当前位置:无忧公文网 >范文大全 > 征文 > 为数学而歌

为数学而歌

时间:2022-03-05 08:10:52 浏览次数:

在数学史中,有一个独特的家族——伯努利(Bernoulli)家族.据统计,这个家族的三代人中曾先后出了8位数学家,其中影响最大的3位是:雅格布·伯努利(Jakob Bernoulli)、约翰·伯努利(Johann Bernoulli)以及约翰的儿子丹尼尔·伯努利(Daniel Bernoulli).

1654年12月27日,雅格布·伯努利出生在瑞士巴塞尔城一个商人家庭,父亲尼古拉·伯努利(Nikolaus Bernonlli,1623-1708)是市议会的一名议员和地方行政官. 1671年,雅格布毕业于巴塞尔大学并获得艺术硕士学位. 雅格布对数学有浓厚的兴趣,但父亲希望他长大以后能在市议会担任一名议员,因此极力反对他研习数学.1676年,雅格布获得神学硕士学位,同年前往日内瓦做家庭教师.从1677年起,他开始撰写《沉思录》.1678年,他开始了第一次学习旅行,到过法国、荷兰、英国、德国等地,并与各地的数学家建立起了广泛的通信联系.其间,他阅读了笛卡尔(R·Descartes,1596-1650)的《几何学》、沃利期(John Wallis,1616-1703)的《无穷算术》、巴罗(Isaac Barrow,1630-1677)的《几何学讲义》等著作,并开始了解莱布尼兹(G·W·Leibniz ,1646-1716)的工作.1681-1682年间,雅格布又开始了第二次学习旅行,并在这期间结识了玻意耳(Robert Boyle,1627-1691)、胡克(Robert Hooke,1635-1703)及惠更斯(C·Hrygens,1629-1695)等欧洲当时著名的科学家.通过不断地学习,雅格布终于走上了科学研究的道路.

1667年8月6日,约翰·伯努利出生于巴塞尔城,他是雅格布的弟弟,尼古拉的第三个儿子,幼年时父亲希望他学习经商,但他的兴趣却在数学上.1683年约翰进入巴塞尔大学学习,1685年获得艺术硕士学位;接着他继续攻读医学,并在1690年获得医学硕士学位,1694年获得医学博士学位.在整个大学期间,他都一直跟随哥哥雅格布秘密地学习数学.

从1683年起,雅格布开始在《博学杂志》和《教师学报》上发表论文,这标志着他开始进行科学研究.1685年,他开始进行概率论的研究;1687年他开始担任巴塞尔大学数学教授,此间他的研究涉及数学与物理学的部分领域. 雅格布和约翰是17世纪继牛顿(Isaac Newton,1642-1727)和莱布尼兹之后最先发展微积分理论的学者.1690年,雅格布提出了“悬链线问题”,但是他却没能成功地解决它,而莱布尼兹、约翰和惠更斯等人则独立地解决了这一难题,这也使得约翰开始跻身于当时的著名数学家行列.此后兄弟俩开始了在数学上的竞争,他们共同研究、讨论,后来他们为了数学争吵,最终反目.

1691年,雅格布在《教师学报》上发表了一篇论文,引入了“极坐标”的概念;同年,他研究了抛物螺线和对数螺线的极坐标方程,并发现了回光线.后来他在遗嘱中要求把对数螺线刻在他的墓碑上永作纪念,并仿照阿基米德附以颂词:“虽然改变了,我还是和原来一样.”1694年,雅格布提出了解析几何中的“伯努利双纽线”;1695年,他提出了求解微分方程中的“伯努利方程”问题,后来约翰与莱布尼兹分别给出了该问题的解答.此外,雅格布还提出了概率论中的“伯努利定理”和数论中的“伯努利数”、“伯努利多项式”等.他的力作《测度论》的出版(1713年)是概率论历史上的一件大事.同时雅格布对光学与天文学也有所研究.1696年,约翰在《教师学报》上提出最速降线问题,并以此向整个欧洲数学界挑战.很快,牛顿、莱布尼兹、罗比达(L·Hospital,1661-1704)、雅格布和约翰本人都给出了正确的解答.

1695年,约翰去荷兰格罗宁根大学担任数学教授.1699年,雅格布和约翰均当选为巴黎科学院国外院士,1701年,他们又被柏林科学协会(即后来的柏林科学院)接收为会员,1705年8月16日,雅格布在巴塞尔去世.随后,约翰回到巴塞尔担任数学教授直到1748年1月1日去世.1712年,约翰当选为英国皇家学会会员,1724年当选为意大利波伦亚科学院国外院士,1725年当选为圣彼得堡科学院院士. 约翰在力学、天体力学、流体力学等方面的研究成果曾分别在1724、1730、1735年三次获得巴黎科学院的奖励.

丹尼尔是伯努利家族中最杰出的一位数学家.他是约翰的次子,1700年2月8日出生于格罗宁根,1713年开始学习哲学和逻辑学,1715年获学士学位,1716年获艺术硕士学位,其间开始与父亲及哥哥尼古拉(1695-1726)一起学习数学,1721年获医学博士学位.1724年丹尼尔在意大利威尼斯发表《数学练习》一书,开始引起人们的注意.1725年,他受邀入圣彼得堡科学院担任生理学院士和数学院士,1733年回到巴塞尔大学,担任解剖学和植物学教授,1743年担任生理学教授,1750年担任物理学教授,在1750-1777年间还担任过哲学教授.

丹尼尔的研究领域非常广泛.在数学领域涉及代数、微积分、级数理论、微分方程及概率论等方面,他最大的成果是将微积分、微分方程应用于物理学,用于研究流体问题、物体振动和摆动问题,此举使他成为数学物理方法的奠基人.同时他的学术著作也非常多,他的全部数学和力学著作、论文超过80种.在1725-1757年之间的30多年里,丹尼尔曾因天文学(1734年)、地球引力(1728年)、潮汐(1740年)、磁学(1743年、1746年)、洋流(1748年)、船体航行的稳定(1753年、1757年)和振动理论(1747年)等成果获得巴黎科学院10次以上的奖励,尤其是1734年他与父亲约翰因《行星轨道与太阳赤道不同夹角的原因》而获得双倍奖金.1738年,他出版了一生中最重要的著作——《流体动力学》,从而开创了“流体动力学”这一门新兴的学科.

1747年,丹尼尔成为柏林科学院院士,1748年当选为巴黎科学院院士,1750年当选为英国皇家学会会员. 此外,他还是意大利波伦亚、都灵、瑞士伯尔尼、苏黎世和德国慕尼黑等地科学院或科学协会的成员.直至1782年3月17日他去世,圣彼得堡科学院一直保留着他的院士称号.

伯努利家族还在数学和其他科学领域培养了不少出类拔萃的接班人,如大数学家罗比达和欧拉(Leonard Euler,1707-1783)就是约翰的学生.

伯努利家族是数学史上的一座永存的丰碑!

参考文献:

1.仝素勤、许义夫,雅格布·伯努利[A],约翰·伯努利[A],丹尼尔·伯努利[A],见吴文俊主编,世界著名数学家传记[C],北京:科学出版社,1995,10:610-620;630-639;648-658

2.李心灿,伯努利数学家族[J],数学通报,1986(9)

推荐访问: 为数 学而