数学家的故事.docx
《数学家的故事.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数学家的故事.docx（44页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
数学家的故事
数学家们的故事
下面这篇文章是北大未名站Mathematics版的一个连载,准确时间是从2002年4月1日开始的，一直到2002年6月10日写完.作者ukim天天会写一小节.下面是全文（其实全篇是分66个片段作为每天的连载）我现在还记得ukim的nick是"我没有理想",其签名档写的是"美丽有两种:
一是深刻又动人的方程,一是你泛着倦意淡淡的笑容."这是我非常喜欢的一个系列连载,在我BBS文集里有收录.其实这个在BBS的fterm形式下读起来非常流畅和过瘾.不过现在在web形式下排版效果就差多了,也显的太长.（估计没几个能耐心读完的）也只好这样吧,sigh.我不大喜欢web,很多操作都不方便,就是花哨...
最近不打算再在blog上写什么了（其实本来这里也就没东西,想起来了乱写一通.基本好东西都整理在BBS文集里,这里也就九牛一毛）.不过刚看了一眼MITcat的blog,竟然发现他的space好空旷,大概平时都太busy了...然后感觉自己很颓废,不打算再过这样的日子.要做点正事.曾国藩说过"只问耕耘，不问收获",这句话很有道理,justdoit就对了.而且只有知道如何停止的人才知道如何加快速度.我不想每天把时间浪费在这里,我得过的充实点.生命是平衡的,以一种我们了解或不了解的方式.
不多说了,明天就要很忙碌的,I'mleavingtoday,谨转此文纪念我似水流年的一些岁月.
数学家们的故事
----------------------------------------
给那些喜欢数学和不喜欢数学的人们
给那些了解数学家和不了解数学家的人们。
----------------------------------------
在北大混了四年，一事无成；在未名上也呆了快一年了，制造了几千篇的垃圾。
要毕业的人想法总是奇怪的，譬如说竟然真的要正经的写几篇文章了。
最初写成这些东西的时候，我发给了几个朋友，一个学数学的师弟说他很感动，一个非数学系的mm说他后悔当初没有选数学系，无论怎样，他们能这样子讲，我很感动，这是发自内心的那种。
现在的打算是每天贴2-3个故事，一直到欧毕业那天。
很多事情难免有些tooold,这个我也没有办法，激动人心的事情毕竟只有那么多。
不多说了，真心的希望大家会喜欢，哪怕只有一点点的喜欢。
这些文字偶给了一个名字，叫做“偶心目中的英雄---HeroesinMyHeart”
序
废话几句。
多年以前，我有一个很宏伟的计划，打算写一本厚厚的书。
这本书有三部，第一部写那些数学牛人们的传奇动人荒诞不经的轶事，第二部充满着历史上最最经典的定理最最美妙的证明，第三部去真实的纪录北大数学的这群烂人，写他们那脏乱的宿舍和芜杂的生活。
这一直是一个理想，直到我动手写这些文字的时候，我知道，这将永远是一个美好的梦。
所以，这里只是那个计划的一小部分，讲述的是那些虔诚的人做过的虔诚的事。
第一次因为数学感动，是听到大人们讲华罗庚先生的故事，不知道那时候多大，隐约记得他们说华先生去苏联算一个卫星的东西，怕他们把自己的算法偷去，于是所有的东西都是心算。
故事的真实性自然不可信，不过这很让小孩子神往。
我要讲述的也是这么一些事情，很多都是高中和大一大二读过的，那是一段美妙的时光。
美妙的东西希望大家一起分享，与人乐乐。
最后，按照写序的一般格式，我来感谢一下应该感谢的人们。
感谢knots陪我一起扭伤脚腕一起看遍好莱坞的美女，感谢hyson和我一起用两块八的牛奶煮面，感谢alpha和我两次同居在那简陋的破屋里冻得瑟瑟发抖，感谢doudoulf那银玲般的笑声，感谢justinlee,mashimaro,aixuexi,transferrer和luk在每一个漆黑的夜晚大家共同进行着富有想象力的意淫。
是他们的存在，回忆这个词才有了色彩。
Bernoulli家族
Quote:
Euler停止了生命，也就停止了计算。
——deCondorcet
这是一个生产数学家和物理学家的部落，有着十几位优秀的科学家都拥有这个令人骄傲的姓氏。
1．
JohnBernoulli在1696年把最速降线问题在一个叫做《教师学报》的杂志上面提出，公开挑战主要是针对他的哥哥Jacobi.Bernoulli,这两个人在学术让一直相互不忿，据说当年John求悬链线的方程，熬了一夜就搞定了，Jacobi做了一年还认为悬链线应该是抛物线，实在是很没面子。
那个杂志好像是Leibniz搞得，很牛，欧洲的牛人们都来做这个东西。
到最后，Jhon收的了5份答案，有他自己的，Leibniz的,还有一个L.Hospital侯爵的（我们比较喜欢的那个L.Hospital法则好像是他雇人做的，是个有钱人）然后是他哥哥Jacobi的，最后一份是盖着英国邮戳的，必然是Newton的，John自己说“我从它的利爪上认出了这头狮子．”据说当年Newton从造币厂回去，看到了Bernoulli的题，感觉浑身不爽，熬夜到凌晨4点，就搞定了。
这么多解答当中，John的应该是最漂亮的，类比了Fermat原理，用光学一下做了出来。
但是从影响来说，Jacobi的做法真正体现了变分思想。
2．
Bernoulli一家在欧洲享有盛誉，有一个传说，讲的是DanielBernoulli（他是JohnBernoulli的儿子）有一次正在做穿过欧洲的旅行，他与一个陌生人聊天，他很谦虚的自我介绍：
“我是DanielBernoullis。
“那个人当时就怒了，说：
“我是还是IssacNewton呢。
”Daniel从此之后在很多的场合深情的回忆起这一次经历把他当作他曾经听过的最衷心的赞扬。
3．
John&Jacobi这两个Bernoulli人，都算不出来自然数倒数的平方和这个级数，Euler从他老师John那里知道的，并且给出了π2/6这个正确的答案。
4．
法国有一个哲学家，叫做DenisDiderot，中文的名字叫做狄德罗，是个无神论者，这个让叶卡捷琳娜女皇不爽，于是他请Euler来教育一下Diderot，其实Euler本来是弄神学的，他老爸就是的，后来是好几个叫Bernoulli的去劝他父亲，才让Euler做数学了。
Euler邀请Diderot来了皇宫，他这次的工作是证明上帝的存在性，然后，在众人面前说：
“先生，（a+bn）/n=x,因此上帝存在；请回答!
”Diderot自然不懂代数，于是被羞辱，显然他面对的是欧洲最伟大的数学家，他不得不离开圣彼得堡，回到了巴黎……
四色定理
Quote:
证明是一个偶像，数学家在这个偶像前折磨自己。
——A.Eddington
1．
一次拓扑课，Minkowski向学生们自负的宣称：
“这个定理没有证明的最要的原因是至今只有一些三流的数学家在这上面花过时间。
下面我就来证明它。
”…….这节课结束的时候，没有证完，到下一次课的时候，Minkowski继续证明，一直几个星期过去了……一个阴霾的早上，Minkowski跨入教室，那时候，恰好一道闪电划过长空，雷声震耳，Minkowski很严肃的说：
“上天被我的骄傲激怒了，我的证明是不完全的……“
2．
1942年的时候，Lefschetz去Havard做了个报告，Birkhoff是他的好朋友，讲座结束之后，就问他最近在Princeton有没有什么有意思的东西。
Lefschetz说有一个人刚刚证明了四色猜想。
Birkhoff严重的不相信，说要是这是真的，就用手和膝盖，直接爬到Princeton的FineHall去。
做数论的人
Quote:
从实用的观点来判断，我的数学生涯的价值等于零。
——Hardy
1．
LevLandau这位俄国最伟大的物理学家惊叹道：
“为什么素数要相加呢？
素数是用来相乘而不是相加的。
”据说这是Landau看了Goldbach（哥德巴赫）猜想之后的感觉。
术业有专攻呀......
2．
Graham说：
“我知道一数论学家，他仅在素数的日子和妻子同房：
在月初，这是挺不错的，2，3，5，7；但是到月终的日子就显得难过了，先是素数变稀，19，23，然后是一个大的间隙，一下子就蹦到了29，……”
3．
由于Fermat大定理的名声，在NewYork的地铁车站出现了乱涂在墙上的话：
x^n+y^n=z^n没有解对此我已经发现了一种真正美妙的证明，可惜我现在没时间写出来，因为我的火车正在开来。
4.
Hilbert曾有一个学生，给了他一篇论文来证明Riemann猜想，尽管其中有个无法挽回的错误，Hilbert还是被深深的吸引了。
第二年，这个学生不知道怎么回事死了，Hilbert要求在葬礼上做一个演说。
那天，风雨瑟瑟，这个学生的家属们哀不胜收。
Hilbert开始致词，首先指出，这样的天才这么早离开我们实在是痛惜呀，众人同感，哭得越来越凶。
接下来，Hilbert说，尽管这个人的证明有错，但是如果按照这条路走，应该有可能证明Riemann猜想，再接下来，Hilbert继续热烈的冒雨讲道：
“事实上，让我们考虑一个单变量的复函数.....”众人皆倒。
5．
有一个人叫做PaulWolfskehl,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。
Gottingen的传说
Quote:
Gottingen市政厅底层的墙上言不讳的镌刻着：
“Gottingen以外没有生活。
”
1．
1854年，Riemann为了在Gottingen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的回忆说，当演说结束后，Gauss怀着少见的表情激动的称赞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，却话了将近100年的时间。
有人说Riemann的著作，更接近于哲学而不是数学，甚至在一开始，欧洲的很多数学家认为Riemann的东西是一种家庭出版物，更接近物理学家的看法，与数学家没有关系。
一次，Helmholz和Weiestrass一起外出度假，Weiestrass随身带了一篇Riemann的博士论文，以便能在一个山清水秀的环境里静静的研究这篇他认为是复杂又宏伟的工作。
但是Helmholz大惑不解，他认为，Riemann的文章再明白不过了，为什么Weiestrass作为数学家要这么花功夫呢？
2．
Klein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。
3．
Wiener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得不再有任何意义”。
4．
关于Klein
还有一个故事，当初王诗宬老师请了一个法国的拓扑学家来北大做报告，他讲的东西和双曲几何有些关系，半路上，突然讲到了Klein和Poincare的故事，说是Klein和Poincare都在研究自守函数什么的，对于2维的的情况，Poincare把自己的结果用Fuchs的名字来命名，因为这个人的东西他曾经看过，并且有很大的影响，Klein感到特别的不爽，他也得到了这样的结果然而Fuchs本人对此却一无所知，如此冠名，他自然觉的很不妥。
后来，他和Poincare分别做3维的情况，无奈自己不是Poincare那样的天才，用功过度，体力不支，身体都垮了，从此结束了自己创造性的数学生涯。
Poincare自己也不在乎这么东西，于是把3维自己得到的群命名为Klein群。
当时王老师也特别想将这个故事，自己踌躇了半天，后来说这个东西是法国人很有面子的一件事情，还是让这个法国人讲了。
5．
DavidHilbert并不是Gottingen毕业的。
19世纪80年代，Berlin大学的博士论文答辩，需要2名学生作为对手，他们向你不停的发问。
Hilbert的一个对手是EmilWiechert（埃米尔.魏恰特）,后来是最著名的地震学家。
那时候，德国（也许叫做普鲁士）的大学教授特别少。
Berlin之后3名数学教授，一般的大学至多2个。
Hilbert的博士宣誓仪式，校长主持：
“我庄严的要你回答，宣誓是否能使你用真诚的良心承担如下的许诺和保证：
你讲勇敢的去捍卫真正的科学，将其开拓，为之添彩；既不为厚禄所驱，也不为虚名所赶，只求上帝真理的神辉普照大地，发扬光大。
”
欧很想知道现在北大的授予博士仪式是不是也有类似的话
6．
Hilbert上了年纪的时候，一次听到一群年轻人正在谈论一个他知道数学家。
那时候，Minkowski这些他很熟的人，有很多都已经故去。
他特别关心正在被谈论的这个人，当大家说完这个人有几个孩子之类的事情之后，他就问说：
“...他还‘存在’么.…….”
7．
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.……”。
8．
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轻轻的拍拍他的肩膀，告诉他“收敛是肯定的”，年轻人感激而笑。
9．
H.Weyl刚去Gottingen的时候,被拒之”圈”外。
所谓的圈，是指Toeplitz,Schmidt,Hecke和Haar等一群年轻人，大家一起谈论数学物理，很有贵族的感觉。
一次，大家在等待Hilbert来上课，Toeplitz指着远处的Weyl说：
“看那边的那个家伙，他就是Weyl先生。
他也是那种考虑数学的人。
”就这样子，Weyl就不属于“圈”这个集合了。
这个故事是Courant讲的，Haar当时是Hilbert的助手，Gottingen当时的人们无一不认为他将是那种不朽的数学家。
但是事实证明，Weyl的伟大无人能比，尽管Haar在测度论上贡献突出，但是Courant还是说他和Weyl“根本没法相比”。
10．
vonKarman（冯.卡门）通过Haar的介绍来到Gottingen,等到Haar去了匈牙利之后，他很快成为“圈”内的领袖。
圈外人Weyl再一次证明了他的优秀，他和Karman同时爱上了才貌双全的一个女孩，并且展开了一场竞争。
最终圈内人都感到特别的沮丧，因为那个女孩子选择了Weyl。
Gottingen讲得太多了吧
先停几次，多讲几件烂事
然后再讲
hiahia
先介绍一个人，L.V.Ahlfors,和另一个美国的数学家共同分享了第一届的Feilds奖。
欧知道他的一部分工作，就是展示给大家复分析和双曲几何之间的深刻联系，把曲率之类的几何概念引入了复分析，给出了Schwarz引理的几何上的漂亮解释。
他还在共形映射，Riemann曲面领域都是贡献非凡。
下面是一个很传奇的事情，欧希望那些认为数学没有“用”的看看数学家是如何认为数学有用的。
hehe
L.V.Ahlfors说这些话的时候，正是二战受封锁的时候
“Feilds奖章给了我一个很实在的好处，
当被允许从芬兰去瑞典的时候，
我想搭火车去见一下我的妻子，
可是身上只有10元钱。
我翻出了Fields奖章，
把它拿到当铺当了，（！
！
！
！
）
从而有了足够的路费
……
我确信那是唯一一个在当铺呆过的Feilds奖章……”
在讲几个小事情，都是蛮有意思的那种
明天继续Gottingen
这一个是因果循环的
Hilbert写的第一篇关于Dirichlet原理的文章，希望Fredholm能够欣赏，但是Fredhold根本就没看；F.Riesz写了很多文章，希望Hilbert能够欣赏，但是Hilbert根本就没看；M.Riesz写了很多文章，希望F.Riesz能够欣赏，但是F.Riesz根本就没看……
再来一个苏联大牛的
39年的时候，Kolmogorov决定在冰水中游泳，结果以住院告终，医生一致认为他差点点死掉；但是，70岁的时候，突然决定到莫斯科河里游泳，仍然是冰水，这一次却没有事情。
开始讲一下EdmundLandau的故事。
11．
E.Landau是后来的Gottingen的数学系系主任，此人不仅解析数论超强，而且超级有钱。
曾有人问他怎么能在Gottingen找到他，他很轻描淡写的说：
“这个没有任何困难，它是城里最好的那座房子。
”
12．
Gottingen1909-1934年的数学系主任是EdmundLandau。
Landau的工作习惯很奇怪，用6个小时工作，6个小时休息，如此交替。
他收到过无穷多关于证明了Fermat大定理的信件，后来实在没有精力处理，就印了一批卡片，样子大概是这个样子的
---------------------------------------------------------
亲爱的_____
谢谢您寄来的关于Fermat大定理的证明。
第一个错误在
______页______行
这使得证明无效。
E.M.Landau
---------------------------------------------------------
尽管有很多的稿件都退了，据说剩下的还有3米多高。
13．
E.Landau是比较自大的那种人，根本看不起物理化学，包括应用数学,他把任何和数学的应用有关的东西贬为“润滑油”。
一次Steinhaus的博士考试需要一个天文学家的提问。
Landau似乎很关心，就问Steinhaus都被问了什么问题，当他知道是有关3体问题的微分方程的时候，大声的说：
“啊，如此说来，他知道这个.……”
14．
A.Rosenthal曾经和Landau住一个房间。
一天，Landau回到房间向Rosenthal抱怨老年的Dedekind和他絮叨了一下午的废话，Dedekind狠狠的抱怨当年Guass对他不公平，在他的博士学位考试时，问了一些特别难的问题。
两个间接的和Gottingen的人有关系的事情
Dehn是Hilbert最得意的弟子之一，曾经率先解决了一个Hilbert问题。
15．
MaxDehn离开Gottingen躲避纳粹追捕的时候，经过苏联，换火车的时候，在海参崴逗留了一阵，闲来无事去了当地的图书馆，这里的数学书仅仅占一个架子，全部都是Springer-Verlag的黄皮书。
16．
Poincare也曾去Gottingen演讲，顺便攻击了一下Cantor的集合论，Zermelo当时恰好证明的每个集合都可以良序化，Poincare演讲的时候他恰好坐在靠近Poincare脚边的位子上，然而Poincare并不认识Zermelo，他大喊道：
“Zermelo那个几乎独创的证明也应该彻底的毁掉，扔到窗外去！
”Zermelo本来就性情古怪暴躁，那天更是绝望盛怒。
Courant甚至认为Zermelo一定会在那天吃正餐的时候杀死Poincare。
17.
Caratheodory是希腊的一个富人子弟，后来在测度等很多方面有着重要的贡献，北大图书馆还有他的一本讲复变函数的书，非常的几何化，特别优美。
他当初是一个工程师，26岁突然放弃了这样一个有前途的职业来学习数学，众人很不理解，他说：
“通过不受束缚的专心的数学研究，我的生活会变得更有意义，我无法抗拒这样的诱惑。
”他选择的学校是Gottingen.
18.
W.F.Osgood是原来Havard的数学教授，来中国讲过课，我这里还有他在中国的讲稿:
-）。
他也是Gottingen毕业的，娶了一德国姑娘，在美国保持着德国的传统。
大概是在Gottingen受的影响太大，Osgood做事都模仿F.Klein。
他留着欧洲式的头发，抽烟的时候不停的用小刀戳雪茄，一直抽到发苦的烟蒂头。
19.
由于纳粹对犹太人采取的政策，很多数学家都离开了Gottingen。
一次纳粹的教育部长问Hilbert说Gottingen的数学现在怎么样了，Hilbert说：
“Gottingen的数学，确实，这儿什么都没有了。
”Gottingen从那时开始一蹶不振。
20.
这一个几乎和Gottingen没有什么关系，很多数学家都是这个样子，开始的时候自己的工作的不到承认的，譬如说S.Lie当初的李群，Cantor当初的集合论，等等。
Grassmann最初是一个预科学校的教员，尽管那个时候，他就做出了反交换代数这一大堆重要的东西，但是那个时代数学家从来不曾重视他的成果。
Grassmann自己不的不放弃数学这个没有前途的职业，化了不少功夫在印度的
升级会员 