最优秀的人都在学数学,这就是法国数学如此强大的原因

最优秀的人都在学数学,这就是法国数学如此强大的原因
一、引子
在德国数学家高斯的一部传记中,作者引用了下面这段话:
有一个异乡人在巴黎问当地人,“为什么贵国历史上出了那么多伟大的数学家?”
巴黎人回答,“我们最优秀的人学习数学。”
又去问法国数学家,“为什么贵国的数学一直享誉世界呢?”
数学家回答,“数学是我们传统文化中最优秀的部分。”
二、笛卡尔以前的法国数学
荔枝叶瘿蚊在中世纪以前,数学的成就主要是在一些文明古国取得的,例如埃及、美索不达米亚,中国、印度和阿拉伯,当然还有希腊。
可以肯定的是,如果没有希腊人的贡献,数学就不会像现在这样丰富多彩。
而在长达一千多年的中世纪里,整个欧洲似乎只有一个堪称伟大的数学家——菲波那契,以他名字命名的兔子序列至今仍在数学王国里发出光辉。
欧洲之外,最有名的数学家当数巴格达的花拉子密,正是他命名了代数学,在阿拉伯语里,al-jabr 意为还原移项,译成拉丁文后就成了 algebra,这也是今天英文里的代数学。
十四世纪是欧洲黑死病流行的时期,毁灭了将近四分之一的人口,数学上取得的成绩也非常可怜。
核酸杂交但疾病和战争有时候会改变文明的格局,法兰西开始崭露头角,逐渐走在世界文明的前列。
这个世纪最重要的数学家被认为是法国人奥雷(ORESME),他出生在诺曼底,是天主教会的主教,同时又是亚里士多德著作的法文翻译,中世纪最伟大的经济学家。
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他写过五部数学书,和他的译文一样文笔优美,为科学修辞和法国散文作出了贡献。
奥雷斯姆第一个使用了分数指数,第一个用坐标确定了点的位置,这预示了现代坐标几何学,影响了包括笛卡尔在内的诸多数学家。
十五世纪开始了欧洲的文艺复兴,随着拜占廷帝国的瓦解(君士坦丁堡最在1453年落入土耳其人之手),难民们带着希腊文化的财富流入意大利。奥登堡发明了活字印刷,印刷术得到了改进。
在这个世纪的尾末,哥伦布到达了美洲,不久,麦哲伦完成了环球航行。
可是数学进展仍然不大,十五世纪最杰出的数学家是法国人丘凯(CHUQUET),他出生在巴黎,在里昂生活和行医。
丘凯率先考虑了负的整数指数,他的名著《算术三编》讨论了这样三个问题,有理数的计算、无理数的计算和方程论。他还提出了均值法则:如果A、B、C、D是正数,则(A+B)/(C+D)处于A/C 与 B/D 之间。
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十六世纪最伟大的数学家也是法国人。他的名字叫韦达(VIETE),出生在法国中部的普瓦捷(许多年以后笛卡尔也在这座城市上了大学)。
韦达是个律师和议员,却像后来的费尔马一样,把绝大部分闲暇奉献给了数学。
韦达的数学成就今天大多为我们所能理解,如中学数学里确立一元二次方程根和系数的关系的韦达定理(对三次方程他也有天才的贡献),三角学中的半角公式,他还是第一个提出代数系统符号化的人。
韦达倡导用辅音字母表示已知数,元音字母表示未知数。后来被笛卡尔的想法所取代,后者用拉丁字母的开头几个 (a, b, c) 表示已知数,尾末几个(x, y, z) 表示未知数 。
从以上事实我们可以看出,法国人的数学在文艺复兴之初已达到世界先进水平,虽然那时候欧洲政治、经济、艺术和科学的中心是在亚平宁半岛。
正是在那个时期,(现今的)初等数学基本上羽翼丰满了。同时,这也为近代数学和科学的全面发展奠定了相对坚实的基础。
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三、笛卡尔和天才的世纪
在笛卡尔出生以前,意大利人在世界文明的进程中走在最前列,他们在数学和科学领域也处于领先地位,塔尔塔里亚(口吃者)与卡尔达诺在三次和四次方程的解法研究上取得了突破,他们两人的成就合起来不低于同时代的法国人韦达。
可是,这两位同胞数学家却相互控告对方剽窃,结果弄得两败俱伤。
1564年出生的伽利略一直在意大利的两所大学任数学教授,他发明的扇形圆规通用了两个世纪,同时对抛物线性质和无限集的等价概念有了正确的理解,他的数学天才和直觉帮助其建立起了自由落体的力学定律。他用自制望远镜观察宇宙,证实了哥白尼的太阳系理论,却不幸遭到罗马教会的迫害,含冤而死。
伽利略是在比萨斜塔做实验时发现自由落体定律的,他任比萨大学数学教授时年方25岁,两年后就离开了,后来到了威尼斯附近的帕多瓦大学。
他第一次听说荷兰人发明望远镜是在1607年,他已经43岁,之后才自己动手制作望远镜,观察天象,他发表支持哥白尼理论的著作是在1630年,那年他66岁。
也就是说,伽利略的两大科学发现相隔了差不多有四十年。
正是在这期间,法国诞生了多位数学天才,德沙格、笛卡尔、费尔马、帕斯卡尔,法国数学全面超越了意大利。
英国哲学家兼数学家怀特海称十七世纪是天才的世纪,其中以法国人所做的贡献最多。
德沙格建立了射影几何学,但他和他的几何学的光芒被晚三年出生的笛卡尔给掩盖了。
下面我们就来谈谈笛卡尔。
和大多数天才人物一样,笛卡尔也出生在小地方。他小时母亲病故,身体羸弱,已另娶妻的父亲把他交给外婆抚养,后来又送他进拉弗莱什的一所教会学校。
幸亏校长极有人文修养,看出这个孩子心智和身体上的差异,要他先增强体质。
校长告诉小笛卡尔,除非想去教室和别的同学们在一起,否则不必离开自己的房间。全民开讲
从那以后,笛卡尔终身保持了晚起的习惯,包括他在部队当兵时,当他需要思考问题时,就躺在床上冥思苦想。
笛卡尔后来回忆,那些在冥思中度过的漫长而安静的早晨,是他的哲学和数学思想的真正来源。据说,他是在床上看见天花板上苍蝇的运动才发明坐标系的。
值得一提的是,尽管笛卡尔身体虚弱并爱睡懒觉,却是个勇敢的军人,并曾被授予中将军衔,但被他拒绝。
笛卡尔在数学上的主要成就是创立了一门数学分支——解析几何,同时他又被黑根尔赞誉为“近代哲学之父”。
作为一个二元论者,笛卡尔明确地把心灵和肉体区分开来,其中心灵的作用如同其著名的哲学命题所表达的——“我思,故我在”。
而在方法论上,笛卡尔则是一个彻头彻尾的怀疑主义者,对他来说,怀疑是一种必要的手
段,是哲学和心理学方法中的一个工具。笛卡尔认为,我们从童年时代起就接受了许多偏见,如果得不到及时纠正,会持续到成年,进一步他指出,“怀疑是一门艺术,它使我们脱离感觉的影响获得解放。”
事实上,笛卡尔认为,亚里士多德的三段论只是在推导已知结论时才有用,而不能用以发现或创新。

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