只學(xué)習(xí)了5年數(shù)學(xué) 就成為現(xiàn)代數(shù)學(xué)奠基人 前兩天,超模君介紹了帥氣又毒舌的朗道,有位愛(ài)吃牛肉面的模友說(shuō)想聽(tīng)伽羅瓦的故事。 說(shuō)到伽羅瓦,超模君就想起了數(shù)學(xué)史家埃里克·貝爾曾在《數(shù)學(xué)大師》中說(shuō)伽羅瓦是死于愚蠢。。。 小天一臉不解:不是說(shuō),伽羅瓦是世界上智商最高的10個(gè)人之一,甚至是可以與高斯比肩的天才嗎? 超模君: 這就要聽(tīng)我講講了。。。天才竟然被留級(jí) 1811年,埃瓦里斯特·伽羅瓦(évariste Galois)出生在法國(guó)巴黎的一個(gè)知識(shí)分子家庭,伽羅瓦的第一位老師是他的母親,在12歲之前,伽羅瓦的教育全部由他的母親負(fù)責(zé)。 12歲時(shí),伽羅瓦進(jìn)入法國(guó)著名的路易皇家中學(xué)就讀,成績(jī)非常好,年年領(lǐng)獎(jiǎng)學(xué)金,完全靠公費(fèi)生活。 在希臘語(yǔ)作文總比賽中也獲得好評(píng),并且在1826年10月轉(zhuǎn)到修辭班學(xué)習(xí)。 伽羅瓦的老師們也發(fā)現(xiàn)了他具有“杰出的才干”,“舉止不凡”。 然而,由于教師們認(rèn)為他的體格不夠強(qiáng)壯,而且性格孤僻、古怪、過(guò)分多嘴,校長(zhǎng)便認(rèn)為他的判斷力還有待“成熟”,于是決定,讓伽羅瓦留級(jí)! 不過(guò),值得慶幸的是,在留級(jí)的這一年,伽羅華毫無(wú)阻礙地被批準(zhǔn)去上初級(jí)數(shù)學(xué)的補(bǔ)充課程,從此,伽羅瓦便一發(fā)不可收拾地愛(ài)上數(shù)學(xué),并把大部分時(shí)間和精力放在了研究數(shù)學(xué)課本以外的高等數(shù)學(xué)上。 此時(shí),年僅16歲的伽羅瓦就已經(jīng)拿著一些數(shù)學(xué)大師的專(zhuān)著來(lái)研究了,比如:勒讓德的《幾何原理》,拉格朗日的《代數(shù)方程的解法》、《解析函數(shù)論》、《微積分學(xué)教程》。 事實(shí)上,伽羅瓦在專(zhuān)注研究數(shù)學(xué)的同時(shí),并沒(méi)有忽視其他科目的學(xué)習(xí),是個(gè)全面發(fā)展的好孩子。 因此,在1827年,伽羅華剛回到修辭班時(shí),成為班上的一個(gè)風(fēng)云人物更多的是因?yàn)樗娜姘l(fā)展。 有趣的是,經(jīng)過(guò)“重修”的伽羅瓦已經(jīng)沒(méi)那么好“對(duì)付”了,對(duì)于其它科目的教科書(shū)的內(nèi)容(有瑕疵),伽羅瓦表示完全受不了,老師所采用的教學(xué)方法(潦草馬虎)更是讓他憤怒至極,于是便開(kāi)始“罷課”。。。 當(dāng)時(shí)所有的老師認(rèn)為他是被數(shù)學(xué)的鬼魅迷住了心竅,對(duì)于他的行為,老師還指出是“平靜會(huì)使他激怒”。 “罷課”之后的伽羅瓦表示絕對(duì)不能繼續(xù)在這樣的學(xué)校學(xué)習(xí),于是便開(kāi)始自己準(zhǔn)備參加巴黎理工學(xué)院的資格考試。結(jié)果由于準(zhǔn)備不足,考試失敗了。。。 不過(guò),在1828年10月,他仍然從中學(xué)初級(jí)數(shù)學(xué)班跳到了里夏爾的數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)班。 里夏爾是一位很有才華的老師,不僅講課風(fēng)格優(yōu)雅,而且善于發(fā)掘天才。他遺留下的筆記中記載著:“伽羅華只宜在數(shù)學(xué)的尖端領(lǐng)域中工作”,“他大大地超過(guò)了全體同學(xué)”。 在里夏爾老師的幫助下,伽羅瓦得以在法國(guó)第一個(gè)專(zhuān)業(yè)數(shù)學(xué)雜志《純粹與應(yīng)用數(shù)學(xué)年報(bào)》上,發(fā)表了他的第一篇論文——《周期連分?jǐn)?shù)一個(gè)定理的證明》。 1829年,伽羅瓦中學(xué)畢業(yè),報(bào)考巴黎理工學(xué)院卻再次落榜。 原因是,伽羅瓦在口試中,拒絕回答有關(guān)對(duì)數(shù)這樣的過(guò)于簡(jiǎn)單的問(wèn)題,而且,主考人由于完全聽(tīng)不懂伽羅瓦所說(shuō)的理論,認(rèn)為伽羅瓦所講的都是廢話(huà),于是伽羅瓦講述的過(guò)程中不停地打斷,甚至還發(fā)出了輕蔑的狂笑。。。 竟然如此嘲笑人家,伽羅瓦表示受不了了!于是將黑板擦布一把砸到主考人頭上!! 群論奠基人 不久之后,伽羅瓦聽(tīng)從里夏爾的勸告,來(lái)到高級(jí)師范大學(xué)繼續(xù)深造。 其實(shí),在1828年,伽羅瓦的科學(xué)研究獲得了初步成果。并且,里夏爾建議他整理好自己的研究成果,并提交到法國(guó)科學(xué)院。 而伽羅瓦一生中最大的成就無(wú)疑是解決困擾數(shù)學(xué)界200多年的問(wèn)題:求解高次方程。 歷史上人們很早就知道了一元一次和一元二次方程,而在16世紀(jì)初,也有了關(guān)于一元三次方程解的公式——卡當(dāng)公式。不久之后,意大利數(shù)學(xué)家費(fèi)拉里也解出了一般形式的四次方程。 遺憾的是,經(jīng)過(guò)三個(gè)多世紀(jì),五次方程都沒(méi)有得到解決,數(shù)學(xué)大師拉格朗日更是稱(chēng)這一問(wèn)題是在“向人類(lèi)的智慧挑戰(zhàn)”。 1770年,拉格朗日精心分析了二次、三次、四次方程根式解的結(jié)構(gòu)之后,提出了方程的預(yù)解式概念,并且還看出了預(yù)解式和方程的各個(gè)根在排列置換下的形式不變性有關(guān),由此,他認(rèn)識(shí)到求解一般五次方程的代數(shù)方法可能并不存在。。。 然而,19歲的伽羅瓦,通過(guò)研究、改進(jìn)前輩大師的思想,首次提出“群”的概念,把全部問(wèn)題轉(zhuǎn)化或歸結(jié)為置換群及其子群結(jié)構(gòu)的分析。 伽羅瓦用群論徹底解決了根式求解代數(shù)方程的問(wèn)題,而且由此發(fā)展了一整套關(guān)于群和域的理論,后來(lái),人們稱(chēng)之為伽羅瓦理論。 每個(gè)方程對(duì)應(yīng)于一個(gè)域,即含有方程全部根的域,稱(chēng)為這方程的伽羅華域,這個(gè)域?qū)?yīng)一個(gè)群,即這個(gè)方程根的置換群,稱(chēng)為這方程的伽羅華群。 伽羅華域的子域和伽羅華群的子群有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;當(dāng)且僅當(dāng)一個(gè)方程的伽羅華群是可解群時(shí),這方程是根式可解的。 正是這套理論創(chuàng)立了抽象代數(shù)學(xué),把代數(shù)學(xué)的研究推向了一個(gè)新的里程,它對(duì)數(shù)學(xué)分析、幾何學(xué)有很大影響,并標(biāo)志著數(shù)學(xué)發(fā)展現(xiàn)代階段的開(kāi)始。 不過(guò),關(guān)于群論研究結(jié)果得到公認(rèn)的過(guò)程卻尤為曲折。。。 1829年,伽羅瓦在他中學(xué)最后一年快要結(jié)束時(shí),把關(guān)于群論初步研究結(jié)果的論文提交給了法國(guó)科學(xué)院,而當(dāng)時(shí)法國(guó)最出名的數(shù)學(xué)家柯西被任命為這些論文的鑒定人。 并計(jì)劃在1830年1月18日,就伽羅瓦的研究成果在科學(xué)院舉行一次全面的意見(jiàn)聽(tīng)取會(huì)。然而,在會(huì)議當(dāng)天,柯西并未出席,只在一封信中飽含“歉意”地寫(xiě)道:“今天我應(yīng)當(dāng)向科學(xué)院提交一份關(guān)于年輕的伽羅華的工作報(bào)告……但因病在家,我很遺憾未能出席今天的會(huì)議,希望你安排我參加下次會(huì)議,討論已指明的議題?!?/p> 結(jié)果,在第二周的會(huì)議,柯西向科學(xué)院宣讀了他自己的一篇論文,對(duì)伽羅瓦的論文只字未提。。。 據(jù)說(shuō)是柯西看不懂伽羅瓦的理論,而且還不方便當(dāng)面表態(tài),于是才有了這么一個(gè)非常微妙的“事故”。 在1830年2月,伽羅瓦將他的研究成果比較詳細(xì)地寫(xiě)成論文,并寄給了當(dāng)時(shí)科學(xué)院秘書(shū)傅立葉,以應(yīng)征科學(xué)院的數(shù)學(xué)特等獎(jiǎng)。 悲慘的是,收到伽羅瓦論文手稿不久之后,傅立葉就去世了,而在他的遺物中未能發(fā)現(xiàn)伽羅瓦的手稿。 就這樣,伽羅華遞交的兩次數(shù)學(xué)論文都被遺失了。。。 這些著作的某些抄本落到數(shù)學(xué)雜志《費(fèi)律薩克男爵通報(bào)》的雜志社手里,并在1830年的4月號(hào)和6月號(hào)上把它刊載了出來(lái)。 可幸的是,經(jīng)過(guò)兩次的打擊,伽羅瓦并不灰心,繼續(xù)嘔心瀝血地有寫(xiě)出了新的論文,并得出了關(guān)于尋求確定方程的可解性的新結(jié)論。 于1831年1月,將論文交到了科學(xué)院院士泊松手里,這次,泊松認(rèn)認(rèn)真真地研究了伽羅瓦的理論,四個(gè)月之后,表示:什么鬼東西,完全不能理解! 直到1846年(伽羅瓦死后14年),伽羅瓦的論文手稿才由法國(guó)數(shù)學(xué)家劉維爾領(lǐng)悟到這些演算中迸發(fā)出的天才思想,劉維爾花了幾個(gè)月的時(shí)間試圖解釋它的意義。最后將這些論文編輯發(fā)表在他的極有影響的《純粹與應(yīng)用數(shù)學(xué)雜志》上,并向數(shù)學(xué)界推薦。 1870年,法國(guó)數(shù)學(xué)家約當(dāng)根據(jù)伽羅瓦的思想,寫(xiě)了《論置換與代數(shù)方程》一書(shū),至此,伽羅瓦的理論才完全被學(xué)界接受。為愛(ài)犧牲 伽羅瓦父親是參與政界活動(dòng)屬自由黨人,是拿破侖的積極支持者。擔(dān)任過(guò)校長(zhǎng)、市長(zhǎng),并深受市民的擁戴。伽羅華曾說(shuō)過(guò),父親是他的一切。 1829年7月2日,他的父親由于受不了天主教牧師的攻擊、誹謗而自殺了。這給了伽羅華很大的觸動(dòng),他的思想開(kāi)始傾向于共和主義。 伽羅瓦加入了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的革命政治集團(tuán)——共和派的秘密組織“人民之友”,發(fā)誓:“如果為了喚起人民需要我死,我愿意犧牲自己的生命”。伽羅瓦敢于對(duì)政治上的動(dòng)搖分子和兩面派進(jìn)行頑強(qiáng)的斗爭(zhēng),積極參加各種政治活動(dòng),并因此被師范大學(xué)開(kāi)除,兩次入獄。 1832年,出獄之后,年輕氣盛的伽羅華愛(ài)上了醫(yī)師之女,然而,人家可是有未婚夫的人,被愛(ài)情沖昏頭腦的伽羅瓦決定來(lái)一場(chǎng)關(guān)于“愛(ài)情與榮譽(yù)”的決斗,盡管已經(jīng)清楚對(duì)方是一個(gè)神槍手。。。 伽羅瓦也清楚自己難以擺脫死亡的命運(yùn),于是,在決斗前夕,倉(cāng)促地給好友舍瓦利葉寫(xiě)信,他花了一整夜的時(shí)間在紙上寫(xiě)下他的研究成果。 伽羅瓦在信中說(shuō):我在分析方面做出了一些新發(fā)現(xiàn)。有些是關(guān)于方程論的;有些是關(guān)于整函數(shù)的……。公開(kāi)請(qǐng)求雅可比或高斯,不是對(duì)這些定理的正確性,而是對(duì)這些定理的重要性發(fā)表意見(jiàn)。我希望將來(lái)有人發(fā)現(xiàn),這些對(duì)于消除所有有關(guān)的混亂是有益的。 他非常緊張,害怕自己不夠時(shí)間將這些成果留下來(lái),他還不停地在紙邊空白處寫(xiě)著“我沒(méi)有時(shí)間,我沒(méi)有時(shí)間”,然后又接著寫(xiě)下一個(gè)極其潦草的大綱。。。 處方單即視感 然而,他在天亮之前那最后幾個(gè)小時(shí)寫(xiě)出的東西,為一個(gè)折磨了數(shù)學(xué)家們幾個(gè)世紀(jì)的問(wèn)題找到了真正的答案,并且開(kāi)創(chuàng)了數(shù)學(xué)的一片新的天地。 1832年5月31日,伽羅瓦在決斗中死去,年僅21歲。 此時(shí),伽羅瓦距他開(kāi)始研究數(shù)學(xué)才僅僅5年。。。 這位絕世天才的英年早逝了,使得數(shù)學(xué)的發(fā)展推遲了幾十年,這無(wú)疑是數(shù)學(xué)界的一大遺憾。 為了紀(jì)念他,法國(guó)政府將他印在郵票上。 伽羅瓦就像劃破黑夜長(zhǎng)空的一顆瞬間即逝的流星,在“近代數(shù)學(xué)”與“現(xiàn)代數(shù)學(xué)”之間劃了一道分割線(xiàn)。從此,現(xiàn)代數(shù)學(xué)開(kāi)始了。。。 本文由超級(jí)數(shù)學(xué)建模編輯整理 |
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