打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
勾股定理vs毕达哥拉斯定理 ——论知识的再发现、科学定理的命名之战、斯蒂格勒法则以及其他


勾股定理是不是中国人第一个发现的?为什么好多科学定理都不是以最初的发现者命名的?莱昂纳多·达·芬奇发明了自行车吗?

大概许多人都曾经对这些问题有所疑惑。本文对这些科学史上的疑案做了简单讨论,并在笔者力所能及的范围内尝试解答。欢迎对科学感兴趣的各位一起讨论,如有谬误请不吝赐教。

 

一 到底是谁发现了勾股定理

我们中国人时常称道中国古时候的发明创造有多么古老,比西方领先多少个世纪。例如,在欧洲的封建领主还在用瓦片刮屁股的时候,中国的王公大臣们就已经用上了舒适方便防侧漏的。又例如,在中国人放了几百年鞭炮之后,火药方才经由印度人之后传给阿拉伯人,后者在征服伊比利亚半岛之后将其带到了欧洲。于是大家便洋洋自得地声称中国古时候的科学技术走在世界的前列线上(我多打了一个字么)。

可不是么。勾股定理大约是几何学中最为大家耳熟能详的定理成书于西汉(约公元前一世纪)的《周髀算经》中记载商高与周公的问答,曾提及“句广三,股修四,径隅五”,因而在中国这个定理又被称为商高定理。而在西方,它被称作毕达哥拉斯定理,普罗克勒斯、普鲁塔克与西塞罗等人均将这个定理的发现归功于毕达哥拉斯(图源:维基百科)。

 

商高是什么时候的人?他和孔子梦中时常出现的周公坐而论道,活在大约公元前十世纪左右的西周。而毕达哥拉斯呢?不过是区区公元前六世纪而已。呵呵。

所以勾股定理跟火药一样,又是咱中国人首先发现的喽?非也非也。中王朝时期的古埃及纸莎草上记载了一组勾股数,6、8和10。中王朝是什么时候呢?大约在公元前二十世纪与十八世纪间,搁在中国是在夏朝。夏朝是中国有记载的第一个朝代。埃及中王朝之前还有古王朝,大约在公元前二十七世纪到前二十一世纪间,吉萨金字塔和狮身人面像都是那个时候修建的。那个时候黄帝和炎帝不知道打没打阪泉之战。而在公元前两千年的巴比伦,人们已经发现了众多的勾股数,证明古巴比伦人除了去神庙里与神(ji)女里进行基因交流之外还是干了许多其他事情的。

所以,拥有四千多年的历史以及三百多种证法的勾股定理到底是谁发现的?这个问题就好比问谁第一个发现九九乘法表。我觉得,纠缠于这个问题是没有意义的,原因有三。

其一,在那个洪荒年代,谁首先发明勾股定理,对其他文明并无直接影响。在漫长的时间里,世界各国的劳动人民于生产生活的实践中各自慢慢琢磨出事物运行的普遍客观规律,这其中几乎一定会有相同的发现。像如今这样一篇论文刚发表,世界另一端的人们便痛哭流涕地说“完了三年的细胞白养了Paper被竞争实验室抢发了小红我配不上你你去找老张吧”的情况基本是不会出现的。

其次,哪个文明首先发现勾股定理,并不能证明它就比其他文明要来得优越。最早记录勾股数的古埃及,被希腊、罗马、阿拉伯等更强大的文明反复征服蹂躏,辉煌的古埃及神学系统土崩瓦解消失于历史中,本土产生的象形文字萎缩为只有极少数人说的科普特语,到了近代更是国祚衰弱,被欧洲列国随意掠走文物典籍。除了高耸入云的金字塔和方尖碑,勾股定理为埃及带来了什么呢?埃及在如今的国际政治局势中能起到多大作用呢?

再次,在西方文明主导的科学界,毕达哥拉斯的贡献根深蒂固,埃及也好,巴比伦也好,中国也好,这些文明对毕达哥拉斯定理的发现不过是“Coffee shop knowledge”,茶余饭后的谈资罢了。除了个别钟情于东方文化的人,又有谁会在乎一个古代东方帝国的摄政王和他手下大臣之间的对话呢。

再举两个例子。二项式系数三角形表,北宋的贾宪与南宋的杨辉都提及了这个三角形,厚道的杨辉还引用了贾宪的著作,因此在中国它被称为贾宪三角或杨辉三角。而在欧洲,人们对它的称呼则是帕斯卡三角(图源:维基百科)。

 

贾宪和杨辉分别比帕斯卡早了六百年和四百年,但这并不能证明贾杨二人与帕斯卡孰优孰劣。抛开帕斯卡在概率论、流体力学和哲学上的贡献统统不说,单举出他的一项发明就能让他在科学史上称王称霸了,那就是这哥们在十九岁时设计了世界上第一台计—算—器。

再如圆体积计算公式。在欧洲,此公式一般认为是意呆利(我又打错了么)数学家卡瓦列里于十七世纪得到,因此称为卡瓦列里公式。然而,祖冲之祖暅父子曾经以牟合方盖的方法得到同一公式,他俩可是南朝也就是公元五世纪左右的人物。尽管祖氏父子在中国科学史上名垂千史,密率约率更是完爆西方数学家对于圆周率的估计。但是苦于中国在现代科学兴起时打酱油去了,祖氏父子对于科学的贡献就这样留在了历史书中而不是数学教材里。翻开任何一本现代数学教科书,满满的全是拉丁希腊字母。而卡瓦列里可就不是一般人了,他可是被视作微积分学的先驱。

回到我们的勾股定理。中国在商周时期便发现了勾股定理,老祖宗非常勤劳智慧,很好。但硬要说因为商高比毕达哥拉斯早了六百年,所以中国便比西方文明优越,这未免太过牵强,太过狭隘,太过傲慢。要按时间排,中国也不算得第一,古埃及、古巴比伦都排在中国前面。

所以我的观点是,既然几个文明各自独立发现了这个定理,这笔旧账不如算在大家一起头上,就别再争什么你先我先了。牢记历史固然重要,但一味沉湎于古代几个发明创造的归属问题,无视科学技术在中国长久被斥为奇技淫巧的历史以及当下中国科技创新成果稀少的现状,终归不是解决问题的办法。

二 知识的再发现

实际上翻翻科学技术史,不同时间和空间的人们发现相同的科学规律,发明相同的工具装置,这种知识再发现的情形不胜枚举。

方才举的都是数学定理的例子,下面来两个发明创造的。日晷大家熟悉吧,作为一种利用太阳的原始计时工具,在钟表发明以前可是相当流行,世界各地都有。例如笔者见过的两个日晷,左边的位于北京的清华园,右边位于西班牙的塔拉戈纳,二者形制略同,微有相异,一个刻的是天干,另一个刻的是罗马数字。

 

而另外一个例子可能就要让大家吐血了。文艺复兴时期的佛罗伦萨,出了一个名为莱昂纳多的人。此人爱画鸡蛋,爱解剖尸体,更爱在纸上涂涂抹抹发明些小玩意。他的发明除了Ezio使用的袖箭(什么你说这是杜撰的?)外,有如下这么一件东西。

 

这件物品的手稿大约完成于1493年,乃是莱昂纳多的学生卡普洛蒂所画。1766年,它在整理莱昂纳多手稿时被发现钉在两页纸之间。除了不能转弯不能带妹子,我看不出这玩意儿有啥缺点。

因为莱昂纳多先生并没有将他的发明公之于众,自行车与大家见面的时间晚了三百多年。直到1817年,德国人德莱斯才得意洋洋地宣称他发明了一个卓越的“奔跑机器”。但事实证明,莱昂纳多的智慧乃是寻常人物无法超越的,证据嘛,就在德莱斯的自行车设计图里。

 

这尼玛是什么东西!!链条哪里去了!脚蹬哪里去了!就算没有刹车你好歹给我留个座垫吧!!还有那位大哥你面带红晕是怎么回事??你的姿势需要这么销魂么??需要么???

至于这车的骑法,是的,你没有看错,就是伸着两条腿在地上爬啊爬,常见于熊孩子骑车以及链条断掉的时候。这种原始自行车在大家发现它看起来傻逼、难以制动而且毁靴子之后很快就不再流行了。

此后的几十年间大家一直尝试改进自行车的设计,但在相当长的一段时间里自行车都没有链条,即便不再是爬啊爬的,脚蹬子还是直接装在轮上。自行车的样式甚至一度走火入魔。以十九世纪六十年代于法国兴起的Penny-farthing为例。

 

你那前轮敢再大一点么??上个车跟爬山似的有意思么??这么高摔下来会死的知不知道???

莱昂纳多先生一生放荡不羁爱自由,一张维特鲁威人惊世骇俗,掀起了轰轰烈烈的文艺复兴浪潮。他的神思之机巧,涉猎之广泛,不得不令人啧啧称奇,有人评价他的发明超越了当时的科技几个世纪。如若不信,请看他的另一项发明。

 

这玩意儿乃是个上发条后便可自己前行的机械小车。我第一眼看到它时立刻想起了另外一件东西。

话说我们大家喜爱的诸葛孔明先生在北伐时为了解决后勤问题,同他不知是女神还是女屌的老婆黄月英一道创制了木牛流马这种神奇的玩意儿:“木牛者,方腹曲头,一脚四足……曲者为牛头,双者为牛脚,横者为牛领,转者为丰足,覆者为牛背,方者为牛腹,垂者为牛舌,曲者为牛助,刻者为牛齿,立者为牛角,细者为牛鞅,摄者为牛鞭轴。牛仰双辕,人行六尺,牛行四步。载一岁粮,日行二十里,而人不大劳。”关于它具体如何工作,众说纷纭,莫衷一是,但大体上以齿轮组、曲柄连杆等传动,带有若干轮子及四个木腿儿,外加一个动物脑袋,乃是一个方便快捷的原始机械车辆。(图源:blog.1688.com)

 

好吧我承认我眼拙可是木牛流马那段解释配上达芬奇小车也丝毫没有违和感好吗!!小车穿个马甲完全可以混迹在一群木牛流马中间好吗??

两人相似的发明并非只此而已。据传,莱昂纳多还提出了一种构想,那就是利用一块布料做成一个开口容器,下面点一把火,利用布料兜住的热空气产生升力从而实现飞行。众所周知,这种东西在中国一般被称为孔明灯

莱昂纳多先生,你确定没有一面偷偷吃着马可波罗先生带回去的面条一面偷偷读着马可波罗先生带回去的《诸葛亮集》吗?

不知发明热气球的孟格飞兄弟看到这两人的发明会作何感想。

诸葛先生在中国历史上可是一个神话般的存在,位极人臣,上窥天道,除了政治与军事外还经常搞些发明创造,其知识广博,乃至在三国杀中需要三张将牌才能勉强概括他的技能。

  

但其实诸葛亮这样的牛逼人物,在中国历史上竟然也不是头一遭。早在战国时代,人称墨子的墨翟便已然达成了“不会打仗的政客不是好科学家”这项成就。除开兼爱非攻尚贤尚同的核心思想,墨家在自然科学以及逻辑学上都有深厚造诣,可算是中国诸多哲学流派中的奇葩。且看墨家对圆的定义:圆,一中同长也。多么微言大义!比“平面上到定点的距离等于定长的点的集合”好背多了好吧!

墨子曾经试图发明飞行器具。《韩非子·外储说左上》曾记载“墨子为木鸢,三年而成,蜚一日而败。”而他的老对手公输班也曾经造出过类似器具,《墨子·鲁问》中说“公输子削竹木以为鹊,成而飞之,三日不下。”可惜曾与儒道并称的墨家却在汉代以后因不能适应社会变革而销声匿迹,其地位被外来的佛教也就是释家取而代之,如今已经没有多少人还知晓墨家学说的精要了。

说道墨子造飞机,大约大家会觉得这实在是一项不可能的任务。即便成功,也是像朗朗那样不可复制的。但即便如此复杂的工程,在莱昂纳多看来,依然可以轻松拿下。老头子笑而不语,默默拿出了这一件发明。

 

果然伟大的头脑总是有相似的思维,要不然就是马可波罗不仅带回去了《诸葛亮集》,还带回去了《韩非子》和《墨子》。

这么一看来,似乎大家都在干别人干过的事,发明着你的发明,创造着你的创造,悲伤着你的悲伤,幸福着你的幸福。

为什么总是出现这样的情况呢?我认为主要有两个原因,即知识的保存,和知识的扩散。在信息记录及传播手段相当原始的古代,这两点都是相当困难的。

先说知识的保存。在纸出现以前,各个文明都采用了千奇百怪的材料作为知识载体。古埃及人用莎草纸,这玩意儿还算比较轻,但最大的缺点是一遇潮湿极易腐坏,一屋子的典籍,弄不好一个月便全长了霉。造纸术传入欧洲前,欧洲人用羊皮纸。羊皮纸倒算是一种相当好的载体,除了特别贵以外。因此只有贵族及僧侣才能用得起,平民百姓要想著书立说根本无从下笔。况且这玩儿意准备起来超慢,总不能想写点啥还得去买头羊吧。咱中国人用竹简,倒是很有气势,也很典雅。但关键是,竹简实在是太他妈沉了,而且信息密度太低,书稍微多一点就运不了了,为此我们还专门造了个成语,叫汗牛充栋。至于在美索不达米亚的苏美尔人,用的是泥板……我在想在古代苏美尔是不是大家都不敢和学者们吵架,不然急红了眼,直接抄起一本日历一抡……果然知识就是力量。

多亏了蔡公公,世界人民得以拥有一种轻便廉价的知识载体。但光有纸是不行的。在印刷术出现之前,你要复制一本书,方法只有一个,那就是找人帮你抄一遍。你要看《老子》,不就五千字么,好我帮你抄一遍。你要读《诗经》,诗三百大约三万字,好我帮你抄一遍。你要看《史记》,五十多万字,但考虑到你给我的银子……咬咬牙也就过去了,好……我帮你抄一遍。你要看《冰与火之歌》……对不起,你丫还是看电视剧吧,老子他妈不干了!

再说知识的扩散。一项技术的记载、应用以及推广通常要持续几个世纪的时间。用物理中的扩散来解释,就是扩散率很小,导致时间过了很久,却并未离开原地多远。在马可波罗所处的十三世纪,从欧洲到达中国需要四年的时间。四年啥概念?四年我他妈大学都毕业了,博士都念了一多半了!天朝皇上要给罗马教皇写封信,信寄到教廷,教皇已经去见上帝了。新任教皇回了封信,寄回中国,得,改朝换代了。拿火药说,初唐孙思邈曾经记载火药的配方,中晚唐的时候火药常于道教丹鼎派的记载,所以火药的发明应不晚于七、八世纪。而火药传到欧洲,学术界普遍认为是在十三世纪中后叶,也就是说,至少是在五百年以后了。

所以在那个年代,许多知识被发现,未及记载成书便被遗忘,即便是保存下来,也很难传播开来。在这样的情形下,一项知识、一个发明在另一个时空被重新发现、重新发明,似乎也并非什么稀奇之事。

三 首创者之争

到了近代,现代科学兴起的时候,知识的记载与扩散都已不是什么大问题,整个世界也已开始联通为一个整体。这个时候正值科学的草创时期,人类雄心勃勃地踏向一个又一个未知领域,许多学科的原则都在逐步地确立,真理与谬误激烈地交锋,整个科学界处于动荡前行的年代。所谓乱世出英雄,在那个时期,许多不世出的天才狭路相逢,闪光的智慧交相辉映。

这个时代,大家都前赴后继地奔往科研第一线,试图青史留名。但由于牛人们实在是太多,出现了许多几名科学家同时发现同一个知识的情形。科学家们素来心高气傲,把首创某项知识的荣誉奉为至宝。谁要是头一个发现了某个重要的定律便可流芳千古,而第二名哪怕慢上毫厘,也只落得个拾人牙慧的下场。于是乎,大家便为了知识技术的首创争得头破血流,人身攻击、拉帮结伙、找人代骂,无所不用。

最著名的例子要数牛顿莱布尼茨的微积分首创人之战。这个故事大约很多人已经熟悉,我就简要叙述一下。

 

先说说牛顿这边。在1687年发表《自然哲学的数学原理》之前,牛顿已经将微积分的基本法则掌握得非常透彻,包括高阶导、链式法则、级数等等,并且运用它们来解决天体物理、曲线旋转体体积等实际问题。可惜,当时无穷小的概念还被视作旁门左道,便好似葵花宝典一般,谁要是沾上一些,那便要名誉扫地了。大家知道,牛顿好面子,素来对自己的名声倍加珍惜。为了避免名誉受损,他在《原理》中只字不提他使用过微积分方法,而以传统几何学的面目示人。这就好比你练的是魔教的内功,使出的却是少林的招式,为的是掩人耳目,混淆视听。殊不知,牛顿费劲心血将自己的研究成果改头换面,却让莱布尼茨拔了微积分的头筹。

莱布尼茨早于1675年便已完成微积分体系的构建工作,但迟至于1684及1686两年才分别发布了关于微分以及积分的结果。但莱布尼茨一出手便不同凡响,他以严谨的数学论证将整个微积分学融会贯通,树立起一座地基坚实、架构宏伟的微积分学大厦。

其实莱布尼茨和牛顿本来也算相互敬重的,至少面子上还是互捧一下。莱氏曾说牛顿完成了到他为止所有数学研究的一半,而牛顿也称莱氏为“最杰出的几何学家”。但1699年,有人出面指责莱布尼茨剽窃牛顿在微积分上的成果。一说此人为瑞士人尼古拉·法蒂奥·丢勒,这么做是为了拍英国人的马屁,也有人怀疑丢勒与牛顿其实是好基友。不过他与牛顿于1693年交恶,估计再为牛顿出头的可能性不大。莱布尼茨当然一听便是火冒三丈,对Fatio他大加驳斥。由于莱布尼茨本人也是英国皇家学会一员,且他本人名声在外,Fatio当然不是他的对手,被当做跳梁小丑给忽略了。此后此事暂时平息了一段时间。但在1708年,Keill又发起了对莱布尼茨的新一轮攻击。这次莱布尼茨可处于相当不利的境地,他在英国唯一的朋友Wallis于1703年死掉了,可说是孤立无援。这时候英国皇家协会出手了,表示要调查此事。既然是英国的皇家协会,自然是向着英国人牛顿。更何况,牛顿于1703到1727年担任协会会长,皇家学会提出调查的动机,自然不难猜测。对莱布尼茨来说,他根本就是在打一场不可能赢的战争。不出意外,1713年皇家学会经过一年的调查,发布了调查结果,宣称牛顿乃是缔造微积分的第一人,而莱布尼茨则是剽窃了牛顿的结果,证据便是莱布尼茨写给牛顿的信中提及二人会面时,牛顿曾对莱氏有所启发。当然莱布尼茨也绝非省油的灯,况且此事乃是关于名誉的死生大事,当然不会坐以待毙。此后两人便一直争吵不休,在整个欧洲闹得沸沸扬扬,给当事人双方的荣誉都抹上了污点,可谓两败俱伤。这场战斗一直持续到1716年莱布尼茨被气死。

当然,后来的证据显示,虽然牛顿与莱布尼茨互相都有启发,但两个人方法迥异,确确实实是独立得到相同的研究结果。论实力,牛顿与莱布尼茨各有千秋。牛顿是从物理学中的应用入手,着重于应用微积分解决大量实际问题,其武功博杂,招式繁多,可说以外功见长。而莱布尼茨则以严密的风格著称,可以说是内功修为深厚。

莱布尼茨非常注重符号对于微积分学的重要性,因此花了许多时间来创造一套便于书写与理解的符号系统。我们今天使用的表示微分的d以及表示积分的拉长的s都出自莱布尼茨之手。

而牛顿所采用的头上加点的方式,今天仍见于函数对时间求导的表达之中

 

牛顿与莱布尼茨两人都是属于一代宗师,巨匠级别的人物自然有很多八卦。牛顿对敌人秋风扫落叶的穷追猛打早已为世人熟知,那句著名的、被当做他谦虚品质体现的“哥牛逼是因为哥站在巨人肩上”,其实是在狂喷可怜的胡克身材矮小。不得不说牛顿实在是个高端黑,连黑别人的话也能当做名言收入小学课本。胡克其实也是一个大牛,在光学、机械学等方面都颇有建树,甚至,还发明了“细胞”这个词……是的,你没有看错,蜥蜴细,波凹胞,细胞。但在牛顿的恶整下,胡克在相当一段时间内都抬不起头,直到后人重新研究他的工作时才获得更多承认。

 

而牛顿在担任皇家铸币厂厂长时,与私铸假币的犯罪分子展开了孜孜不倦的斗争,最有名的例子算是搞垮威廉·查罗纳。此人聪明绝顶,胆大包天,借造假钱大发横财,混入上流社会,最后竟意欲借改良铸造方法之名攫取铸币厂总监的位置,以便名正言顺地从事造假之事。他通常忽悠那些比他笨的人一同造假,然后告发他们,以此来换取打假斗士的名声。且查罗纳后台颇硬,乃至牛顿第一次告他,竟然没有告倒。但牛顿怎可轻易放过敌人,为了搬倒查罗纳,干脆微服私访,亲自到酒馆里寻求证据。终于在1699年,手握如山铁证的牛顿将大骗子查罗纳送上了绞刑架。

不知为何,牛顿终身未婚。据他临死之前宣称,他始终保持处男之身。所以牛顿如此牛逼,大概也许是因为像张三丰那样元阳未泄……

而莱布尼茨,不只是个洞察力与思考力凌驾众人之上的哲学巨擘,同时也深谙营销学,是个不折不扣的推销员。在与王公大臣、夫人千金谈笑风生时,他知道这帮人根本无法理解他那深邃的哲学体系,于是拿出的仅仅是哗众取宠的皮毛《莱布尼茨哲学·表》,根本没有触及他哲学体系的核心。而在夜深人静时,这个男子却在独自进行与神的沟通,构筑着惊世骇俗的《莱布尼茨哲学·里》。莱布尼茨还是最早研究二进制的人,并且对于中国哲学有着浓厚的兴趣。因此,当他看到周易中的两仪与八卦与二进制系统如此吻合之时更是欣喜若狂。同笛卡尔一样,莱布尼茨也发明了一个机械计算机,同时还思考过图灵机的雏形。有种理论说莱布尼茨是从中国的阴阳论得到启发,从而发明了二进制,进而催生了后世的计算机理论。我觉得,这和考证出李白是韩国人一个意思。

四 斯蒂格勒法则

牛顿与莱布尼茨此役算是战了个平手,因此平分了首先创立微积分的荣誉,二人黄泉下总算可以相逢一笑竖中指。然而,更多的时候,一个定理的首创人可能就没这么幸运了。相信大家总是隐隐约约有种印象,那就是没有一个科学发现是以其本来的发现者命名的。这个现象由芝加哥大学统计学教授斯蒂格勒在1980年的一篇文章中总结为“斯蒂格勒法则”。

比如,我们常用的阿拉伯数字,其实是由印度人发明的。比如,被称为欧拉常数的自然对数的底e,其实是由雅各布·伯努利发现的。比如,1889年由瑞典人阿累尼乌斯提出的描述化学反应速率与温度关系的阿累尼乌斯方程,其实首先是由荷兰人范特霍夫与1884年总结而出。比如,1938年由物理学家本福特提出,描述自然生成的数据中1到9各数字的频率分布,常被用来检测数据是否人造的本福特定律,其实首先是由数学家西蒙·纽康于1881年提出。比如,被誉为经典力学的基石的牛顿三大定律,其实只有第三个是由牛顿原创的,前面两条已经由伽利略胡克惠更斯等人分别提出过(不难理解为啥牛顿要把胡克往死里整)。比如,上世纪末兴起的复杂网络理论中,解释因特网拓扑结构服从幂律分布的巴拉巴西—阿尔伯特模型,其实已经由乔治·儒勒赫伯特·西蒙(司马贺,中科院外籍院士)以及德瑞克·德索拉·普莱斯发现了好几遍。

敬业的斯蒂格勒教授为了使自己的说法更具信服力,特意指出,斯蒂格勒法则其实是由社会学家罗伯特·莫顿提出的。

有意思不?你要是觉得不过瘾,下面这个例子大概可以满足你。

高斯分布大家一定很熟悉,它又叫正太分布,因为高斯还是个正太的时候,就能够用等差数列求和公式计算从一加到一百……

咳咳……高斯分布大家一定很熟悉,它又叫正态分布,并不是由高斯首先发现的,当然更不是由正太首先发现的。早在1738年,棣莫弗便发表了二项式分布在特殊情况下趋近于正态分布的结果,但却并未引起世人注意。拉普拉斯1778年发表了误差的频率与其平方的指数呈正比的结论,1782年又计算了正态分布的归一化常数,1810年又发表了中心极限定理的最原始版本,现在被称为棣莫弗—拉普拉斯定理。高斯本人则是于1809年发表了最小二乘法,最大似然估计,以及正态分布,并且严格证明了误差服从正态分布,但他宣称自己早在1795年就发现了这些结果。

由于高斯对于正态分布的杰出贡献,后来大家普遍将其称为高斯分布,正态分布这个名字则是后来的科学家对它的称谓。但法国人可不买德国人高斯的帐,把拉普拉斯放在高斯前面,称它为拉普拉斯-高斯分布,或者干脆就叫拉普拉斯分布。但需要指出的是,通常拉普拉斯分布指的是另一个概率分布,又叫双指数分布,是拉普拉斯于1774年发表的误差的概率分布。

棣莫弗最著名的发现要数打通三角函数与复数两大武功的棣莫弗定理,此外还发表了多项式分布。他本人一生穷困,倒是和牛顿是好朋友,还被请去仲裁牛顿与莱布尼茨的微积分首创之战。

但除了棣莫弗、拉普拉斯与高斯三人,正态分布的历史其实还牵扯到了许多其他人。例如勒让德1804年独立发表了最小二乘法。更令人惊讶的是,其实美国数学家Robert Adrain与高斯在同一时间得到了正态分布的结论,同样未被世人知晓,直到1871年另一个美国人,气象学家Abbe发现了他的结果。

有一句话非常能够概括斯蒂格勒法则描述的情况:“长江后浪推前浪,前浪死在沙滩上。”我们也可以称之为“后来居上”。

不过鬼谷子说忤合相生,犹达大师说原力有光明与黑暗两面,既然有符合斯蒂格勒法则的例子,当然也有违反斯蒂格勒的情形。有些情况下,后发现科学定理的人知晓了前人相同的工作,并且很厚道地承认了前人的贡献,那么这个定理还是以最初的发现者命名。我们不妨把这种情况称为“物归原主”。

方才提到的发现二项式系数表的杨辉,便在《详解九章算术》中提到贾宪已经得到了这个结果,因此杨辉三角也称贾宪三角。

但大家更熟悉的例子可能要数揭示物种遗传规律的孟德尔定律。孟德尔生于奥地利,本来是个神父,但曾在维也纳大学学习数理化生知识,毕业会修道院后便爱捣鼓些花花草草的。他一共进行了八年实验,1865年公布了他的研究成果,并于1866年发表。在他的论文中便已经阐述了遗传学的核心思想,包括遗传因子、分离定律、自由组合定律等。可惜,孟德尔的工作在他在世时并未引起世人重视。孟德尔曾将他的结果告诉植物学家冯·内格里,但内格里非但没有意识到孟德尔的发现将会革新人们对生命本质的看法,反而劝阻他作进一步的研究。孟德尔本人于1884年逝世,但乐观的他却一直相信他的发现终将得到世人承认。下面的图示来自于维基百科,我也不知道为什么非要选那两个字母来表示基因……

 

事实证明苦心孤诣的孟德尔是正确的。时过境迁,到了1900年,荷兰的雨果·德·弗里斯、德国的卡尔·柯伦斯以及奥地利的埃里希·冯·契马克竟然同时宣称发现了遗传定律。其中只有柯伦斯算是比较靠谱的,想到了查文献。这一查便查出了孟德尔早在35年前便已经发布了相同的结果,于是柯伦斯便将遗传定理命名为孟德尔定律,总算是完璧归赵。有意思的是柯伦斯其实是内格里的学生,老师未能承认的结果却被学生加以发扬。而德·弗里斯首次发表工作时却隐瞒了他曾经借鉴孟德尔的事实,直到被柯伦斯骂了以后方才承认。

再来一个例子。贝叶斯定理乃是统计学中一个极为重要的定理,且支撑着统计学一个重要学派即贝叶斯学派的所有理论。你可以将其视为这一派的心法秘籍,所有贝叶斯学派的内功修行,都是从贝叶斯定理开始的。然而在托马斯·贝叶斯于1761年去世之前,他的工作都没有为世人所熟知。而拉普拉斯在1774年独立得到了相同的结果,不过这次他就没有像正态分布那次幸运了,贝叶斯定理最终没有被冠以拉普拉斯定理的名头。


前面提到的卡瓦列里计算圆体积公式所用的不可分元法,后来由法国人罗伯瓦单独得到,并宣称是自己原创。

除开“后来居上”“物归原主”两种情况,还有第三种情形,那就是几个发现者谁也没有胜过其他人,于是最后便共享荣誉了。我们不妨把这种情形叫做“平分秋色”。

牛顿与莱布尼茨共享微积分首创人可算是最佳的例子。在知识传播异常迅捷的当代,独立研究得到相同结果的科学家往往能够一起得到承认。现今许多诺贝尔奖便时常同时颁发给数个科学家。例如,2010年的化学奖办法给理查德·赫克、根岸英一与铃木章,以表彰“有机合成中的钯催化交叉偶联反应”,但三人其实是各自进行的研究工作。

流体力学上著名的纳维—斯托克斯方程,可能稍微复杂一些。实际上除了纳维与斯托克斯,柯西泊松同样对其作出了重要贡献,但方程仅以前二人的名字命名。


小结

在信息技术空前发达的今日,知识的记录与传播几乎都能在眨眼间完成。前一秒美国一篇论文发表,下一刻中国和欧洲的科研人员便能够阅读。无从知晓前人发现的时代早已过去,世界如今是一个整体。任何一个科学工作者开始一项研究项目前,都免不了要进行彻彻底底的文献调查,把数据库翻个底朝天,一旦有了任何结果,便会在第一时间将其发表。

总的来说,知识被发现、被遗忘、再被重新发现的情形几乎已经不太可能发生,而科学工作的归属也越来越明确。本文所探讨的许多情况,相信也会越来越少出现。

啰哩啰嗦说了这么一大堆,希望把一开始提出的问题作了初步的解答。当然,本人并非科学史专业(是的有这个专业),在写作过程中也查阅了不少资料,错误在所难免,这里请大家海涵,也欢迎讨论。

 

曽笑寒

2013.8.6 20:22pm

 

PS:既然本文着重探讨归属问题,各位若是转载此贴,请注明出处:)

最后,按照惯例给自己打个广告:

论《哈利波特》中汹涌澎湃的政治斗争

解读《冰与火之歌》中的社交网络

欢迎大家加我新浪微博  寒笑风声-LordCL

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
古往今来,数学最好的国家是哪一个?为什么?
千呼万唤始出来,高中数学《微积分基本定理--牛顿莱布尼茨公式》
有史以来最杰出的26位数学家(及其主要成就),人类文明的推动者
20位创造历史的数学家
数学大神排行榜及代表性人物细说
欧拉那么牛,为什么不算三大数学家
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服