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數(shù)學(xué)成績不佳的數(shù)學(xué)大師─埃爾米特 (Hermite)

來源:中基網(wǎng) 2008-05-07 18:08:08

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    他是十九世紀(jì)最偉大的代數(shù)幾何學(xué)家,但是他大學(xué)入學(xué)考試重考了五次,每次失敗的原因都是數(shù)學(xué)考不好。他的大學(xué)讀到幾乎畢不了業(yè),每次考不好都是為了數(shù)學(xué)那一科。他大學(xué)畢業(yè)后考不上任何研究所,因?yàn)榭疾缓玫目颇窟是── 數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)是他一生的至愛,但是數(shù)學(xué)考試是他一生的惡夢。不過這無法改變他的偉大:課本上"共軛矩陣"是他先提出來的,人類一千多年來解不出"五次方程式的通解",是他先解出來的。自然對數(shù)的"超越數(shù)性質(zhì)",全世界,他是第一個證明出來的人。他的一生證明"一個不會考試的人,仍然能有勝出的人?quot;,并且更奇妙的是不會考試成為他一生的祝福。怎么會這樣呢?嗯……也許能在本文中找到答案喔!翻開歐洲的地圖,在法國的東北角嵌著一塊小小的版圖,名叫洛林Lorraine)。

    這個地方自古以來就是兵家必爭之地,因?yàn)楸倍笕R茵河口,南由馬恩河(Marne River)可以直搗巴黎;瀕臨的阿登高地(Ardennes)是軍事制高點(diǎn);地層中蘊(yùn)藏歐洲最大的鐵礦。早在神圣羅馬帝國時(shí)代,洛林草場上就染滿騎士的鮮血;1871年德國的鐵血雄兵蹂躪法國后,要求法國割讓的土地就是洛林。

    革命家的血統(tǒng)

  經(jīng)過百年來戰(zhàn)爭的洗禮,洛林留下來的是一批苦干、達(dá)觀的法國人,足能面 對環(huán)境的苦難。埃爾米特(Charles Hermite)1822年12月24日出生在洛林的小村 莊Dieuge,他的父祖輩都參與了法國大革命,祖父被大革命后的極端政治團(tuán) 體巴黎公社(Commune)逮捕,后來死于獄中;有些親人死在斷頭臺上;他的父親是杰出的冶礦工程師,因?yàn)楸还缤ň儯拥椒▏吔绲穆辶中〈迩f,在一家鐵礦場中隱姓埋名做礦工。

  鐵礦場的主人叫雷利曼(Lallemand),一個標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)悍的洛林人,有一個比他更強(qiáng)悍的女兒瑪?shù)铝?Madeleine)。在那個保守的時(shí)代,瑪?shù)铝站鸵?敢在戶外 穿長褲不穿裙子"而著名,兇悍地管理礦工。但是一遇到這位巴黎來的工程師,她就軟化了,明知對方是死刑通緝犯還是嫁給他,而且為他生了七個孩子。埃爾米特在七個孩子中排名第五,生下來右腳就殘障,需扶拐杖行走。他身上一半流著父親優(yōu)秀聰明、理想奮斗的血液,一半流著母親敢作敢為、敢愛敢恨的洛林強(qiáng)悍血統(tǒng),譜成不凡生涯的第一個升記號。

  從大師認(rèn)識數(shù)學(xué)之美

  埃爾米特從小就是個問題學(xué)生,上課時(shí)老愛找老師辯論,尤其是一些基本的問題。他尤其痛恨考試;后來寫道:"學(xué)問像大海,考試像魚鉤,老師老要把魚掛 在魚鉤上,教魚怎么能在大海中學(xué)會自由、平衡的游泳?" 老師看他考不好,就用木條打他的腳,他恨死了;后來寫道?quot;達(dá)到教育的 目的是用頭腦,又不是用腳,打腳有什么用?打腳可以使人頭腦更聰明嗎?" 他的數(shù)學(xué)考得特別差,主要原因是他的數(shù)學(xué)特別好;他講的話更讓數(shù)學(xué)老師 抓狂,他說:"數(shù)學(xué)課本是一灘臭水,是一堆垃圾。數(shù)學(xué)成績好的人,都是 一些二流頭腦的人,因?yàn)樗麄冎欢崂?他自命為一流的科學(xué)狂人。不 過他講的也沒錯,歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家大多是文學(xué)、外交、工程、軍事等, 與數(shù)學(xué)不相干科系出身的。 埃爾米特花許多時(shí)間去看數(shù)學(xué)大師,如牛頓、高斯的原著,他認(rèn)為在那里才 能找到"數(shù)學(xué)的美,是回到基本點(diǎn)的辯論,那里才能飲到數(shù)學(xué)興奮的源頭。" 他在年老時(shí),回顧少年時(shí)的輕狂,寫道:"傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育,要學(xué)生按部就 班地,一步一步地學(xué)習(xí),訓(xùn)練學(xué)生把數(shù)學(xué)應(yīng)用到工程或商業(yè)上,因此,不重 啟發(fā)學(xué)生的開創(chuàng)性。但是數(shù)學(xué)有它本身抽象邏輯的美,例如在解決多次方方 程序里,根的存在本身就是一種美感。數(shù)學(xué)存在的價(jià)值,不只是為了生活上 的應(yīng)用,也不應(yīng)淪為供工程、商業(yè)應(yīng)用的工具。數(shù)學(xué)的突破仍需要不斷地去突破現(xiàn)有格局。"

  孝順的天才

  埃爾米特的表現(xiàn)讓父母憂心,父母但求他能把書念好,再多的錢也愿意付出,就把他送到巴黎的「路易大帝中學(xué)」(Louis-le-Grand)。因著超卓的數(shù)學(xué)天份, 他無法把自己塞入數(shù)學(xué)教育的窠臼,但是為了順父母的意,又必須每天面對 那些細(xì)微繁瑣的計(jì)算,以致痛苦得不得了。這位孝順的天才,似乎注定終生 的自我折磨。 巴黎綜合工科技術(shù)學(xué)院(Polytechnique)入學(xué)考每年舉行兩次,他從十八歲開始 參加,考到第五次才以吊車尾的成績通過。其間他幾乎要放棄時(shí),遇到一位 數(shù)學(xué)老師李察(Richard)。李察老師對埃爾米特說:"我相信你是自拉格朗日 (Lagrange)以來的第二位數(shù)學(xué)天才。"拉格朗日被稱為數(shù)學(xué)界的貝多芬,他所作的求根近似解被譽(yù)為「數(shù)學(xué)之詩」。 但是埃爾米特光有天份不夠,李察老師說:"你需要有上帝的恩典,與完成 學(xué)業(yè)的堅(jiān)持,才不會被你認(rèn)為垃圾的傳統(tǒng)教育犧牲掉。"因此他一次又一次 地落榜,卻仍繼續(xù)堅(jiān)持應(yīng)試。

  騎在蝸牛背上的人

  埃爾米特進(jìn)技術(shù)學(xué)院念了一年以后,法國教育當(dāng)局忽然下一道命令:肢障者不得進(jìn)入工科學(xué)系,埃爾米特只好轉(zhuǎn)到文學(xué)系。文學(xué)系里的數(shù)學(xué)已經(jīng)容易很多了,結(jié)果他的數(shù)學(xué)還是不及格。有趣的是,他同時(shí)在法國的數(shù)學(xué)研究期刊《純數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)雜志》發(fā)表《五次方方程式 解的思索》,震驚了數(shù)學(xué)界。

  在人類歷史上,第三世紀(jì)的希臘數(shù)學(xué)家就發(fā)現(xiàn)一次方程與二次方程的解法,之后,多少一流數(shù)學(xué)家埋首苦思四次方程以上到n次方的解法,始終不得其解。沒想到三百年后,一個文學(xué)系的學(xué)生,一個數(shù)學(xué)常考不及格的學(xué)生,竟 然提出正確的解法。埃爾米特知道自己已經(jīng)「對數(shù)學(xué)的開創(chuàng)性研究中毒很深,熱愛得無法自拔」,幸得好朋友勃特倫(Bertrand)趕忙幫他補(bǔ)習(xí)學(xué)校要考的數(shù)學(xué)。對這一個具有開 創(chuàng)性的天才,僵化的數(shù)學(xué)教育帶來無邊的苦難;惟有友誼的了解與鼓勵能夠 支持他走下去,并使他在二十四歲時(shí),能以及格邊緣的成績自大學(xué)畢業(yè)。 由于不會應(yīng)付考試,無法繼續(xù)升學(xué),他只好找所學(xué)校做個批改學(xué)生作業(yè)的助 教。這份助教工作,做了幾乎二十五年,僅管他這二十五年中發(fā)表了代數(shù)連 分?jǐn)?shù)理論、函數(shù)論、方程論……已經(jīng)名滿天下,數(shù)學(xué)程度遠(yuǎn)超過當(dāng)時(shí)所有大 學(xué)的教授,但是不會考試,沒有高等學(xué)位的埃爾米特,只能繼續(xù)批改學(xué)生作 業(yè)。社會現(xiàn)實(shí)對他就是這么殘忍、愚昧。

  不考試的老師

  能夠使埃爾米特不憤世嫉俗、坦然前行的動力是什么? 有三個重要的因素,一是妻子的了解與同心。埃爾米特的妻子,是他大學(xué)好 友勃特倫的妹妹,她無怨無悔地跟隨這個不會考試的天才丈夫,一年一年地走下去。二是有人真正地贊賞他,不因他外表的殘廢與沒有耀人的學(xué)位而輕視他。欣 賞他的人后來也都在數(shù)學(xué)界享有盛名──包括研究無窮級數(shù)收斂、發(fā)散與微 分方程式而著名的柯西(Cauchy),發(fā)表橢圓函數(shù)、行列式理論而著名的雅科 比(Jacobi),「純數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)雜志」的主編劉維爾(Liouville)。這些都是行 家,而來自真正行家的惺惺相惜,比考試高分的一點(diǎn)虛偽榮耀,更能支助一 個失敗者走較遠(yuǎn)的路。三是埃爾米特的信仰。埃爾米特在四十三歲時(shí)染患一場大病,柯西來看他, 并且把福音傳給他。信仰給他另一種價(jià)值與滿足。 埃爾米特在四十九歲時(shí),巴黎大學(xué)才請他去擔(dān)任教授。此后的二十五年,幾乎整個法國的大數(shù)學(xué)家都出自他的門下。我們無從得知他 在課堂上的授課方式,但是有一件事情是可以確定的──沒有考試。

  三角幾何里認(rèn)識另一個世界

  不會考試給他帶來許多麻煩:工作不順利、多次重考、他人的輕視、自卑… …。但是給他帶來許多祝福:認(rèn)識妻子、好友、信仰,與整個生命的成熟。 后來美國加州理工學(xué)院數(shù)學(xué)系的教授貝爾(Bell),在他對歷史上數(shù)學(xué)偉人的 回顧上,用一段話描述埃爾米特: 在歷史上的數(shù)學(xué)家愈是天才,愈是好譏誚,講話愈多嘲諷。只有一個人 例外,就是埃爾米特,他有真正完美的人格。埃爾米特死于1901年1月4日。晚年寫道: "三角幾何是永恒、是不朽的。自然界里沒有任何一個東西是絕對的三角形, 但是在人的腦中卻存在著完美、絕對的三角形,去衡量外面的形形狀狀。 沒有人知道為什么三角的總和就是180°,沒有人知道為什么三角的最長斜 邊對應(yīng)最大角。這些三角幾何的基本特性,不是人去發(fā)明出來或想象出來的, 而是人在懵懂無知的時(shí)候,這些三角特性就存在,并且無論時(shí)空如何改變, 這些特性也不會改變。我只不過是一個無意中發(fā)現(xiàn)這些特性的人。 三角幾何的存在,證明有一永久不改變的世界存在。"
 

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