数学家的生平(欧拉)

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欧拉--人类历史上最伟大的应用数学家,结合数学与生活的第一人。在他以前,数学被认为是一种奢侈的头脑游戏,数学不能叫牛生产牛奶,数学不能让小麦生长,数学有什么用呢?欧拉用他的一生回答这个问题:他用数学设计轮船--启动了波浪动力学、他用数学研究耳朵--了解耳膜与听觉、他用数学来测量-- 合了平面测量学、他用数学算渠道断面--启了应用流体力学、他用数学算保险、精准货币--产生了计量经济学、他用数学算老鹰的飞--建立了航空动力学……今天数学课本函数用f(x半径用r自然对数用e总和用∑……这些符号都是他定的。世界每一本高等数学里都有欧拉微分方程式解,以及『欧拉公式』e^ix=cosx+isinx。十八世纪以后,每一位数学大师都声称受到欧拉的影响,每一个数学分支都可以看到欧拉的影子。

轮船之谜 〗一七二七年,法国巴黎科学院灯火通明,一批科学家热烈讨论着欧洲科学竞赛里的一篇作品:这实在是件奇怪的事,一个在神学院里专攻古希伯来文的学生,然会提出一套数学解法--由海浪的运动,计算出一艘大轮船的结构设计? 更奇怪的是,这个名叫欧拉的年轻人,是来自群山之国瑞士。他自己坦白说他一生没有看过海,更没见过轮船,只看过瑞士的泛湖小舟。他这种超强的数学解析能力,实在是百年难得一见。另一位科学家接口。经过一番讨论,主席裁决:“如果我们不把科学竞赛的首奖颁给他,就是太没有眼光了。但是以轮船设计获得首奖的,是一个根本没有看过轮船的人,这消息如果传了出去,我们一定会成为笑柄。这样吧,今年没有第一名,只有佳作,然后把佳作奖颁给欧拉。希望这人知难而退,以后不要再给我们制造这种难题了。”但是,欧拉显然不大合作,隔年又提出耳朵内的薄膜对于声波的共振数学,他又没看过耳朵薄膜。受不了他的洋溢天才,巴黎科学院只好把首奖颁给他。以后的十二年里,他的数学怪招又连得十二次首奖。
数学啊!迷人 〗一七二四年,勤奋的天才欧拉,取得巴塞尔大学神学硕士学位。欧拉的父亲希望儿子回到教会担任传道人。当时整个欧洲大陆,没有需要数学为专职的工作,以天下之大,竟没有欧拉的容身之处。一天,伯努利老师去拜访欧拉的父亲,因为『欧拉是天生的数学家』老师看出欧拉会成为数学界最明亮的一颗彗星,『但是他受的神学教育怎么?』父亲问道。伯努利回答:『数学不会抖落他身上任何的敬虔信仰,而且你看着吧,有一天他会成为数学界的神学家!欧拉继续留在巴塞尔大学。当时巴塞尔是医学与药学的重镇,兴趣广泛的欧拉又去旁听生理医学的课。他的数学能力碰上任何学科,就会像植物吸水一样,重新 变化产生一个崭新的东西。他提出耳膜结构与声波的共振,并用数学去证明,这是医学教授办不到的事。数学碰到任何学科,就会带来革命性的改革,这就是应用数学迷人的地方。
血腥年代 〗一七二七年俄国在女皇凯撒琳一世(Catherine的支持下,成立科学院,向欧洲招募杰出的科学家到俄国任教。欧拉也被聘请前往。谁知等他到达俄国首都圣彼得堡时,迎接他的不是科学教育大臣,而是秘密警察。原来凯撒琳一世驾崩,俄国进入长达二十年的血腥内战,新任沙皇残杀异己,贵族之间争权夺利。欧拉期待的一批等着他教育的学生,完全消失。他不断看到有人被流放到西伯利亚,异议人士被挂在绞绳上。他本来被聘任的职位没有了,沦落到海军部当一名技术员。当时很多人逃离俄国,俄国人也极端敌视外国人,欧拉却留了下来。历史上并没有任何线索可供我们判断他初期选择留下来的原因,是有一件事情是可确定的:欧拉在秘密警察的监视下,在圣彼得堡持续研究他的数学达十五年之久。欧拉在这段时间写成的作品,日后由瑞士政府集结成欧拉全集,足足有一百巨册。这十五年的苦难环境,反而为他隔绝出一个没有社交、没有会议、没有世俗酬 酢的读书天堂,造就他成为人类历史上最多产的数学家,并博得『数学界之栋梁』的美誉。欧拉后来写道:『数学家就是艺术家,像是米开朗基罗躺在教堂的天花板下,以无尽的热情,一笔、一笔地描绘出最精确的图画……什么是数学?数学是上帝花园中精选的百合花。

天才老爹 欧拉最有趣的是可以一面抱小孩,一面跟大孩子说故事,还一面思考他的数学。他的八百多篇数学研究报告,有好多篇原稿是写在孩子吃饭的围兜上、给孩子擦嘴巴的纸巾上……他这种随时随处可以解数学的能力,与他优秀的记忆力有关。欧拉的长子后来回忆道:『父亲为我们念书,我们觉得太好听了,请父亲再念一遍。我仍然记得,父亲是把书本合起来,从书本的第一行讲到最后一行……父亲还背了许多数学公式与复杂的数学计算。在父亲的身上,我看到数学不只需要理解,也需要记忆。』欧拉天性喜欢小孩,他为小孩设计了许多数学游戏;每天晚上把儿女聚在一起,对他们讲一篇数学,再为他们一一祷告。一七四O年,俄国残暴的沙皇死后,俄国逐渐恢复和平。欧拉的数学名声已经传遍欧陆,普鲁士国王腓特烈大帝特聘他为宫廷数学家,并兼任公主安哈特-笛所的老师。几年后他写了一本非常著名的青少年书籍《写给一个德国公主的信》,论到物理、数学、文学与信仰。

负数存在吗? 欧拉对信仰的持守,使得德国高等批判主义分子对他攻击愈来愈厉害,腓特烈大帝对他也愈来愈疏远。当时的哲学家流行一种自命不凡的聪明嘴脸,纯朴温和的欧拉显然与他们格格不入。一七六六年著名的哲学家休谟来到德国,他的无神论受到盛大的欢迎,当时起来与他力辩的,竟是那平常不太爱表现的欧拉。欧拉用数学来辩明真理:『你知道什么是根号-1?开根号的-1既不等于0也不大于0更不小于0那你说这种东西,在自然界不存在的东西,所以根号-1根本没有意义,所以数学里不该有根号-1!但是你错了。如果没有开根号的负数,就不可能把12分成两部分,使其相乘等于40。这两部分就是6上根号-46减去根号-4有太多自然界找不着的,却深深存在我们的意识里:再举一个例子:0减去2等于多少?等于-2。在自然界里你能找到-2?我一生研究数学,为数学着迷,数学给我最佳逻辑,但是我至今仍然不懂什么是-2的基本意义。好吧,你说无法证明存在的就不存在!但是我告诉你,数学里如果没有-2,我们的数学就无法计算:如果-2不存在,根号-1不存在,数学就不存在:因此,即使无法用物质去证明上帝的存在,上帝仍然存在人的心里。

惟一的解 〗为这一场辩论,欧拉失去了他的工作。一七六六年欧拉全家返回圣彼得堡。不久,著名的哲学家狄德罗到俄国来宣传无神论,他编过法国百科全书,号称自己无所不知,与他在宫廷对辩的又是欧拉。欧拉只用一句话,就封住这位哲学家的口。欧拉说:『先生,因为(a+bnnx,所以上帝存在,对不对?(转按:一说是欧拉用的是欧拉公式e^iπ+1=0,他说先生,e^iπ+1=0,因此上帝存在。请回答!”。基甸评:e^iπ+1=0这个公式实在是太太太牛了,牛得没法说,只能说“神了”。五个数学里面的最重要、最基本的数字,如此令人震撼地、完美简洁地统一在一个简单的公式里,让人“只有吃了药才能走”——不服不行啊。 狄德罗答不出来,羞愧地离开俄国。无神论的错误,是用一个错误的前提去证明上帝是否存在--如同用无穷多组可能的(abnnx去证明惟一存在的上帝。

眼盲心不盲 〗欧拉因为读书太用功了,在二十九岁时一眼失去视力,六十岁时另一眼也失去视力,成为全盲。瞎眼的欧拉继续演算他的数学。一七七一年圣彼得堡大火,欧 的家与财产付之一炬。当时,瞎眼的欧拉没有办法逃出来,有一个仆人冲入火场把他背出来。他的学生闻讯立刻赶去,把老师一生的作品抢救出来。 一七七六年陪他历经一生患难的妻子辞世,欧拉逝于一七八三年九月十八日,遗言:『只有对上帝的信心,陪我走过这些苦难的日子。



我觉得伯努利说得对,欧拉不只是数学家,也是一位神学家。他终生举着数学与信仰的双翼在飞翔。 欧拉有惊人的记忆力,会聚精会神,从不受嘈杂和喧闹的干扰,镇静自若,孜孜不倦。他的这些优点都值得我们学习。看了欧拉的公式,觉得公式内容有趣、结论优美,它的发现与证明所蕴含的思想方法深刻,并且涉及面广,应用广泛。他留下的不仅是大量手稿,还给后来人以有益的启迪:即便是天才,也要勤奋、专注于自己的专业和方向。遭遇挫折时,以加倍的努力和勤奋去弥补和自我拯救是上策,怨天尤人没有用。 这就是我从欧拉身上学到的



数学家的生平(欧拉)

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