盲人數(shù)學(xué)家——?dú)W拉
1783年9月18日,法國人蒙高爾費(fèi)兄弟舉行了第二次熱氣球升空試驗(yàn)。當(dāng)天下午,在俄國圣彼得堡,一位盲老人邀請好友聚餐,慶祝他計算的氣球升空公式得到證明。飯后,他躲開眾人又去計算天王星運(yùn)行軌道,突然他手中的煙斗跌落地上,老人合攏了雙眼,再也沒有醒來。這位為人類科學(xué)事業(yè)奮斗到最后一息的盲人,就是歐洲著名數(shù)學(xué)家,瑞士人歐拉(1707—1783)。
歐拉是18世紀(jì)最杰出的數(shù)學(xué)家之一,他不但在數(shù)學(xué)上做出了偉大貢獻(xiàn), 而且把數(shù)學(xué) 成功地應(yīng)用到了其他領(lǐng)域。
歐拉誕生在瑞士名城巴塞爾,從小著迷數(shù)學(xué)。他13歲就進(jìn)了巴塞爾 大學(xué),功課門門優(yōu)秀。17歲時,他成為這所大學(xué)有史以來
最年輕的碩士。18歲開始發(fā)表論文,19歲時寫的論船桅的論文獲巴黎科學(xué)院獎金。
1727年,歐拉應(yīng)聘到俄國圣彼得堡科學(xué)院工作,1733年26歲時升為副教授和數(shù)學(xué)部負(fù)責(zé)人。由于工作繁忙,生活條件不良,他28歲時右眼失明。1741—1766年,歐拉應(yīng)柏林科學(xué)院的邀請,為普魯士王國工作了25年。1766年,俄國女皇葉卡捷琳娜二世親自出面懇請歐拉重返彼得堡。歐拉的工作條件雖然大為改善,但工作強(qiáng)度超出了他的體力,勞累過度使他的左眼也失明了。接著又遭火災(zāi),大部分藏書和手稿化為灰燼。但歐拉并沒有屈服,他說:“如果命運(yùn)是塊頑石,我就化作大錘,將它砸得粉碎!”大火過后,歐拉又與衰老和黑暗拼博了17年,他通過與助手們的討論,以及口授等方式,完成了大量科學(xué)論文和著作,直至生命的最后一刻。
歐拉在數(shù)學(xué)、物理、天文、建筑以至音樂、哲學(xué)方面都取得了輝煌的成就。在數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域,常常見到以歐拉名字命名的公式、理定和重要常數(shù)。在數(shù)學(xué)課本上的i(即根-1)、f(x)函數(shù)符號)、Σ(求和號)、sin、cos(三角函數(shù)符號)等都是他創(chuàng)立并推廣的。哥德巴赫猜想也是在他與哥德巴赫的通信中提出來的。歐拉還首先完成了月球繞地球運(yùn)動的精確理論,創(chuàng)立了分析力學(xué)、剛體力學(xué)等力學(xué)學(xué)科,深化了望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡的設(shè)計計算理論。
歐拉一生能取得偉大的成就原因在于:驚人的記憶力;聚精會神,從不受喧鬧的干擾,鎮(zhèn)靜自若,孜孜不倦。
小故事
歐拉的老師
歐拉1707年4月15日生于瑞士的巴塞爾。父親是一位鄉(xiāng)村窮牧師,一心想讓聰穎的歐拉學(xué)習(xí)神學(xué),以承父業(yè)。因此,父親從小就讓兒子讀圣經(jīng),作禱告,對兒子進(jìn)行嚴(yán)格的宗教教育。而歐拉最喜愛的是數(shù)學(xué),為了不使父親傷心,小歐拉常常等到父親熟睡后,再偷偷地起來做數(shù)學(xué)題,或者在數(shù)學(xué)書外面套一張圣經(jīng)的書皮,以逃避父親的注意。
父命難違。1720年,13歲的歐拉還是按照父親的意愿,考入了瑞士的一所名牌大學(xué)——巴塞爾大學(xué)學(xué)神學(xué)。當(dāng)時,享譽(yù)世界的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家約翰·貝努里(1667——1748)正在校執(zhí)教。他除了講授數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課外,還給少數(shù)高材生個別授課。約翰旁征博引、生動風(fēng)趣、極富魅力的數(shù)學(xué)講座,吸引了許多外系學(xué)生來旁聽。歐拉是約翰教授的最忠實(shí)的聽眾,總是早早地坐在最前一排,閃爍著一雙天真無邪的大眼睛,聚精會神地聽講。在約翰教授的影響下,歐拉對數(shù)學(xué)的興趣與日俱增。
畢竟,歐拉當(dāng)時只是一個13歲的孩子,個子比一般學(xué)生矮一頭,大學(xué)生們誰也沒有把他放在眼里,更沒有引起約翰教授的注意。有一次,約翰在講課時,無意中提到一個當(dāng)時數(shù)學(xué)家還沒有解決的難題。沒有想到,這個瘦小的孩子課后交來了一份關(guān)于難題的解答,盡管還有不甚嚴(yán)謹(jǐn)之處,但構(gòu)思非常精巧,論述恢弘大氣,約翰非常驚喜。他當(dāng)即決定,每星期在家單獨(dú)為歐拉授課一次。歐拉在以后的自傳中回憶道:“我找到了一個把自己介紹給著名的約翰·貝努里教授的機(jī)會。……他給了我許多更加寶貴的忠告,使我開始獨(dú)立地學(xué)習(xí)更困難的數(shù)學(xué)著作,盡我所能地去研究它們。如果我遇到什么困難和障礙,他允許我每星期六下午自由地去找他,他總是和藹地為我解答一切困難。……無疑,這是在數(shù)學(xué)學(xué)科上獲得及時成功的最好的方法。”歐拉的聰穎勤奮也深深地吸引了教授的兒子尼丹爾,兩人從此結(jié)為終身好友。
1722年,歐拉在巴塞爾大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位。第二年,16歲的歐拉又獲哲學(xué)碩士學(xué)位,成為這所古老的大學(xué)有史以來最年輕的碩士。父親執(zhí)意要?dú)W拉放棄數(shù)學(xué),把精力用在神學(xué)上。迷戀數(shù)學(xué)的歐拉既不肯放棄數(shù)學(xué),又不愿公然違抗父親的意志。在這決定人生方向的關(guān)鍵時刻,約翰教授登門做說服工作。教授動情地對固執(zhí)的父親說:“親愛的神甫,您知道我遇到過不少才氣洋溢的青年,但是要和您的兒子相比,他們都相形見絀。假如我的眼力不錯,他無疑是瑞士未來最了不起的數(shù)學(xué)家。為了數(shù)學(xué),為了孩子,我請求您重新考慮您的決定。” 父親被打動了。歐拉當(dāng)了約翰的助手。從此,歐拉和數(shù)學(xué)終身相伴。
慧眼識才,恩師難忘。
歐拉公式的故事
歐拉公式被稱為“世界上最杰出的公式”,關(guān)于它也有一個好玩的故事。
歐拉早年曾受過良好的神學(xué)教育,成為數(shù)學(xué)家后在俄國宮廷供職。一次,俄女皇邀請法國哲學(xué)家狄德羅訪問。狄德羅試圖通過使朝臣改信無神論來證明他是值得被邀請的。女皇厭倦了,她命令歐拉去讓這位哲學(xué)家閉嘴。于是,狄德羅被告知,一個有學(xué)問的數(shù)學(xué)家用代數(shù)證明了上帝的存在,要是他想聽的話,這位數(shù)學(xué)家將當(dāng)著所有朝臣的面給出這個證明。狄德羅高興地接受了挑戰(zhàn)。第二天,在宮廷上,歐拉朝狄德羅走去,用一種非??隙ǖ穆曊{(diào)一本正經(jīng)地說:“先生,eiπ+1=0,因此上帝存在。請回答!”對狄德羅來說,這聽起來好像有點(diǎn)道理,他困惑得不知說什么好。周圍的人報以縱聲大笑,使這個可憐的人覺得受了羞辱。他請求女皇答應(yīng)他立即返回法國,女皇神態(tài)自若地答應(yīng)了。
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