? 婷婷精品国产亚洲av在线观看 ,香蕉久久夜色精品国产

亚洲 a v无 码免 费 成 人 a v,性欧美videofree高清精品,新国产三级在线观看播放,少妇人妻偷人精品一区二区,天干天干天啪啪夜爽爽av

法國的數(shù)學(xué)為何這么厲害?背后可歸結(jié)于三個(gè)因素

2021/05/02
導(dǎo)讀
法國在幾百年的數(shù)學(xué)歷史中,始終保持著旺盛的生命力。

燦若星河的法國數(shù)學(xué)界,圖片來自pixnet.net


法國的數(shù)學(xué)到底多厲害?


法國數(shù)學(xué)被認(rèn)為是最嚴(yán)謹(jǐn)、水平最高的學(xué)科。它的數(shù)學(xué)水平到底高到什么程度呢?


來看一下菲爾茲獎(jiǎng)。它號(hào)稱數(shù)學(xué)界的諾貝爾獎(jiǎng),是數(shù)學(xué)界的學(xué)術(shù)最高獎(jiǎng)項(xiàng),甚至于比諾貝爾獎(jiǎng)更珍貴。原因是菲爾茲獎(jiǎng)每四年頒發(fā)一次,每次2-4個(gè)名額,其珍稀度等同于世界杯及奧運(yùn)會(huì)。


雖然拿NBA總冠軍十分難,但起碼每年都有。若考慮到職業(yè)生涯長度,四年一次的大獎(jiǎng),可能很多數(shù)學(xué)家一輩子都沒幾次機(jī)會(huì)能夠參與評(píng)獎(jiǎng)。菲爾茲獎(jiǎng)設(shè)置規(guī)定,只頒發(fā)給40周歲以下的“青年數(shù)學(xué)家”,夸張地說,簡直是為數(shù)學(xué)天才量身定做的。


值得一提的是,法國數(shù)學(xué)家已經(jīng)連續(xù)獲得菲爾茲獎(jiǎng)超過20年。菲爾茲獎(jiǎng)得主最多的大學(xué)分別為:哈佛大學(xué)(18位),巴黎大學(xué)(16位),巴黎高等師范學(xué)院(15位),普林斯頓大學(xué)(14位)。需要提醒的是,美國大學(xué)里面的科學(xué)家并非是美國人,而法國大學(xué)里得獎(jiǎng)的幾乎都是法國人。


巴黎是世界上數(shù)學(xué)家最集中的地方,比如聞名遐邇的數(shù)學(xué)大師韋達(dá)、梅森、笛卡爾、費(fèi)馬、帕斯卡、達(dá)朗貝爾、拉格朗日、泊松、傅里葉、拉普拉斯、柯西等等。歷史上很多著名的法國數(shù)學(xué)家,在微積分領(lǐng)域,法國數(shù)學(xué)家的數(shù)量就占去了幾乎1/3。


法國人對(duì)于數(shù)學(xué)界的貢獻(xiàn)不可謂不大,從初中數(shù)學(xué)的韋達(dá)定理,到高等數(shù)學(xué)的代表人物拉格朗日,甚至于近代數(shù)學(xué)大師龐加萊,法國在幾百年的數(shù)學(xué)歷史中,始終保持著旺盛的生命力。


法國數(shù)學(xué)大師有笛卡爾,韋達(dá),帕斯卡,費(fèi)馬,拉格朗日,拉普拉斯,達(dá)朗貝爾,勒讓德,蒙日,彭賽列,柯西,傅里葉,龐加萊,伽羅華,格羅藤迪克等等。而這些令無數(shù)大學(xué)生“聞風(fēng)喪膽”的數(shù)學(xué)家,幾乎都誕生在17至20世紀(jì)的法國。


據(jù)統(tǒng)計(jì),法國是世界上獲得菲爾茲(Fields)獎(jiǎng)人數(shù)最多的第二大國,僅次于美國。如果從人口比例來算,法國絕對(duì)是世界第一。


法國的數(shù)學(xué)巔峰是:19世紀(jì)的法國數(shù)學(xué)界四大“天王”——柯西、傅里葉、伽羅華、龐加萊。


有意思的是,2018年1月份,法國總統(tǒng)馬克龍?jiān)L華,其中團(tuán)隊(duì)里就有一位法國著名的數(shù)學(xué)家——塞德里克·維拉尼。他被認(rèn)為是偏微分方程頂尖數(shù)學(xué)家,36歲就獲得了菲爾茲大獎(jiǎng),人稱“數(shù)學(xué)界的Lady Gaga”。



下面分別介紹一下法國的四大天王數(shù)學(xué)家:


01
法國四大天王數(shù)學(xué)家

01
多產(chǎn)數(shù)學(xué)家——柯西


柯西(Cauchy, 1789—1857)是法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家。著名的復(fù)變函數(shù)的微積分理論就是由他創(chuàng)立的。柯西在代數(shù)、理論物理、光學(xué)、彈性理論方面,具有十分突出的貢獻(xiàn)。


柯西數(shù)學(xué)成就不僅輝煌,且數(shù)量驚人。柯西全集有27卷,論著有800多篇,他在數(shù)學(xué)史上是僅次于歐拉的多產(chǎn)數(shù)學(xué)家。并且他的名字與許多定理、準(zhǔn)則一起被銘記在當(dāng)今許多教材中。


柯西,圖片來自famous-mathematicians.com


柯西在純數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)方面的功力十分深厚,特別是在數(shù)學(xué)寫作上。他一生一共著作了789篇論文和幾本書,其中有些是經(jīng)典之作。據(jù)說,法國科學(xué)院“會(huì)刊”創(chuàng)刊之時(shí),由于柯西的作品實(shí)在太多,使得法國科學(xué)院要承擔(dān)很大的印刷費(fèi)用,超出了科學(xué)院的預(yù)算。因此,科學(xué)院規(guī)定論文最長只能有4頁,柯西較長的論文只能投稿到其它地方。


柯西少年時(shí),父親常帶領(lǐng)他到法國參議院內(nèi)的辦公室,并在那里指導(dǎo)他學(xué)習(xí),柯西因此有機(jī)會(huì)遇到參議員拉普拉斯和拉格朗日兩位大數(shù)學(xué)家。他們對(duì)柯西的才能十分賞識(shí),拉格朗日認(rèn)為他將來必定會(huì)成為大數(shù)學(xué)家。


柯西在學(xué)生時(shí)代,有個(gè)綽號(hào)叫苦瓜,因?yàn)樗匠O褚活w苦瓜一樣,安靜的不說話,即使說了什么,也很簡短,令人摸不著頭緒,因此,和這種人溝通,被認(rèn)為是很痛苦的??挛鞯纳磉厸]有朋友,只有一群妒嫉他聰明的人。


02
傳熱理論數(shù)學(xué)大師——傅里葉


讓·巴普蒂斯·約瑟夫·傅立葉(Jean Baptiste Joseph Fourier,1768 –1830),法國舉世聞名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家,1817年當(dāng)選為科學(xué)院院士,1822年任該院終身秘書,后又任法蘭西學(xué)院終身秘書和理工科大學(xué)校務(wù)委員會(huì)主席,主要貢獻(xiàn)是在研究熱的傳播時(shí)創(chuàng)立了一套數(shù)學(xué)理論。傅立葉正是由于對(duì)傳熱理論的貢獻(xiàn)于1817年當(dāng)選為巴黎科學(xué)院院士。


傅立葉,圖片來自cnrs.fr


1822年,傅立葉終于出版了專著《熱的解析理論》。這部經(jīng)典著作將歐拉、伯努利等人在一些特殊情形下應(yīng)用的三角級(jí)數(shù)方法發(fā)展成內(nèi)容豐富的一般理論,三角級(jí)數(shù)后來就以傅立葉的名字命名。


傅立葉應(yīng)用三角級(jí)數(shù)求解熱傳導(dǎo)方程,為了處理無窮區(qū)域的熱傳導(dǎo)問題又導(dǎo)出了當(dāng)前所稱的“傅立葉積分”,這一切都極大地推動(dòng)了偏微分方程邊值問題的研究。《熱的解析理論》影響了整個(gè)19世紀(jì)分析嚴(yán)格化的進(jìn)程,傅立葉1822年成為科學(xué)院終身秘書。


傅里葉極度癡迷熱學(xué),他認(rèn)為熱能包治百病,于是在一個(gè)夏天,他關(guān)上了家中的門窗,穿上厚厚的衣服,坐在火爐邊,被活活熱死。1830年5月16日,傅里葉卒于法國巴黎。


傅里葉的科學(xué)成就,主要在于他對(duì)熱傳導(dǎo)問題的研究,以及他為推進(jìn)這一方面的研究所引入的數(shù)學(xué)方法。


03
群論之父——伽羅華


伽羅華


伽羅華死于一次近乎自殺的決斗,21歲的他被公認(rèn)為是數(shù)學(xué)史上兩個(gè)最具浪漫主義色彩的人物之一。他是法國天才數(shù)學(xué)家,是公認(rèn)的群論概念的主要開拓者,對(duì)函數(shù)論、方程式論和數(shù)論做出十分重要的貢獻(xiàn)。在其父親自殺后,他放棄投身數(shù)學(xué)生涯,注冊(cè)擔(dān)任輔導(dǎo)教師。


1811年10月25日,伽羅華出生于法國巴黎郊區(qū)拉賴因堡伽羅華街的第54號(hào)房屋內(nèi)。現(xiàn)在這所房屋的正面有一塊紀(jì)念牌,上面寫著:“法國著名數(shù)學(xué)家埃瓦里斯特·伽羅華生于此,卒年21歲,1811~1832年”。紀(jì)念牌是小鎮(zhèn)的居民為了對(duì)全世界學(xué)者迄今公認(rèn)的、曾有特殊功績的、卓越的數(shù)學(xué)家——伽羅華表示敬意,于1909年6月設(shè)置。


伽羅華最主要的成就是提出了群的概念,并用群論徹底解決了根式求解代數(shù)方程的問題,由此發(fā)展了一整套關(guān)于群和域的理論,后人為了紀(jì)念他,稱之為伽羅華理論。正是他這套理論創(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)新的里程碑,同時(shí)為數(shù)學(xué)研究工作提供了新的數(shù)學(xué)工具——群論。伽羅華對(duì)數(shù)學(xué)分析、幾何學(xué)的發(fā)展有很大影響,標(biāo)志著數(shù)學(xué)發(fā)展現(xiàn)代階段的開始。


伽羅華十分徹底地把全部代數(shù)方程可解性問題,轉(zhuǎn)化或歸結(jié)為置換群及其子群結(jié)構(gòu)分析的問題,這成為伽羅華工作中的第一個(gè)“突破”。他開創(chuàng)了置換群論的研究,確立了代數(shù)方程的可解性理論,從而徹底解決了一般方程的根式解難題。伽羅瓦使用群論的想法去討論方程式的可解性,整套想法現(xiàn)稱為伽羅瓦理論,是當(dāng)代代數(shù)與數(shù)論的基本支柱之一。


04
天才數(shù)學(xué)家——龐加萊


法國天才數(shù)學(xué)和物理學(xué)家龐加萊的研究涉及數(shù)論、代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)等諸多領(lǐng)域,被后人稱為“最后一位數(shù)學(xué)全才”。在龐加萊之前被稱為世界數(shù)學(xué)全才的是高斯。


亨利·龐加萊


在愛因斯坦之前,物理學(xué)家洛倫茲和數(shù)學(xué)家龐加萊都已經(jīng)在這個(gè)方向上做了大量的工作,但龐加萊似乎無法接受愛因斯坦的狹義相對(duì)論,盡管兩個(gè)人的結(jié)果幾乎一樣。因此,龐加萊雖然做了很多關(guān)于相對(duì)論的演講,但他從來就沒提起過愛因斯坦和相對(duì)論這兩個(gè)詞。愛因斯坦不僅不引用龐加萊的工作,并且宣稱從未讀過。


當(dāng)愛因斯坦的母校蘇黎世理工學(xué)院要聘請(qǐng)愛因斯坦當(dāng)教授時(shí),龐加萊寫了一封信,大大地夸獎(jiǎng)了愛因斯坦一番,最后一段話十分微妙:“我不認(rèn)為他的預(yù)言將來都能被驗(yàn)證,他從事的方向那么多,因此我們應(yīng)該會(huì)想到,他的某些研究會(huì)走向死胡同。但同時(shí),我們有希望認(rèn)為他走的某一個(gè)方向會(huì)獲得成功,而某一個(gè)成功,就足夠了?!?/span>


龐加萊于1912年去世,有位數(shù)學(xué)界的組織者給愛因斯坦去了一封信,說要出個(gè)紀(jì)念文集來紀(jì)念龐加萊。愛因斯坦拖了四個(gè)月才回信說,由于路上耽擱,信剛剛收到,估計(jì)已經(jīng)晚了。


組織者沒死心,說晚了也沒關(guān)系,你寫了就行。于是愛因斯坦又過了兩個(gè)半月回信說,由于事務(wù)繁忙,實(shí)在沒力氣寫了,最終不了了之。


愛因斯坦最終在1921年的講演中公正地肯定了龐加萊對(duì)相對(duì)論的貢獻(xiàn)。他評(píng)價(jià)龐加萊為相對(duì)論先驅(qū)之一:“洛倫茲已經(jīng)認(rèn)出了以他命名的變換對(duì)于麥克斯韋方程組的分析是基本的,而龐加萊進(jìn)一步深化了這個(gè)遠(yuǎn)見……”


法國著名數(shù)學(xué)家阿達(dá)馬認(rèn)為,龐加萊“整個(gè)地改變了數(shù)學(xué)科學(xué)的狀況,在一切方向上打開了新的道路?!庇麛?shù)學(xué)家羅素認(rèn)為,20世紀(jì)初法蘭西最偉大的人物就是亨利·龐加萊。他曾說:“當(dāng)我最近在蓋·呂薩街龐加萊通風(fēng)的休息處拜訪他時(shí),我的舌頭一下子失去了功能,直到我用了一些時(shí)間仔細(xì)端詳和承受了可謂他思想的外部形式的年輕面貌時(shí),我才發(fā)現(xiàn)自己能夠開始說話了?!?/span>


法國數(shù)學(xué)人才輩出,幾百年間,誕生了聞名遐邇的數(shù)學(xué)大師,下面再介紹一些影響世界的著名法國數(shù)學(xué)家。


02
影響世界的著名法國數(shù)學(xué)家


01
才華橫溢的年輕數(shù)學(xué)大師——帕斯卡


帕斯卡


布萊士·帕斯卡(Blaise Pascal),公元1623年6月19日出生于多姆山省奧弗涅地區(qū)的克萊蒙費(fèi)朗,法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家、散文家。帕斯卡成就眾多,他在數(shù)學(xué)和物理學(xué)方面所做出的貢獻(xiàn),在科學(xué)史上占有極其重要的地位。


帕斯卡的數(shù)學(xué)造詣非常深,除了對(duì)概率論等方面具有卓越貢獻(xiàn)外,他最突出的是著名的帕斯卡定理。帕斯卡定理是射影幾何的一個(gè)重要定理,即“圓錐曲線內(nèi)接六邊形其三對(duì)邊的交點(diǎn)共線”,這是他在《關(guān)于圓錐曲線的論文》中提出的。


在代數(shù)研究中,他發(fā)表過多篇關(guān)于算術(shù)級(jí)數(shù)及二項(xiàng)式系數(shù)的論文,發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式展開式的系數(shù)規(guī)律,即著名的“帕斯卡三角形”。他與著名數(shù)學(xué)家費(fèi)馬共同建立了概率論和組合論的基礎(chǔ),并得出了關(guān)于概率論問題的一系列解法。他研究了擺線問題,得出了不同曲線面積和重心的一般求法。他計(jì)算了三角函數(shù)和正切的積分,最早引入了橢圓積分。


帕斯卡研究了液體的力學(xué)性質(zhì),發(fā)表了論文《關(guān)于流體平衡的實(shí)驗(yàn)》,著名的帕斯卡定律就是記載在這篇論文中的。為了紀(jì)念帕斯卡在壓強(qiáng)研究方面的杰出貢獻(xiàn),國際單位制中用“帕斯卡”來命名壓強(qiáng)的單位。


十分遺憾的是,如此才華橫溢的青年,竟然在風(fēng)華正茂、大有作為的時(shí)候,決定放棄了科學(xué)研究,投身到神學(xué)中。他在少年時(shí)期曾信仰宗教,有一天,他在巴黎乘馬車發(fā)生了意外,差點(diǎn)掉進(jìn)河里。受驚之余,他以為大難不死,必有神明保佑,于是,決心放棄科學(xué)去研究神學(xué)。甚至走向了極端,把帶尖刺的腰帶纏在腰上,當(dāng)他認(rèn)為大腦中有不夠“虔誠”的念頭出現(xiàn)時(shí),他就用手去打腰帶懲罰自己,最終如此折磨自己,年僅39歲就去世了。


帕斯卡還有個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn),不愛體育活動(dòng),在他18歲時(shí)身體就開始衰弱,始終病魔纏身,30歲剛出頭就疾病不斷,由于體弱多病,使科學(xué)研究工作受到了很大影響。


02
曾經(jīng)是拿破侖的數(shù)學(xué)老師——拉普拉斯


拉普拉斯


皮埃爾-西蒙·拉普拉斯(1749年3月23日-1827年3月5日),法國著名的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家,是天體力學(xué)的集大成者。1749年生于法國西北部卡爾瓦多斯的博蒙昂諾日,1816年被選為法蘭西學(xué)院院士,1817年任該院院長。


1812年發(fā)表了重要的《概率分析理論》一書,在該書中總結(jié)了當(dāng)時(shí)整個(gè)概率論的研究,論述了概率在選舉審判調(diào)查、氣象等方面的應(yīng)用,導(dǎo)入”拉普拉斯變換“等。在拿破侖皇帝時(shí)期和路易十八時(shí)期兩度獲頒爵位。拉普拉斯曾任拿破侖的老師,因此和拿破侖結(jié)下不解之緣。1827年3月5日卒于巴黎。


拉普拉斯主要集中于天體力學(xué)的研究。他把牛頓的萬有引力定律應(yīng)用到整個(gè)太陽系,1773年解決了一個(gè)當(dāng)時(shí)十分著名的難題:解釋木星軌道為什么在不斷地收縮,而同時(shí)土星的軌道又在不斷地膨脹。拉普拉斯用數(shù)學(xué)方法證明行星平均運(yùn)動(dòng)的不變性,即行星的軌道大小只有周期性變化,并證明為偏心率和傾角的3次冪。這就是著名的拉普拉斯定理。


拉普拉斯在數(shù)學(xué)上有很多貢獻(xiàn),比如1812年他發(fā)表了重要的《概率分析理論》一書。他發(fā)表的天文學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)的論文有270多篇,專著合計(jì)有4006多頁。其中最有代表性的專著有《天體力學(xué)》、《宇宙體系論》和《概率分析理論》。


1796年,他的著作《宇宙體系論》問世。由于他長期從事大行星運(yùn)動(dòng)理論和月球運(yùn)動(dòng)理論方面的研究,尤其是他特別注意研究太陽系天體攝動(dòng)、太陽系的普遍穩(wěn)定性問題以及太陽系穩(wěn)定性的動(dòng)力學(xué)問題。因此他被譽(yù)為法國的牛頓和天體力學(xué)之父。


拉普拉斯的《宇宙體系論》是經(jīng)典天體力學(xué)的代表作。在這部書中,他獨(dú)立于康德,提出了第一個(gè)科學(xué)的太陽系起源理論——星云說??档碌男窃普f是從哲學(xué)角度提出的,而拉普拉斯則從數(shù)學(xué)、力學(xué)角度充實(shí)了星云說,因此,人們常把他們兩人的星云說稱為“康德-拉普拉斯星云說”。


03
法國解析幾何之父——笛卡爾


勒內(nèi)·笛卡爾


勒內(nèi)·笛卡爾1596年3月31日生于法國安德爾-盧瓦爾省的圖賴訥,1650年2月11日逝世于瑞典斯德哥爾摩,是全球著名的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。


笛卡爾對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),他因?qū)缀巫鴺?biāo)體系公式化而被認(rèn)為是解析幾何之父。他還是西方現(xiàn)代哲學(xué)思想的奠基人,開拓了近代唯物論且提出了"普遍懷疑"的主張。


哲學(xué)大師黑格爾稱他為“現(xiàn)代哲學(xué)之父”。他的哲學(xué)思想深深影響了之后的幾代歐洲人,開拓了所謂“歐陸理性主義”哲學(xué),堪稱17世紀(jì)的歐洲哲學(xué)界和科學(xué)界最有影響的巨匠之一,被譽(yù)為“近代科學(xué)的始祖”。


笛卡爾方法具有雙重意義。首先,他把“什么是知識(shí)”這個(gè)認(rèn)識(shí)論的基本問題置于他的哲學(xué)體系的中心。由于早期哲學(xué)家力圖描寫世界的本質(zhì),但笛卡爾教導(dǎo)這樣的問題若不和“我怎么能知道?”聯(lián)系在一起,就無法獲得滿意的回答。


其次,笛卡爾認(rèn)為不應(yīng)該從信仰開始,而是從懷疑開始(這恰好與圣·奧古斯丁及大多數(shù)中世紀(jì)神學(xué)家的看法相反,他們認(rèn)為信仰第一)。無疑笛卡爾確實(shí)得出了正統(tǒng)神學(xué)的結(jié)論。但讀者對(duì)他的倡導(dǎo)方法遠(yuǎn)比對(duì)他得出的結(jié)論更為重視,因此,教會(huì)擔(dān)心他的著作會(huì)起破壞性作用不是沒有理由的。


笛卡爾強(qiáng)調(diào)科學(xué)的目的在于造福人類,讓人成為自然界的主人和統(tǒng)治者。他反對(duì)經(jīng)院哲學(xué)和神學(xué),提出懷疑一切的“系統(tǒng)懷疑的方法”。但他還提出了“我思故我在”的原則,強(qiáng)調(diào)不能懷疑以思維為其屬性的獨(dú)立的精神實(shí)體的存在,并論證以廣延為其屬性的獨(dú)立物質(zhì)實(shí)體的存在。他認(rèn)為上述兩實(shí)體都是有限實(shí)體,把它們并列起來,這說明了在形而上學(xué)或本體論上,笛卡爾是典型的二元論者。


笛卡爾還企圖證明無限實(shí)體,也就是上帝的存在。他認(rèn)為上帝是有限實(shí)體的創(chuàng)造者和終極的原因。笛卡爾的認(rèn)識(shí)論基本上是唯心主義的。他主張唯理論,把幾何學(xué)的推理方法和演繹法應(yīng)用于哲學(xué)上,認(rèn)為清晰明白的概念就是真理,提出“天賦觀念”。


笛卡爾的自然哲學(xué)觀與亞里士多德的學(xué)說是完全對(duì)立的。他認(rèn)為,所有物質(zhì)的東西,都是為同一機(jī)械規(guī)律所支配的機(jī)器,甚至人體也是如此。笛卡爾又認(rèn)為,除了機(jī)械的世界外,還有一個(gè)精神世界存在,這種二元論的觀點(diǎn)后來成了歐洲人的根本思想方法。


笛卡爾最著名的思想就是“我思故我在”,意思是:“當(dāng)我懷疑一切事物的存在時(shí),我卻不用懷疑我本身的思想,因?yàn)榇藭r(shí)我唯一可以確定的事就是我自己思想的存在”。這句被笛卡爾Descartes當(dāng)作自己的哲學(xué)體系的出發(fā)點(diǎn)的名言,在之前被認(rèn)為是極端主觀唯心主義的總代表,而遭到嚴(yán)厲的批判。


笛卡爾對(duì)數(shù)學(xué)最重大的貢獻(xiàn)是他創(chuàng)立了解析幾何。笛卡爾成功地將當(dāng)時(shí)完全分開的代數(shù)和幾何學(xué)聯(lián)系到了一起。在Descartes的著作《幾何》中,笛卡爾曾向世人證明,幾何問題可以歸結(jié)成代數(shù)問題,也可以通過代數(shù)轉(zhuǎn)換來發(fā)現(xiàn)、證明幾何性質(zhì)。笛卡兒引入了坐標(biāo)系以及線段的運(yùn)算概念。笛卡爾在數(shù)學(xué)上的成就為后人在微積分上的工作提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),而后者又是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要基石。


現(xiàn)在使用的許多數(shù)學(xué)符號(hào)都是笛卡爾最先開始使用的,包括已知數(shù)a, b, c以及未知數(shù)x, y, z等,還有指數(shù)的表示方法。他還發(fā)現(xiàn)了凸多面體邊、頂點(diǎn)、面之間的關(guān)系,后人稱為歐拉-笛卡爾公式。另外,還有微積分中常見的笛卡爾葉形線也是他發(fā)現(xiàn)的。


在物理學(xué)方面,笛卡爾也有所成就。比如他在《屈光學(xué)》中第一次對(duì)光的折射定律提出了理論論證。他還解釋了人的視力失常的原因,并設(shè)計(jì)了矯正視力的透鏡。在力學(xué)上,笛卡爾發(fā)展了伽利略運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的理論,強(qiáng)調(diào)了慣性運(yùn)動(dòng)的直線性。笛卡爾發(fā)現(xiàn)了動(dòng)量守恒原理。他還發(fā)展了宇宙演化論、漩渦說等理論學(xué)說,盡管具體理論有不少缺陷,但仍然對(duì)以后的自然科學(xué)家產(chǎn)生了很大影響。


笛卡爾Descartes還用光的折射定律來解釋彩虹現(xiàn)象,并通過元素微粒的旋轉(zhuǎn)速度來分析顏色。


笛卡爾把他的機(jī)械論觀點(diǎn)應(yīng)用到天體,發(fā)展了宇宙演化論,形成了他關(guān)于宇宙發(fā)生與構(gòu)造的學(xué)說。笛卡爾還創(chuàng)立了漩渦說。他認(rèn)為太陽的周圍有巨大的漩渦,帶動(dòng)著行星不斷運(yùn)轉(zhuǎn)。物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)處于統(tǒng)一的漩渦之中,在運(yùn)動(dòng)中分化出土、空氣和火三種元素,土形成行星,火則形成太陽和恒星。


笛卡爾認(rèn)為天體的運(yùn)動(dòng)來源于慣性和某種宇宙物質(zhì)旋渦對(duì)天體的壓力,在各種大小不同的旋渦的中心必有某一天體,以這種假說來解釋天體間的相互作用。笛卡兒的太陽起源的以太旋渦模型第一次依靠力學(xué)而不是神學(xué),解釋了天體、太陽、行星、衛(wèi)星、彗星等的形成過程,比康德的星云說早一個(gè)世紀(jì),成為17世紀(jì)中最具權(quán)威的宇宙論。


17-18世紀(jì)彼時(shí)的法蘭西數(shù)學(xué)界,群星璀璨,英杰輩出,數(shù)學(xué)水平遠(yuǎn)超其他國家。拋開虛無縹緲的基因論不談,其實(shí)這一現(xiàn)象的產(chǎn)生實(shí)屬歷史的必然。


04
代數(shù)幾何上帝——格羅藤迪客


亞歷山大·格羅滕迪克(Grothendieck,1928年3月28日-2014年11月13日),是現(xiàn)代代數(shù)幾何的奠基者,被譽(yù)為是20世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家。他的主要成就:奠定了現(xiàn)代代數(shù)幾何學(xué)基礎(chǔ),其代表作品是EGA、SGA、FGA。


格羅藤迪克


格羅藤迪克1928年3月28日出生于德國柏林。他的父親在二戰(zhàn)時(shí)被納粹殺害。戰(zhàn)爭結(jié)束后,格羅滕迪克(Grothendieck)去法國學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),先后師從布爾巴基學(xué)派的分析大師讓·亞歷山大·歐仁·迪厄多內(nèi)和著名的泛函分析大師洛朗·施瓦茨,值得一提的是,他在二十幾歲時(shí)就成為當(dāng)時(shí)研究很熱的拓?fù)湎蛄靠臻g理論的權(quán)威。他創(chuàng)立的概型理論奠定了現(xiàn)代代數(shù)幾何的基礎(chǔ)。


由于格羅滕迪克許多開創(chuàng)性的工作,使得代數(shù)幾何這個(gè)古老的數(shù)學(xué)分支煥發(fā)出了新的活力,最終導(dǎo)致皮埃爾·德利涅完全證明了韋伊猜想,這被認(rèn)為是20世紀(jì)純粹數(shù)學(xué)最重大的成就之一。


由于格羅滕迪克出色的領(lǐng)導(dǎo),巴黎高等研究所被公認(rèn)的世界代數(shù)幾何研究中心,他也為此獲得了1966年國際數(shù)學(xué)最高獎(jiǎng)菲爾茲獎(jiǎng)。


格羅滕迪克是一個(gè)激進(jìn)的和平主義者,他為了戰(zhàn)爭而放棄了自己從事的數(shù)學(xué)研究。在越戰(zhàn)期間,他在河內(nèi)的森林里為當(dāng)?shù)氐膶W(xué)者講授范疇論。1970年,只有42歲,正值研究頂峰的他徹底放棄了數(shù)學(xué),離開了巴黎高等研究所。后來,他在法國的蒙彼利埃大學(xué)教書,直到60歲退休。1988年他60大壽時(shí),格羅滕迪克出人意料地謝絕了瑞典皇家科學(xué)院的向他頒發(fā)的克拉福德獎(jiǎng)和25萬美元的獎(jiǎng)金。理由是他認(rèn)為應(yīng)該把這些錢花在年輕有為的數(shù)學(xué)家身上。


格羅滕迪克是公認(rèn)的現(xiàn)代最偉大和最有影響力的數(shù)學(xué)家之一。他創(chuàng)立的現(xiàn)代代數(shù)幾何博大精深的理論體系所帶來的巨大變革,幾乎影響所有的核心數(shù)學(xué)分支。當(dāng)人們翻開任何一本現(xiàn)代代數(shù)幾何教材或?qū)V?,都?huì)頻繁地看到如Groth. topology Groth. cohomology,Groth. ring 等名詞。


值得一提的是,在1970年的國際數(shù)學(xué)家大會(huì)上,蘇聯(lián)盲人數(shù)學(xué)家L Pontrjagin作關(guān)于“微分對(duì)策”的報(bào)告, 其中就談到了用導(dǎo)彈追蹤飛機(jī)的問題。格羅滕迪克憤怒走上臺(tái)奪下話筒,抗議他在數(shù)學(xué)會(huì)議上提到軍事。


G Hardy曾說過:“真正的數(shù)學(xué)對(duì)戰(zhàn)爭毫無影響,認(rèn)為是一門‘無害而清白’的職業(yè)”。或許是這個(gè)原因讓格羅滕迪克選擇了數(shù)學(xué)。但格羅滕迪克逐漸失望地發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)往往被用在軍事上,比如像他研究的代數(shù)幾何就被用來編制密碼,而且數(shù)學(xué)研究大多直接或間接得到軍方支持,顯然他認(rèn)為與理想已經(jīng)背道而馳。于是在1970年,他便永久地離開了他所喜愛的數(shù)學(xué)事業(yè),轉(zhuǎn)向了裁軍活動(dòng)及經(jīng)營農(nóng)場。


05
法國數(shù)學(xué)花木蘭——索菲·熱爾曼學(xué)


索菲·熱爾曼(1776~1831年),是法國的女?dāng)?shù)學(xué)家。出身在巴黎一個(gè)殷實(shí)的商人家庭,從小熱愛數(shù)學(xué),但家庭不鼓勵(lì)。她父親是一位法國銀行總裁。


索菲·熱爾曼


熱爾曼從小喜歡數(shù)學(xué)源于一個(gè)故事。有天,熱爾曼讀到羅馬攻占敘拉古城時(shí),阿基米德還在專心研究一堆沙子組成的幾何圖形,沒聽到某個(gè)羅馬士兵的問話,由此招來殺身之禍。熱爾曼當(dāng)時(shí)想,能讓人如此癡迷于一個(gè)東西,甚至不顧生死,這個(gè)東西一定是世界上最美的、最迷人的。于是,她選擇了數(shù)學(xué),而且還自學(xué)了微積分。


法國女性當(dāng)時(shí)在學(xué)術(shù)上受到嚴(yán)重歧視,比如巴黎綜合工科大學(xué)(Polytechnique)就不收女生。熱爾曼想了個(gè)辦法,她搞來這個(gè)學(xué)校所有的數(shù)學(xué)講義,自己學(xué)習(xí)鉆研,而且還以男生Le Blanc的名義,上交了作業(yè)。法國著名數(shù)學(xué)家拉格朗日讀到熱爾曼的論文后,大為欣賞,決定去Le Blanc家親自面見這個(gè)聰明的高材生。熱爾曼女扮男裝,但最終穿幫了,但拉格朗日卻欣然收下熱爾曼為徒。


熱爾曼選擇當(dāng)時(shí)名聲最盛的費(fèi)馬大定理作為研究方向,不久,她把自己的研究結(jié)果寄給數(shù)學(xué)家高斯(Gauss),獲得高斯非常高的評(píng)價(jià),而熱爾曼的這個(gè)研究結(jié)果,被認(rèn)為當(dāng)時(shí)是最好的,那時(shí)她僅二十歲。


1816年,法國科學(xué)院的一則懸賞內(nèi)容在數(shù)學(xué)界炸開了鍋,懸賞是關(guān)于彈性表面的數(shù)學(xué)表達(dá)式,沒有想到熱爾曼最終勝出,成為第一位憑借自己的學(xué)術(shù)成績獲得“科學(xué)院金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆钡呐?。但十分可惜的是,這位被稱為“法國數(shù)學(xué)花木蘭”、近代史上第一位作出重大成就的女?dāng)?shù)學(xué)家,盡管在數(shù)論、應(yīng)有數(shù)學(xué)等方面碩果累累,仍然受到歧視。


熱爾曼,一生未獲得任何學(xué)位、沒有當(dāng)過大學(xué)教授,但在她的死亡證明書上,身份被登記為“無職業(yè)未婚婦女”。后人為紀(jì)念熱爾曼對(duì)數(shù)論的巨大貢獻(xiàn),將p與2p+1質(zhì)數(shù)稱為“蘇菲·熱爾曼質(zhì)數(shù)”。巴黎的一條街道和一所高中,也都以熱爾曼的名字命名。


法國20世紀(jì)最重要的三位數(shù)學(xué)家嘉當(dāng),韋伊,格羅藤迪克。


03
法國20世紀(jì)數(shù)學(xué)家三杰


01
數(shù)學(xué)大師陳省身的老師——嘉當(dāng)


埃利·嘉當(dāng)


埃利·嘉當(dāng),亦譯作埃里,卡當(dāng)(Joseph Cartan,1869年4月9日─1951年5月6日),法國著名數(shù)學(xué)家。嘉當(dāng)生于薩瓦的多洛姆厄,在1888年成為巴黎的巴黎高師的一名學(xué)生。他在李群理論和其幾何應(yīng)用方面奠定基礎(chǔ),他也對(duì)數(shù)學(xué)物理,微分幾何、群論做出了重大貢獻(xiàn)。


嘉當(dāng)對(duì)近代數(shù)學(xué)的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)。其中,流形上的分析是當(dāng)今極為活躍的數(shù)學(xué)分支,嘉當(dāng)稱得上是該分支的重要締造者,他是當(dāng)之無愧的最偉大的數(shù)學(xué)家之一,被譽(yù)為古典微分幾何之父。


陳省身1936年9月來到巴黎,拜見嘉當(dāng)。嘉當(dāng)當(dāng)時(shí)德高望重,名聲很大,由于公務(wù)私務(wù)都十分繁忙,他只在周四下午會(huì)見學(xué)生,屆時(shí),辦公室門口總是排著長龍。


陳省身與嘉當(dāng)?shù)谝淮螘?huì)面,對(duì)方給的見面禮,是一道數(shù)學(xué)題——與網(wǎng)幾何有關(guān)。陳省身當(dāng)時(shí)怎么解,也解不出答案。陳省身覺得第一道題就做不出,太丟人,從此,不好意思再去見嘉當(dāng)。過一段時(shí)間,陳省身與嘉當(dāng)在數(shù)學(xué)所的樓梯上偶然相遇。


嘉當(dāng)問:“怎么好久沒有見你?”陳省身如實(shí)相告。嘉當(dāng)笑了笑,說:“沒關(guān)系,那是道難題,慢慢做?!庇终f:“你今后盡管來?!标愂∩砗髞聿湃ヒ娂萎?dāng)。由此,雙方愈來愈了解對(duì)方。


有一天,嘉當(dāng)告訴陳省身:“你今后每兩星期到我家里去一次,交談時(shí)間為一小時(shí)?!睙o疑這等于是給陳省身開小灶。數(shù)學(xué)大師面對(duì)面的指導(dǎo),讓陳省身學(xué)到了老師的數(shù)學(xué)語言及思維方式。



陳省身(1911年10月28日~2004年12月3日),祖籍浙江嘉興,是20世紀(jì)最偉大的幾何學(xué)家之一,被譽(yù)為“微分幾何之父”;前中央研究院首屆院士、美國國家科學(xué)院院士、第三世界科學(xué)院創(chuàng)始成員、英國皇家學(xué)會(huì)國外會(huì)員、意大利國家科學(xué)院外籍院士、法國科學(xué)院外籍院、中國科學(xué)院首批外籍院士。


1930年畢業(yè)于天津南開大學(xué)。1934年獲清華大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位。1936年獲德國漢堡大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位。1984年至1992年任天津南開數(shù)學(xué)研究所所長,1992年起為名譽(yù)所長。


2004年12月3日,陳省身在天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院逝世,享年93歲。陳省身發(fā)展了Gauss-Bonnet(高斯一博內(nèi))公式,被命名為“Gauss-Bonnet-陳省身公式”。


02
布爾巴基學(xué)派的精神領(lǐng)袖——韋伊


韋伊


韋伊是法國數(shù)學(xué)家。1906年5月6日生于法國巴黎。由于他在數(shù)論中的代數(shù)幾何方法的取得的光輝成就,1979年榮獲沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng),時(shí)年73歲。


1928年回國后,便寫出了論文《代數(shù)曲線上的算術(shù)》,并獲得博士學(xué)位,時(shí)年僅22歲。1930至1932年去印度阿里格爾的穆斯林大學(xué)任教授。第二次世界大戰(zhàn)臨近,法國開始擴(kuò)軍備戰(zhàn),韋伊不愿當(dāng)兵,1939年夏天因逃避兵役,于1940年被初關(guān)進(jìn)了監(jiān)獄。不久法國就淪陷。1945年去巴西聖保羅大學(xué)任教。1947至1958年任美國芝加哥大學(xué)教授,1958年任普林斯頓高等研究所教授。韋伊是美國國家科學(xué)院的外籍院士。


韋伊是法國布爾巴基學(xué)派的創(chuàng)始成員和杰出代表之一,他思維敏捷,才華橫溢,在二十歲時(shí),他就寫出了第一篇論文《論負(fù)曲率曲面》,把卡勒曼不等式由極小曲面推廣到一般的單連通曲面,并指出它對(duì)于多連通曲面不成立。

韋伊是一位博學(xué)多才的數(shù)學(xué)家。在將近半個(gè)世紀(jì)的歲月里,他相繼在數(shù)論、拓?fù)鋵W(xué)、調(diào)和分析、群論、代數(shù)、代數(shù)幾何等重要分支取得了豐碩的成果。韋伊是布爾巴基學(xué)派的精神領(lǐng)袖。數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的觀念是布爾巴基學(xué)派的觀點(diǎn)。


提到韋伊,就不得不說到法國“布爾巴基”學(xué)派,布爾巴基學(xué)派是一個(gè)對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)有著極大影響的數(shù)學(xué)家的集體。其中大部分是法國數(shù)學(xué)家,主要的代表人物是韋伊、迪多涅、嘉當(dāng)、薛華荔等人。


03
法國數(shù)學(xué)及概率論大師——棣墨弗


亞伯拉罕·棣莫弗


亞伯拉罕·棣莫弗,1667年5月26日生于法國維特里的弗朗索瓦;1754年11月27日卒于英國倫敦。


棣莫弗一次偶然讀到牛頓的《原理(Principia),他信手一翻,卻驚奇地發(fā)現(xiàn):“數(shù)學(xué)竟然如此精深如此美麗的一門學(xué)問!”于是,他不僅買下那本書,還撕下書頁,以便揣在口袋隨時(shí)研讀。Chancellor W.E曾說:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是為了探索宇宙的奧秘。如所知,星球與地層、熱與電、變異與存在的規(guī)律,無不涉及數(shù)學(xué)真理。如果說語言反映和揭示了造物主的心聲,那么數(shù)學(xué)就反映和揭示了造物主的智慧,并且反復(fù)地重復(fù)著事物如何變異為存在地故事。”


概率論肇始于17世紀(jì),卡爾達(dá)諾、費(fèi)馬、帕斯卡等人是概率論早期的研究者,他們所研究的主要是關(guān)于相互獨(dú)立隨機(jī)事件的概率——機(jī)會(huì)方面的問題。比如討論如賭博、有獎(jiǎng)抽彩過程中的“機(jī)會(huì)”。


后來,人們要求解決與大量事件集合有關(guān)的概率或期望值問題,比如獎(jiǎng)券的總數(shù)很大,已知每一張獎(jiǎng)券中獎(jiǎng)的機(jī)會(huì)都相等,那么抽取1000張、10000張獎(jiǎng)券中獎(jiǎng)的概率有多大呢? 如果要保證中獎(jiǎng)的可能性達(dá)到90%,那么至少應(yīng)該購買多少張獎(jiǎng)券。


考慮一系列隨機(jī)事件(如隨機(jī)地拋擲硬幣),某一事件出現(xiàn)(如拋擲硬幣時(shí)出現(xiàn)正面)之概率為P,n表示所有隨機(jī)事件的總數(shù),m是某一事件出現(xiàn)的數(shù)目,那么該事件出現(xiàn)的次數(shù)(m)與全體事件的次數(shù)(n)之比將會(huì)呈現(xiàn)什么規(guī)律呢? 這成為17世紀(jì)概率論中一個(gè)十分重要的問題。


較早期的概率史上有三部里程碑的著作:一是棣莫弗的《機(jī)遇論》,二是伯努力的《推測術(shù)》,三是拉普拉斯的《概率的分析理論》。


棣莫弗工作的統(tǒng)計(jì)意義在于:首先,采用頻率估計(jì)概率這個(gè)特例而言,觀察值的算術(shù)平均的精度,與觀察次數(shù)N的平方根成比例,這個(gè)可看做人類認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)重大進(jìn)展。


其次,棣莫弗的工作對(duì)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)最大的影響,當(dāng)然還在于現(xiàn)今以他的名字命名的中心極限定理。棣莫弗做出他的發(fā)現(xiàn)后約40年,拉普拉斯建立了中心極限定理較一般的形式,獨(dú)立和中心極限定理最一般的形式到20世紀(jì)30年代才最后完成。


04
法國數(shù)學(xué)為什么這么厲害?


01
法國數(shù)學(xué)崛起的原因


法國數(shù)學(xué)崛起的歷史原因,有一個(gè)學(xué)者、兩大君主、一個(gè)機(jī)構(gòu),起到了至關(guān)重要的巨大作用:一個(gè)學(xué)者是馬蘭·梅森;法國兩大君主指的是:路易十四和拿破侖;一個(gè)機(jī)構(gòu)指的是:法國科學(xué)院。


馬林·梅森(Marin Mersenne, 1588-1648)是17世紀(jì)法國著名的數(shù)學(xué)家和修道士,他入選了100位在世界科學(xué)史上有重要地位的科學(xué)家。馬林·梅森最早系統(tǒng)而深入地研究2^P-1型的數(shù),數(shù)學(xué)界為了紀(jì)念他,就把這種數(shù)稱為梅森數(shù),并以Mp記之,即Mp=2^P-1。如果梅森數(shù)為素?cái)?shù),則稱之為梅森素?cái)?shù)。


法國數(shù)學(xué)一切的起因,開始于17世紀(jì)中葉修道院里的數(shù)學(xué)家馬蘭·梅森寓所。馬蘭·梅森少年時(shí)畢業(yè)于耶穌會(huì)學(xué)校,是法國數(shù)學(xué)大師笛卡爾的同校學(xué)長。


梅森才華橫溢、平易近人,他由于個(gè)人的魅力與全歐洲的科學(xué)家都建立起良好的聯(lián)系,在梅森身邊也聚集著一大批學(xué)者,他們定期在梅森的寓所討論科學(xué)問題。后來,梅森寓所這些科學(xué)家沙龍聚會(huì),被稱作梅森學(xué)院,在當(dāng)時(shí)是全歐洲的學(xué)術(shù)交流中心。歷史上,就有大名鼎鼎的神童帕斯卡,當(dāng)年他僅十四歲,但已經(jīng)顯出了非凡的數(shù)學(xué)天分。


梅森把帕斯卡接納進(jìn)梅森學(xué)院,并且鼓勵(lì)帕斯卡在托里拆利的基礎(chǔ)上進(jìn)一步展開研究,由此帕斯卡不負(fù)眾望提出了著名的帕斯卡定律。梅森的朋友費(fèi)馬,與帕斯卡同時(shí)開拓了概率論的數(shù)學(xué)分支,他被后人稱譽(yù)為最杰出的業(yè)余數(shù)學(xué)家,因?yàn)楹芏嗖欢當(dāng)?shù)學(xué)的人,也曾經(jīng)聽過費(fèi)馬定理。


1648年梅森去世,人們?cè)谒倪z產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)梅森與歐洲78位學(xué)者的十分珍貴的信函,對(duì)很多科學(xué)領(lǐng)域均有涉獵,其中就包括很多數(shù)學(xué)大師費(fèi)馬、伽利略、托里拆利、笛卡爾、惠更斯。法國最珍貴的遺產(chǎn)——梅森學(xué)院,成為了現(xiàn)如今的巴黎皇家科學(xué)院,1666年,巴黎皇家科學(xué)院建立。


此后,法國年輕的路易十四決定建設(shè)一所官方科學(xué)院來推動(dòng)法國科學(xué)的發(fā)展,巴黎皇家科學(xué)院被正式定名,路易十四提供了大量資金的贊助,目的是打消科學(xué)家的生活及研究壓力。路易十四的財(cái)務(wù)大臣柯爾貝爾雖然平常精打細(xì)算,但也開始大筆資金投入迅速收攏一大批國內(nèi)外杰出的人才。


在外來科學(xué)家中,最著名的就是喬瓦尼·多美尼科·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini),他來自意大利博洛尼亞大學(xué),是當(dāng)時(shí)杰出的天文學(xué)家,執(zhí)掌過博洛尼亞大學(xué)天文學(xué)系許多年,卡西尼對(duì)木星和火星觀測聞名世界,在路易十四時(shí)期成為了巴黎天文臺(tái)的掌門人。從此以后,法國巴黎科學(xué)院在強(qiáng)大的財(cái)政資金支持及惠更斯-卡西尼雙核心的支撐下,法國數(shù)學(xué)憑借路易十四的力量,在歐洲強(qiáng)勢(shì)崛起,一舉成為歐洲大陸的學(xué)術(shù)中心。


1672年,巴黎科學(xué)院又迎來了德國年輕的政治家萊布尼茨。萊布尼茨不但是德國的哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家,而且是歷史上少見的通才,被譽(yù)為十七世紀(jì)的亞里士多德。萊布尼茨又是一名律師,經(jīng)常奔波外地,因此,他許多的公式都是在顛簸的馬車上完成的。


萊布尼茨在數(shù)學(xué)史和哲學(xué)史上都擁有十分重要的地位。特別是在數(shù)學(xué)上,他和牛頓先后獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了微積分,萊布尼茨所發(fā)明的符號(hào)被普遍認(rèn)為更綜合,適用范圍更加廣泛。萊布尼茨還發(fā)明并完善了二進(jìn)制。


在哲學(xué)上,萊布尼茨的樂觀主義最為著名:他說,“我們的宇宙,在某種意義上是上帝所創(chuàng)造的最好的一個(gè)”。他和笛卡爾、巴魯赫·斯賓諾莎被認(rèn)為是十七世紀(jì)三位最偉大的理性主義哲學(xué)家。


萊布尼茨來到巴黎,原本是來承擔(dān)外交任務(wù)的,沒有想到卻結(jié)識(shí)了惠更斯及卡西尼,從此走上科學(xué)之路。在惠更斯的指導(dǎo)下,萊布尼茨開始系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),在大師指導(dǎo)之下,數(shù)學(xué)功力快速提高。


在當(dāng)時(shí)巴黎科學(xué)院的努力下,很多不計(jì)出身、只唯學(xué)術(shù),幾乎名噪一時(shí)的大師均被網(wǎng)羅到它的名下。比如百科全書派首腦達(dá)朗貝爾,是出身低微的私生子,但由于在學(xué)界小有成就,年僅24歲就被提拔為數(shù)學(xué)部副院士,并在巴黎科學(xué)院獲得一席之地,法國科學(xué)院在當(dāng)時(shí)就能夠做到不拘一格降人才。


在1768年,被法國科學(xué)院接納的還有出身貧賤的拉普拉斯(法國著名的天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家,天體力學(xué)的集大成者),年僅19歲的農(nóng)家子弟第一次在法國表現(xiàn)出了不凡的數(shù)學(xué)天賦。


在腓特烈大帝去世后,巴黎科學(xué)院又從競爭對(duì)手德國柏林科學(xué)院挖來年近半百的拉格朗日,拉格朗日和拉普拉斯同樣成為座上嘉賓。法國從而聚集達(dá)朗貝爾、拉普拉斯、拉格朗日三大數(shù)學(xué)巨頭,極大鞏固了巴黎科學(xué)院在世界上的學(xué)術(shù)地位。


拉普拉斯1796年,任法國科學(xué)院副院長,次年升為院長。拉普拉斯利用自己所處的高位,一手改進(jìn)了法國的高等教育。他改建了法國高等師范學(xué)校和巴黎綜合工科學(xué)校,并與拉格朗日共同投入到教學(xué)工作中,聘請(qǐng)了一批世界一流的教授。其中包括射影幾何的發(fā)現(xiàn)者蒙日(Gaspard Monge),革命期間曾避禍逃出巴黎,如今被邀請(qǐng)過來講授射影幾何。拉格朗日甚至親自聆聽他的課堂首秀。


高等師范學(xué)校的首批學(xué)員包括在熱傳導(dǎo)領(lǐng)域頗有成就的地方教師傅里葉,后來,蒙日與傅里葉隨拿破侖遠(yuǎn)征埃及,一直作為隨軍學(xué)者服務(wù)部隊(duì)。


法國科學(xué)院培養(yǎng)出了19世紀(jì)上半一大批法蘭西群星:比如著名的物理學(xué)家安培(Ampère),他的名字被用作計(jì)量電流的單位;卡諾(Carnot),熱力學(xué)創(chuàng)始人之一;菲涅耳(Fresnel),他在光學(xué)研究中帶領(lǐng)波動(dòng)說與牛頓粒子說展開對(duì)抗;還包括泊松(Poisson),他在數(shù)學(xué)及物理領(lǐng)域留下自己冠名的定理。


因此,法國數(shù)學(xué)的第一階段,依靠的是學(xué)者對(duì)學(xué)科的自發(fā)性熱愛;而第二階段,依靠的是開明君主資金的大力支持;第三階段,依靠的是先進(jìn)的學(xué)術(shù)培養(yǎng)制度。


巴黎科學(xué)院十分懂得怎么樣去尊重和吸納人才,比如皇家學(xué)院開立之初,核心人物惠更斯和卡西尼都不是法國人,但法國政府卻十分信任且把學(xué)院委托給他們兩位;萊布尼茨長期居住在德國,但仍然是學(xué)院的通訊院士;寒門低微的達(dá)朗貝爾和拉普拉斯,憑靠著學(xué)術(shù)成就仍然可以躋身貴族之間;拉格朗日是意大利人,年過半百仍然受到法國的邀請(qǐng),而且在重建中起到了巨大作用。


法國自17世紀(jì)20年代始,涌現(xiàn)出一大批群星璀璨的數(shù)學(xué)大師,每一位放在全球數(shù)學(xué)史上,都是嬌傲的角色。比如達(dá)蘭貝爾、拉格朗日、拉普拉斯、蒙日、蓬斯萊、柯西、伽羅瓦、龐加萊等等。


02
法國是一個(gè)十分崇尚數(shù)學(xué)的國家


很多人認(rèn)為,法國人在數(shù)學(xué)計(jì)算方面遠(yuǎn)比中國人差,認(rèn)為法國人數(shù)學(xué)不行,或者法國人不重視數(shù)學(xué)。實(shí)際上,數(shù)學(xué)人才在法國非常吃香。在法國,數(shù)學(xué)人才要比商業(yè)管理、計(jì)算機(jī)等熱門專業(yè)的大學(xué)生找到心儀工作的概率都高很多。


比如法國高等教育與研究部2013年12月18日連續(xù)四年公布了有關(guān)綜合性大學(xué)畢業(yè)生就業(yè)率的調(diào)查數(shù)據(jù)。調(diào)查驚人發(fā)現(xiàn),法國就業(yè)市場上最受歡迎的人才是數(shù)學(xué)!其中,從事數(shù)學(xué)科研人員就業(yè)率高達(dá)驚人的98%。


法國擁有一個(gè)著名的綜合理工學(xué)院(école Polytechnique),它在法國教育界享有極高的美譽(yù),它的學(xué)校名字本身就代表著嚴(yán)格的選拔和杰出的學(xué)術(shù),法國綜合理工學(xué)院在法國工程師大學(xué)校排名中常常位居第一名:尤其是在《快車》周刊、《大學(xué)生》月刊、《挑戰(zhàn)》周刊的排名中位居榜首。美國著名的麻省理工學(xué)院認(rèn)為它是法國最負(fù)盛名的工程師大學(xué)校。


曾在巴黎第六大學(xué)的Jussieu 數(shù)學(xué)所讀博士的學(xué)生說:“從歷史和傳統(tǒng)來看,法國是一個(gè)非常崇尚數(shù)學(xué)的國家,而且數(shù)學(xué)的傳統(tǒng)非常優(yōu)良,這是一個(gè)名副其實(shí)的數(shù)學(xué)大國與強(qiáng)國?!?/span>


縱觀法國科學(xué)的歷史,就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多西方著名的數(shù)學(xué)家出自法國:從近代概率論的奠基人帕斯卡到數(shù)學(xué)大師傅里葉、拉格朗日,從解析幾何之父笛卡兒到拉普拉斯方程的發(fā)現(xiàn)者西蒙·拉普拉斯,從畫法幾何創(chuàng)始人蒙日到概率論領(lǐng)域負(fù)有盛名的德蒙馬特等等。值得一提的是,在17世紀(jì)至19世紀(jì)期間,法國在全球數(shù)學(xué)領(lǐng)域絕對(duì)稱得上是佼佼者。


德國著名數(shù)學(xué)家高斯在他的傳記中有一段對(duì)話,說有一個(gè)外鄉(xiāng)人在法國巴黎問當(dāng)?shù)厝耍?/span>“為什么法國歷史上出了那么多的偉大數(shù)學(xué)家?”法國人回答:“我們最優(yōu)秀的人學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。”外鄉(xiāng)人又去問法國數(shù)學(xué)家:“為什么法國的數(shù)學(xué)始終聞名世界呢?”數(shù)學(xué)家回答:“數(shù)學(xué)是我們傳統(tǒng)文化中最優(yōu)秀的部份?!?/span>


事實(shí)上,數(shù)學(xué)在法國就業(yè)市場上搶手,和數(shù)學(xué)在科技社會(huì)中肩負(fù)基礎(chǔ)學(xué)科的角色有很大關(guān)系,數(shù)學(xué)是現(xiàn)代科技社會(huì)最基礎(chǔ)與核心的學(xué)科,相對(duì)于其它學(xué)科,比如物理、化學(xué)、生物、力學(xué)等都具有十分重要的影響力及地位。


數(shù)學(xué)分為純數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué),事實(shí)上,很多科研工作都和數(shù)學(xué)產(chǎn)生十分重要的邏輯性關(guān)系,比如計(jì)算機(jī)偏算法就屬于應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域。甚至銀行金融系統(tǒng),比如法國巴黎銀行(BNP Paribas)、法國興業(yè)銀行(Société Générale)或法國的能源公司,他們需求的研究人才也大多看重?cái)?shù)學(xué)人才,而且更多的是應(yīng)用數(shù)學(xué)。因此,在法國,無論學(xué)院派還是實(shí)用派,數(shù)學(xué)人才在法國就業(yè)市場上占有重要的一席之地。


03
法國的數(shù)學(xué)教育及嚴(yán)苛的教育體系


法國高等教育被某些人認(rèn)為是世界上最難最嚴(yán)格的應(yīng)試教育體系,也就是預(yù)科(prepa)體系。法國的學(xué)生必須在那兩年(或三年)時(shí)間里,需要十分努力地學(xué)習(xí)微積分、線性代數(shù)的技巧,來應(yīng)付被認(rèn)為世界上“最難的高考”。


事實(shí)上,法國在完成基礎(chǔ)教育之后的高等教育階段,擁有著世界上獨(dú)一無二的“雙軌制”高等教育體系。法國有90所公立大學(xué),還有240多所工程師學(xué)院,230多所高等商學(xué)院以及較少的高等藝術(shù)學(xué)院、建筑設(shè)計(jì)學(xué)院等高等教育機(jī)構(gòu)。


法國每年大約有近60萬名高中畢業(yè)生參加全國的會(huì)考,根據(jù)統(tǒng)計(jì),僅有85%的學(xué)生可以達(dá)到分?jǐn)?shù)線。達(dá)標(biāo)者中90%的人直接升入公立大學(xué)就讀,另外大約10%的尖子生,則會(huì)選擇進(jìn)入“預(yù)科學(xué)校”,專門進(jìn)行兩年的“應(yīng)試教育”。最終,經(jīng)過殘酷的淘汰及選拔,獲勝者能夠進(jìn)入法國培養(yǎng)精英人才的“大學(xué)?!?。這樣算下來,每年法國學(xué)生中只有不到8%的幸運(yùn)兒能夠升入大學(xué)了象牙塔的塔尖中。


由此可見,法國公立大學(xué)實(shí)際上是開放型的高等教育機(jī)構(gòu),是法國高等教育民主化、平等化的表征。相比之下,“大學(xué)?!眲t相對(duì)封閉,是專門培養(yǎng)青年精英的學(xué)校。重要的是,兩類高等教育機(jī)構(gòu)在投資經(jīng)費(fèi)、學(xué)習(xí)條件、教育和管理模式、修業(yè)年限、學(xué)位文憑以及就業(yè)前景等方面都大不相同。


法國有一種說法是,假如并非每一個(gè)精英大學(xué)校的學(xué)生都是法國政治、金融及企業(yè)界的領(lǐng)袖,至少可以說,在政治、金融及企業(yè)領(lǐng)袖們幾乎都是精英大學(xué)校的畢業(yè)生。值得一提的是,從本世紀(jì)初開始,法國政府開始為高中階段之后的“預(yù)備學(xué)?!苯M織統(tǒng)一的全國入學(xué)考試,因此,在平民與精英教育方面,法國搞得相當(dāng)制度化。


法國數(shù)學(xué)有意思的一個(gè)地方,其他國家小學(xué)生數(shù)數(shù),都是從1順次遞加數(shù)到100,而法國小孩是一百以內(nèi)都開始有加減法。比如法國人把70說成60+10(Soixante-dix),71是60+11,99不念99,念4x20+10+9(Quatre-vingt-dix-neuf),甚至于連乘法都有了。之所以如此復(fù)雜,原因是法語數(shù)字不是純粹的十進(jìn)制,而采用的是十進(jìn)制、二十進(jìn)制、六十進(jìn)制的混合,他們用十進(jìn)制的數(shù)字去表達(dá)二十、六十進(jìn)制的算法,無疑明顯增加了計(jì)算步驟。


法國人對(duì)推算相當(dāng)感興趣,教學(xué)上也以此為重點(diǎn)。比如法國學(xué)生不會(huì)背公式,學(xué)校把數(shù)學(xué)當(dāng)作鍛煉學(xué)生的思維體操??荚嚂r(shí),學(xué)校會(huì)給學(xué)生留出大量的時(shí)間,等待孩學(xué)生們慢慢推導(dǎo),推出來再慢慢做題。法國學(xué)生做題,都是逐步推導(dǎo),一點(diǎn)也不急,也從不跳步走,而且非常享受這個(gè)推導(dǎo)的過程。


在推導(dǎo)期間,學(xué)生的邏輯思維能力和創(chuàng)造力獲得了鍛煉,尤其是自己推導(dǎo)出來的公式十分有成就感,學(xué)生們往往對(duì)這門學(xué)科也會(huì)非常喜愛。


注:本文轉(zhuǎn)載自法語世界,略有改動(dòng)。


制版編輯 | Morgan


參與討論
0 條評(píng)論
評(píng)論
暫無評(píng)論內(nèi)容
《賽先生》微信公眾號(hào)創(chuàng)刊于2014年7月,創(chuàng)始人為饒毅、魯白、謝宇三位學(xué)者,成為國內(nèi)首個(gè)由知名科學(xué)家創(chuàng)辦并擔(dān)任主編的科學(xué)傳播新媒體平臺(tái),共同致力于讓科學(xué)文化在中國本土扎根。
訂閱Newsletter

我們會(huì)定期將電子期刊發(fā)送到您的郵箱

GO