说流传至今。有些无疑是夸张的,但据说欧拉确实常常在两次叫他吃晚饭的半小时左右的时间里赶出一篇数学论文。文章一写完,就放到给印刷者准备的不断增高的稿子堆儿上。当科学院的学报需要材料时,印刷者便从这堆儿顶上拿走一打。这样一来,这些文章的发表日期就常常与写作顺序颠倒。由于欧拉习惯于为了搞透或扩展他已经做过的东西而对一个课题反覆搞多次,这种恶果便显得更严重,以至有时关于某课题的一系列文章发表顺序完全相反。
1730年小沙皇死去,安娜.伊凡诺芙娜(Annalvanovna,彼得的侄女)当了女皇。就科学院而言,受到了关心,工作活跃多了。而俄国,在安娜的宠臣欧内斯特.约翰.德.比隆的间接统治下,遭受了其历史上一段最血腥的恐怖统治。10年里,欧拉沉默地埋头工作。这中间,他遭受了第一次巨大的不幸。他为了赢得巴黎奖金而投身于一个天文学问题,那是几个有影响的大数学家搞了几个月时间的(由于有一个类似的问题在高斯(Gauss)那里出现,我们在这里不介绍它),欧拉在三天之后把它解决了。可是过分的劳累使他得了一场病,病中右眼失明了。
应该注意到,怀疑数学史中所有趣闻轶事的现代考证已经指出,欧拉右眼的失明根本不能怪那个天文学问题,至于博学的考据家(或别的什么人)怎么会对所谓的因果定律懂得这么多,这对于大卫.休谟(DavidHume,欧拉的同时代人)的在天之灵来说则是个有待解决的秘密了。让我们再小心翼翼地谈一下欧拉与无神论者(或许是个泛神论者)法国教授丹尼斯.狄德罗(DenisDiderot,1713-1784)的著名故事。这有点越出了年代顺序,因为这件事发生在欧拉第二次居住俄国期间。
受叶卡捷琳娜二世女皇邀请访问宫廷的狄德罗靠着向朝臣们宣传无神论过日子。叶卡捷琳娜感到厌烦了,便叫欧拉封住这个夸夸其谈的哲学家的嘴。这很容易,因为整个数学对于狄德罗那是天外玄机。德.摩根(DeMorgan)讲到这件事的经过(在他的名著(悖论汇编)中,1872):有人告诉狄德罗,一个博学的数学家有上帝存在的代数证明。如果他想听,那个数学家将当着整个宫廷公布出来。狄德罗高兴地同意了。……欧拉来到狄德罗跟前,以深信不疑的语调庄重地说:
"先生,因为,所以上帝存在。请回答!"
这让狄德罗听起来像满有道理似的。这个可怜的人由于难堪的沉默而受到无情嘲笑的羞辱,只好向叶卡捷琳娜请求立即回法国。女皇宽厚地答应了他。
欧拉还不满足于这个杰作,他又极其认真地用灵魂非有形物质的庄严证明来画蛇添足。据说,这两个证明当时都写进了神学论文。这些很可能就是欧拉的才华中确赏脱离现实的方面最突出的代表作。
在欧拉居住俄国期间,数学本身并没有用完他的全部能力。在要他用与纯粹数学相差不太远的方法施展其数学才能的任何地方,他都使政府的钱花得很值得。欧拉为俄国学校写过一些初等数学教科书,管理过政府的地理部,帮助改革过度量衡,设计过检验天平的实用方法。这些只是他全部活动的一部分,但不管欧拉做多少别的工作,他总是能不断地在数学方面拿出成果来。
这个时期最重要的著作之一是1736年关于力学的一篇论文。按语中没有出版日期,但有一个笛卡儿(Descrates)解析几何出版百年纪念的标注。欧拉的论文为力学做了笛卡儿(Descrates)的论文为几何学做过的事使之摆脱综合证明的束缚并使之解析化。牛顿(Newton)的(原理)可以由阿基米德写出来;欧拉的力学却不能由任何希腊人写出来。有力的微积分学被初步引入力学,并进入开创基础科学的现代时期。在这方面,欧拉后来又被他的朋友拉格朗日(Lagrange)超越了,但采取决定性步骤的荣誉是属于欧拉的。
1740年安娜死后,俄国政府变得比较开明,但欧拉已吃够了苦头,高兴地接受腓特烈大帝的邀请到了柏林科学院。皇太后十分喜欢欧拉,并试图逗他多讲话。她得到的全是单音节的回答。
"你为什么不愿对我讲话?"她问。
"陛下,"欧拉回答说,"我来自一个谁讲话谁就要被绞死的国家。"
这以后,欧拉在柏林度过了24年。日子并不都是很愉快的,因为腓特烈喜欢的是圆滑的廷臣,而不是单纯的欧拉。虽然腓特烈感觉到了赞助数学发展的责任,但他又瞧不起这个学科,自己也不谙此道。不过他还是很赏识欧拉的才能,用来解决造币、水管、运河通航、年金系统及其他实际问题。
俄国从来不让欧拉完全脱离它,甚至当欧拉在柏林的时候还给他支付部分薪金。尽管欧拉家属众多,他还是很富裕。除了柏林的房子,他在夏洛滕堡附近还有一个农庄。在1760年俄国入侵勃兰登堡地区时,欧拉的农庄遭到了劫掠。俄军统帅声明他"并非向科学开战",给了欧拉远远大于实际损失的赔偿。当伊丽莎白皇后听到欧拉遭到劫掠的消息时,她另外又给了他超过赔偿需要的数目可观的一大笔钱。
欧拉在腓特烈的宫廷不受欢迎的一个原因是他不能置身于哲学问题的辩论之外,而对那些问题他是一窍不通的。整天只想着向腓特烈献媚的伏尔泰(Voltaire)喜欢与腓特烈周围另一些善于咬文嚼字的人一道用形而上学的难题来纠缠取笑不幸的欧拉。欧拉拿出全副好脾气进行应付,随着他人的哄闹,嘲笑自己的滑稽错误。但腓特烈逐渐感到恼火了,他开始设法寻找一个比较善辩的哲学家来领导他的科学院并增添他宫廷的欢乐。
达朗贝尔(D'Alembert)被邀请到柏林察看情况。他跟欧拉在数学方面小有龃龉。但达朗贝尔(D'Alembert)可不是那种让个人的不和影响判断的人。他直率地对腓特烈说,把任何别的数学家置于欧拉之上都是一种侮辱。这个忠告结果只是使腓特烈比原来更加生气和执拗,欧拉的处境变得无法忍受了。他感到,他的孩子们在普鲁士不会有任何前途。终于在他59岁的时候(1766年)收拾起行装,应叶卡捷琳娜二世的热诚邀请再次移居圣彼得堡。
叶卡捷琳娜像接待皇亲一样欢迎这位数学家,又给欧拉和他的18位家属拨了一处家俱齐备的住宅,还把自己的一名厨师给了欧拉,为他管理膳食。
就在这个时候,欧拉余下的一只眼睛开始失明了(因白内障),不久他就完全成了盲人。在他视力逐渐丧失的过程中,拉格朗日、达朗贝尔和当时的其他大数学家在来往的书信中都表示震惊和同情。而欧拉本人面对失明的到来却很镇定。毫无疑问,他的深挚的宗教信仰帮助了他面对未来。但是他并没有让自己屈服于寂静和黑暗,很快便着手补救无法恢复的视力。在最后一点光感消失之前,他就使自己习惯了用粉笔在大石板上写公式,然后他的孩子们(特别是阿尔伯特[AlbertEuler])当抄写员,他再口授公式的解释。他的数学新作不仅没有减少,反而增多了。
欧拉整个一生都幸运地具有非凡的记忆力。他背过维吉尔的(Virgil(埃涅阿斯纪)(Aeneid)尽管他从年轻时起就很少读这本书,但他始终能够说出他那个版本每一真的开头和结尾。他的记忆既是视觉的,也是听觉的。他还有惊人的心算能力,不仅能算算术题,也能算比较难的要用到高等代数和微积分的题目。那个时代整个数学领域的主要公式都准确地装在他的脑子里。
作为他心算能力的一个例证,孔多塞(N.C.deCondorcet)谈到,欧拉的两个学生对一个复杂的收敛级数(就变量的一个特定值)做前17项的求和,结果只是在第50位上相差一个单位数。为了判定哪个对,欧拉使整个心算了一遍,人们肯定他的答案是正确的。这种能力现在帮助了欧拉,使他少受失明之苦。但即使如此,他失明17年间有一个成就也是令人难以置信的。这就是月球运行的理论--唯一的一个使牛顿都感到头疼的问题--在欧拉手里第一次得到透彻的研究。整个复杂的分析过程完全是在他的头脑中进行的。
欧拉回到圣彼得堡五年后,又一场灾难落到他的头上。在1771年的大火中,他的房子及全部家具都烧掉了。只是靠了瑞士仆人彼得.格里姆的英勇,欧拉才幸免于难。格里姆冒着生命危险把有病的盲主人从大火中数了出来。藏书烧了,多亏奥尔洛夫伯爵,欧拉的全部手稿得以保全。叶卡捷琳娜女皇立即补偿了欧拉的全部损失,他很快又投入了工作。
1776年(即他69岁时)欧拉遭受了更大的损失,他的妻子死了。第二年,他再次结婚。第二个妻子,萨洛姆.艾比格尔,格塞尔(SalomeAbigailGsell)是第一个妻子的异母姊妹。他的最大不幸是恢复左眼视力手术的失败(可能是由于外科医师的疏忽),那本来是唯一有点儿希望的眼睛。手术是"成功的",欧拉高兴了一阵子。但是不久感染就开始了,经过一段他描述为"可怕的"痛苦之后,他又重新坠入了黑暗之中。
回过头来浏览一下欧拉浩繁的著作。初看起来,我们可能倾向于认为任何有才华的人都能差不多像欧拉一样容易地做出它的大部分。可是比照数学在今天的情况做一番考察,很快就会纠正我们的错误想法。考虑到现在供我们使用的方法的力量,那么目前数学各种理论一团乱麻般的状态就丝毫不比欧拉面对的更为复杂。对今天的欧拉式人物来说,数学是已经成熟的。欧拉在他那个时代,运用分析方法的力量奠定基础,整理有价值的东西,从而系统化和统一了被局部成果和孤立法则弄乱了的广大领域。直到今天,大学里数学课教的许多东西实际上还是欧拉留下的。例如,以一般的二次方程所作的三维空间中圆锥曲线和二次曲面的表述就是欧拉所留下的。还有年金问题及由此派生的各种问题(保险费,养老金等等)也是由欧拉的研究而成为现在"投资数学理论"学生所熟悉的这种样子的。
正如阿拉戈所指出的,欧拉的伟大和他作为一名教师以著作获得直接成功的一个根源,在于他毫不妄自尊大。如果为了澄清较早、较重要的著作需要某些内在价值较低的作品,欧拉也毫不犹豫地去写。他毫不顾虑降低自己的声望。
即使在富有创造性的工作中,欧拉也把发现与教育结合起来。他在1748年、1755年和1768-1770年写的关于微积分的伟大论文(Introductioinanalysininfinitorum,(无穷小分析引论);Institutionescalculidifferentialis,(微积分概论);Institutionescalculiintegralis,(积分学概论))立即成了经典著作,并且在四分之三世纪的时间里哺育着要成为大数学家的年轻人。而就在关于变分法的著作【Methodusinveniendilineascurvasmaximiminimiveproprietategaudentes,(寻求具有某种极大或极小性质的曲线的技巧),1744年】中,欧拉第一次显示出自己是个第一流的数学家。
我们已提到过,欧拉在把力学分析化时,他向前跨进了一大步。学习刚体动力学的每个学生都熟悉欧拉的转动分析,并引用他的这一贡献(有一个细节除外)。分析力学是纯粹数学的一个分支,因而欧拉在这里不像在别的某些接近实际的科目里那样有一飞上纯计算的广阔天空便离题万里的风险。欧拉同时代人对他工作的最尖锐批评是针对他仅仅为了漂亮分析的需要,而不控制进行计算的冲动。他有时可能缺乏对物理形态的足够理解,不管是什么问题,都试图变成计算。不过,当问题值得他下苦功时,他还是足够实际的。今天流体动力学中应用的流体运动基本方程就是欧拉建立的。
欧拉的分析学有一个特殊内容应该顺便提一下,因为19世纪数学的主流之一在很大程度上是由它引起的。这就是他发现,除非一个无穷级数收敛,否则使用起来就不可靠。例如,由长除法,我们可以得到一个无限延续的级数:
在这里取X=1/2,
则-2=2+22+23+24+.....
收敛性的研究会告诉我们如何避免这样的荒谬结果。奇怪的是,虽然欧拉认识到了涉及无穷级数时小心从事的必要性,但在他自己的许多著作中也并没能信守这一条。他对分析学的信念又是那样坚定,以至他有时只好寻找荒唐的"解释"来使那些特有的谬误过关。
但是在请到这些事情的时候,我们必须说明,就欧拉所做出的大量头等重要的崭新而正确的成果而言,很少有人赶上或接近他。爱好算术--也许这不是一个很"重要"的科目--的人们会赞成给欧拉戴一枝丢番图分析的棕榈,像给费马(Fermat)和丢番图本人戴过的一样大小、一样新鲜。欧拉是第一流的、也许是最大的数学万能主义者。
欧拉也不仅仅是个数学家。在文学和自然科学的各个学科,包括生物学界,他都至少是个知名的作者。然而,就是当他欣赏(埃涅阿斯纪)的时候,也禁不住要找出一个问题来施展他的数学才能。"铁锚投下去,奔腾的龙骨停下来"这一行吸引他动手算出了这种条件下的船体运动。欧拉博览群书,甚至一度涉猎星占学,但是看得出来,他并没有接受它。当1740年要他用占星术为伊凡大公算命的时候,他推说占星术是宫廷天文学家的事而婉言拒绝了。可怜的天文学家则不得不做那件事。
有一个柏林时期的作品显示出欧拉是个文辞优美(虽然有点过分虔奉宗教)的作家。他为了向腓特烈的侄女,安哈尔特-德始公主介绍力学、物理光学、天文学、声学等课程,为了颇受赞誉的(致一位德国公主的信)。这些著名的信流传很广,被印成了7种文字的单行本。这也说明,公众对科学的兴趣并不是新近才增长起来的,只是有时我们倾向于那样想像罢了。
欧拉始终保持着充沛的精力和清醒的头脑,直到临死的那一秒钟。那是在1783年9月18日,他77岁的时候。这天下午他当作消遣地推算了气球升高的定律--照例是在他的石板上。尔后,与雷克塞尔和家人吃了晚饭。"赫歇耳的行星"(天王星)那时刚刚被发现,欧拉写出了他对这个行星轨道的计算。过了一会儿,他让他的孙子进来。就在喝着茶跟孩子玩的时候,他中风发作。手中烟斗掉了,只说出一句话"我要死了","欧拉便停止了生命和计算。" |
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