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著名數學家的小故事

1947年小約翰-福布斯-納什(羅素-克洛飾,Russell Crowe)進入普林斯頓大學學習並研究數學。這個"神秘的來自西弗吉尼亞的天才"並沒有上預備班的經歷,也沒有遺產或富足的親戚資助他進入“常春藤盟校”(Ivy League)----但普林斯頓最具聲譽的獎學金證明他確實屬於普林斯頓這個團隊。 這對納什或是對普林斯頓來說是很不容易的。優雅的社會交際他根本不屑壹顧,上課也提不起什麽興致。他整天沈迷著的只是壹件事:尋找壹個真正有創意的理論。他深信這才是他應該從事的事情。 普林斯頓的數學系競爭十分激烈,納什的壹些同學也十分樂於看到納什的失敗。但是,他們仍然十分容忍他,有意無意地慫恿他當個偉人。壹個晚上他與壹些同學在當地灑吧娛樂,當時他們對壹個熱情的金發碧眼女人的反應引發了他的靈感。當納什觀察著這些競爭對手時,常常在他腦海裏醞釀的想法突然變得清晰起來。他隨之撰寫出了關於博奕論的論文----“競爭中的數學”----大膽地將現代經濟之父亞當-斯密(Adam Smith)的理論作出了不同的解釋。這個已經被人們接受了150年的思想突然變得陳舊過時了,納什的生活也從此發生了改變。 納什後來獲得了在麻省理工學院(MIT)進行研究和教學的工作,這可是壹個眾人覬覦的工作,但是他對這些並不滿意。科學曾為美國在第二次世界大戰中的獲勝發揮了巨大的作用。現在,冷戰盛行,納什渴望在這場新的沖突中發揮自己的優勢。他的願望得到了實現,神秘兮兮的威廉-帕徹(William Parcher,埃德-哈裏斯飾,Ed Harris)招募他參加壹個絕密的任務,破解敵人的密碼。 納什在麻省理工學院工作的同時,全身心地投入到這個耗神的工作中。在這裏,納什受到了壹種全新的挑戰,但是這次的挑戰卻是來自光彩照人的艾麗西亞-拉迪(Alicia Larde,珍妮弗-康奈利飾,Jennifer Connelly),壹個物理系學生,她向納什引入了壹個從來沒有認真考慮過的觀念----愛情。 不久,納什和艾麗西亞結婚了,但是他不能告訴她他正在為帕徹所從事的危險項目。這項工作稍有不慎泄了密,後果將不堪設想。納什壹直是悄悄地在幹,他被這項工作深深地迷住了,並最終迷失在這些無法抵禦的錯覺中。經診斷,他得的是妄想型精神分裂癥。 納什的遭遇讓艾麗西亞嚇壞了,她掙紮在被毀天才愛的重壓下。隨著每壹天都似乎會給他們帶來新的恐怖,這對令人羨慕的伴侶已失去了當初讓人羨慕的份兒。但是艾麗西亞仍然在她愛著的男人身上發現了他的超凡魅力,這也是支撐她對他承諾的源泉所在。受到她那堅貞不渝的愛情和忠誠的感動,納什最終決定與這場被認為是只能好轉、無法治愈的疾病作鬥爭。 謙卑的納什目標很簡單,但要實現這些目標卻是難上加難。處在病魔的重壓之下,他仍然被那令人興奮的數學理論所驅使著,他決心尋找自己的恢復常態的方法。絕對是通過意誌的力量,他才壹如既往地繼續進行著他的工作,並於1994年獲得了諾貝爾獎。與此同時,他在博奕論方面頗具前瞻性的工作成為20世紀最具影響力的理論,而納什也成了壹個不僅擁有美好情感,並具有美麗心靈

兩位卓越的女數學家

第壹位女教授——蘇菲婭?柯瓦列夫斯卡婭

蘇菲婭出生在沙皇俄國立陶宛邊界的壹座貴族莊園裏,他父親是退役的炮兵團團長.她很小就對數學很癡迷,經常對著墻壁上的數學公式和符號,壹看就是好半天,原來,她房間裏的糊墻紙是用高等數學的講義做成的.蘇菲婭14歲時便能夠獨立推導出三角公式,被稱為“新巴斯卡”.隨著時間的流逝,蘇菲婭逐漸長大成人,她對數學的興趣也與日俱增.但那時正處於沙皇時代,婦女是不允許註冊高等學校學習的.而她的父親又壹心想讓她像別的貴族姑娘壹樣,步人社交界,對她想學數學的心願橫加阻攔.於是,蘇菲婭不顧父母的反對,與年輕的古生物學家柯瓦列夫斯基“假結婚”,來到德國的海德爾堡.但在那裏,婦女聽課要有壹個專門的委員會認可才行.經過努力,她被允許旁聽基礎課.在此期間,她勤奮好學,掌握了深奧的數學知識,轟動了整個海德爾堡,成為人們談論的話題.可她只被允許聽了三個學期的課,便不得不離開了那裏.蘇菲婭深造心切,又慕名前往柏林工學院,打算去聽著名數學家維爾斯特拉斯的課.但遺憾的是,柏林的大學不允許婦女聽教授的課,蘇菲婭到處吃閉門羹,最後,只好抱壹線希望登門到維爾斯特拉斯家求教.維爾斯特拉斯(1815—1899)是壹位德高望重的老數學家,他接見了蘇菲婭,並向他提了壹些超橢圓方面的問題,這些問題在當時都很新穎,沒想到這位貌不驚人的女青年,解題技巧嫻熟,思維方法獨特,給老教授留下了深刻的印象.於是,維爾斯特拉斯破例答應蘇菲婭每星期日在家裏給她上課,每周還另抽壹日到她的寓所登門授課.這樣,蘇菲婭在維爾斯特拉斯的悉心指導下學習了4年.她回憶這段經歷時說:“這樣的學習,對我整個數學生涯影響至深,它最終決定了我以後的科學研究方向.” 蘇菲婭得到了維爾斯特拉斯的鼓勵和指點.更加有了攀登科學高峰的勇氣.她經過了4年的刻苦努力.寫出了三篇出色的論文,引起了強烈的反響.這是史無前例的開創性工作.1874年,在維爾斯特拉斯的推薦下,24歲的蘇菲婭榮獲了德國第壹流學府——哥廷根大學博士學位,成為世界上首屈壹指的女數學家. 獲得博士學位的蘇菲婭,懷若壹顆赤子之心回到了祖國,可俄國還是同她出國之前壹樣黑暗.她在祖國無法立足,只好又回到柏林.她根據維爾斯特拉斯的建議,研究光線在晶體中的折線問題.在1883年奧德賽科學大會上,她以出色的研究成果作了報告.可命運偏偏與她作對,當年春天.她丈夫因破產而自殺.聽到這個不幸的消息,肝腸寸斷.她把自己關在房間裏,四天不吃不喝,第五天昏迷過去.不幸的遭遇,並沒有打跨蘇菲婭的鬥誌,第六天蘇醒過後又開始頑強的工作.在瑞典數學家米達?列佛勒的幫助下,經過壹番周折,蘇菲婭才得以擔任斯德哥爾摩大學的講師,但當地報紙公然對她攻擊:“壹個女人當教授是有害和不愉快的現象——甚至,可以說那種人是壹個怪物.”但蘇菲婭無所畏懼,像男人那樣走上了講臺.以生動的講課,贏得了學生的熱愛,擊敗了“男人樣樣勝過女人”的偏見.壹年後,她被正式聘為高等分析教授,後來又兼聘為力學教授.蘇菲婭在瑞典的任期滿了,她壹心想回國任教,可沒能成功,只好在國外繼續任教. 1891年,蘇菲婭患肺炎因誤診導致病情惡化,與世長辭.她為爭取婦女的自由鬥爭做出了艱苦努力,是婦女攀登科學高峰的光輝榜樣.

在逆境中成長的女數學家諾德

1933年1月,希特勒壹上臺,就發布第壹號法令,把猶太人比作“惡魔”,叫囂著要粉碎“惡魔的權利”.不久,哥廷根大學接到命令,要學校辭退所有從事教育工作的純猶太血統的人.在被驅趕的學者中,有壹名婦女叫愛米?諾德(A.E.Noether 1882—1935),她是這所大學的教授,時年5l歲.她主持的講座被迫停止,就連微薄的薪金也被取消.這位學術上很有造詣的女性,面對困境,卻心地坦然,因為她壹生都是在逆境中度過的.諾德生長在猶太籍數學教授的家庭裏,從小就喜歡數學.1903年,21歲的諾德考進哥廷根大學,在那裏,她聽了克萊因、希爾伯特、閩可夫斯基等人的課,與數學解下了不解之緣.她學生時代就發表了幾篇高質量的論文,25歲便成了世界上屈指可數的女數學博士.諾德在微分不等式、環和理想子群等的研究方面做出了傑出的貢獻.但由於當時婦女地位低下,她連講師都評不上,在大數學家希爾伯特的強烈支持下,諾德才由希爾伯特的“私人講師”成為哥廷根大學第壹名女講師.接下來,由於她科研成果顯著,又是在希爾伯特的推薦下,取得了“編外副教授”的資格,雖然她比起很多“教授”更有實力.

諾德熱愛數學教育事業,善於啟發學生思考.她終生未婚,卻有許許多多“孩子”.她與學生交往密切,和藹可親,人們親切地把她周圍的學生稱為“諾德的孩子們”.我國代數學家曾炯之就是諾德“孩子”們中的壹個.在希特勒的淫威下,諾德被迫離開哥廷根大學,去了美國工作.在美國,她同樣受到學生們的尊敬和愛戴,同樣有她的“孩子們”.1934年9月,美國設立了以諾德命名的博士後獎學金.不幸的是,諾德在美國工作不到兩年,便死於外科手術,終年53歲.她的逝世,令很多數學同僚無限悲痛.愛因斯坦在《紐約時報》發表悼文說:“根據現在的權威數學家們的判斷,諾德女士是自婦女受高等教育以來最重要的富於創造性數學天才.”

幾何之父——歐幾裏德

我們現在學習的幾何學,是由古希臘數學家歐幾裏德(公無前330—前275)創立的。他在公元前300年編寫的《幾何原本》,2000多年來都被看作學習幾何的標準課本,所以稱歐幾裏德為幾何之父。歐幾裏德生於雅典,接受了希臘古典數學及各種科學文化,30歲就成了有名的學者。應當時埃及國王的邀請,他客居亞歷山大城,壹邊教學,壹邊從事研究。古希臘的數學研究有著十分悠久的歷史,曾經出過壹些幾何學著作,但都是討論某壹方面的問題,內容不夠系統。歐幾裏德匯集了前人的成果,采用前所未有的獨特編寫方式,先提出定義、公理、公設,然後由簡到繁地證明了壹系列定理,討論了平面圖形和立體圖形,還討論了整數、分數、比例等等,終於完成了《幾何原本》這部巨著。《原本》問世後,它的手抄本流傳了1800多年。1482年印刷發行以後,重版了大約壹千版次,還被譯為世界各主要語種。13世紀時曾傳入中國,不久就失傳了,1607年重新翻譯了前六卷,1857年又翻譯了後九卷。歐幾裏德善於用簡單的方法解決復雜的問題。他在人的身影與高正好相等的時刻,測量了金字塔影的長度,解決了當時無人能解的金字塔高度的大難題。他說:“此時塔影的長度就是金字塔的高度。”歐幾裏德是位溫良敦厚的教育家。歐幾裏得也是壹位治學嚴謹的學者,他反對在做學問時投機取巧和追求名利,反對投機取巧、急功近利的作風。盡管歐幾裏德簡化了他的幾何學,國王(托勒密王)還是不理解,希望找壹條學習幾何的捷徑。歐幾裏德說:“在幾何學裏,大家只能走壹條路,沒有專為國王鋪設的大道。”這句話成為千古傳誦的學習箴言。壹次,他的壹個學生問他,學會幾何學有什麽好處?他幽默地對仆人說:“給他三個錢幣,因為他想從學習中獲取實利。”

20世紀最傑出的數學家之壹的馮?諾依曼.眾所周知,1946年發明的電子計算機,大大促進了科學技術的進步,大大促進了社會生活的進步.鑒於馮?諾依曼在發明電子計算機中所起到關鍵性作用,他被西方人譽為"計算機之父".1911年壹1921年,馮?諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學讀書期間,就嶄露頭角而深受老師的器重.在費克特老師的個別指導下並合作發表了第壹篇數學論文,此時馮?諾依曼還不到18歲.

伽羅華生於離巴黎不遠的壹個小城鎮,父親是學校校長,還當過多年市長。家庭的影響使伽羅華壹向勇往直前,無所畏懼。1823年,12歲的伽羅華離開雙親到巴黎求學,他不滿足呆板的課堂灌輸,自己去找最難的數學原著研究,壹些老師也給他很大幫助。老師們對他的評價是“只宜在數學的尖端領域裏工作”。

阿基米德公元前287年出生在意大利半島南端西西裏島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱"智慧之都"的名城裏,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,並且做了歐幾裏得學生埃拉托塞和卡農的門生,鉆研《幾何原本》。

祖沖之在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑壹周三"做為圓周率,這就是"古率".後來發現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑壹而周三有余",不過究竟余多少,意見不壹.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術",用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內接96邊形, 求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經過刻苦鉆研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.並得出了π分數形式的近似值,取為約率 ,取為密率,其中取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以內最接近π值的分數.祖沖之究竟用什麽方法得出這壹結果,現在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多麽巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數學家獲得同樣結果,已是壹千多年以後的事了.為了紀念祖沖之的傑出貢獻,有些外國數學史家建議把π=叫做"祖率".

塞樂斯生於公元前624年,是古希臘第壹位聞名世界的大數學家。他原是壹位很精明的商人,靠賣橄欖油積累了相當財富後,塞樂斯便專心從事科學研究和旅行。他勤奮好學,同時又不迷信古人,勇於探索,勇於創造,積極思考問題。他的家鄉離埃及不太遠,所以他常去埃及旅行。在那裏,塞樂斯認識了古埃及人在幾千年間積累的豐富數學知識。他遊歷埃及時,曾用壹種巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及國王阿美西斯欽羨不已。