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青少年数学之旅

“数学存在的价值,不只是为了生活上的应用,它不应沦为供工程、商业应用的工具,数学的突破仍需要不断地去突破现有格局。”

——节选自

《数学之旅 · 闪耀人类的54个数学家》

他是一位浪漫的法国人,一生挚爱着数学;他擅长解决数学难题,却视考试成为终生噩梦;一位挂过五次数学考试的数学家。

埃尔米特从小就是个问题学生,上课时就爱找老师辩论,尤其是一些基本的问题。

他自己觉得,学问像大海,考试像鱼钩。老师把鱼挂在鱼钩上,鱼怎么能在大海中学会游泳?

虽然从小对数学有所造诣,但是他考试却总是不及格。每次老师看他考不好,就用木条打他的脚。

他又说:“数学课本是一滩臭水,是一堆垃圾。数学成绩好的人,都是一些二流头脑的人,因为他们只懂搬垃圾。”

你说你不及格还老是怼老师,可不是会被打的嘛。

喜欢花时间看数学大师牛顿、高斯的原著。在那里,他找到‘数学的美,饮到数学兴奋的源头’。

他从18岁开始参加巴黎综合工科技术学院入学考,考到第5次才以最后一名的成绩勉强通过,而且每次还都是因为数学考试不及格。

好不容易进去了吧,可是一年后事情又出现了变动。

这次并不是因为他的数学成绩了,而是他生下来右脚就残障,需扶拐杖行走,而教育当局下了命令:“肢障者不得进入工科学系”。埃尔米特就只好被迫转到文学系,文学系的数学并不难学,但他依旧挂科了...挂科了!

但有趣的是,这段时间里,他在法国数学研究期刊《纯数学与应用数学杂志》,发表了《五次方方程式解的思索》

历史上,希腊数学家发现一次方程与二次方程的解法之后,数学家们埋首苦思四次方程以上到n次方的解法,终究不得其解。而如今却是一个文学系的学生提出,超模君可以想象当时其他数学家们的震惊程度。

24岁时,在朋友勃特伦的恶补下,Wuli埃尔米特才能以及格边缘的成绩顺利毕业。但是,由于他不会应付考试,找工作就没办法顺利进行了,只能找所学校做个批改学生作业的助教。

助教这份工作,他一做就是25年。期间发表了“代数连分数理论”、“函数论”、“方程论”……尽管已经名满天下,名气远超很多大学教授,但因为不会考试,埃尔米特只能继续批改学生作业。

超模君不禁感慨当时的社会现实太残忍、太愚昧了

埃尔米特的成就当然不止上面所提,准备好,超模君要放大招啦。

理工科的同学应该有接触过《矩阵论》,再不济《线性代数》应该都学过吧,那你应该对厄米矩阵厄米行列式很熟悉。

没错,厄米就是埃尔米特,厄米矩阵也称“埃尔米特矩阵”。

当然,以埃尔米特名字命名的概念不止于此,还有埃尔米特多项式、埃尔米特规范形式、埃尔米特算子、和立方埃尔米特样条等。

埃尔米特多项式

这时超模君想重点安利一下埃尔米特多项式,敲黑板划重点啦。

不仅概率论里埃奇沃斯级数表达式用到埃尔米特多项式,组合数学中,埃尔米特多项式还是阿佩尔方程的解,埃尔米特多项式更是给出了量子谐振子的本征态,是不是听起来很厉害的样子。

还有呢,大招哪里只能放一次呢!大家高中应该都学过解析几何椭圆问题,还有最简单的一元二次方程求解,顶天了还会求一下什么三次函数的单调性。

可是wuli埃尔米特作为一个不仅高中数学挂科,大学数学依旧挂科的boy,却利用椭圆模函数得出求解五次方程的一般方法。

1873年,第一个证明自然对数的底e是一个超越数。在顽固的e上取得了出人意料的胜利,不得不说,他真的是学霸界的一股清流。

后来著名的关于π是超越数的定理,证明者费尔迪南·冯·林德曼用的就是他的方法,解决了“化圆为方”的问题。这简直就是超神了!

这么厉害的一位数学家,却担任了20多年的助教,做着批改作业的工作,直到49岁巴黎大学才因为他的名气请他去担任教授。此后25年,几乎整个法国的大数学家都出自他的门下,例如大名鼎鼎的“庞加莱”“阿达玛”。

庞加莱回忆老师说:他从不唤起具体的形象;然而你很快就发觉,最抽象的本质对于他也象活着的生物一样。而且他的课有个奇异的现象:只有分析,没有考试。

超模君细想又觉得不考试很正常啊,毕竟Wuli埃尔米特的数学成绩简直没眼看,但是他的数学成就可是牛逼哄哄的呀。

因为不会考试,他工作不顺利、多次重考,受到他人的轻视、自卑,使他整个生命过早走向成熟。

埃尔米特是一个具有开创性的天才,尽管僵化的数学教育带来无边的苦难。他一次又一次地落榜,却仍继续坚持应试。只因不想放弃数学,即使在教育制度面前他也无能为力。也正因为这样,他才没有淹没在历史的长河。

埃尔米特早年被数学老师李察称为“年轻的拉格朗日”,而后美国加州理工学院数学系的教授贝尔在数学伟人的回顾中这样描述埃尔米特:历史上的数学家,愈是天才,愈是好讥诮,讲话愈多嘲讽,只有一个人例外就是埃尔米特,他有真正完美的人格。

超模君觉得不管是年轻的拉格朗日还是完美的人格,都是对一个人或者一个数学家极高的赞美。

埃尔米特晚年写道:数学的特性是本身便存在的。他认为自己只不过是无意中发现这些特性的人。不仅如此,埃尔米特对于数学更有与它人不同的见地,“数学存在的价值,不只是为了生活上的应用,它不应沦为供工程、商业应用的工具,数学的突破仍需要不断地去突破现有格局”。

正是这与众不同的见地,让埃尔米特成为2600年数学史里一颗独特的耀星。在矩阵理论、代数函数论、不变量、微分方程等各个数学分支领域上闪烁出智慧的光芒。

不仅埃尔米特,同样以寻求数学突破为己任的数学家还有53位。他们是科学文明的先驱,是数学神坛的传奇。他们引领数学浪潮,勇攀科技之巅,用字符谱写最动听的数学之歌,传唱于人类的历史长河上。

他们的高光时刻将永远镌刻在数学史上,为人类文明留下浓墨重彩的一笔,指引后人全新的数学之旅。

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