决斗前一夜,21岁小伙写下几页纸,让全世界数学家研究了一百年
1832年5月31日的清晨,一个年轻的小伙子带着一把走出家门,去赴一个死亡的约会。
如果有时光机,数学家们最希望的可能就是回到这一天,阻止这个年轻人的约会。
他要去跟另一个人决斗。决斗的理由浪漫而愚蠢。两人同时爱上了一个舞女。两人又恰好相识。为了决定谁能拥有这份爱情,一个人提出了决斗,另一个人表示同意。
在这一天的晚些时候,一位农民在巴黎的葛拉塞尔湖边发现了这个年轻人,此时的他已经昏迷,腹部的枪伤揭示着原因。
农民把他抬到了医院,也仅仅让他在昏迷中多活了一天。
第二天的清晨十点,人类历史上最年轻最有创造力的大脑停止了思考,时年21岁。
了解数学史的人都知道,他的名字叫伽罗瓦,数学史上最令人惋惜的天才。
伽罗瓦出生在法国巴黎近郊的一个知识分子家庭。他在12岁的时候才上学,而之前,一直由母亲启蒙。
他的母亲是一位古希腊文化的爱好者,从小就给他讲希腊英雄的故事。这也许是他选择决斗来解决冲突的原因之一。
12岁那年,伽罗瓦进入路易皇家中学就读,成绩十分优秀,而到了十岁的时候,他才接触到数学。但也就是从这一刻开始,他的兴趣发生了变化,他似乎从这些变化的数字中找到了无穷的乐趣,一心扎入到数学当中。
在这一年学习中,他翻阅了欧拉、高斯、雅克比的作品,还自学了勒让德的《几何原理》和拉格朗日的《代数方程的解法》、《解析函数论》、《微积分学教程》。
学完这些之后,他觉得自己有必要进入法国最高的数学殿堂进修,于是,他选择报考了巴黎综合工科学校。
巴黎综合工科学校被称为法国数学之母,法国近半的数学家都跟这所学校有渊源。
就读巴黎综合工科学校的庞加莱伽罗瓦希望自己的名字能跟这所学校联系起来,并成为其中最耀眼的一位。
理想很丰富,现实很骨感。
信心满满的伽罗瓦落榜了。
不甘失败的他再次报考,这一次的情况更糟糕,因为抱怨主考官出的题目太简单,遭到了主考官的嘲笑,而伽罗瓦的回应是直接把黑板擦扔向了主考官。
伽罗瓦彻底跟巴黎综合理工大学说再见。在老师的建议下,他考到了巴黎高等师范学院。
虽然听起来是师范学校,但其实是一所世界顶尖的学校。这所学校现在是法国最好的学校,历史上出过13名诺贝尔奖获得者、14名菲尔兹奖获得者,是世界数学的中心之一。
一进入这所学校,伽罗瓦就像法兰西科学院的数学大奖发起了冲击。为此,他精心准备了三篇论文,寄往法国科学院。
收到他论文的是大数学家柯西,“柯西不等式”的柯西。
可奇怪的事情发生了,柯西原本要在一场会议上宣读伽罗瓦的稿子,但他把伽罗瓦的稿子带回家,最终弄丢了。
事实上,这不是柯西第一次弄丢论文。
在他之前,法国还有一位数学天才叫阿贝尔,曾经把自己的论文《一元五次方程没有代数一般解》寄给法国科学院。
这篇论文的特点在于他将一个重要的数学难题用六页纸就讲清楚了。而之所以用六页纸,是因为阿贝尔比较穷,付不起印刷费,所以对论文进行了压缩。
柯西大概是一位长文派,认为数学论文长的总是好的,短的应该没有什么价值,所以在把这篇论文带回家之后,弄丢了。
柯西的失误对阿贝尔的打击是致命的。原本穷困的阿贝尔没有得到科学院的回应,最终不得不回家。而等数学界认识到他的价值时,他已经因为穷困而患上了肺结核。
柏林大学的数学教授聘请书送到了阿贝尔的家乡,但年仅26岁的阿贝尔已经去世了。
伽罗瓦是第二位被坑的天才,因为稿子的遗失,无法对他的论文进行评论,有人认为,这可能导致群论晚出现二十年。
第二年,伽罗瓦准备再次投稿,这一次收到他稿件的是傅里叶。而傅里叶恰好在这一年去世。没有了审稿人,他的数学发现又一次被拖延。
如果法国能够早点发现他的数学贡献,也许伽罗瓦的人生就会是另一个样子。
紧接着法国爆发了七月革命,学校禁止学生参与活动。伽罗瓦在报纸上向校长开炮,结果被开除出校。
离开学校的伽罗瓦投入到政治活动当中,并两次入狱,直到他在狱中结识了一位姑娘,并因此走向决斗场。
在前往决斗场的一天前,伽罗瓦似乎预料到了自己的结局。他把自己关在房间里,不停的思考着自己一直思考的数学问题。
“我没有时间,我没有时间……”
在空白的草稿上,他不停地写下这句话,然后又强迫着自己继续的写下去,从十六岁开始,他所思考的数学被一一抄录下来,只是给他的时间太少太少了。
如果多给他几天,他或许可以写出更多的东西。
在匆匆写完这些草稿后,他将草稿寄给了朋友。随后由朋友寄给了高斯与雅各比。
也许两位接到的信件太多,这些重要的草稿,一位天才的遗世之作并没有受到重视,直到十多年后,他的数学知识才被发现。
“我亲爱的朋友,我在分析方面作出了一些新的发现。请雅可比或高斯公开提出他们的意见,不是对这些定理的正确性,而是对它们的重要性。我希望以后会有人发现,辨读这一堆写得很潦草的东西,对他们是有益的。满怀激情地拥抱你。E伽罗瓦。”
数学的群论就此产生了,接下来数学家们需要用数百年来理解他的想法。
这是伽罗瓦的故事。
其实在法国的黄金时代,有一大批的杰出科学家,包括数学家。
现在提到法国,很多人总是跟时尚挂钩,而把科技标签贴到德国的身上。事实上,现在的法国科技能力并不弱于德国,甚至在尖端科研上还要强于德国。像数学领域,法国一直跟美国、俄罗斯处在第一梯队。
那法国的科技是怎么发展起来的呢?
也许要从一个小公寓说起。
十七世纪的时候,法国有位数学家叫马兰·梅森,他对法国数学的发展功不可没,因为他为人随和,认识欧洲非常多的科学家。
他的朋友包括笛卡尔、惠更斯、帕斯卡、费马、伽利略……
许多科学家都愿意把自己的研究先寄给他,然后由他中转。他因此成为了“有定期学术刊物之前的科学信息交换站”。
有时候是通过书信,有时候是举办聚会,马兰·梅森会跟全欧洲的科学家一起讨论问题。欧洲科学家们聚集在他的身边。最终,他举办的科学家沙龙被称为梅森学院,成为欧洲的一个学术交流中心。
在他去世后,他创立起来的学森学院发展为巴黎皇家科学院。
法国开始了有钱任性的时代,由法皇赞助,以高额的薪水大量引进欧洲的优秀科学家。
巴黎皇家科学院首任院长是梅森的学生荷兰人惠更斯。
巴黎天文台的执掌人是意大利的天文学家乔瓦尼·多美尼科·卡西尼。
我们中国的科学机构一定要放开怀抱,多引进外籍的科学家。尤其是现在我们有些时候,连自己国家的优秀科学家都留不住。
欧洲最杰出的人才纷纷聚焦法国,其中还有德国人莱布尼茨。这位仁兄因为跟牛顿就微积分的发明权产生争吵。最终,法国支持莱布尼茨,英国支持本国英豪牛顿。
有人认为,这是英国数学落后法国的起点。因为莱布尼茨的记号体系明显优于牛顿。
不计出身成为巴黎科学院的标志。数学部副院士达朗贝尔原是低微的私生子,却在巴黎科学院成长为百科全书派首脑。
达朗贝尔则亲手提拔农家子拉普拉斯。
法国又从德国柏林挖来了拉格朗日。从而在巴黎聚焦了三大数学巨头,一举奠定了法国在数学界的地位。
直到今天,法国教育依然被认为是最为公平的教育机制。
法国大学分为两种,一种是普通的容易上的公立学校,一种是完全平等的公开竞考的顶级大学。
不像美国大学招生要看校外活动参与度这些非常人为的考核内容。也不像虽然是公开考试,但又分地域民族的考试模式。
法国的竞考没有地域的差别,也不用担心经济问题,只要考上了法国最好的大学,一切费用由学校承担。
在大力引进跟教育改革双管齐下下,法国迎来了科技的狂潮,一批批科技大神将法国送上全球科技中心的宝座。
仅仅是数学家,笛卡尔、费马、帕斯卡、罗尔、洛必达、棣美弗、达朗贝尔、拉格朗日、蒙日、拉普拉斯、勒让德、傅立叶、泊松、柯西、刘维尔、伽罗瓦、埃尔米特、若尔当、达布、庞加莱、皮卡、阿达马、埃利·嘉当、博雷尔、勒贝格、昂利·嘉当……们就支配着我们近半的数学教材。
而大家最近很关注的武汉病毒所P4实验室,其实是跟法国里昂实验室合作建立的。
上海有一个巴斯德实验室,更是源于法国微生物大神巴斯德。
今天的法国虽然不再是世界科技中心,但未来的欧洲必然还是法国主导,原因很简单,英国已经失去了雄心,甘当美国的随从。德国有心无力,毕竟有诸多的限制。真正能让欧洲重回世界中心的,只有法国。法国也是一个科普强国。
在法国,3 岁的幼儿就会科学教育了。法国人认为:这样做不是为了培养诺贝尔奖获得者,而是为了开辟孩子们良好的思维。
法国的科普教育有个特点,对事实和经验的高度尊重。
法国的科普书往往喜欢从现实生活中出现,而且重视感官的直接感受,重视每一个孩子对事物的解释。
“关于……你是如何感受的?”
“你是怎么想的?”
“ 你能做什么?”
这些是法国教师最喜欢问的,目地是启发孩子真正的科学兴趣。所以,我们看到法国人总是懒洋洋的,但并不妨碍法国科技的进步。他们的科研似乎天然就带着一种乐趣。
法国的科普书也特别善于收集孩子的问题,然后从孩子的问题出发去讲解。
法国有一套著名的科普书《搞怪科学书》,荣获了法国马赛科技节短篇科普作品奖,由法国各领域最知名的专家执笔,是一本讲解生态学的科普书。
这本书就是回答孩子各种奇怪的问题。
比如蝗虫这么多却不会撞上。
这是因为蝗虫眼睛后有一个超强的感应器,可以每0.001秒就确认一下自己跟同伴的距离,而这对汽车防撞有很大的启示。
这些书都有一个特点,特别有趣,我们常常宣传科学家怎么努力发明新事物,事实是把科学研究跟艰辛划上了等号。
而法国科学家则会告诉孩子,科学也是有趣的事情。科学家并不是一个苦差事,而是一个很有乐趣的工作。
这些书里讲的都属于通识教育。昨天有家长问我,孩子到了高中,学不好史物生化,这是什么原因,有什么办法。其实这跟小时候的阅读不多有关系。
知识是有关联性的,孩子平时积累的多,看上去好像考试不考,但他积累到一定的量,就能够融会贯通,打通自己的知识脉胳。这样,他学起地理历史就会特别轻松。
如果课外的书一本不看,只看课本,那知识就像孤岛一样,他很难进行串联,就导致背不牢,记不信,学不会。
这段时间孩子可能会在家里上网课,时间上会充分一点,正是阅读的好时候。这样的一套好书,让孩子先打好知识的底子,将来知识的楼房才能更牢更高。
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