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(ZZ)数学家的故事——另一个世界,很浪漫

始说说波兰的数学家,从Banach(巴拿赫)开始, 最最伟大的波兰数学家。Banach在数学界的登场是一段美丽的传说 : -)) 1916年的一个夏夜,Steinhaus(斯坦豪斯)在一个公园里散步,突然听到了一阵阵的谈话声,更确切的是有几个词让他感到十分的惊 讶,当听到“Lebesgue积分”这个词的时候,他就毫不犹豫的走向了谈话者的长椅,原来是Banach和Nikodym在讨论数学。Steinhuas就这样子发现了Banach,并把他带到了学术界。他说:“Banach是我一生最美的发现。”

 

 

 

波兰学派的人似乎喜欢在咖啡馆里讨论数学,Kuratowski和Steinhaus是有钱人,他们一般在高档的罗马咖啡馆里谈论数学;Banach, Ulam和Mazur穷一些,整天呆在一个苏格兰咖啡馆里,那里的老板挺不错,即使过了营业时间,也不会赶他们。这样子很多年轻的数学家都来到这里,每次有什么重大的发现,就纪录在一个大的笔记本来,并保存在店里,这就是著名的苏格兰手册。当然,老板对他们好的一个原因就是他们每次都可以消耗大量的啤酒,据说有一次聚会长达17小时,其间,Banach不停的饮酒, Ulam说Banach是难以超越的,英文的原文是difficult to overlast and to overdrink Banach。

 

 

 

有一个人叫做Paul Wolfskehl(沃尔夫凯勒),大学读过数学,痴狂的迷恋一个漂亮的女孩子,令他沮丧的是他被无数次被拒绝,感到无所依靠,于是定下了自杀的日子,决定在午夜钟声响起的时候,告别这个世界,再也不理会尘世间的事。Wolfskehl在剩下的日子里依然努力的工作,当然不是数学,而是一些商业的东西,最后一天,他写了遗嘱,并且给他所有的朋友亲戚写了信。由于他的效率比较高的缘故,在午夜之前,他就搞定了所有的事情,剩下的几个小时,他就跑到了图书馆,随便翻起了数学书。很快,被Kummer解释Cauchy等前人做Fermat大定理为什么不行的一篇论文吸引住了。那是一篇伟大的论文,适合要自杀的数学家最后的时刻阅读。Wolfskehl竟然发现了Kummer的一个bug,一直到黎明的时候,他做出了这个证明。他自己狂骄傲不止,于是一切皆成烟云……这样他重新立了遗嘱,把他财产的一大部分设为一个奖,讲给第一个证明Fermat 定理的人10万马克……,这就是Wolfskehl奖的来历。

 

 

1854年,Riemann为了在Gottingen(哥廷根,这是二战之前数学和物理的中心,德国著名的学府)获得一个讲师的席位,发表了他划时代的关于几何学的演说。由于当时听这个演说的人很多是学校里的行政官员,对于数学根本就不懂,Riemann在演说中仅仅只用了一个数学公式。Weber(韦伯)的回忆说,当演说结束后,Gauss(高斯)怀着少见的表情激动地称赞Riemann的想法。如果读读Riemann的讲稿,就会发现那几乎就是哲学,尽管这样子,当时的观众中只有一个人可以理解Riemann,那就是Gauss。而整个数学界,为了完善消化Riemann的这些想法,却花了将近100年的时间。

 

 

 

 

 

Klein(克莱茵)上了年纪之后,在Gottingen的地位几乎就和神一般,大家对之敬畏有加。那里流行一个关于Klein的笑话,说Gottingen有两种数学家,一种数学家做他们自己要做但不是Klein要他们做的事;另一类数学家做Klein要做但不是他们自己要做的事。这样Klein不属于第一类,也不属于第二类,于是Klein不是数学家。 Wiener(维娜)去Gottingen拜访这位老人家,他在门口见到女管家时,问道教授先生在么?女管家训斥道,枢密官先生在家。一个枢密官在德国科学界的地位就相当于一个被封爵的数学家在英国科学界的地位,譬如说Newton。Wiener见到Klein的时候,感觉就像去拜佛,后者高高在上,Wiener的描述是“对他而言时间已经变的不再有任何意义”。

 

 

 

 

一次在Hilbert的讨论班上,一个年轻人报告,其中用了一个很漂亮的定理,Hilbert说:“这真是一个妙不可言(wunderbaschon)的定理呀,是谁发现的?”那个年轻人茫然的站了很久,对Hilbert说:“是你……”。 Gottingen广为流传的一个关于Minkowski的故事,说是他在街上散步,发现一个年轻人正在默默想着某个很重要的问题,于是Minkowski轻轻地拍拍他的肩膀,告诉他“收敛是肯定的”,年轻人感激而笑。

 

 

 

 

还是讲Einstein,不过没有提到很地道的数学家 似乎每一个伟大的人物都以和Einstein交谈过感到无比的光荣。杨振宁提到他当初见Einstein的时候,过于激动,以至于事后根本不知道自己说过什么Einstein又说过什么。Lev Landau,苏联最伟大的 那个物理学家,就说自己当年参加某会议的时候,有幸和Einstein说过几句话,而有某个认识Landau的人说Landau纯属幻想,当时此人和Landau一起,坐在那次开会的大厅的最后几排,连听都听不清,根本不可能谈话。可见Landau对Einstein的景仰程度。 不过另一个版本说Landau在下面指出了爱因斯坦犯了一个错误,Einstein说他不需要听他的演讲了。这是一位英国物理学家后来回忆当时的情景,Je vous remercie, 由于你的存在,更多的光明照在了神州大地。

 

 

 

 

A.Coble是上个世纪美国的院士,做代数几何,一度很有影响。据称,他有无穷多个博士论文的题目:当你证明了一个2维的情况的时候,他叫下一个博士生去证明3维的情况,然后叫下下个博士生去做4维的。后来有个叫Gerald Huff的博士,不但做了5维的情况,而且对一般的n也解决了。这就让Coble的未来的无穷个博士无所事事了。Coble很怒。

 

 

 

 

de Moivre (棣莫佛)21岁的时候,已经靠教数学为生,并且深信自己完全精通了这门学问。一个偶然的机会,他在一个公爵家里做客,刚好Newton送来了自己的《原理》,他信手翻了一下,惊奇的发现,数学竟然是如此精深如此美丽的一门学问。这样,他买下了这本书,尽管为了教学需要四处奔波,他还要撕下书页,以便能够带在口袋里,空闲时进行研究。

 

 

 

Pascal(帕斯卡)据说14岁的时候,就已经出席了法国高级数学家的聚会,18岁发明了一台计算机,是现在计算机的始祖。尽管如此,Pascal成年之后最终致力于神学,他认为上帝对他的安排之中不包含数学,所以完全的放弃了数学。35岁的时候,Pascal牙疼,不得不思考一点数学问题来打发时间,不知不觉间,竟然疼痛全无。于是,Pascal认为这是上天的安排,所以继续开始做数学家。Pascal 这次复出的时间不到一周,但是已经发现旋轮线的最基本的一些性质。尔后,他继续研究神学。 神学也是Newton最终的选择。 :-))

 

Lagrange(拉格朗日)曾经预见了Cauchy的天才,苦心的告诫Cauchy的父亲,一定不要让Cauchy在十七岁之前接触任何数学书籍。

 

 

 

再说Lebegue和Montel, 他们后来工作也是在一起厮混,所以下面的事情经常发生。 一次,Lebesgue打电话(那个时候有电话,大概很富有了)给Montel讨论一个事情,两个人各持己见,吵了一个小时(那个时候的电话怎么收费?)也没有结果;第二天早上,Lebesgue又给Montel打了一个电话,说我开始同意你的说法了,然而Montel说我也同意你的了,于是又开始争吵。

 

 

今天举两个牛人,Siegal(西格尔)是那种很聪明又很努力的,而Kodaira(小平邦彦)自己经常说自己天资不好,但是他从中学开始就是那种做事情一丝不苟全身心投入的人,他回忆自己第一次学习van de Wearden的《代数学》,几乎学不懂,然后就开始抄书,一直到抄懂为止,可见得Feilds奖的人的学习方法也不见得先进,唯手熟尔。 Siegal曾经说过,他可以从早上9点起,研究数学,一直到深夜12点,不吃不喝,最后把一天的食物一并吃掉,弄得胃很不舒服。Siegal被Kodaira称为“非常勤奋”,被Kodaira称为勤奋,可见其勤奋程度是何等的可怕。 Kodaira一天的生活(1949年4月19日): 8:00起床,剃须,穿西服,外出早餐(玉米片,牛奶,咖啡);散步到研究所,大约9:30;9:40--10:40 Siegal的关于三体问题的课; 11:15--12:00 Weyl的讨论班;到食堂吃午饭;坐车去Priceton,1:20--2:20在自己的讨论班上讲论文;回家继续写论文;5:30到街上的餐馆吃饭;回家继续工作到深夜。

“遗憾总是难免的”。很多数学家于垂暮之年回首往事,也总是发出这样那样的感慨,与常人无异。 从Hadamard说起,原来讲过他是个和蔼的老头,数学好的不得了,人也是这个样子,上个世纪初还来过清华讲过课。 每每谈及往事,Hadamard总是很惋惜的说道一辈子有两件事情特别的后悔。 第一个在数学方面,他很早就找到了Jensen公式,由于没有发现很精辟的应用,一直就没有发表,结果Jensen抢先了一步。 第二个是物理方面,关于狭义相对论,他也是很早就有了这样的想法,只不过没有时间深入下去,后来Einstein就发表了。 其实Hadamard最不能忘怀的事情,决不是上面两件,而是关于自己当初考试的。以至于年纪大的时候,仍然耿耿于怀,甚至到俄国和Kolmogorov都提这件事。就是Hadamard做学生的时候,参加数学的会考(相当于数学竞赛吧),得了第二名,第一名后来也是一个数学家,Hadamard对Kolmogorov说:“事实证明后来他做得没有我好,其实他一直没有我好。”

 

Kolmogorov

这是苏联最伟大的数学家之一,也是20世纪最伟大的数学家之一,在实分析,泛函分析,概率论,动力系统等很多领域都有着开创性的贡献,而且培养出了一大批优秀的数学家。特别的用两次的时间来介绍他,因为Kolmogorov不仅作为数学家很传奇,更是有着丰富多彩经历。 Kolmogorov一开始并不是数学系的,据说他17岁左右的时候写了一篇和牛顿力学有关的文章,于是到了Moscow State University去读书。入学的时候,Kolmogorov对历史颇为倾心,一次,他写了一篇很出色的历史学的文章,他的老师看罢,告诉他说在历史学里,要想证实自己的观点需要几个甚至几十个正确证明才行,Kolmogorov就问什么地方需要一个证明就行了,他的老师说是数学,于是Kolmogorov开始了他数学的一生。

 

有一条小路,穿过田野,通向新南盖特,我经常独自一人到那里去看落日,并想到自杀。然而,我终于不曾自杀,因为我想更多的了解数学。 ——B.Russell

 

 

忍不住了,我发一个物理学家的

他是托马斯-杨,

 

 

 

 

 

托马斯·杨(Thomas Young,1773~1829 )英国医生、物理学家,光的波动说的奠基人之一。他不仅在物理学领域领袖群英、名享世界,而且涉猎甚广,光波学、声波学、流体动力学、造船工程、潮汐理论、毛细作用、用摆测量引力、虹的理论……力学、数学、光学、声学、语言学、动物学、埃及学……他对艺术还颇有兴趣,热爱美术,几乎会演奏当时的所有乐器,并且会制造天文器材,还研究了保险经济问题。而且托马斯·杨擅长骑马,并且会耍杂技走钢丝。

 

目录

生平
天才儿童
奇人杨
玩主
主要贡献
作品
荣誉

 

生平

  这是一个将科学和艺术并列研究、对生活充满热望的天才,我们几乎可以这样说:他生命中的每一天都没有虚度。

 

 

  1773年6月13日,托马斯·杨出生于英国萨默塞特郡米尔弗顿一个富裕的贵格会教徒家庭,是10个孩子中的老大,他从小受到良好教育,天才禀赋自幼年起就大张旗鼓地显露开来,是个不折不扣的神童。

 

  杨2岁时学会阅读,对书籍表现出强烈的兴趣;4岁能将英国诗人的佳作和拉丁文诗歌背得滚瓜烂熟;不到6岁已经把圣经从头到尾看过两遍,还学会用拉丁文造句;9岁掌握车工工艺,能自己动手制作一些物理仪器;几年后他学会微积分和制作显微镜与望远镜;14岁之前,他已经掌握10多门语言,包括希腊语、意大利语、法语等等,不仅能够熟练阅读,还能用这些语言做读书笔记;之后,他又把学习扩大到了东方语言——希伯来语、波斯语、阿拉伯语;他不仅阅读了大量的古典书籍,在中学时期,就已经读完了牛顿的《原理》、拉瓦锡的《化学纲要》以及其他一些科学著作,才智超群。杨26岁时,著名的罗塞塔石碑被发现。石碑上刻了三种文字:古埃及象形文、古埃及通俗文字和希腊文。首先阐释这些象形文字的人是法国人商博良,但杨却是把碑文的译文发表成书的第一人。

 

  杨长大后,在职业的选择方面受到了叔父的影响(这位当医生的叔父几年后去世,为杨留下了一笔巨大的遗产,包括房屋、书籍、艺术收藏和1万英镑现款,这笔遗产使他后来在经济上完全独立,能够把他所有的才华都发挥在需要的地方)。

 

 

  19岁时,杨来到伦敦学习医学,和当时所有的欧洲学子一样,他极力打入上流社会,经常拜访政治家伯克、画家雷诺兹以及贵族社会的一些成员。1794年,杨21岁,由于研究了眼睛的调节机理,他成为皇家学会会员。1795年,他来到德国的格丁根大学学习医学,一年后便取得了博士学位。

 

  他对医学的学习一直继续到1797年,当时在剑桥的伊曼纽尔学院,同学们都称他为“奇人杨”,嘲弄之外还是能听出敬畏之音。1799年完成学习的时候,他已经读完了一些著名数学家关于振动弦的著作,并进行了深入钻研,提出了自己的一些理论,不过后来他发现他所提出的理论已经有人提出过。这是杨在理论研究领域初次展露才华。

 

  值得一提的是,尽管父母送他进过不少名校,但杨还是把自学当作最主要的学习手段。大胆质疑权威

 

  杨热爱物理学,在行医之余,他也花了许多时间研究物理。

 

  牛顿曾在其《光学》的论著中提出光是由微粒组成的,在之后的近百年时间,人们对光学的认识几乎停滞不前,直到托马斯·杨的诞生,他成为开启光学真理的一把钥匙,为后来的研究者指明了方向。

 

  杨爱好乐器,几乎能演奏当时的所有乐器,这种才能与他对声振动的深入研究是分不开的。光会不会也和声音一样,是一种波?杨做了著名的杨氏干涉实验,为光的波动说奠定了基础。

 

  这个著名的实验如今已经进入中学物理课本:让通过一个小针孔S0的一束光,再通过两个小针孔S1和S2,变成两束光。这样的两束光来自同一光源,所以它们是相干的,结果表明,在光屏上果然看见了明暗相间的干涉图样;后来,又以狭缝代替针孔,进行了双缝实验,得到了更明亮的干涉条纹。

 

  然而,这个理论在当时并没有受到应有的重视,还被权威们讥为“荒唐”和“不合逻辑”,这个自牛顿以来在物理光学上最重要的研究成果,就这样被缺乏科学讨论气氛的守旧的舆论压制了近20年。

 

  杨并没有向权威低头,而是为此撰写了一篇论文,不过论文无处发表,只好印成小册子,据说发行后“只印出了一本”。杨在论文中勇敢地反击:“尽管我仰慕牛顿的大名,但是我并不因此而认为他是万无一失的。我遗憾地看到,他也会弄错,而他的权威有时甚至可能阻碍科学的进步。”

 

 

  杨在物理光学领域的研究是具有开拓意义的,他第一个测量了7种光的波长,最先建立了三原色原理:指出一切色彩都可以从红、绿、蓝这三种原色中得到。杨对弹性力学也很有研究,后人为了纪念他的贡献,把纵向弹性模量称为杨氏模量

 

  1814年,41岁的时候,杨对象形文字产生了兴趣。拿破仑远征埃及时,发现了刻有两种文字的著名的罗塞达碑,这块碑后来被运到了伦敦。罗塞达碑据说是公元前2世纪埃及为国王祭祀时所竖,上部有14行象形文字,中部有32行世俗体文字,下部有54行古希腊文字。之前已经有人研究过,但并未取得突破性进展。杨解读了中下部的86行字,破译了王室成员13位中的9个人名,根据碑文中鸟和动物的朝向,发现了象形文字符号的读法。

 

  这大约是在1816年前后的事。当时杨对光学研究失去了信心,甚至有人讥讽他为疯子,以致他十分沮丧。他便利用其丰富的语言学知识,转向考古学研究。由于杨的这一成果,诞生了一门研究古埃及文明的新学科。1829年托马斯·杨去世时,人们在他的墓碑上刻上这样的文字——“他最先破译了数千年来无人能解读的古埃及象形文字”。

 

  晚年的杨已经成为举世闻名的学者,为大英百科全书撰写过40多位科学家传记以及无数条目,包罗万象。同时他还为一家重要的保险公司担任过统计检查官,并被任命为《航海天文历》的主持人,做了不少工作以改进实用天文学和航海援助。

 

  除了科学,他还沉浸于艺术,过着多姿多彩的生活:音乐、美术甚至杂技一直滋养着他的生命。他精力旺盛的一生于1829年结束,终年56岁。就在他去世前还在编写一本埃及字典。

 

编本段主要贡献

  杨氏双缝实验

 

  托马斯·杨在物理学上作出的最大贡献是关于光学,特别是光的波动性质的研究。1801年他进行了著名的杨氏双缝实验,证明光以波动形式存在,而不是牛顿所想象的光颗粒(Corpuscles),该实验被评为“物理最美实验”之一。二十世纪初物理学家将杨的双缝实验结果和爱因斯坦的光量子假说结合起来,提出了光的波粒二象性,后来又被德布罗意利用量子力学引申到所有粒子上。

 

  杨氏模量

 

  杨氏模量是材料力学中的名词,用来测量一个物体的弹性。

 

  视觉和颜色

 

  托马斯·杨曾被誉为是生理光学的创始人。他在1793年提出人眼里的晶状体会自动调节以适应所见的物体的远近。他也是第一个研究散光的医生(1801年)。后来,他提出色觉取决于眼睛里的三种不同的神经,分别感觉红色,绿色,和紫色。后来亥姆霍兹对此理论进行了改进。此理论在1959年由实验证明。他提出颜色的理论,即三原色原理,他认为一切色彩都可以从红、绿、蓝三种原色的不同比例混合而成,这一原理,已成为现代颜色理论的基础。

 

  医学

 

  托马斯·杨对血流动力学的贡献包括:在英国皇家医学院所作的报告,题为“心脏和血管的功能”(1808年);《医学文学的介绍》(1813年);《实践鼻科》(1813年);《虚损类病的历史和治疗》(1815年);等等。

 

  语言

 

  托马斯·杨曾对400种语言做了比较,并在1813年提出“印欧语系”。此语系曾在165年前由荷兰语言学家凡·伯克斯和恩第一次提出(1647年)。

 

  埃及象形字

 

  托马斯·杨也是最先尝试翻译埃及象形文的欧洲人之一(另外两人分别是法国人德·萨西和瑞典人阿克布拉德)。
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