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标题: 历史上著名数学人物简介 [打印本页]

作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:27
标题: 历史上著名数学人物简介

拉普拉斯







拉普拉斯(Pierre Simon de Laplace,1749─1827年),法国数学家、天文学家。

生前颇负盛名,被誉为法国的牛顿。

1749年3月23日生于诺曼底的博蒙昂诺日,1827年3月5日卒于巴黎。拉普拉斯是一个小农民的儿子,家境贫寒,靠邻居资助上学,显露数学才华,在博蒙军事学校读书不久就成为该校数学教员。1767年,18的拉普拉斯从乡下带着介绍信到繁华的巴黎去见大名鼎鼎的达朗贝尔,推荐信交上,却久无音信。幸亏拉普拉斯毫不灰心,(人一出了名就贵人多忘事了,要不后来怎么有伽罗华、阿贝尔的遭遇呢?)晚上回到住处,细心地写了一篇力学论文,求教于达朗贝尔。这回引起了达朗贝尔注意,给拉普拉斯回了一封热情洋溢的信,里面有这样的话:“你用不着别人的介绍,你自己就是很好的推荐书。”经过达朗贝尔介绍获得巴黎陆军学校数学教授职位。1785年当选为法国科学院院士。1795年任综合工科学校教授,后又在高等师范学校任教授。1816年成为法兰西学院院士,次年任该院院长。主要研究天体力学和物理学,认为数学只是一种解决问题的工具,但在运用数学时创造和发展了许多新的数学方法。主要成就是:在《天体力学》(5卷1799-1825)中汇聚了他在天文学中的几乎全部发现,试图给出由太阳系引起的力学问题的完整分析解答。在《概率的分析理论》(1812)中总结了当时整个概率论的研究,论述了概率在选举、审判调查、气象等方面的应用,导入“拉普拉斯变换”等。

他24岁时就已经详细应用牛顿引力定律深入研究整个太阳系,其中各个行星及其卫星的运动不仅受太阳的制约,而且以难以捉摸的多种方式彼此互相影响。牛顿曾经认为,要使这一复杂的系统免于陷入混乱,需要有上帝的不时干预。拉普拉斯决心要从别的方面寻找这一保证,并终于能够证明,从数学上所理解的这个理想的太阳系是一个稳恒的动力系统,它能永世保持不变。这不过是他在其不朽的著作《天体力学》中所记载的一系列成果之一。书中主要阐述天体运行的数学理论,讨论地球的形状、月离理论、三体问题以及行星摄动等等,并且引入著名的拉普拉斯方程。这本书不仅记录了他自己的多种发明和发现,而且还总结了几代著名数学家如牛顿、达朗贝尔、欧拉及拉格朗日诸大家在引力理论方面的研究工作(从1799到1825年分五卷出版)。关于这本书有许多传说。其中最熟悉的是有一次拿破仑想给拉普拉斯提级加薪,说他写了一部关于世界体系的巨著,但未提到上帝是宇宙的创造者。据传拉普拉斯回答说,“陛下,我不需要做那个假设。(Sire,je n'avais pas besoin de cette hypothese)”《天体力学》对后世的影响是巨大的,其中的势论研究尤其广泛深入,对十几门不同的学科──从引力论到流体力学、电磁学以及原子物理学,产生了深远的影响。这本书也启蒙了年轻一代的科学家,例如英国的著名数学家哈密尔顿在16岁时就如饥似渴地阅读这本学理艰深的天文巨著,并且发现并订正了其中的一处错误,遂对于自己的数学才能增强了信心,从此踏上了数学生涯,并创立了四元数体系。另一位英国数学家格林(George Green 1793-1841 就是著名的格林公式的发现者)读了《天体力学》之后,顿受启发,开始将数学应用于电磁理论。

拉普拉斯的另一部脍炙人口的天文学著作是《宇宙体系论》,不像《天体力学》那样理论深奥难懂,它尽弃一切数学公式,深入浅出,通俗流畅,为时人所推崇。《宇宙体系论》提倡有名的太阳系生成的星云假说,这个假说1755年康德(Immanuel Kant 1724-1804 德国哲学家)已经述及,所以后世通常叫做“康德-拉普拉斯星云假说”。

拉普拉斯对于概率论也有很大的贡献,这从他的《概率的分析理论》这本洋洋七百万字巨著中随处可见,他把自己在概率论上的发现以及前人的所有发现统归一处。今天我们每一位学人耳熟能详的那些名词,诸如随机变量、数字特征、特征函数、拉普拉斯变换和拉普拉斯中心极限定律等等都可以说是拉普拉斯引入或者经他改进的。尤其是拉普拉斯变换,导致了后来海维塞德发现运算微积在电工理论中的应用。不能不说后来的傅利叶变换、梅森变换、Z-变换和小波变换也受它的影响。

尽管拉普拉斯在社会政治角逐中有些“左右逢源”、“随遇而安”,但是和他对于科学的贡献来对比是不值一提的。由于有年轻时吃了达朗贝尔的闭门羹的经历,拉普拉斯在自己身处高位之后,对于年轻的学者总是乐于慷慨帮助和鼓励关照,他时时帮助提拔像化学家盖吕萨克、数学物理学家泊松和年轻的柯西等等。当旅行家和自然研究者洪堡到法国考察水成岩的分布情况时,拉普拉斯慷慨地资助了他。

拉普拉斯和当时的拉格朗日、勒让德并称为法国的3L,不愧为十九世纪初数学界的巨擘泰斗。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:27
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西方理性数学的倡导者

──泰勒斯





泰勒斯(Thales,前624-前547),古希腊学者,出生在小亚细亚的米利都城的一个奴隶主贵族家庭。家庭政治地位的显贵、经济生活的富足,泰勒斯均不屑一顾,而是倾注全部精力从事哲学与科学的钻研。在年轻时,他四处游学,到过金字塔之国,在那里学会了天文观测、几何测量;也到过两河流域的巴比伦,饱学了东方璀璨的文化。回到家乡米利都后,创立了爱奥学派,后成为古希腊著名的七大学派之首。泰勒斯素有“科学之父”的美称。

泰勒斯有名名言:“水是万物之本源,万物终归于水。”他否定了神创造一切的观点,开创了从世界本身来认识世界的正确道路。在科学上,他倡导理性,不满足于直观的感性的特殊的认识,崇尚抽象的理性的一般的知识。譬如,等腰三角形的两底角相等,并不是指我们所能画出的、个别的等腰三角形,而应该是指“所有的”等腰三角形。这就需要论证、推理,才能确保数学命题的正确性,才能使数学具有理论上的严密性和应用上的广泛性。泰勒斯的积极倡导,为毕达哥拉斯创立理性的数学奠定了基础。

泰勒斯在数学方面曾发现了不少平面几何学的定理,诸如:“直径平分圆周”、“三角形两等边对等角”、“两条直线相交、对顶角相等”、“三角形两角及其夹边已知,此三角形完全确定”、“半圆所对的圆周角是直角”等,这些定理虽然简单,而且古埃及、巴比伦人也许早已知道,但是,泰勒斯把它们整理成一般性的命题,论证了它们的严格性,并在实践中广泛应用。据说他可以利用一根标杆,测量、推算出金字塔的高度。

泰勒斯在天文学方面也曾有不同凡响的工作,据说他曾测知公元前585年5月28日的一次日全食。当时正值战争之际,泰勒斯向世人宣告,若不停战,到时天神震怒!到了那天下午,两派将士仍激战不已,霎时间,太阳在天空中消失,星辰闪烁,大地一片漆黑。双方将士见此景象,以为太阳神真的发怒了,要降罪于人类,于是立即罢兵休战,从此铸剑为犁,和睦相处。

另据传说,泰勒斯醉心于钻研哲学与科学,且可谓清贫守道,而遭市井嘲笑。他不以为然地说,君子爱财取之有道。他在对气候预测的基础上,估计来年油料作物会大丰收,于是垄断了米利都和开奥斯两地的所有油坊,到季节以高价出租。有了钱,科学研究可以做得更好。

这两则传说,如果是真实的话,那么泰勒斯确实不愧于其墓碑上所镌刻的颂辞:“他是一位圣贤,又是一位天文学家,在日月星辰的王国里,他顶天立地、万古流芳。”不过,这也是一则传说,因为泰勒斯生活的年代离我们太久远了,没有确切可靠的资料。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:28
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拉格朗日







拉格朗日〔Lagrange,Joseph Louis,1736-1813〕,法国数学家。

涉猎力学,著有分析力学。百年以来数学界仍受其理论影响。

法国数学家、力学家及天文学家拉格朗日于1736年1月25日在意大利西北部的都灵出生。少年时读了哈雷介绍牛顿有关微积分之短文,因而对分析学产生兴趣。他亦常与欧拉有书信往来,于探讨数学难题“等周问题”的过程中,当时只有18岁的他就以纯分析的方法发展了欧拉所开创的变分法,奠定变分法之理论基础。后入都灵大学。1755年,19岁的他就已当上都灵皇家炮兵学校的数学教授。不久便成为柏林科学院通讯院院士。两年后,他参与创立都灵科学协会的工作,并于协会出版的科技会刊上发表大量有关变分法、概率论 、微分方程、弦振动及最小作用原理等论文。这些着作使他成为当时欧洲公认的第一流数学家。

到了1764年,他凭万有引力解释月球天平动问题获得法国巴黎科学院奖金。1766年,又因成功地以微分方程理论和近似解法研究科学院所提出的一个复杂的六体问题〔木星的四个卫星的运动问题〕而再度获奖。同年,德国普鲁士王腓特烈邀请他到柏林科学院工作时说:“欧洲最大的王”的宫廷内应有“欧洲最大的数学家”,于是他应邀到柏林科学院工作,并在那里居住达20年。其间他写了继牛顿后又一重要经典力学着作《分析力学》〔1788〕。书内以变分原理及分析的方法,把完整和谐的力学体系建立起来,使力学分析化。他于序言中更宣称:力学已成分析的一个分支。

1786年普鲁士王腓特烈逝世后,他应法王路易十六之邀,于1787年定居巴黎。其间出任法国米制委员会主任,并先后于巴黎高等师范学院及巴黎综合工科学校任数学教授。最后于1813年4月10日在当地逝世。

拉格朗日不但于方程论方面贡献重大,而且还推动了代数学的发展。他在生前提交给柏林科学院的两篇着名论文:《关于解数值方程》〔1767〕及《关于方程的代数解法的研究》〔1771〕中,考察了二、三及四次方程的一种普遍性解法,即把方程化作低一次的方程〔辅助方程或预解式〕以求解。但这并不适用于五次方程。在他有关方程求解条件的研究中早已蕴含了群论思想的萌芽,这使他成为伽罗瓦建立群论之先导。

另外,他在数论方面亦是表现超卓。费马所提出的许多问题都被他一一解答,如:一正整数是不多于四个平方数之和的问题;求方程x2-A y 2 = 1〔A为一非平方数〕的全部整数解的问题等。他还证明了π的无理性。这些研究成果都丰富了数论之内容。

此外,他还写了两部分析巨着《解析函数论》〔1797〕及《函数计算讲义》〔1801〕,总结了那一时期自己一系列的研究工作。于《解析函数论》及他收入此书的一篇论文〔1772〕中企图把微分运算归结为代数运算,从而拼弃自牛顿以来一直令人困惑的无穷小量,为微积分奠定理论基础方面作出独特之尝试。他又把函数f(x)的导数定义成f(x + h)的泰勒展开式中的h项的系数,并由此为出发点建立全部分析学。可是他并未考虑到无穷级数的收敛性问题,他自以为摆脱了极限概念,实只回避了极限概念,因此并未达到使微积分代数化、严密化的想法。不过,他采用新的微分符号,以幂级数表示函数的处理手法对分析学的发展产生了影响,成为实变函数论的起点。而且,他还在微分方程理论中作出奇解为积分曲线族的包络的几何解释,提出线性变换的特征值概念等。

数学界近百多年来的许多成就都可直接或简接地追溯于拉格朗日的工作。为此他于数学史上被认为是对分析数学的发展产生全面影响的数学家之一。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:28
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罗巴切夫斯基







1893年,在喀山大学树立起世界上第一个数学家的塑像。这位数学家就是俄国的伟大学者、非欧几何的创始人之一罗巴切夫斯基(Н.И.Лобачевскии,1792-1856)。非欧几何是人类认识史上一个富有创造性的伟大成果,它的创立,不仅带来了近百年来数学的巨大进步,而且对现代物理学、天文学以及人类时空观念的变革都产生了深远的影响。可是,这一重要的数学发现在罗巴切夫斯基提出后相当长的段时间内,不但没能赢得社会的承认和赞美,反而遭到种种歪曲、非难和攻击,使非欧几何这一新理论迟迟得不到学术界的公认。

失败的启迪

罗巴切夫斯基是在尝试解决欧氏第五公设问题的过程中,从失败走上他的发现之路的。欧氏第五公设问题是数学史上最古老的著名难题之一。它是由古希腊学者最先提出来的。公元前3世纪,希腊亚历山大里亚学派的创始者欧几里得(Euclid,约公元前330年-前275)集前人几何研究之大成,编写了数学发展史上具有极其深远影响的数学巨著《几何原本》。这部著作的重要意义在于,它是用公理法建立科学理论体系的最早典范。在这部著作中,欧几里得为推演出几何学的所有命题,一开头就给出了五个公理(适用于所有科学)和五个公设(只应用于几何学),作为逻辑推演的前提。《几何原本》的注释者和评述者们对五个公理和前四个公设都是很满意,唯独对第五个公设(即平行公理)提出了质疑。

第五公设是论及平行线的,它说的是:如果一直线和两直线相交,所构成的两个同侧内角之和小于两直角,那么,把这两直线延长,它们一定在那两内角的侧相交。数学家们并不怀疑这个命题的真实性,而是认为它无论在语句还是在内容上都不大像是个公设,而倒像是个可证的定理,只是由于欧几里得没能找到它的证明,才不得不把它放在公设之列。

为给出第五公设的证明,完成欧几里得没能完成的工作,自公元前3世纪起到19世纪初,数学家们投入了无穷无尽的精力,他们几乎尝试了各种可能的方法,但都遭到了失败。罗巴切夫斯基是从1815年着手研究平行线理论的。开始,他也是循着前人的思路,试图给出第五公设的证明。在保存下来的他的学生听课笔记中,就记有他在1816-1817学年度向何教学中给出的几个证明。可是,很快他便意识到自己的证明是错误的。前人和自己的失败从反面启迪了他,使他大胆思索问题的相反提法:可能根本就不存在第五公设的证明。于是,他便调转思路,着手寻求第五公设不可证的解答,这是一个全新的,也是与传统思路完全相反的探索途径。罗巴切夫斯基正是沿着这个途径,在试证第五公设不可证的过程上发现一个新的几何世界的。

那么,罗巴切夫斯基是怎样证得第五公设不可证的呢?又是怎样从中发现新几何世界的呢?原来他创造性地运用了处理复杂数学问题常用的一种逻辑方法──反证法。

这种反证法的基本思想是,为证“第五公设不可证”,首先对第五公设加以否定,然后用这个否定命题和其它公理公设组成新的公理系统,并由此展开逻辑推演。假设第五公设是可证的,即第五公设可由其它公理公设推演出来,那么,在新公理系统的推演过程中一定能出现逻辑矛盾,至少第五公设和它的否定命题就是一对逻辑矛盾;反之,如果推演不出矛盾,就反驳了“第五公设可证”这一假设,从而也就间接证得“第五公设不可证”。

依照这个逻辑思路,罗巴切夫斯基对第五公设的等价命题普列菲尔公理“过平面上直线外一点,只能引一条直线与已知直线不相交”作以否定,得到否定命题“过平面上直线外一点,至少可引两条直线与已知直线不相交”,并用这个否定命题和其它公理公设组成新的公理系统展开逻辑推演。在推演过程中,他得到一连串古怪的命题,但是,经过仔细审查,却没有发现它们之间含有任何罗辑矛盾。于是,远见卓识的罗巴切夫斯基大胆断言,这个“在结果中并不存在任何矛盾”的新公理系统可构成一种新的几何,它的罗辑完整性和严密性可以和欧几里得几何相媲美。而这个无矛盾的新几何的存在,就是对第五公设可证性的反驳,也就是对第五公设不可证性的逻辑证明。由于尚未找到新几何在现实界的原型和类比物,罗巴切夫斯基慎重地把这个新几何称之为“想象几何”。

在冷漠中宣告新几何诞生

1826年2月23日,罗巴切夫斯基于喀山大学物理数学系学术会议上宣读了他的第一篇关于非欧几何的论文《几何学原理及平行线定理严格证明的摘要》。这篇首创性论文的问世,标志着非欧几何的诞生。然而,这一重大成果刚一公诸于世,就遭到正统数学家的冷漠和反对。

参加2月23日学术公议的全是数学造诣较深的专家,其中著名的数学家、天文学家西蒙诺夫(A.M.CИMOHOB),有后来成为科学院院士的古普费尔(A.R.KYI-Iφep)以及后来在数学界颇有声望的博拉斯曼(H.Д.Бp-aшMah)。在这些人的心目中,罗巴切夫斯基是一位很有才华的青年数学家。可是,出乎他们的意料,这位年轻的教授在简短的开场白之后,接着说的全是一些令人莫明其妙的话,诸如三角形的内角和小于两直角,而且随着边长增大而无限变小,直至趋于零;锐角一边的垂线可以和另一边不相交,等等。这些命题不仅离奇古怪,与欧几里得几何相冲突,而且还与人们的日常经验相背离。然而,报告者却认真地、充满信心地指出,它们属于一种逻辑严谨的新几何,和欧几里得向何有着同等的存在权利。这些古怪的语言,竟然出自一个头脑清楚、治学严谨的数家教授之口,不能不使与会者们感到意外。他们先是表现现一种疑惑和惊呆,不多一会儿,便流露出各种否定的表情。

宣讲论文后,罗巴切夫斯基诚恳地请与会者讨论,提出修改意见。可是,谁也不肯作任何公开评论,会场上一片冷漠。一个具有独创性的重大发现作出了,那些最先聆听到发现者本人讲述发现内容的同行专家,却因思想上的守旧,不仅没能理解这一发现的重要意义,反而采取了冷谈和轻慢的态度,这实在是一件令人遗憾的事情。

会后,系学术委员会委托西蒙诺夫、古普费尔和博拉斯曼组成三人鉴定小组,对罗巴切夫斯基的论文作出书面鉴定。他们的态度无疑是否定的,但又迟迟不肯写出书面意见,以致最后连文稿也给弄丢了。

权威的讥讽与匿名者的攻击

罗巴切夫斯基的首创性论文没能引起学术界的注意和重视,论文本身也似石沉大海,不知被遗弃何处。但他并没有因此灰心丧气,而是顽强地继续独自探索新几何的奥秘。1829年,他又撰写出一篇题为《几何学原理》的论文。这篇论文重现了第一篇论文的基本思想,并且有所补充和发展。此时,罗巴切夫斯基已被推选为喀山大学校长,可能出自对校长的“尊敬”,《喀山大学通报》全文发表了这篇论文。

1832年,根据罗巴切夫斯基的请求,喀山大学学术委员会把这篇论文呈送彼得堡科学院审评。科学院委托著名数学家奥斯特罗格拉茨基(M.B.OCTPOГPAДCK&127;ИЙ,1801-1862)院士作评定。奥斯特罗格拉茨基是新推选的院士,曾在数学物理、&127;数学分析、力学和天体力学等方面有过卓越的成就,在当时学术界有很高的声望。可惜的是,就是这样一位杰出的数学家,也没能理解罗巴切夫斯基的新几何思想,甚至比喀山大学的教授们更加保守。如果说喀山大学的教授们对罗巴切夫斯基本人还是很“宽容”的话,那么,奥斯特罗格拉茨基则使用极其挖苦的语言,对罗巴切夫斯基作了公开的指责和攻击。同年11月7日,&127;他在给科学院的鉴定书中一开头就以嘲弄的口吻写道:“看来,作者旨在写出一部使人不能理解的著作。他达到自己的目的。”接着,对罗巴切夫斯基的新几何思想进行了歪曲和贬低。最后粗暴地断言:“由此我得出结论,罗马切夫斯基校长的这部著作谬误连篇,因而不值得科学院的注意。”

这篇论文不仅引起了学术界权威的恼怒,而且还激起了社会上反动势力的敌对叫嚣。名叫布拉切克(C.A.БypaЧek)和捷列内(C.И.ЗeЛeHbi&127;Й)的两个人,以匿名C.C在《祖国之子》杂志上撰文,公开指名对罗巴切夫斯基进行人身攻击。匿名者在题为《评罗巴切夫斯基的著作《几何学原理》一文中,开始就不怀好意地写道:“甚至难以理解,罗巴切夫斯基先生是如何用数学中最简明的几何学,建立起晦涩的、不可思议和神秘莫测的学说的。”文中嘲弄道:“为什么不能把黑的想象成白的,把圆的想象成方的,把三角形内角和想象成小于两直角,把同一个定积分值想象成既等于π/4,又等于∞?非常、非常可能,尽管理智是不能理解这些的。”在文章的结尾处,作者更加放肆地讥讽道:“为什么不写成,例如对几何学的讽刺,几何学漫画等什么的,来代替标题《几何学原理》?”

针对这篇污辱性的匿名文章,罗巴切夫斯基撰写了一篇反驳文章。但《祖国之子》杂志却以维护杂志声誉为由,将罗巴切夫斯基的文章扣压下来,一直不予发表。对此,罗巴切夫斯基极为气愤。

《祖国之子》杂志刊登攻击科学家的匿名文章并非偶然,而是有一定的政治背景的。原来这家杂志的把持者布尔加林(Ф.В.БyjiГapИH)和格列奇(M.И.ГpeЧ)同沙皇秘密政治组织“第三厅”有着联系,&127;他们靠“第三厅”的资助维持杂志,并且充当帮凶,专门监视和打击先进的思想家和具有革命倾向的科学家。明显表现有无神论和唯物主义倾向的喀山大学校长罗巴切夫斯基,自然要被他们列为危险对象加以监视。借歪曲、诋毁科学新成果,来压制、打击具有进步思想的科学家,是一切反动势力的惯用伎俩。

在孤境中奋斗终生

罗巴切夫斯基开创了数学的一个新领域,但他的创造性工作在生前始终没能得到学术界的重视和承认。就在他去世的前两年,俄国著名数学家布尼雅可夫斯基(В.Я.БyhЯkobckИЙ,1804-1889&127;)还在其所著的《平行线》一书中对罗巴切夫斯基发难,他试图通过论述非欧几何与经验认识的不一致性,来否定非欧几何的真实性。英国著名数学家莫尔甘(Morgan,1806-1871)对非欧几何的抗拒心里表现得就更加明显了,他甚至在没有亲自研读非欧几何著作的情况下就武断地说:“我认为,任何时候也不会存在与欧几里得几何本质上不同的另外一种几何。”莫尔甘的话代表了当时学术界对非欧几何的普遍态度。

在创立和发展非欧几何的艰难历程上,罗巴切夫斯基始终没能遇到他的公开支持者,就连非欧几何的另一位发现者德国的高斯(Gauss,1777-1855)也不肯公开支持他的工作。&127;高斯是当时数学界首屈一指的学学巨匠,负有“欧洲数学之王”的盛名,早在1792年,也就是罗巴切夫斯基诞生的那一年,他就已经产生了非欧几何思想萌芽,到了1817年已达成熟程度。他把这种新几何最初称之为“反欧几何”。后称“星空几何”,最后称“非欧几何”。但是,高斯由于害怕新几何会激起学术界的不满和社会的反对,会由此影响他的尊严和荣誉,生前一直没敢把自己的这一重大发现公之于世,只是谨慎地把部分成果写在日记和与朋友的往来书信中。当高斯看到罗巴切夫斯基的德文非欧几何著作《平行线理论的几何研究》(1840年)后,内心是矛盾的,他一方面私下在朋友面前高度称赞罗巴切夫斯基是“俄国最卓越的数学家之一”,并下决心学习俄语,以便直接阅读罗巴切夫斯基的全部非欧几何著作;另一方面,却又不准朋友向外界泄露他对非欧几何的有关告白,也从不以任何形式对罗巴切夫斯基的非欧几何研究工作加以公开评论。他积极推选罗巴切夫斯基为哥延根皇家科学院通讯院士,可是,在评选会上和他亲笔写给罗巴切夫斯基的推选通知书中,他对罗巴切夫斯基在数学上的最卓越贡献──创立非欧几何却避而不谈。

高斯凭任在数学界的声望和影响,完全有可能减少罗巴切夫斯基的压力,促进学术界对非欧几何的公认。然而,在顽固的保守势力面前他却丧失了斗争的勇气。高斯的沉默和软弱表现,不便严重限制了他在非欧几何研究上所能达到的高度,而且客观上助长了保守势力对罗巴切夫斯基的攻击。

晚年的罗巴切夫斯基心情更加沉重,他不仅在学术上受到压制,而且在工作上还受到限制。按照当时俄国大学委员会的条例,教授任职的最高斯限是30年,依照这个条例,1846年罗巴切夫斯基向人民教育部提出呈文,请求免去他在数学教研室的工作,并推荐让位给他的学生A.Φ.波波夫。人民教育部早就对不顺从他们意志办事的罗巴切夫斯基抱有成见,但又找不到合适的机会免去他在喀山大学的校长职务。罗巴切夫斯基辞去教授职务的申请正好被他们用以作为借口,不仅免去了他主持教研室的工作,而且还违背他本人的意愿,免去了他在喀山大学的所有职务。被迫离开终生热爱的大学工作,使罗巴切夫斯基在精神上遭到严重打击。他对人民教育部的这项无理决定,表示了极大的愤慨。

家庭的不幸格外增加了他的苦恼。他最喜欢的、很有才华的大儿子因患肺结核医治无效死去,这使他十分伤感。他的身体也变得越来越多病,眼睛逐渐失明,最后终于什么也看不见了。1856年2月12日,伟大的学者罗巴切夫斯基在苦闷和抑郁中走完了他生命的最后一段路程。喀山大学师生为他举行了隆重的追悼会。在追悼会上,他的许多同事和学生高度赞扬他在建设喀山大学、提高民族教育水平和培养数学人材等方面的卓越功绩,可是谁也不提他的非欧几何研究工作,因为此时,人们还普遍认为非欧几何纯属“无稽之谈”。

罗巴切夫斯基为非欧几何的生存和发展奋斗了三十多年,他从来没有动摇过对新几何远大前途的坚定信念。为了扩大非欧几何的影响,争取早日取得学术界的承认,除了用俄文外,他还用法文、德文发现了自己的著作,同时还精心设计了检验大尺度空间几何特性的天文观测方案。不仅如此,他还发展了非欧几何的解析和微分部分,使之成为一个完整的、有系统的理论体系。在身患重病,卧床不起的困境下,他也没停止对非欧几何的研究。他的最后一部巨著《论几何学》,就是在他双目失明,临去世的前一年,口授他的学生完成的。

历史是最公允的,因为它终将会对各种思想、观点和见解作出正确的评价。1868年,意大利数学家贝特拉米(Beltrami,1835-1899)发表了一篇著名论文《非欧几何解释的尝试》,证明非欧几何可以在欧几里得空间的曲面(例如拟球曲面)上实现。这就是说,非欧几何命题可以“翻译”成相应的欧几里得几何命题,如果欧几里得几何没有矛盾,非欧几何也就自然没有矛盾。人们既然承认欧几里是没有矛盾的,所以也就自然承认非欧几何没有矛盾了。直到这时,长期无人问津的非欧几何才开始获得学术界的普遍注意和深入研究,罗巴切夫斯基的独创性研究也就由此得到学术界的高度评价和一致赞美,他本人则被人们赞誉为“几何学中的哥白尼”。

在科学探索的征途上,一个人经得住一时的挫折和打击并不难,难的是勇于长期甚至终生在逆境中奋斗。罗巴切夫斯基就是在逆境中奋斗终生的勇士。同样,一名科学工作者,特别是声望较高的学术专家,正确识别出那些已经成熟的或具有明显现实意义的科这成果并不难,难的是及时识别出那些尚未成熟或现实意义尚未显露出来的科学成果。我们每一位科学工作者,既应当作一名勇于在逆境中顽强点头的科学探索者,又应当成为一个科学领域中新生事物的坚定支持者。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:28
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希尔伯特







希尔伯特,D.(Hilbert,David,1862~1943)德国数学家,生于东普鲁士哥尼斯堡(前苏联加里宁格勒)附近的韦劳。中学时代,希尔伯特就是一名勤奋好学的学生,对于科学特别是数学表现出浓厚的兴趣,善于灵活和深刻地掌握以至应用老师讲课的内容。1880年,他不顾父亲让他学法律的意愿,进入哥尼斯堡大学攻读数学。1884年获得博士学位,后来又在这所大学里取得讲师资格和升任副教授。1893年被任命为正教授,1895年,转入格廷根大学任教授,此后一直在格廷根生活和工作,于是930年退休。在此期间,他成为柏林科学院通讯院士,并曾获得施泰讷奖、罗巴切夫斯基奖和波约伊奖。1930年获得瑞典科学院的米塔格-莱福勒奖,1942年成为柏林科学院荣誉院士。希尔伯特是一位正直的科学家,第一次世界大战前夕,他拒绝在德国政府为进行欺骗宣传而发表的《告文明世界书》上签字。战争期间,他敢干公开发表文章悼念“敌人的数学家”达布。希特勒上台后,他抵制并上书反对纳粹政府排斥和迫害犹太科学家的政策。由于纳粹政府的反动政策日益加剧,许多科学家被迫移居外国,曾经盛极一时的格廷根学派衰落了,希尔伯特也于1943年在孤独中逝世。

希尔伯特是对二十世纪数学有深刻影响的数学家之一。他领导了著名的格廷根学派,使格廷根大学成为当时世界数学研究的重要中心,并培养了一批对现代数学发展做出重大贡献的杰出数学家。希尔伯特的数学工作可以划分为几个不同的时期,每个时期他几乎都集中精力研究一类问题。按时间顺序,他的主要研究内容有:不变式理论、代数数域理论、几何基础、积分方程、物理学、一般数学基础,其间穿插的研究课题有:狄利克雷原理和变分法、华林问题、特征值问题、“希尔伯特空间”等。在这些领域中,他都做出了重大的或开创性的贡献。希尔伯特认为,科学在每个时代都有它自己的问题,而这些问题的解决对于科学发展具有深远意义。他指出:“只要一门科学分支能提出大量的问题,它就充满着生命力,而问题缺乏则预示着独立发展的衰亡和终止。”在1900年巴黎国际数学家代表大会上,希尔伯特发表了题为《数学问题》的著名讲演。他根据过去特别是十九世纪数学研究的成果和发展趋势,提出了23个最重要的数学问题。这23个问题通称希尔伯特问题,后来成为许多数学家力图攻克的难关,对现代数学的研究和发展产生了深刻的影响,并起了积极的推动作用,希尔伯特问题中有些现已得到圆满解决,有些至今仍未解决。他在讲演中所阐发的想信每个数学问题都可以解决的信念,对于数学工作者是一种巨大的鼓舞。他说:“在我们中间,常常听到这样的呼声:这里有一个数学问题,去找出它的答案!你能通过纯思维找到它,因为在数学中没有不可知。”三十年后,1930年,在接受哥尼斯堡荣誉市民称号的讲演中,针对一些人信奉的不可知论观点,他再次满怀信心地宣称:“我们必须知道,我们必将知道。”希尔伯特的《几何基础》(1899)是公理化思想的代表作,书中把欧几里得几何学加以整理,成为建立在一组简单公理基础上的纯粹演绎系统,并开始探讨公理之间的相互关系与研究整个演绎系统的逻辑结构。1904年,又着手研究数学基础问题,经过多年酝酿,于二十年代初,提出了如何论证数论、集合论或数学分析一致性的方案。他建议从若干形式公理出发将数学形式化为符号语言系统,并从不假定实无穷的有穷观点出发,建立相应的逻辑系统。然后再研究这个形式语言系统的逻辑性质,从而创立了元数学和证明论。希尔伯特的目的是试图对某一形式语言系统的无矛盾性给出绝对的证明,以便克服悖论所引起的危机,一劳永逸地消除对数学基础以及数学推理方法可靠性的怀疑。然而,1930年,年青的奥地利数理逻辑学家哥德尔(K.G.del,1906~1978)获得了否定的结果,证明了希尔伯特方案是不可能实现的。但正如哥德尔所说,希尔伯特有关数学基础的方案“仍不失其重要性,并继续引起人们的高度兴趣”。希尔伯特的著作有《希尔伯特全集》(三卷,其中包括他的著名的《数论报告》)、《几何基础》、《线性积分方程一般理论基础》等,与其他合著有《数学物理方法》、《理论逻辑基础》、《直观几何学》、《数学基础》。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:28
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高斯







高斯(C.F.Gauss,1777.4.30-1855.2.23)是德国数学家、物理学家和天文学家,出生于德国布伦兹维克的一个贫苦家庭。父亲格尔恰尔德·迪德里赫先后当过护堤工、泥瓦匠和园丁,第一个妻子和他生活了10多年后因病去世,没有为他留下孩子。迪德里赫后来娶了罗捷雅,第二年他们的孩子高斯出生了,这是他们唯一的孩子。父亲对高斯要求极为严厉,甚至有些过份,常常喜欢凭自己的经验为年幼的高斯规划人生。高斯尊重他的父亲,并且秉承了其父诚实、谨慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此时高斯已经做出了许多划时代的成就。

在成长过程中,幼年的高斯主要是得力于母亲和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30岁那年死于肺结核,留下了两个孩子:高斯的母亲罗捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,为人热情而又聪明能干投身于纺织贸易颇有成就。他发现姐姐的儿子聪明伶利,因此他就把一部分精力花在这位小天才身上,用生动活泼的方式开发高斯的智力。若干年后,已成年并成就显赫的高斯回想起舅舅为他所做的一切,深感对他成才之重要,他想到舅舅多产的思想,不无伤感地说,舅舅去世使我们失去了一位天才。正是由于弗利德里希慧眼识英才,经常劝导姐夫让孩子向学者方面发展,才使得高斯没有成为园丁或者泥瓦匠。

在数学史上,很少有人象高斯一样很幸运地有一位鼎力支持他成才的母亲。罗捷雅直到34岁才出嫁,生下高斯时已有35岁了。她性格坚强、聪明贤慧、富有幽默感。高斯一生下来,就对一切现象和事物十分好奇,而且决心弄个水落石出,这已经超出了一个孩子能被许可的范围。当丈夫为此训斥孩子时,她总是支持高斯,坚决反对顽固的丈夫想把儿子变得跟他一样无知。

罗捷雅真诚地希望儿子能干出一番伟大的事业,对高斯的才华极为珍视。然而,他也不敢轻易地让儿子投入当时尚不能养家糊口的数学研究中。在高斯19岁那年,尽管他已做出了许多伟大的数学成就,但她仍向数学界的朋友W.波尔约(W.Bolya,非欧几何创立者之一J.波尔约之父)问道:高斯将来会有出息吗?W.波尔约说她的儿子将是欧洲最伟大的数学家,为此她激动得热泪盈眶。

7岁那年,高斯第一次上学了。头两年没有什么特殊的事情。1787年高斯10岁,他进入了学习数学的班次,这是一个首次创办的班,孩子们在这之前都没有听说过算术这么一门课程。数学教师是布特纳(Buttner),他对高斯的成长也起了一定作用。

在全世界广为流传的一则故事说,高斯10岁时算出布特纳给学生们出的将1到100的所有整数加起来的算术题,布特纳刚叙述完题目,高斯就算出了正确答案。不过,这很可能是一个不真实的传说。据对高斯素有研究的著名数学史家E·T·贝尔(E.T.Bell)考证,布特纳当时给孩子们出的是一道更难的加法题:81297+81495+81693+…+100899。

当然,这也是一个等差数列的求和问题(公差为198,项数为100)。当布特纳刚一写完时,高斯也算完并把写有答案的小石板交了上去。E·T·贝尔写道,高斯晚年经常喜欢向人们谈论这件事,说当时只有他写的答案是正确的,而其他的孩子们都错了。高斯没有明确地讲过,他是用什么方法那么快就解决了这个问题。数学史家们倾向于认为,高斯当时已掌握了等差数列求和的方法。一位年仅10岁的孩子,能独立发现这一数学方法实属很不平常。贝尔根据高斯本人晚年的说法而叙述的史实,应该是比较可信的。而且,这更能反映高斯从小就注意把握更本质的数学方法这一特点。

高斯的计算能力,更主要地是高斯独到的数学方法、非同一般的创造力,使布特纳对他刮目相看。他特意从汉堡买了最好的算术书送给高斯,说:你已经超过了我,我没有什么东西可以教你了。接着,高斯与布特纳的助手巴特尔斯(J.M.Bartels)建立了真诚的友谊,直到巴特尔斯逝世。他们一起学习,互相帮助,高斯由此开始了真正的数学研究。

1788年,11岁的高斯进入了文科学校,他在新的学校里,所有的功课都极好,特别是古典文学、数学尤为突出。经过巴特尔斯等人的引荐,布伦兹维克公爵召见了14岁的高斯。这位朴实、聪明但家境贫寒的孩子赢得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的资助人,让他继续学习。

布伦兹维克公爵在高斯的成才过程中起了举足轻重的作用。不仅如此,这种作用实际上反映了欧洲近代科学发展的一种模式,表明在科学研究社会化以前,私人的资助是科学发展的重要推动因素之一。高斯正处于私人资助科学研究与科学研究社会化的转变时期。

1792年,高斯进入布伦兹维克的卡罗琳学院继续学习。1795年,公爵又为他支付各种费用,送他入德国著名的哥丁根大学,这样就使得高斯得以按照自己的理想,勤奋地学习和开始进行创造性的研究。1799年,高斯完成了博士论文,回到家乡布伦兹维克,正当他为自己的前途、生计担忧而病倒时──虽然他的博士论文顺利通过了,已被授予博士学位,同时获得了讲师职位,但他没有能成功地吸引学生,因此只能回老家──又是公爵伸手救援他。公爵为高斯付了长篇博士论文的印刷费用,送给他一幢公寓,又为他印刷了《算术研究》,使该书得以在1801年问世;还负担了高斯的所有生活费用。所有这一切,令高斯十分感动。他在博士论文和《算术研究》中,写下了情真意切的献词:献给大公,你的仁慈,将我从所有烦恼中解放出来,使我能从事这种独特的研究。

1806年,公爵在抵抗拿破仑统帅的法军时不幸阵亡,这给高斯以沉重打击。他悲痛欲绝,长时间对法国人有一种深深的敌意。大公的去世给高斯带来了经济上的拮据,德国处于法军奴役下的不幸,以及第一个妻子的逝世,这一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位刚强的汉子,从不向他人透露自己的窘况,也不让朋友安慰自己的不幸。人们只是在19世纪整理他的未公布于众的数学手稿时才得知他那时的心态。在一篇讨论椭圆函数的手搞中,突然插入了一段细微的铅笔字:对我来说,死去也比这样的生活更好受些。

慷慨、仁慈的资助人去世了,因此高斯必须找一份合适的工作,以维持一家人的生计。由于高斯在天文学、数学方面的杰出工作,他的名声从1802年起就已开始传遍欧洲。彼得堡科学院不断暗示他,自从1783年欧拉去世后,欧拉在彼得堡科学院的位置一直在等待着象高斯这样的天才。公爵在世时坚决劝阻高斯去俄国,他甚至愿意给高斯增加薪金,为他建立天文台。现在,高斯又在他的生活中面临着新的选择。

为了不使德国失去最伟大的天才,德国著名学者洪堡(B.a.Von Humboldt)联合其他学者和政界人物,为高斯争取到了享有特权的哥丁根大学数学和天文学教授,以及哥丁根天文台台长的职位。1807年,高斯赴哥丁根就职,全家迁居于此。从这时起,除了一次到柏林去参加科学会议以外,他一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不仅使得高斯一家人有了舒适的生活环境,高斯本人可以充分发挥其天才,而且为哥丁根数学学派的创立、德国成为世界科学中心和数学中心创造了条件。同时,这也标志着科学研究社会化的一个良好开端。

高斯的学术地位,历来为人们推崇得很高。他有数学王子、数学家之王的美称、被认为是人类有史以来最伟大的三位(或四位)数学家之一(阿基米德、牛顿、高斯或加上欧拉)。人们还称赞高斯是人类的骄傲。天才、早熟、高产、创造力不衰、……,人类智力领域的几乎所有褒奖之词,对于高斯都不过份。

高斯的研究领域,遍及纯粹数学和应用数学的各个领域,并且开辟了许多新的数学领域,从最抽象的代数数论到内蕴几何学,都留下了他的足迹。从研究风格、方法乃至所取得的具体成就方面,他都是18-19世纪之交的中坚人物。如果我们把18世纪的数学家想象为一系列的高山峻岭,那么最后一个令人肃然起敬的巅峰就是高斯;如果把19世纪的数学家想象为一条条江河,那么其源头就是高斯。

虽然数学研究、科学工作在18世纪末仍然没有成为令人羡慕的职业,但高斯依然生逢其时,因为在他快步入而立之年之际,欧洲资本主义的发展,使各国政府都开始重视科学研究。随着拿破仑对法国科学家、科学研究的重视,俄国的沙皇以及欧洲的许多君主也开始对科学家、科学研究刮目相看,科学研究的社会化进程不断加快,科学的地位不断提高。作为当时最伟大的科学家,高斯获得了不少的荣誉,许多世界著名的科学泰斗都把高斯当作自己的老师。

1802年,高斯被俄国彼得堡科学院选为通讯院士、喀山大学教授;1877年,丹麦政府任命他为科学顾问,这一年,德国汉诺威政府也聘请他担任政府科学顾问。

高斯的一生,是典型的学者的一生。他始终保持着农家的俭朴,使人难以想象他是一位大教授,世界上最伟大的数学家。他先后结过两次婚,几个孩子曾使他颇为恼火。不过,这些对他的科学创造影响不太大。在获得崇高声誉、德国数学开始主宰世界之时,一代天骄走完了生命旅程。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:29
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笛卡儿







笛卡儿(Descartes,René,1596-1660),法国数学家、科学家和哲学家。他是西方近代资产阶级哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的。人们在他的墓碑上刻下了这样一句话:“笛卡儿,欧洲文艺复兴以来,第一个为人类争取并保证理性权利的人。”

笛卡儿出生于法国,父亲是法国一个地方法院的评议员,相当于现在的律师和法官。一岁时母亲去世,给笛卡儿留下了一笔遗产,为日后他从事自己喜爱的工作提供了可靠的经济保障。8岁时他进入一所耶稣会学校,在校学习8年,接受了传统的文化教育,读了古典文学、历史、神学、哲学、法学、医学、数学及其他自然科学。但他对所学的东西颇感失望。因为在他看来教科书中那些微妙的论证,其实不过是模棱两可甚至前后矛盾的理论,只能使他顿生怀疑而无从得到确凿的知识,惟一给他安慰的是数学。在结束学业时他暗下决心:不再死钻书本学问,而要向“世界这本大书”讨教,于是他决定避开战争,远离社交活动频繁的都市,寻找一处适于研究的环境。1628年,他从巴黎移居荷兰,开始了长达20年的潜心研究和写作生涯,先后发表了许多在数学和哲学上有重大影响的论著。在荷兰长达20年的时间里,他集中精力做了大量的研究工作,在1634年写了《论世界》,书中总结了他在哲学、数学和许多自然科学问题上的看法。1641年出版了《行而上学的沉思》,1644年又出版了《哲学原理》等。他的著作在生前就遭到教会指责,死后又被梵蒂冈教皇列为禁书,但这并没有阻止他的思想的传播。

笛卡儿不仅在哲学领域里开辟了一条新的道路,同时笛卡儿又是一勇于探索的科学家,在物理学、生理学等领域都有值得称道的创见,特别是在数学上他创立了解析几何,从而打开了近代数学的大门,在科学史上具有划时代的意义。

笛卡儿的主要数学成果集中在他的“几何学”中。当时,代数还是一门比较新的科学,几何学的思维还在数学家的头脑中占有统治地位。在笛卡儿之前,几何与代数是数学中两个不同的研究领域。笛卡儿站在方法论的自然哲学的高度,认为希腊人的几何学过于依赖于图形,束缚了人的想象力。对于当时流行的代数学,他觉得它完全从属于法则和公式,不能成为一门改进智力的科学。因此他提出必须把几何与代数的优点结合起来,建立一种“真正的数学”。笛卡儿的思想核心是:把几何学的问题归结成代数形式的问题,用代数学的方法进行计算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的。依照这种思想他创立了我们现在称之为的“解析几何学”。1637年,笛卡儿发表了《几何学》,创立了直角坐标系。他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定点的距离,用坐标来描述空间上的点。他进而又创立了解析几何学,表明了几何问题不仅可以归结成为代数形式,而且可以通过代数变换来实现发现几何性质,证明几何性质。解析几何的出现,改变了自古希腊以来代数和几何分离的趋向,把相互对立着的“数”与“形”统一了起来,使几何曲线与代数方程相结合。笛卡儿的这一天才创见,更为微积分的创立奠定了基础,从而开拓了变量数学的广阔领域。最为可贵的是,笛卡儿用运动的观点,把曲线看成点的运动的轨迹,不仅建立了点与实数的对应关系,而且把形(包括点、线、面)和“数”两个对立的对象统一起来,建立了曲线和方程的对应关系。这种对应关系的建立,不仅标志着函数概念的萌芽,而且标明变数进入了数学,使数学在思想方法上发生了伟大的转折──由常量数学进入变量数学的时期。正如恩格斯所说:“数学中的转折点是笛卡儿的变数。”有了变数,运动进入了数学,有了变数,辨证法进入了数学,有了变数,微分和积分也就立刻成为必要了。笛卡儿的这些成就,为后来牛顿、莱布尼兹发现微积分,为一大批数学家的新发现开辟了道路。

笛卡儿在其他科学领域的成就同样累累硕果。笛卡儿靠着天才的直觉和严密的数学推理,在物理学方面做出了有益的贡献。从1619年读了开普勒的光学著作后,笛卡儿就一直关注着透镜理论;并从理论和实践两方面参与了对光的本质、反射与折射率以及磨制透镜的研究。他把光的理论视为整个知识体系中最重要的部分。笛卡儿坚信光是“即时”传播的,他在著作《论人》和《哲学原理》中,完整的阐发了关于光的本性的概念。他还从理论上推导了折射定律,与荷兰的斯涅耳共同分享发现光的折射定律的荣誉。他还对人眼进行光学分析,解释了视力失常的原因是晶状体变形,设计了矫正视力的透镜。在力学方面,他提出了宇宙间运动量总和是常数的观点,创造了运动量守恒定律,为能量守恒定律奠定了基础。他还指出,一个物体若不受外力作用,将沿直线匀速运动。

笛卡儿在其他的科学领域还有不少值得称道的创见。他发展了宇宙演化论,创立了漩涡说。他认为太阳的周围有巨大的漩涡,带动着行星不断运转。物质的质点处于统一的漩涡之中,在运动中分化出土、空气和火三种元素,土形成行星,火则形成太阳和恒星。笛卡儿的这一太阳起源的旋涡说,比康德的星云说早一个世纪,是17世纪中最有权威的宇宙论。他还提出了刺激反应说,为生理学做出了一定的贡献。

笛卡儿近代科学的始祖。笛卡儿是欧洲近代哲学的奠基人之一,黑格尔称他为“现代哲学之父”。他自成体系,熔唯物主义与唯心主义于一炉,在哲学史上产生了深远的影响。同时,他又是一位勇于探索的科学家,他所建立的解析几何在数学史上具有划时代的意义。笛卡儿堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一,被誉为“近代科学的始祖”。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:29
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康托尔







康托尔,G.F.L.Ph(Cantor,Georg Ferdinand Ludwig Philipp)1845年3月3日生于俄罗斯圣彼得堡;1918年1月6日卒于德国萨克森的哈雷。他的成就不是一直在解决问题,他对数学最重要的贡献是他询问问题的特殊方法,从而开创了大量新的研究领域。这使他成为数学史上最富于想象力,也是最有争议的人物之一。1874年,29岁的康托尔就在《克雷儿数学杂志》上发表了关于超穷集合论的第一篇革命性文章,引入了震撼知识界的无穷的概念。这篇文章的题目叫:“关于一切代数实数的一个性质”。1879年至1884年间,康托尔相继发表了六篇系列文章,并汇集成《关于无穷线性点集》,其中前四篇直接建立了集合论的一些重要的数学结果。随后他又发表了第五和第六两篇文章,简洁而系统地阐述了超穷集合论。他在第三篇文章里,还专门讨论了由集合论产生的数学和哲学问题。这篇文章非常重要,后来曾以《集合通论基础,无穷理论的数学和哲学的探讨》简称《集合论基础》为题作专著单独出版。康托尔最著名的著作是1895-1897年出版的《超无穷数理论基础》。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:29
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皮亚诺







皮亚诺,G.(Peano,giuseppe)1958年8月27日生于意大利库内奥(Cuneo)附近的斯皮内塔(Spinetta)村;1932年4月20日卒于都灵(Turin).数学、逻辑学。

皮亚诺作为符号逻辑的先驱和公理化方法的推行人而著名。皮亚诺以简明的符号及公理体系为数理逻辑和数学基础的研究开创了新局面。他的逻辑方面的篇文章出现在他1888年出版的《几何演算基于格拉斯曼的“扩张研究”》一书中。该文独立成章共20页,是关于“演绎逻辑的运算”,1889年皮亚诺的名著《算术原理新方法》出版,在这本小册子中他完成了对整数的公理化处理,在逻辑符号上有许多创新,从而使推理更加简洁。书中他给出了举世闻名的自然数公理,成为经典之作。1891年皮亚诺创建了《数学杂志》,并在这个杂志上用数理逻辑符号写下了这组自然数公理,且证明了它们的独立性。皮亚诺的《数学公式汇编》共有5卷,1895-1908年出版,仅第五卷就含有4200条公式和定理,有许多还给出了证明,书中有丰富的历史与文献信息,有人称它为“无穷的数学矿藏”。皮亚诺引入并推广了“测度”的概念。皮亚诺认为自己最重要的工作在分析方面。1883年他给出了定积分的一个新定义,将黎曼和当其最小上界等于最大下界时所取的公共值。这是设法使积分定义摆脱极限概念所做的努力。1886年他率先证出一阶微分方程y'=f(x,y)可解的唯一条件是f的连续性,并给出了稍欠严格的证明。1893年,皮亚诺发表了《无穷小分析教程》,被德国的数学百科全书列在“自L.欧拉(Euler)和A.L,柯西(GAUCHY)时代以来最重要的19本微积分教科书”之中。皮亚诺撰写的《数学百科全书》有很多引人注目的地方。例如对微分中值定理的推广;多变量函数一致连续性的判定定理;隐函数存在定理以及其可微性定理的证明;部分可微但整体不可微的函数的例子;多变元函数泰勒展开的条件;当时流行的极小理论的反例等。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:29
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冯·诺伊曼







冯·诺伊曼,J(vonNeumann,John)1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯;1957年2月8日卒于美国华盛顿。数学,物理,计算机科学。冯·诺伊曼一生担任过许多科学职位,获得了众多荣誉,最主要的有:1937年获美国数学会博歇奖;1947年获美国数学会吉布斯(Gibbs)讲师席位,并得到功勋奖章(总统奖);1951-1953年任美国数学会主席;1956年获爱因斯坦纪念奖及费米奖。

他发表的学术论文共有150余篇,全部收录在1961年珀格蒙出版社出版的《冯·诺伊曼文集》。其中60篇是纯粹数学方面的,60篇关于应用数学,20篇属于物理学。冯·诺伊曼以其超人的才思和丰硕的学术成果,成为一代科学巨匠。

纯粹数学

冯·诺伊曼在纯粹数学方面的工作集中于1925年-1940年,主要可分为以下六个方向。

1.集合论与数学基础

冯.诺伊曼借助与ZF公理系统中初始截断的概念和无穷公理,给出了序数及超限序数形式化的新定义,这种定义一直沿用至今。冯·诺伊曼的博士毕业论文“集合论的公理化”。他所建立的公理体系经P.贝尔纳斯和K.哥德尔完善之后,形成了公理化集合论中又一新的系统──NBG系统。

2.测度论

测度论在冯·诺伊曼的整个研究工作中并非处于中心地位,但他给出了许多很有价值的方法和结果。

3.遍历理论

冯·诺伊曼在这一领域的首要成就,是证明了平均遍历定理。第33卷《数学纪事》刊登的他的颇有影响力的文章“古典力学中的算子方法”,标志着对遍历理论系统研究的开端。

4.群论

冯·诺伊曼的一个著名成果,是在1933年对紧致集解决了希尔伯特第五问题。1933年,他在《数学纪事》第34卷上发表“拓扑群中解析参数导论”,证明每个局部同胚于欧氏空间的紧致群的条件下的得到了肯定的回答。

5.算子理论

对算子理论的探索贯穿了冯·诺伊曼的整个可科学生涯,这方面的论文占他全部著述的三分之一,他在这个领域有着二十多年的领导地位。冯·诺伊曼的谱理论形成,加上1933年巴拿赫所著《线性算子理论》一书问世,标志着数学领域中又一新的分支──泛函分析的诞生。算子环的正式定义出现在冯·诺伊曼1929年的论文“函数运算代数和正规算子理论”。这篇论文还包括了“交换子”、“因子”等重要定义,以及二次交换子定理。

6.格论

正则环是冯·诺伊曼引入的新概念。冯·诺伊曼又发展了一些新的思想方法,其中主要是关于格的分配性:数对的分配性、独立元的分配性和无穷分配性等。他最早发现,在布尔代数中,交与并的运算必然是无穷分配的,而这种分配性又等价于连续性。他在格论方面的工作主要通过1935年-1937年高级研究院讲义《复域几何》、《连续几何》及美国科学院会议录得以保存和传播。

应用数学

1940年以后,随着第二次世界大战中政治、经济和军事形势的发展,冯·诺伊曼开始把精力更多地投注于实际问题之中,主要是计算数学和对策论两方面的工作。

1.计算数学

冯·诺伊曼从数值稳性分析、误差估计、矩阵求逆和含间断性解的计算等数个方向进行了探索。1946年,他和V.巴格曼、D.蒙哥马利合作,向海军武器实验室提交了报告“高阶线性系统求解”,对线性方程组的各种解法进行了系统的阐述,并探讨了利用计算机进行求解的可能性。1947年,他又同H.哥德斯坦研究了高阶矩阵的数值求逆,并给出了严格的误差估计,特别是对150阶求逆所能达到的精确程度给出了有意义的结果。在解决可压缩气体运动尤其是存在间断性的情况是,冯·诺伊曼创造了人工粘性法。电子计算机产生之后,冯·诺伊曼又推出了利用计算机进行数值分析的新思想、新方法,从而推动了计算数学的兴起与形成,也使他成为现代科学计算的奠基人之一。

2.对策论与数理经济

冯·诺伊曼是对策论(又称博奕论〕的创始人和现代数理经济学的开拓者之一。对策理论作为学科的真正创立,则是从冯·诺伊曼1928年发表“关于伙伴游戏理论”开始的。1940年,奥地利经济学家O.摩根斯坦与冯·诺伊曼经过四年合作出版了《对策论与经济行为》。这部著作对1928年的论文进一步阐述,如增加了“分配”、“控制”的概念,定义了冯·诺伊曼-摩根斯坦解。全书有近三分之二的篇幅是处理合作对策问题的。书中另一重要成果是对策论在经济理论基本问题中的应用。


作者: lspjy    时间: 2008-6-8 06:29
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歌德巴赫







歌德巴赫,C.(Goldbach,Christian)1690年 3 月 18 日生于普鲁士柯尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒);1764年11月20日卒于俄国莫斯科。数学。

作为数学家,歌德巴赫是非职业性的。他对数学有着敏锐的洞察力,加上与许多大数学家的交往,以及其特殊的社会地位,使得他提出的问题激励了许多人研究,从而推动了数学的发展。关于歌德巴赫,最有名的莫过于“歌德巴赫猜想”!1742年6月7日,歌德巴赫在给欧拉的信中提出:每一个大于2的偶数都是两个素数的和。例如4=2+2,6=3+3,48=29+19,100=97+3,等等。欧拉在同年6月30日的回信中说他相信这个猜想,但他不能证明。这个猜想的叙述如此简单,却连大数学家欧拉都不能证明,这引起了大家的注意。历代数学家都试探过,但直到250多年后的今天,还没有人能完全证明这个猜想。

1770年,E.华林(Waring)将歌德巴赫猜想发表出来,并加上“每一个奇数或者是素数或者是三个素数的和”的命题。稍加改变的提法是“每一个大于或等于9的奇数都是三个奇素数的和”,这是歌德巴赫猜想的推论。

1900年,大数学家D.希尔伯特(Hilbert)在巴黎数学家大会上提出对本世纪数学发展有重大影响的23个问题,其中歌德巴赫猜想被列为第8个问题。


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柯西







柯西,A.L.(Cauchy,Augustin-Louis)1789年8月21日生于法国巴黎;1857年5月22日卒于法国斯科。数学、数学物理、力学。

数学分析严格化的开拓者

分析严格化的需要

柯西怀着严格化的明确目标,为数学分析建立了一个基本严谨的完整体系。他说:“至于方法,我力图赋予……几何学中存在的严格性,决不求助于从代数一般性导出的推理。这种推理……只能认为是一种推断,有时还适用于提示真理,但与数学科学的令人叹服的严谨性很不相符。”他说他通过分析公式成立的条件和规定所用记号的意义,“消除了所有不确定性”,并说:“我的主要目标是使严谨性(这是我在《分析教程》中为自己制定的准绳)与基于无穷小的直接考虑所得到的简单性和谐一致。”

极限与无穷小

柯西规定:“当一个变量相继取的值无限接近于一个固定值,最终与此固定值之差要多小就有多小时,该值就称为所有其他值的极限。”“当同一变量相继取的数值无限减小以至降到低于任何给定的数,这个变量就成为人们所称的无穷小或无穷小量。这类变量以零为其极限。”“当同一变量相继取的数值越来越增加以至升到高于每个给定的数,如果它是正变量,则称它以正无穷为其极限,记作∞;如果是负变量,则称它以负无穷为其极限,记作-∞。”

从字面上看,柯西的定义与在此以前达朗贝尔、拉克鲁瓦所给的定义差别不大,但实际上有巨大改进。

首先,柯西常常把他的定义转述为不等式。在讨论复杂表达式的极限时,他用了ε-δ论证法的雏型。其次,他首次放弃了过去定义中常有的“一个变量决不会超过它的极限”这类不必要的提法,也不提过去定义中常涉及的一个变量是否“达到”它的极限,而把重点放在变量具有极限时的性态。最后,他以极限为基础定义无穷小和微积分学中的基本概念,建立了级数收敛性的一般理论。

函数及其连续性

柯西以接近于现代的方式定义单元函数:“当一些变量以这样的方式相联系,即当其中之一给定时,能推知所有其他变量的值,则通常就认为这些变量由前一变量表示,此变量取名为自变量,而其余由自变量表示的变量,就是通常所说的该自变量的一些函数。”他以类似方式定义多元函数,并区别了显函数和隐函数,用他建立的微分方程解的存在性定理在较强条件下证明了隐函数的局部存在性。

柯西给出了连续的严格定义:“函数f(x)是处于两个指定界限之间的变量x的连续函数,如果对这两个界限之间的每个值x,差f(x+a)-f(x)的数值随着a无限减小。换言之,……变量的无穷小增量总导致函数本身的无穷小增量。”在一个附录中,他给出了闭区间上连续函数介值性质的严格证明,其中用到了“区间套”思想。

微分学

柯西按照前人方式用差商的极限定义导数,但在定义中多了一句:“当这个极限存在时,……用加撇符号y'或f'(x)表示。”这表明他已用崭新的方式考虑问题。他把导数定义转述为不等式,由此证明有关的各种定理。

柯西以割线的极限位置切线,用中值定理证明极限点处切线的水平性。他证明了f'(x0)=……=f(n-1)(x0)=0时用f(n)(x0)的符号判断极大、极小的命题。他由自己的中值定理推导出洛必达法则。这样,他就为微分学的应用奠定了严格的理论基础。

积分学

他既给出了连续函数定积分的定义,又证明了它的存在性。他还指出这种定义对于不能把被积函数转化为原函数的一般情形也适用。他给出了现在通用的广义积分的定义。

柯西简洁而严格地证明了微积分学基本定理即牛顿-莱布尼茨公式。他利用定积分严格证明了带余项的泰勒公式,还用微分与积分中值定理表示曲边梯形的面积,推导了平面曲线之间图形的面积、曲面面积和立体体积的公式。

柯西的定义是从仅把积分看作微分逆运算走向现代积分理论的转折点,他坚持先证明存在性则是从依赖直觉到严格分析的转折点。

级数论

柯西是第一个认识到无穷级数论并非多项式理论的平凡推广而应当以极限为基础建立其完整理论的数学家。他以部分和有限定义级数收敛并以此极限定义收敛级数之和。18世纪中许多数学家都隐约地使用过这种定义,柯西则明确地陈述这一定义,并以此为基础比较严格地建立了完整的级数论。他给出所谓“柯西准则”,证明了必要性,并以理所当然的口气断定充分性。对于正项级数,他严格证明了比率判别法和他创造的根式判别法;指出ΣUn与Σ2nU2n同时收敛或发散,由此推出一些常用级数的敛散性;证明两个收敛级数Σ的积级数Σ收敛。对于一般项级数,他引进了绝对收敛概念,指出绝对收敛级数必收敛;收敛级数之和收敛,但积不一定收敛,并举出反例

对于幂级数,柯西得到了收敛半径公式,他以例子f(x)=e-1/x2表明,一个函数可为它的泰勒级数代替只当后者收敛且其和等于所给函数。

影响

在柯西手里,微积分构成了由定义、定理及其证明和有关的各种应用组成的逻辑上紧密联系的体系。他的分析教程成为严格分析诞生的起点。

复变函数论的奠基人

19世纪,复变函数论逐渐成为数学的一个独立分支,柯西为此作了奠基性的工作。

复函数与复幂级数

《分析教程》中有一半以上篇幅讨论复数与初等复函数,这表明柯西早就把建立复变函数论作为分析的一项重要工程。他以形式方法引进复数(“虚表示式”),定义其基本运算,得到这些运算的性质。他比照实的情形定义复无穷小与复函数的连续性。

复积分

柯西写于1814年的关于定积分的论文是他创立复变函数论的第一步。文中给出了所谓柯西-黎曼方程;讨论了改变二重积分的次序问题,提出了被积函数有无穷型间断点时主值积分的观念并计算了许多广义积分。

柯西写于1825年的关于积分限为虚数的定积分的论文,是一篇力作。文中提出了作为单复变函数论基础的“柯西积分定理”。柯西本人用变分方法证明了这条定理,证明中曲线连续变形的思想,可以说是“同伦”观念的萌芽。文中还讨论了被积函数出现一阶与m阶极点时广义积分的计算。

残数演算

术语“残数”首次出现于柯西在1826年写的一篇论文中。他认为残数演算已成为“一种类似于微积分的新型计算方法”,可以应用于大量问题。

复变函数论的建立

C.A.布里奥于1859年出版了《双周期函数论》,阐明了柯西理论的对象,系统阐述了复变函数论,对于把柯西的观念传播到全欧洲起了决定性作用,标志着单复变函数论正式形成。


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斐波那契







斐波那契(Leonardo Fibonacci,约1170-约1250),意大利数学家,12、13世纪欧洲数学界的代表人物。生于比萨,早年跟随经商的父亲到北非的布日伊(今阿尔及利亚东部的小港口贝贾亚),在那里受教育。以后到埃及、叙利亚、希腊、西西里、法国等地游历,熟习了不同国度在商业上的算术体系。1200年左右回到比萨,潜心写作。

他的书保存下来的共有5种。最重要的是《算盘书》(1202年完成,1228年修订),算盘并不单指罗马算盘或沙盘,实际是指一般的计算。

其中最耐人寻味的是,这本书出现了中国《孙子算经》中的不定方程解法。题目是一个不超过105的数分别被3、5、7除,余数是2、3、4,求这个数。解法和《孙子算经》一样。另一个“兔子问题”也引起了后人的极大兴趣。题目假定一对大兔子每一个月可以生一对小兔子,而小兔子出生后两个月就有生殖能力,问从一对大兔子开始,一年后能繁殖成多少对兔子?这导致“斐波那契数列”:1,1,2,3,5,8,13,21,…,其规律是每一项(从第3项起)都是前两项的和。这数列与后来的“优选法”有密切关系。


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克莱因







克莱因(Felix Christian Klein 1849-1925),克莱因在杜塞尔多夫读的中学,毕业后,他考入了波恩大学学习数学和物理。他本来是想成为一位物理学家,但是数学教授普律克改变了他的主意。1868年克莱因在普律克教授的指导下完成了博士论文。

在这一年里,普律克教授去世了,留下了未完成的几何基础课题。克莱因是完成这一任务的最佳人选。后来克莱因又去服了兵役。1871年,克莱因接受哥廷根大学的邀请担任数学讲师。1872年他又被埃尔朗根大学聘任为数学教授,这时他只有23岁。1875年他在慕尼黑高等技术学院取得了一个教席。在这里,他的学生包括胡尔维茨、冯戴克、洛恩、普朗克、毕安奇和里奇。五年之后,克莱因应邀去莱比锡大学讲授几何学。在这里他和他过去的出色的学生冯戴克、洛恩、司徒迪和恩格尔等成为了同事。

1886年,克莱因接受了哥廷根大学的邀请来到哥廷根,开始了他的数学家的生涯。他讲授的课程非常广泛,主要是在数学和物理之间的交叉课题,如力学和势论。他在这里直到1913年退休。他实现了要重建哥廷根大学作为世界数学研究的重要中心的愿望。

著名的数学杂志《数学年刊》就是在克莱因的主持管理下才能在重要性上达到和超过了《克莱尔杂志》的。这本杂志在复分析、代数几何和不变量理论方面很有特色。在实分析和群论新领域也很出色。

要了解克莱因对在几何学上所作的贡献的特点是有点难的,因为即使用我们今天数学思想的大部分来理解他的结果的新奇之处也是很困难的。

克莱因在数学上做出的第一个贡献是在1870年与李合作发现的。他们发现了库默尔面上曲线的渐近线的基本性质。他进一步地与李合作研究W-曲线。1871年克莱因出版了两篇有关非欧几何的论文,论文中证明了如果欧氏几何是相容的,那么非欧几何也是相容的。这就把非欧几何置于与欧氏几何同样坚实的基础之上。

克莱因在他的著名的埃尔朗根纲领中,以变换群的观点综合了各种几何的不变量及其空间特性,以此为标准来分类,从而统一了几何学。今天这些观点已经成为大家的标准。变换在现代数学中扮演者主要角色。克莱因指明了如何用变换群来表达几何的基本特性的方法。

而克莱因自己认为他对数学的贡献主要在函数理论上。1882年他在一篇论文中用几何方法来处理函数理论并把势论与保形映射联系起来。他也经常把物理概念用在函数理论上,特别是流体力学。

克莱因对大于四次的方程特别是用超越方法来解五次的一般方程感兴趣。在厄尔米特和克隆耐克尔建立了与布里奥斯奇类似的方法之后,克莱因立刻就用二十面体群去试图完全解决这个问题。这个工作导致他在一系列论文中对椭圆模函数的研究。

1884年,克莱因在他的一本关于二十面体的重要著作中,得到了一种连接代数与几何的重要关系,他发展了自守函数论。他和一位来自莱比锡的数学家罗伯特·弗里克合作出版了一套四卷本的关于自守函数和椭圆模函数的著作,这本著作影响以后20年。另一个计划是出版一套数学百科全书。他积极地参与到这个工作中,与K,穆勒一起编辑力学部分的四卷。我们还要提到克莱因发现的克莱因瓶,一种只有一个面的曲面。

1885年克莱因被英国皇家学会选为国外会员并被授予科普勒奖金。

1908年克莱因被国际数学会选为在罗马召开的数学家大会主席。


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欧拉







欧拉,L.(Euler,leonhard)1707年4月15日生于瑞士巴塞尔;1783年9月18日卒于俄国圣彼得堡。数学、力学、天文学、物理学。

在数学领域内,18世纪可正确地称为欧拉世纪。欧拉是18世纪数学界的中心人物。他是继I.牛顿(Newton)之最重要的数学家之一。在他的数学研究成果中,首推第一的是分析学。欧拉把由伯努利家族继承下来的莱布尼茨学派的分析学内容进行整理,为19世纪数学的发展打下了基础。他还把微积分法在形式上进一步发展到复数范围,并对偏微分方程,椭圆函数论,变分法的创立和发展留下先驱的业绩。在《欧拉全集》中,有17卷属于分析学领域。他被同时代的人誉为“分析的化身”。

1.数论

欧拉的一系列成奠定作为数学中一个独立分支的数论的基础。欧拉的著作有很大一部分同数的可除性理论有关。欧拉在数论中最重要的发现是二次反律。

2.代数

欧拉《代数学入门》一书,是16世纪中期开始发展的代数学的一个系统总结。

3.无穷级数

欧拉的《微分学原理》(Introductio calculi differentialis,1755)是有限差演算的第一部论著,他第一个引进差分算子。欧拉在大量地应用幂级数时,还引进了新的极其重要的傅里叶三角级数类。1777年,为了把一个给定函数展成在(0,“180”)区间上的余弦级数,欧拉又推出了傅里叶系数公式。欧拉还把函数展开式引入无穷乘积以及求初等分式的和,这些成果在后来的解析函数一般理论中占有重要的地位。他对级数的和这一概念提出了新的更广泛的定义。他还提出了两种求和法。这些丰富的思想,对19世纪末,20世纪初发散级数理论中的两个主题,即渐近级数理论和可和性的概念产生了深远影响。

4.函数概念

18世纪中叶,分析学领域有许多新的发现,其中不少是欧拉自已的工作。它们系统地概括在欧拉的《无穷分析引论》、《微分学原理》和《积分学原理》组成的分析学三部曲中。这三部书是分析学发展的里程碑四式的著作。

5.初等函数

《无穷分析引论》第一卷共18章,主要研究初等函数论。其中,第八章研究圆函数,第一次阐述了三角函数的解析理论,并且给出了棣莫佛(de Moivre)公式的一个推导。欧拉在《无穷分析引论》中研究了指数函数和对数函数,他给出著名的表达式(这里i表示趋向无穷大的数;1777年后,欧拉用i表示 ),但仅考虑了正自变量的对数函数。1751年,欧拉发表了完备的复数理论。

6.单复变函数

通过对初等函数的研究,达朗贝尔和欧拉在1747-1751年间先后得到了(用现代数语表达的)复数域关于代数运算和超越运算封闭的结论。他们两人还在分析函数的一般理论方面取得了最初的进展。

7.微积分学

欧拉的《微分学原理》和《积分学原理》二书对当时的微积分方法作了最详尽、最有系统的解说,他以其众多的发现丰富可无穷小分析的这两个分支。

8.微分方程

《积分原理》还展示了欧拉在常微分方程和偏方程理论方面的众多发现。他和其他数学家在解决力学、物理问题的过程中创立了微分方程这门学科。

在常微分方程方面,欧拉在1743年发表的论文中,用代换 给出了任意阶常系数线性齐次方程的古典解法,最早引人了“通解”和“特解”的名词。1753年,他又发表了常系数非齐次线性方程的解法,其方法是将方程的阶数逐次降低。

欧拉在18世纪30年代就开始了对偏微分程的研究。他在这方面最重要的工作,是关于二阶线性方程的。

9.变分法

1734年,他推广了最速降线问题。然后,着手寻找关于这种问题的更一般方法。1744年,欧拉的《寻求具有某种极大或极小性质的曲线的方法》一书出版。这是变分学史上的里程碑,它标志着变分法作为一个新的数学分析的诞生。

10.几何学

坐标几何方面,欧拉的主要贡献是第一次在相应的变换里应用欧拉角,彻底地研究了二次曲面的一般方程。

微分几何方面,欧拉于1736年首先引进了平面曲线的内在坐标概念,即以曲线弧长这一几何量作为曲线上点的坐标,从而开始了曲线的内在几何研究。1760年,欧拉在《关于曲面上曲线的研究》中建立了曲面的理论。这本著作是欧拉对微分几何最重要的贡献,是微分几何发展史上的里程碑。

欧拉对拓扑学的研究也是具有第一流的水平。1735年,欧拉用简化(或理想化)的表示法解决了著名的歌尼斯堡七桥游戏问题得到了具有拓扑意义的河-桥图的判断法则,即现今网络论中的欧拉定理。


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韦达







韦达,F(Viete,Francoic)1540年生于法国普瓦图地区[Poitou,今旺代省的丰特奈-勒孔特(Fontenay.-le-Comte)];1603年12月13日卒于巴黎。

韦达是法国十六世纪最有影响的数学家。他的成就主要有:

平面三角学与球面三角学

《应用于三角形的数学定律》是韦达最早的数学专著之一,也是早期系统论述平面和球面三角学的著作之一。韦达还专门写了一篇论文“截角术”,初步讨论了正弦,余弦,正切弦的一般公式,首次把代数变换应用到三角学中。他考虑含有倍角的方程,具体给出了将表示成的函数,并给出当n等于任意正整数的倍角表达式了。

符号代数与方程理论

《分析方法入门》是韦达最重要的代数著作,也是最早的符号代数专著,书中第1章应用了两种希腊文献:帕波斯的《数学文集》第7篇和丢番图著作中的解题步骤结合起来,认为代数是一种由已知结果求条件的逻辑分析技巧,并自信希腊数学家已经应用了这种分析术,他只不过将这种分析方法重新组织。韦达不满足于丢番图对每一问题都用特殊解法的思想,试图创立一般的符号代数。他引入字母来表示量,用辅音字母B,C,D等表示已知量,用元音字母A(后来用过N)等表示未知量x,而用A quadratus,A cubus 表示,并将这种代数称为本“类的运算”以此区别于用来确定数目的“数的运算”。当韦达提出类的运算与数的运算的区别时,就已规定了代数与算术的分界。这样,代数就成为研究一般的类和方程的学问,这种革新被认为是数学史上的重要进步,它为代数学的发展开辟了道路,因此韦达被西方称为“代数学之父”。1593年,韦达又出版了另一部代数学专著──《分析五篇》(5卷,约1591年完成);《论方程的识别与订正》是韦达逝世后由他的朋友A.安德森在巴黎出版的,但早在1591年业已完成。其中得到一系列有关方程变换的公式,给出了G.卡尔达诺三次方程和L.费拉里四次方程解法改进后的求解公式。而另一成就是记载了著名的韦达定理,即方程的根与系数的关系式。韦达还探讨了代数方程数值解的问题,1591年已有纲要,1600年以《幂的数值解法》为题出版。

几何学的贡献

1593年韦达在《分析五篇》中曾说明怎样用直尺和圆规作出导致某些二次方程的几何问题的解。同年他的《几何补篇》(Supplementum geometriae)在图尔出版了,其中给尺规作图问题所涉及的一些代数方程知识。此外,韦达最早明确给出有关圆周率π值的无穷运算式,而且创造了一套10进分数表示法,促进了记数法的改革。之后,韦达用代数方法解决几何问题的思想由笛卡儿继承,发展成为解析几何学。


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泊松







泊松,S-D(POISSON,Sieon-Denis)1781年6月21日生于法国卢瓦雷省皮蒂维耶;1840年4月25日卒于巴黎。泊松是一位数学家,力学家和物理学家。他毕生从事数学的教学和研究。泊松工作的特色是应用数学方法研究各种力学和物理学问题,并由此得到数学上的发现。他发表过300多篇论文,所著两卷《力学教程》在很长的时期内被认为是标准的教科书。泊松还将数学应用于物理学,涉及电,磁,热,声,光等许多方面。他把引力理论的泊松方程推广应用到电学和磁学的理论,为静电势理论的建立作出了贡献。泊松晚年从事概率论研究,作出了重要贡献。与他通过力学和物理学问题研究数学的惯常做法不同,泊松是从法庭审判问题出发研究概率论的。泊松在《关于刑事案件和民事案件审判概率的研究》等著作中,提出了描述随机现象的一种常用的分布,即泊松分布。泊松在数学上的研究涉及定积分,有限差分理论,偏微分方程,变分法,级数等许多方面。他是第一个沿着复平面上的路径实行积分的人。他给出了调和分析中的泊松求和公式。欧拉-马克劳林求和公式的余项也是由泊松首先加上去的。由于泊松研究的范围十分广泛而有成效,所以不少数学名词都与他的名字联系在一起。列如,在数学物理方面,有热传导问题中的泊松积分,波动方程柯西问题解的泊 松公式,位势理论中的泊松方程等。在概率论方面,除泊松分布外,还有泊松变量,泊松过程,泊松试验,泊松大数定律等。将摄动函数展开成幂级数和三角级数的混合级数,就叫做泊松级数。


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莱布尼兹







莱布尼兹(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646-1716)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。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。

一、生平事迹

莱布尼兹出生于德国东部莱比锡的一个书香之家,父亲是莱比锡大学的道德哲学教授,母亲出生在一个教授家庭。莱布尼兹的父亲在他年仅6岁时便去世了,给他留下了丰富的藏书。莱布尼兹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。15岁时,他进了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,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。在听了教授讲授欧几里德的《几何原本》的课程后,莱布尼兹对数学产生了浓厚的兴趣。17岁时他在耶拿大学学习了短时期的数学,并获得了哲学硕士学位。

20岁时,莱布尼兹转入阿尔特道夫大学。这一年,他发表了第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章,其基本思想是出于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才华。

莱布尼兹在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。从1671年开始,他利用外交活动开拓了与外界的广泛联系,尤以通信作为他获取外界信息、与人进行思想交流的一种主要方式。在出访巴黎时,莱布尼兹深受帕斯卡事迹的鼓舞,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。1673年,莱布尼兹被推荐为英国皇家学会会员。此时,他的兴趣已明显地朝向了数学和自然科学,开始了对无穷小算法的研究,独立地创立了微积分的基本概念与算法,和牛顿并蒂双辉共同奠定了微积分学。1676年,他到汉诺威公爵府担任法律顾问兼图书馆馆长。1700年被选为巴黎科学院院士,促成建立了柏林科学院并任首任院长。

1716年11月14日,莱布尼兹在汉诺威逝世,终年70岁。

二、始创微积分

17世纪下半叶,欧洲科学技术迅猛发展,由于生产力的提高和社会各方面的迫切需要,经各国科学家的努力与历史的积累,建立在函数与极限概念基础上的微积分理论应运而生了。微积分思想,最早可以追溯到希腊由阿基米德等人提出的计算面积和体积的方法。1665年牛顿创始了微积分,莱布尼兹在1673~1676年间也发表了微积分思想的论著。以前,微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题,是分别的加以研究的。卡瓦列里、巴罗、沃利斯等人得到了一系列求面积(积分)、求切线斜率(导数)的重要结果,但这些结果都是孤立的,不连贯的。只有莱布尼兹和牛顿将积分和微分真正沟通起来,明确地找到了两者内在的直接联系:微分和积分是互逆的两种运算。而这是微积分建立的关键所在。只有确立了这一基本关系,才能在此基础上构建系统的微积分学。并从对各种函数的微分和求积公式中,总结出共同的算法程序,使微积分方法普遍化,发展成用符号表示的微积分运算法则。因此,微积分“是牛顿和莱布尼兹大体上完成的,但不是由他们发明的”(恩格斯:《自然辩证法》)。

然而关于微积分创立的优先权,数学上曾掀起了一场激烈的争论。实际上,牛顿在微积分方面的研究虽早于莱布尼兹,但莱布尼兹成果的发表则早于牛顿。莱布尼兹在1684年10月发表的《教师学报》上的论文,“一种求极大极小的奇妙类型的计算”,在数学史上被认为是最早发表的微积分文献。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版也写道:“十年前在我和最杰出的几何学家G、W莱布尼兹的通信中,我表明我已经知道确定极大值和极小值的方法、作切线的方法以及类似的方法,但我在交换的信件中隐瞒了这方法,……这位最卓越的科学家在回信中写道,他也发现了一种同样的方法。他并诉述了他的方法,它与我的方法几乎没有什么不同,除了他的措词和符号而外。”(但在第三版及以后再版时,这段话被删掉了。)因此,后来人们公认牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分的。牛顿从物理学出发,运用集合方法研究微积分,其应用上更多地结合了运动学,造诣高于莱布尼兹。莱布尼兹则从几何问题出发,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则,其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。莱布尼兹认识到好的数学符号能节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此,他发明了一套适用的符号系统,如,引入dx表示x的微分,∫表示积分,dnx表示n阶微分等等。这些符号进一步促进了微积分学的发展。1713年,莱布尼兹发表了《微积分的历史和起源》一文,总结了自己创立微积分学的思路,说明了自己成就的独立性。

三、高等数学上的众多成就

莱布尼兹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。

莱布尼兹曾讨论过负数和复数的性质,得出复数的对数并不存在,共扼复数的和是实数的结论。在后来的研究中,莱布尼兹证明了自己结论是正确的。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,莱布尼兹还创立了符号逻辑学的基本概念,发明了能够进行加、减、乘、除及开方运算的计算机和二进制,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。

四、丰硕的物理学成果

莱布尼兹的物理学成就也是非凡的。他发表了《物理学新假说》,提出了具体运动原理和抽象运动原理,认为运动着的物体,不论多么渺小,他将带着处于完全静止状态的物体的部分一起运动。他还对笛卡儿提出的动量守恒原理进行了认真的探讨,提出了能量守恒原理的雏型,并在《教师学报》上发表了“关于笛卡儿和其他人在自然定律方面的显著错误的简短证明”,提出了运动的量的问题,证明了动量不能作为运动的度量单位,并引入动能概念,第一次认为动能守恒是一个普通的物理原理。他又充分地证明了“永动机是不可能”的观点。他也反对牛顿的绝对时空观,认为“没有物质也就没有空见,空间本身不是绝对的实在性”,“空间和物质的区别就象时间和运动的区别一样,可是这些东西虽有区别,却是不可分离的”。在光学方面,莱布尼兹也有所建树,他利用微积分中的求极值方法,推导出了折射定律,并尝试用求极值的方法解释光学基本定律。可以说莱布尼兹的物理学研究一直是朝着为物理学建立一个类似欧氏几何的公理系统的目标前进的。

五、中西文化交流之倡导者

莱布尼兹对中国、的科学、文化和哲学思想十分关注,是最早研究中国文化和中国哲学的德国人。他向耶酥会来华传教士格里马尔迪了解到了许多有关中国的情况,包括养蚕纺织、造纸印染、冶金矿产、天文地理、数学文字等等,并将这些资料编辑成册出版。他认为中西相互之间应建立一种交流认识的新型关系。在《中国近况》一书的绪论中,莱布尼兹写道:“全人类最伟大的文化和最发达的文明仿佛今天汇集在我们大陆的两端,即汇集在欧洲和位于地球另一端的东方的欧洲──中国。”“中国这一文明古国与欧洲相比,面积相当,但人口数量则已超过。”“在日常生活以及经验地应付自然的技能方面,我们是不分伯仲的。我们双方各自都具备通过相互交流使对方受益的技能。在思考的缜密和理性的思辩方面,显然我们要略胜一筹”,但“在时间哲学,即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面,我们实在是相形见拙了。”在这里,莱布尼兹不仅显示出了不带“欧洲中心论”色彩的虚心好学精神,而且为中西文化双向交流描绘了宏伟的蓝图,极力推动这种交流向纵深发展,是东西方人民相互学习,取长补短,共同繁荣进步。

莱布尼兹为促进中西文化交流做出了毕生的努力,产生了广泛而深远的影响。他的虚心好学、对中国文化平等相待,不含“欧洲中心论”偏见的精神尤为难能可贵,值得后世永远敬仰、效仿。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:34
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达朗贝尔







达朗贝尔,J L R(D'Alembert Jean Le Rond)1717年11月17日生于法国巴黎;1783年10月29日卒于巴黎。物理学家,数学家。

达朗贝尔作为数学家,同18世纪其他数学家一样,认为求解物理(主要是力学,包括天体力学)问题是数学的目标。他对力学的发展作出了重大贡献,也是数学分析中一些重要分支的开拓者。

力学基础研究

(1)动力学基础的建立。牛顿力学体系的建立,是18世纪的科学家们完成的。达朗贝尔是这批学者的杰出代表之一。他在力学基础上的贡献,集中反映在他的《动力学》中。

(2)流体力学研究。流体的力学研究从牛顿开始,但作为一门学科-流体力学,则是18世纪的欧拉,D 伯努利(Bernoulli),克莱洛和达朗贝尔打下的基础。1752年发表的“流体阻尼的一种新理论”一文,第一次用流体力学的微分方程表示场,并提出了著名的达朗贝尔佯谬

(3)天体力学的奠基者之一。其贡献主要集中在两部著作中:一是1749年出版的《分点岁差和地球章动的研究》;一是《宇宙体系的几个要点研究》共分3卷,1754年出版前2卷,1756年出版第3卷。其中贡献最大的是下面两个课题:一是月球运动理论,二是关于地球形状和自转的理论。

数学分析的开拓者

自牛顿GM 莱布尼茨(Leibniz)发现微积分后,数学发展到一个新阶段。英国数学界由于坚持几何方法而进展缓慢;欧洲大陆数学家却继续在分析方法上不断探索而迅速发展,进入数学分析的开拓时期。达朗贝尔是重要的开拓者之一,其成就仅次与欧拉,拉格朗日,拉普拉斯. D. 伯努利。达朗贝尔的数学成果后来全部收入《数学手册》。下面介绍其主要贡献。

(1)极限概念。达朗贝尔在《百科全书》的“微分”条目中写到:“微分学是作为最初和最终比的方法,即求出这些比的极限的一种方法。”文中还把导数看成极限,并论证0/0可等于任何量。

(2)级数理论。无穷级数在18世纪中,形式讨论占主导地位,一般都作为多项式的推广,只有少数人区别开收敛级数和发散级数。达朗贝尔是其中之一。18世纪已出现三角级数,达朗贝尔就是否所有函数都能表示为三角级数的问题,同欧拉和拉格朗日等进行了激烈的讨论,为19世纪建立三角级数理论打下基础。

(3)微分方程。随着18世纪的力学和天体力学课题的广泛深入研究,常微分方程得到迅速发展。达朗贝尔在这方面的贡献集中在求解上。

达朗贝尔在数学上还有很多其他成果:他是早期研究复数性质的人;还是证明代数学基本定理的最早数学家之一,虽然证明不完全;他对概率论也有研究。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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伽罗华







伽罗华,E.(Galois,Evariste)1811年10月25日生于法国巴黎附近的拉赖因堡;1832年5月31日卒于巴黎。

伽罗华最主要的成就是提出了群的概念,用群论彻底解决了代数方程的可解性问题。人们为了纪念他,把用群论的方法研究代数方程根式解的理论称之为伽罗华理论。他已成为近世代数学的最有生命力的一种理论。他注意到每个方程都可以与一个置换群联系起来,即与他的根之间的某些置换组成的群联系;现在称这种群为伽罗华群。对于任一个取有理数值的关于根的多项式函数,伽罗华群中的每个置换都使该函数的值不变。反过来,如果伽罗华群中的每个置换都使一个根的多项式函数的值不变,则这多项式函数的值是有理的。因此一个方程的伽罗华群完全体现了他的根(整体)的对称性。伽罗华的思想大致是这样的:他将每个方程对应于一个域,即含有方程全部根的域(现在称之为方程的伽罗华域),这个域又对应一个群,即这个方程的伽罗华群。这样,他就把代数方程可解性问题转化为与方程相关的置换群及其子群性质的分析问题。这就是伽罗华工作的重大突破。伽罗华的工作主要基于两篇论文──“关于方程根式解的条件”和“用根式求解的本原方程”。在这些论文中,伽罗华将其理论应用于代数方程的可解性问题,由此引入了群论的一系列重要概念。在《关于方程代数解法论文的分析》中,伽罗华提出了一个重要定理(未加证明):一个素数次方程可用根式求解的充要条件是这个方程的每个根都是其中两个根的有理函数。伽罗华用它判别特殊类型方程的根式解问题。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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黎曼







黎曼,G.F.B(Riemann,Georg Friedrich Bernhard)1826年9月17日生于德国汉若威的布雷斯塞论茨;1866年7月20日卒于意大利塞拉斯卡。

黎曼是对现代数学影响最大的数学家之一,我们从他当时的数学水平来看,他作为伟大的分析学家,其成就可以分为八个领域来论述。前4个领域是关于复分析方面的,他第一个有意识的将实域过渡到复域,开创了复变函数域,代数函数论,常微分方程解析理论及解析数论诸方向;后4个领域主要涉及实分析,在积分理论,三角级理论,微分几何学,数学物理方程等方面取得重大突破。重要的是一个多世纪之前的成就却直接同现代数学中的拓扑方法,一般流形概念,联系拓扑与分析的黎曼-洛赫定理,代数几何学特别是阿贝尔簇以及参模等紧密相连,他的空间观念及黎曼几何更预示着广义相对论,正是他促发了现代数学的革命性变革。

他的具体成就有:

一、复变函数论

黎曼和柯西及魏尔斯特拉斯被公认为复变函数论三大奠基人。而黎曼:

1.通过复变函数的导数定义,建立复变函数论的基础。

2.对多值函数定义黎曼曲面。

3.黎曼曲面的拓扑(黎曼是第一个研究曲面拓扑的人,他引进横剖线的方法来研究曲面的连通性质)。

4.黎曼曲面上的函数论(黎曼研究的基本问题是黎曼曲面上函数的存在性及唯一性问题。他比以前数学家的先进之处在于,函数的存在不必通过构造出解析表达式来证明,黎曼可以通过其奇点来定义,这对后世数学有重要影响。)。

5.狄利克雷原理(黎曼给出其证明并有效地表述及运用狄利克雷原理,这个原理是他从狄利克雷的课程中学来的)。

二、阿贝尔函数论

关于阿贝尔函数,黎曼发表过两篇文章:一是《阿贝尔函数论》,一是《论函数的零点》。

1.阿贝尔积分的表示及分类(黎曼对由定义的黎曼曲面上所有阿贝尔积分进行了分类。第一类阿贝尔积分,在黎曼曲面上处处有界。线性独立的第一类阿贝尔积分的数目等于曲面的亏格p,如果曲面的连通数,这p个阿贝尔积分称为基本积分。第二类阿贝尔积分,在黎曼曲面上以有限多点为极点。第三类阿贝尔积分,在黎曼曲面上具有对数奇点。每一个阿贝尔积分均为以上三类积分的和。

2.黎曼-洛赫定理(这是代数函数论及代数几何学最重要的定理。黎曼得到的黎曼不等式,是黎曼-洛赫定理的原始形态)。

3.黎曼矩阵,黎曼点集和阿贝尔函数。

4.函数及雅可比反演问题(为了研究雅可比簇,黎曼推广雅可比函数,引进了黎曼函数)。

5.双有理变换的概念和参模。

三、超几何级数和常微分方程

超几何微分方程有3个奇点0,1,α,它作为二阶微分方程有两个独立特解y1和y2,其他解均为这两解的线形组合。黎曼的思想是当y1,y2沿绕奇点的路径变化时必经历线形变换。对于所有绕奇点的路径,这些变换组成群。他把结果推广到m个奇点n个独立函数的情形,他证明给定线形变换后,这n个独立函数满足一个n阶线形微分方程,但他没有证明这些奇点(支点)和这些变换可以任意选取,从而留下了著名的黎曼问题。希尔伯特把他列入23个问题中的第21个问题。

四、解析理论

黎曼是现代意义下解析数论的奠基者,生前他只在1859年发表过一篇论文《论给定数以内的素数数目》。

五、实分析──函数观念,黎曼积分,傅立叶级数,连续不可微函数

黎曼积分是数学特别是物理应用的主要分析工具;黎曼还是最早认识到连续性及可微性的区别的数学家之一。

六、几何学

黎曼的空间观念使数学及物理发生空前的变革。黎曼的几何论文有两篇,一篇是他的授课资格的演讲,另一篇是所谓《巴黎之作》,即《论热传导问题》。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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阿基米德







罗马时代的科学史家普利尼把阿基米德誉为“数学之神”。的确,关于阿基米德(Archimedes,公元前287-212),有着许许多多神奇般的故事,其中,流传最广的莫过于“阿基米德和王冠”。

阿基米德是举世公认的上古亚历山大里亚时期最伟大的数学家、发明家,天才的思想家和伟大的爱国者。公元前287年生于意大利半岛南端西西里岛的叙拉古,公元前212年卒于同地。

阿基米德有惊人的创造力。他不但能将高超的计算技巧和严格的论证溶为一体,而且还还善于将抽象的理论和工程技术的具体应用紧密的组合起来。在欧洲,经历漫长的中世纪的黑夜之后,才达到他的数学水平。

阿基米德的几何著作是希腊数学的顶峰。他的主要著作有:《圆的测量》、《论球和圆柱》、《抛物线求积法》、《论锤形体和球形体》、《论螺线》、《砂计算法》。

阿基米德的著作都以精确和严谨著称。其完美性往往能在读者心中产生一种敬畏的情感。恩格斯认为阿基米德是对科学作出了“精密而有系统研究”的杰出科学家。

随着岁月的流逝,人们在回顾二千多年来的科学史时,如果要列出有史以来三位最伟大的数学家的名单,其中,必定有阿基米德的名字,另两个是牛顿与高斯。

阿基米德被称为“数学之神”,这表达了后人对他的无比崇敬。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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毕达哥拉斯







毕达哥拉斯是希腊哲学家、数学家、音乐理论家、天文学家。约公元前560年生于小亚细亚西岸的萨摩斯岛,约公元前480年死于梅塔逢图姆。

毕达哥拉斯早年曾在锡罗斯岛跟费雷西底(Pherecydes)学习,后来师从爱欧尼亚学派的安纳西曼德,有的资料说他曾在被誉为“科学之祖”的泰勒斯指导下进行科学研究。以后游历埃及、巴比伦等地,学到了不少数学、天文知识,回到家乡后开始讲学。

毕达哥拉斯是历史上有可靠记载的第二个希腊数学家(第一个是指泰勒斯)。数学作为一门科学实际上始于毕达哥拉斯,正如公元前4世纪的科学史家区德缪斯所说:“毕大哥拉斯创立了数学并把它变成一门高尚的艺术。”

基于“万物皆数”的信念,比大哥拉斯及门人首先把抽象的数的观念放到首要地位,并把算术与几何紧密联系起来,例如把算术中的单位看作“没有位置的数”,而把几何的点看作“有位置的单位”。他们提出了区别奇数、偶数、素数的方法;发现了完全数(若一个数等于其全部真因子之河,则称这个数是完全数)、亲和数(两个数是亲和的,即两数之中任何一个数是另一个数的真因子之河。比大哥拉斯还证明了:若2n-1是素数,而2n-1是完全数。他们还研究了:三角形数、正方形数、五边形数等等。

比大哥拉斯本人尤以发现勾股定理著称世界。更重要的是由于这个学派对勾股定理的研究,导致了不可公度量的发现。它激起了后来区多克索斯(Eudoxus)去寻找同时适合于可公度与不可公度数量的高级比例理论。

比大哥拉斯学派对建立先验的演泽法,在一定范围内获得了显著的成就。他们承认并强调数学的对象是抽象的思维,用实际事物有所区别。他们在数学中引入逻辑因素,对命题加以证明,这可以说做了大量的工作,这些工作为欧几里德公理化体系奠定了基础。他们证明了泰勒斯提出的三角形内角和定理;给出了多边形内角和定理;证明了平面可用等边三角形、正方形、正六边形填满,空间可用立方体填满;发现了正五边性和相似多边形的作法;发现了五种正多面体,并将它们与自然界中各种物质对应起来。

比大哥拉斯学派的一个很重要的贡献是面积帖合理论。它在希腊几何学中是基本理论,以致后来发展而产生了穷竭法。面积贴合的方法使他们能够说明一个由直线围称图形大雨、等于、小于另一个徒刑。在这种观念中,一个面积的单位被认为是为另一面积以一定的倍数所包容。希腊数学家不是说一个图形的面积,而只是说两个面的比。这样一种定义方法,由于不可公度问题的存在,在数的概念还没有发展到完善的程度以前无法使之精确化的。它一直到19世纪下半叶方才形成确切定义,也正是这样的概念才奠定了整个微积分学的基础。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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中国数学家







贾宪:《黄帝九章算经细草》

中国古典数学家在宋元时期达到了高峰,这一发展的序幕是“贾宪三角”(二项展开系数表)的发现及与之密切相关的高次开方法(“增乘开方法”)的创立。贾宪,北宋人,约于1050年左右完成《黄帝九章算经细草》,原书佚失,但其主要内容被杨辉(约13世纪中)著作所抄录,因能传世。杨辉《详解九章算法》(1261)载有“开方作法本源”图,注明“贾宪用此术”。这就是著名的“贾宪三角”,或称“杨辉三角”。《详解九章算法》同时录有贾宪进行高次幂开方的“增乘开方法”。

贾宪三角在西方文献中称“帕斯卡三角”,1654年为法国数学家 B·帕斯卡重新发现。

秦九韶:《数书九章》

秦九韶(约1202~1261),字道吉,四川安岳人,先后在湖北、安徽、江苏、浙江等地做官,1261年左右被贬至梅州(今广东梅县),不久死于任所。秦九韶与李冶、杨辉、朱世杰并称宋元数学四大家。他早年在杭州“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,1247年写成著名的《数书九章》。《数书九章》全书共18卷,81题,分九大类(大衍、天时、田域、测望、赋役、钱谷、营建、军旅、市易)。其最重要的数学成就──“大衍总数术”(一次同余组解法)与“正负开方术”(高次方程数值解法),使这部宋代算经在中世纪世界数学史上占有突出的地位。

李冶:《测圆海镜》──开元术

随着高次方程数值求解技术的发展,列方程的方法也相应产生,这就是所谓“开元术”。在传世的宋元数学著作中,首先系统阐述开元术的是李冶的《测圆海镜》。

李冶(1192~1279)原名李治,号敬斋,金代真定栾城人,曾任钧州(今河南禹县)知事,1232年钧州被蒙古军所破,遂隐居治学,被元世祖忽必烈聘为翰林学士,仅一年,便辞官回家。1248年撰成《测圆海镜》,其主要目的就是说明用开元术列方程的方法。“开元术”与现代代数中的列方程法相类似,“立天元一为某某”,相当于“设x为某某”,可以说是符号代数的尝试。李冶还有另一部数学著作《益古演段》(1259),也是讲解开元术的。

朱世杰:《四元玉鉴》

朱世杰(1300前后),字汉卿,号松庭,寓居燕山(今北京附近),“以数学名家周游湖海二十余年”,“踵门而学者云集”。朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299)和《四元玉鉴》(1303)。《算学启蒙》是一部通俗数学名著,曾流传海外,影响了朝鲜、日本数学的发展。《四元玉鉴》则是中国宋元数学高峰的又一个标志,其中最杰出的数学创作有“四元术”(多元高次方程列式与消元解法)、“垛积法”(高阶等差数列求和)与“招差术”(高次内插法)。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:35
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华罗庚







“数学,如音乐一样,以奇才辈出而著称,这些人即便没有受过正规的教育也才华横溢。虽然华罗庚谦虚地避免使用奇才这个词,但它却恰当地描述了这位杰出的中国数学家。”──G·B·Kolata

华罗庚是一个传奇式的人物,是一个自学成才的数学家。

他1910年11月12日出生于江苏省金坛县一个城市贫民的家庭,1985年6月12日,中国数学届陨灭一颗巨星-华罗庚在日本讲学时不幸因心肌梗塞逝世了。

华罗庚是蜚声中外的数学家。他是中国解析数论、典型群、矩阵几何学、自守与多复便函数等多方面研究的创始人与开拓者。他的著名学术论文《典型域上的多元复变函数论》,由于应用了前人没有用过的方法,在数学领域内做了开拓性的工作,于1957年荣获我国科学一等奖。他研究的成果被国际数学界命名为“华氏定理”,“布劳威尔-加当-华定理”。华罗庚一生精勤不倦,奋斗不息,著作很多,研究领域很广。他共发表学术论文约二百篇,专著有《堆垒素数论》、《高等数学引论》、《指数和的估计及其在数论中的应用》、《典型群》、《多复变数函数论中的典型域的分析》、《数论引导》、《数值积分及其应用》、《从单位圆谈起》、《优选法》、《二阶两个自变数两个未知函数的常系数偏微分方程》、《华罗庚论文选集》等12部。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:36
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名师与高徒

──陈省生和丘成桐





当今世界数坛,设有两项奖励,可谓举世瞩目,堪于诺贝尔奖相比。一项是在国际数学家大会颁发的菲尔兹(Fields)奖,这项奖只授予不超过40岁的年轻数学家;一项是由以色列沃尔夫基金会于1978年颁发的沃尔夫奖;每奖10万美元(数目最初于诺贝尔奖接近),授予当代最大的数学家。

1983年,旅美中国年轻数学家丘成桐教授荣获沃尔夫大奖,而他的老师美籍中国数学家陈省身教授则获沃尔夫大奖。

陈省身教授是美国科学院院士,1975年美国国家科学奖获得者,当代世界最有影响的数学家之一,现代微分几何的奠基人。

陈省身1911年10月26日出生于浙江省嘉兴县,陈省身教授是国际数学届整体微分几何研究的领导人物。

他1931年在清华大学研究发表的第一篇研究论文,其题材就是有关“投影微分几何”的。

他写的积分几何,把希拉克学派的积分几何工作推到了更高的阶段。

陈省身对当时数学界知之甚少的示性类理论很感兴趣。1945年他发现复流上有反映复结构特征的不变量,后来被命名为陈省身示性类是微分几何学、代数几何学、复解析几何学中最重要的不变量。“它的应用及于整个数学及理论物理”。(沃尔夫奖评语)魏伊说:“示性类的概念被陈的工作整个地改观了。”陈省身因建立代数拓补与微分几何的联系,推进了整体几何的发展彪炳于数学史册。

在将近半个世纪里,陈省身教授在微分几何研究中,取得了一系列丰硕的成果,其最突出的有:(1)关于卡勒(Kahleian)G结构的同调和形式的分解定理:(2)欧几里得空间中闭子流的全曲率和紧嵌入的理论;(3)满足几何条件的子流形成唯一性定理;(4)积分几何中的运动公式。(5)他同格里菲恩(P.Griffiths)关于网上几何(Web geometry)的工作使这方面获得新生命,最近的发展(I.Gelfand,R.Mcpherson);(6)他同莫泽(J.Moser)关于CR-流形的工作最近多复变函数论进展的基础;(7)他同西蒙斯(J.Simons)的特征式是量子力学异常(anomaly)现象的基本数学工具;(8)他同沃尔夫森(J.Wolfson)关于调和映射的工作是整体微分几何的一个问题,在理论物理有重要应用。1959年他在芝加哥大学所撰写的《微分几何》是一部经典名著。

丘成桐1949年4月4日出生在广东省,不久他们全家移居香港,1976年,年仅27岁的丘成桐就解决了微分几何中的一个著名难题-“卡拉比猜想”。卡拉比猜想的解决,使丘成桐成为数学天空新升起的一颗名星,他除解决了卡拉比猜想外,他还解决了许多停多年毫无进展的问题,例如:(1)正质猜想,(2)实与复的蒙日-安培方程。(3)丘成桐的一系列文章对某些紧流形(或有边界的流型)上的拉普拉斯算子的第一特征值,以及其它的特征值都作了深刻的估计。(4)丘成桐和肖荫堂合作,利用极小曲面对弗兰克尔猜想给出一个漂亮的证明,也就是证明了完备的单连通的、具有正的全纯截面曲率的恺勒流形与一个复射空间双全纯等价;(5)丘成桐和米斯克利用三维流形的拓补方法解决极小曲面的经典理论中一些老问题。反过来,他们利用极小曲面理论得出三维拓补学的一些结果:得恩引理和等变环圈定理及等球定理等。

由于丘成桐的出色成就,他1981年获美国数学颁发的维布伦奖,1983年,他在华沙举行的国际数学家大会上荣获菲尔兹奖是当之无愧的。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:36
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吴文俊







数学家。1919年5月12日生于上海市。1940年毕业于上海交通大学。1947年赴法国留学。在巴黎法国国家科学研究中心进行数学研究,1949年获法国国家科学博士学位。1951年回国。1957年被聘选为中国科学院院士(学部委员)。历任北京大学数学系教授,中国科学院数学研究所研究员及副所长,中国科学院系统科学研究所研究员及副所长、名誉所长、数学机械化研究中心主任。曾任中国数学会理事长、名誉理事长,中国科学院数学物理学部副主任、主任等职。吴文俊主要从事拓扑学、机器证明学等方面的研究并取得多项突出成果,是中国数学机械化研究的创始人,为中国数学研究和科学事业的发展作出了重要贡献。1952年刊印出版的博士论文《球纤维示性类》是对球纤维理论基本问题的重要贡献。从40年代起示性类、示嵌类等研究方面取得一系列突出成果,并有许多重要应用,被国际数学界称为“吴文俊公式”、“吴文俊示性类”,已被编入许多名著。这方面成果曾获1956年度国家自然科学奖(中国科学院自然科学奖金)一等奖。60年代继续进行示嵌类方面的研究,独创性地发现了新的拓扑不变量,其中关于多面体的嵌入和浸入方面的成果至今仍居世界领先地位。在庞特雅金示性类方面的成果,是拓扑学纤维丛理论和微分流形的几何学的一项基本理论研究,有深刻的理论意义。近年来创立了定理机器证明的吴文俊原理(国际上称为“吴方法”),实现了初等几何与微分几何定理的机器证明,居于世界领先地位。这一重要创新改变了自动推理研究的面貌,在定理机器证明领域产生了巨大影响,并有重要的应用价值,它将引起数学研究方式的变革。这方面的研究成果曾获1978年全国数学大会重大成果奖和1980年中国科学院科技进步奖一等奖。在机器发现和创造定理的研究方面,以及代数几何、中国数学史、对策论等研究中也作出了重要贡献。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:36
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杨乐







数学家。1939年11月10日生于江苏南通。1956年考入北京大学数学系,1962年毕业,同年考取中国科学院数学研究所研究生,1966年研究生毕业后留所工作。曾任中国科学院数学研究所所长、中国数学会秘书长、理事长。现任中国科学院数学研究所研究员、学术委员会主任。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。杨乐在函数模分布论、辐角分布论、正规族等领域,以其众多极富创造性的重要贡献,20年来一直站在世界最前列,是国际上的领头数学家之一。一、对整函数、亚纯函数的亏值、亏量函数进行了深入研究 与张广厚合作在亚纯函数的亏值数目与Borel方向数目间首次建立了密切联系;在引进亏函数后,给出有穷下级亚纯函数总亏量的估计,从而证明了其亏函数是可数的;给出亚纯函数结合于导数的总亏量的估计,彻底解决了著名学者D.Drasin70年代提出的3个问题。二、对正规族作了系统研究,获得了一些新的重要的正规定则 杨乐建立了正规族与不动点之间的联系正规族与微分多项式之间的联系,解决了著名学者W.K.Hayman提出的一个正规族问题等。三、对整函数和亚纯函数的辐角分布进行了系统、深入的研究 杨乐研究在亚纯函数涉及的导数的辐角分布时,获得了一种新型的奇异方向;对辐角分布与重值间的关系得到了深入的结果;完全刻划了亚纯函数Borel方向的分布规律;与Hayman合作解决了Littlewood的一个猜想。杨乐的上述各项重要研究成果受到国内外同行的高度评价与许多引用,他所得到的亏量关系,被国外学者称为“杨乐亏量关系”等。


作者: lspjy    时间: 2008-6-9 06:36
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陈景润







陈景润 (1933-1996)福建福州人,1953年毕业于厦门大学数学系,中国科学院数学研究所研究员。主要从事解析数论方面的研究,并在哥德巴赫猜想研究方面取得国际领先的成果。50年代对高斯圆内格点、球内格点、塔里问题与华林问题作了重要改进。60年代以来对筛法及其有关重要问题作了深入研究,1966年5月证明了命题“1+2”,将200多年来人们未能解决的哥德巴赫猜想的证明大大推进了一步。这一结果被国际上誉为“陈氏定理”;其后又对此作了改进,将最小素数从原有的80推进到16,深受称赞。

陈景润是世界著名解析数论学家之一,他在50年代即对高斯圆内格点问题、球内格点问题、塔里问题与华林问题的以往结果,作出了重要改进。60年代后,他又对筛法及其有关重要问题,进行广泛深入的研究。

1966年屈居于六平方米小屋的陈景润,借一盏昏暗的煤油灯,伏在床板上,用一支笔,耗去了几麻袋的草稿纸,居然攻克了世界著名数学难题“哥德巴赫猜想”中的(1+2),创造了距摘取这颗数论皇冠上的明珠(1+1)只是一步之遥的辉煌。他证明了“每个大偶数都是一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和”,使他在哥德巴赫猜想的研究上居世界领先地位。这一结果国际上誉为“陈氏定理”,受到广泛征引。这项工作还使他与王元、潘承洞在1978年共同获得中国自然科学奖一等奖。他研究哥德巴赫猜想和其他数论问题的成就,至今,仍然在世界上遥遥领先。世界级的数学大师、美国学者阿·威尔(A.Weil)曾这样称赞他:“陈景润的每一项工作,都好像是在喜马拉雅山山巅上行走。”

陈景润于1978年和1982年两次收到国际数学家大会请他作45分钟报告的邀请。这是中国人的自豪和骄傲。他所取得的成绩,他所赢得的殊荣,为千千万万的知识分子树起了一面不凋的旗帜,辉映三山五岳,召唤着亿万的青少年奋发向前。

陈景润共发表学术论文70余篇。






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