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在学术研究上鞠躬尽瘁,在教育上却一直保持高冷,被评为最不可爱的科学家

 茂林之家 2017-05-04

人总是要死的

但是,他们的功绩永存。


昨天讲了数学课本上的“天使”拉格朗日(传送门,然而,你还记得“大明湖畔”的柯西吗?



都说没被柯西虐过的大学是不完整的。



在搜索引擎里输入“柯西”,搜出来的几乎全是各种公式、定理,这可都是这位数学大师留给我们珍贵的礼物啊!



被阻止学数学


柯西(Cauchy,Augustin Louis 1789-1857)出生于巴黎。父亲是法国波旁王朝的官员,精通古典文学,对语法、诗歌、历史、拉丁文和古希腊文都很有研究,并且将他的这些研究教给了柯西,据说,柯西很小就已经会写法语诗,是一个十足的文艺小正太!


在13岁以前,柯西的教育都被他父亲“老柯西”承包了。到了13岁的时候,柯西就直接上了中学,还多次在拉丁文和希腊文的竞赛上获奖,当然,数学成绩也十分优异。


柯西在文学上有如此高的造诣不仅仅是因为“老柯西”的教导,还有一个重要原因是数学家拉格朗日和拉普拉斯的“劝告”。


据说,小柯西经常跟着老柯西出入法国参议院,而小柯西就是这样被拉格朗日“相中”了,拉格朗日是这样评价小柯西的:“这小孩以后必成大器,并且会超过我们之间的任何一个人。”


然而,拉格朗日还叮嘱老柯西:“不过,他现在身体太单薄,在他16岁之前最好不要让他碰数学(当然这里是指高等数学)!要赶快给他一种坚实的文学教育。


简单地说,拉格朗日的脑回路是这样的:这是一位天才→我想要收入囊中→研究数学会累死小柯西的→阻止小柯西接触数学。。。



所以说,如果没有拉格朗日的“阻止”,我们广大学子估计更不好过。。。


1805年,柯西考入了综合工科学校,在那里,他主要学习了数学和力学。


1807年,柯西进入了桥梁公路学校,并于1810年以优异成绩毕业,前往瑟堡参加海港建设工程。


据说,柯西从家里出发去瑟堡时,共带了4本书:拉格朗日的《解析函数论》和拉普拉斯的《天体力学》,外加2本文学作品(对文学念念不忘)


不过,这4本书当然是不够看的,柯西便在当地借了一些数学书,还有从巴黎寄过来一些书,在工作之余潜心研究,并分别于1811、1812年向科学院提交了两篇论文,在当时数学界引起巨大反响。

这两篇论文主要成果:

①证明了凸正多面体只有五种(面数分别是4,6,8,12,20),星形正多面体只有四种(面数是12的三种,面数是20的一种)。

②得到了欧拉关于多面体的顶点、面和棱的个数关系式的另一证明并加以推广。

③证明了各面固定的多面体必然是固定的,从此可导出从未证明过的欧几里得的一个定理。


不过,柯西在瑟堡同时忙于工程建设和数学研究,经不起折腾的柯西病倒了,并于1812年回到巴黎家中休养。


这时,拉格朗日得知了柯西去参与工程建设竟然病倒了,赶紧去劝柯西放弃工程师,专心搞数学。而柯西听从了拉格朗日的建议,打算以后致力于纯数学的研究。


从此,柯西便开启了开挂模式,一路赶超众多前辈大师,直逼高斯,可谓是一人之下,万人之上。


1821年,柯西提出了极限定义的方法,进而给出了无穷级数收敛的判定准则,极大的推动了数学的进程。柯西等人关于极限、连续、导数、收敛等概念的定义一直沿用至今。

有趣的是,当柯西在一次学术会议上提出级数收敛性理论之后,拉普拉斯急忙赶回家中,根据柯西的严谨判别法,逐一检查其巨著《天体力学》中所用到的级数是否都收敛。



柯西是仅次于欧拉的多产数学家,发表论文800篇以上,其中纯数学约占65%,几乎涉及当时所有数学分支;数学物理(力学、光学、天文学)约占35%。


从1882年起,法国巴黎科学院开始出版《柯西全集》,把他的论文按所登载的期刊分类,同一种期刊上的则按发表时间顺序排列, 直到1974年才出齐最后一卷。


关于柯西的高产,还有一个有趣的故事,就是“巴黎纸贵”。


柯西写的文章不仅数量多,还特别长(果然精通文学),导致了数学杂志都没有办法刊登他的文章。然后柯西一怒之下就自己办了个定期刊物《数学演习》,专门登自己的文章。


后来,柯西去了法国科学院,就在学院的院刊上发表自己的论文,由于柯西写论文速度惊人,自从柯西来了之后,学院的院刊就从月刊变成了周刊。。。


接着,法国科学院要印刷的杂志越来越多,印刷厂为了印制柯西的论文而抢购了巴黎市所有纸店的存货,使得市面上纸张短缺,纸价大增,进而印刷厂成本上升。。。


科学院表示已经“不堪重负”,于是决定以后发表的论文每篇篇幅不得超过4页。柯西的长篇论文不得在本国发表,只能改投别国刊物。。。


最不可爱的科学家


不过,在学术成就上让人佩服的柯西,在性格上却是十分“不可爱”的。


在学校读书期间,柯西简直是聪明到没朋友。因为他平常总是静静地不说话,如果说了什么,也很简短,令人摸不着头绪,于是就有了一个“苦瓜”的外号。


后来,柯西拿着拉格朗日的数学书与灵修书籍《效法基督》来读,同学们看见了,又给他起了个外号“脑筋劈哩啪啦叫的人”,即神经病


天才的道路总是孤独的,之后,来到科学院的柯西,也是继续保持“高冷”,与科学院中的同事关系十分冷淡。



在柯西留下的学术成果里,包括了很多伟大的数学教本《分析教程第一编·代数分析》、《微积分概要》、《微积分在几何学中的应用教程》(和《微分学教程》等等,他的分析教程都是以严谨著称,阿贝尔也曾说:柯西的书应当为“每一个在数学研究中热爱严谨性的分析学家研读”。


说到这,你也许会认为柯西是一位伟大的教育家,事实却恰恰相反,柯西似乎与“出色的教师”不太沾边,甚至还被认为是19世纪数学界的最大反派。



原来,柯西在综合工科学校讲授数学分析时,就曾因讲课内容过于抽象,多次遭到校方和学生们的批评。


还有在都灵大学讲课时,刚开始大家都十分踊跃的报名去参与这位数学大师的课程,然而,柯西实际的讲课情形引起了学生们的不满。


梅纳勃劳(Menabrea)是这样评价的:“非常混乱,突然从一个想法跳到另一个公式,也弄不清是怎么转过去的。他的讲授是一片乌云,但有时被天才的光辉照亮;对于青年学子,他令人厌倦。” 


而贝特朗(Bertrand)对于柯西的课程也是有同样不好的回忆:“应当承认,他的第一堂课使听众(他们都是优秀学生)的期望落空,他们不是陶醉而是惊讶于他涉及的有点混乱的各式各样的主题。”


不过,也许是那些拥有极其聪明头脑的人才能听得懂柯西所讲的内容吧,后来成为优秀数学家的埃尔米特、皮瑟、布里奥、布凯和梅雷等人都曾受益于柯西的课程。


事实上,柯西当初踏入数学研究这一行,离不开拉格朗日、拉普拉斯和泊松的帮助。然而,柯西对后起之秀却不甚热心,有时甚至冷漠无情,庞斯列、阿贝尔和伽罗瓦(传送门)表示曾在柯西这里栽了大跟头。。。

 


1820年,庞斯列将一篇论文《试论圆锥截面的射影性质》送到法国科学院,却招来了柯西的严厉批评,说论文中的基本部分是'大胆引入',缺乏严格性。


不过,庞斯列坚持自己的理论,终于在1822年得以发表,该理论对19世纪射影几何的研究和发展起了决定性作用。


许多年后,庞斯列在回忆柯西于1820年6月的一天打发他走时,仍然充满怨气和辛酸,说从柯西那里“没有得到任何指点,任何科学评价,也不可能获得理解”



而阿贝尔回忆说:“没法同他打交道,尽管他是当今最懂得应当如何搞数学的数学家。”“我已完成了一篇关于一类超越函数的大文章,……我把它给了柯西,但他几乎没有瞟一眼。” 这就是那篇在椭圆函数论中具有划时代意义的论文。


傅里叶于1826年10月30日把此文送交勒让德和柯西,并让后者写审定结论。柯西把稿子扔在一边,直到当雅可比注意到此文并通过勒让德征询其下落时,柯西才于1829年6月29日把该文连同他写的一篇颇有保留的评论提交科学院,而这时阿贝尔已去世。。。此文直到1841年才发表。


伽罗瓦也经历了同样的事情,并且还更糟伽罗瓦两篇关于代数方程解的论文手稿在提交给柯西审查的时候,不仅没有得到任何评论,两份手稿还被遗失了,至今都未能找到!


后来,有人写文章这样评论柯西:他的呆板苛刻以及对刚踏上科学道路的年轻人的冷漠,使他成为最不可爱的科学家之一。


其实,青年时期尤其高产的柯西,在40岁之后,下课就不再做研究工作了。他说:对数学的兴奋,是身体无法长期的负荷,累!


所以,他不再虐自己,而是开始虐别人了。。。


本文由超级数学建模编辑整理

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