被学校开除的数学家

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  一天,老师上课讲到了上帝创造了人类,上帝为人类带来一切,是万物之灵。听了老师的讲授,一个小学生很有礼貌地问老师:“上帝无所不能,天上的星星也是上帝创造的吗?上帝能告诉我们天上的星星有多少颗吗?”神职老师犯难了。因为这个小学生经常问一些稀奇古怪的问题,校长把这个“怪孩子”开除了。但是,他却在13岁的小小年龄,成为一名名牌大学的学生。这个孩子就是后来在数学界赫赫有名的莱昂哈德·欧拉。
  
  “怪学生”被学校开除
  
  1707年4月15日,欧拉诞生在巴塞尔城的近郊。欧拉的父亲是一位乡村牧师,从小就十分喜好数学,他的书架上摆着不少有关数学方面的书籍。在欧拉很小的时候,父亲就经常给他讲一些数学小故事,教他一些简单的数学知识。小欧拉在不知不觉中对数学特有的天赋也逐渐地显露出来。他经常向大人们提出一些数学上的奇怪问题。到了上学的年龄,小欧拉被父亲送到巴塞尔的一所教会学校去学习。小欧拉来到学校,看到有那么多的小伙伴在一起玩耍,非常高兴。他想他可以与小伙伴一起玩,一起做数学游戏了。但是很快小欧拉就发现教会学校里的小伙伴都很规矩,不像他那样到处蹦来跳去,也很少有人愿意与他一起做数学游戏,因为他们对这些都不感兴趣。在开学典礼上,校长还专门教育刚入校的学生说,他们来到学校是为了接受上帝的教诲,告诫他们不要在学校乱蹦乱跳,喧嚷打闹,要保持校园的整洁与肃静。
  有一天,老师在课堂上讲到上帝创造了人类,上帝为人类带来一切,是万物之灵。听了老师的讲授,小欧拉在心中琢磨已久的问题又出现在脑海里。他很有礼貌地问老师:“上帝无所不能,天上的星星也是上帝创造的吗?上帝能告诉我们天上的星星有多少颗吗?”神职老师回答说:“星星是上帝亲手一颗一颗地镶嵌在天上的,你只要知道这些就可以了。”小欧拉依旧不得其解,问道:“既然上帝把星星一颗一颗地排列在天上,那又为什么不告诉我们有多少颗,难道他自己都不知道吗?”神学老师犯难了。
  由于小欧拉经常在学校里问这样一些奇怪的问题,老师认为这是对上帝的不尊敬,便把他带到校长那里。校长面对小欧拉这个被称为“怪学生”的孩子,无可奈何地摇摇头,最终通知小欧拉的父亲,把他领回家去。
  
  放羊放出个大学生
  
  小欧拉离开学校回到家,整天跟着父亲,问一些“奇怪”的问题,有时还在地上画一些奇形怪状的图形,自言自语地数着什么。
  一天,父亲带着小欧拉去放羊,他自言自语道:“要是能再有一些栅栏的话,就可以把羊圈扩大,可以多养一些羊了。”小欧拉站在父亲旁边,听到了父亲的话便说:“爸爸,我们家的羊圈长21米,宽9米,把它改建成长宽各15米的羊圈,同样是这些栅栏,而羊圈面积不就大了许多吗?可以多养好多羊呢。”父亲一听,高兴地说道:“对啊!你真聪明,你是怎么想出的?”小欧拉回答:“我是从你的书柜里的书上看来的。”父亲这才想起来,在他自己的书柜里,藏有几本算术几何书籍,但自己已经多年没去翻过那些书了。自从离开教会学校,小欧拉一边帮着父亲干点儿活,看管着羊群,一边常常到父亲的书柜里找一些自己感兴趣的书籍看,并对许多问题进行思考。书柜里的书都被小欧拉整理得干干净净,书中还夹有不少小欧拉做有记录的小纸条。
  看到自己的儿子对数学如此痴迷,父亲决定要培养儿子对数学的兴趣,帮助儿子在数学道路上不断前进发展。在父亲的指导教育下,小欧拉学习数学进步很快,老欧拉原有的数学知识已满足不了小欧拉的学习欲望。他想起了以前的老师、现在的好朋友——巴塞尔大学著名的数学家约翰·伯努利,决定去请他帮忙。约翰听了老欧拉对儿子的介绍后,对小欧拉很感兴趣,并约定与小欧拉见上一面。
  小欧拉听说父亲要带自己去拜访数学大师,高兴极了,忙不迭地催父亲快点带他去。老欧拉带着儿子来到约翰教授家。小欧拉一开口就问了那个藏在心中几年的问题“天上的星星有多少颗?”在与教授的谈话中,小欧拉谈到他发现一些数很奇怪,即除了本身数和“1”以外,再也找不到其他数能整除了,并且这些数往往成对地出现,之间相差“2”,比如:7和9,11和13,17和19,41和43,59和61,71和73,……他问约翰教授这样成对出现的数是不是无穷无尽的。教授仔细聆听着小欧拉的讲述,心想,这小机灵确实非同一般。约翰教授向小欧拉讲述了许多数学的奥妙。小欧拉听得津津有味,到该回去时都不愿走。
  有一天,小欧拉帮父亲看羊群,坐在草地上,又开始思索起数的问题。他一边拿赶羊的小棍在泥土上计算着,一边自言自语:“6的整除数是1、2、3、6,而1 2 3 6=12,正好是6的两倍。”小欧拉似乎发现了什么似的,边思索边用木棍在泥土上画着:“28也是一个有类似性质的数,它的整除数是1、2、4、7、14、28,它们相加所得的和是56,正好是28的两倍。”他试图找出第三、第四个有类似性质的数,但运算了很久,还是找不出。他急忙把羊赶回家,独自一人跑到约翰教授家。他把放羊时思考的问题告诉了约翰教授。教授听了又惊又喜,他发现这小孩已闯进了高深的完全数世界,他觉得应将小欧拉送到大学去学习,于是经过多方面努力,小欧拉来到巴赛尔大学学习。当时,他只有13岁,成为年龄最小的大学生。
  
  年龄最小的大学生
  
  在巴塞尔大学,欧拉的数学才能有了飞速的进步。大学的数学课已渐渐不能满足欧拉的胃口,约翰教授为了让欧拉的数学才华得到更充分的发展,破例让欧拉每周六下午到自己家里,进行单独辅导,并指导他读一些更高深的书籍,训练他进行更复杂的演算与证明。在约翰家里,欧拉认识了教授的儿子——尼古拉和丹尼尔,两个知识渊博在数学领域也有很高造诣的年轻人。三个人经常一起探讨问题,欧拉深受启发。少年欧拉享受这份阳光甘露,加上自己的勤奋好学,迅速成长为一颗郁郁葱葱的参天大树。
  1724年,经过4年苦读,欧拉出色地完成学业,获得了硕士学位。17岁的年轻硕士,这在巴塞尔大学百年校史上还是第一次。大学毕业后,作为约翰教授的助手,欧拉留在巴塞尔大学任教。约翰教授继续关注弟子的成长,并把他介绍给欧洲的数学界。1725年,欧拉第一篇论文发表后便得到行家的好评。1726年,19岁的他用数学知识研究了船的航行,发表了关于船桅的论文,并获得巴黎科学院颁发的大奖。
  
  春蚕到死丝方尽
  
  在丹尼尔的推荐下,1727年欧拉收到俄国女皇叶卡捷琳娜颁发的聘书,成为圣彼得堡科学院的院±。 欧拉于是告别巴塞尔大学,远赴圣彼得堡。
  在圣彼得堡科学院,欧拉一头钻进数学天地里。1733年,欧拉担任圣彼得堡科学院数学部的领导。由于新登位的俄国沙皇故意阻挠科学院的工作,欧拉在那里的工作条件开始变得艰辛。他克服各种困难,承担了当时俄国急需解决的许多科学任务,如测绘地形图,编制天文数据表,拟定度量衡标准,创立流体力学理论,编订大学、中学的教科书等
  欧拉的数学才华引起了大科学家哥德巴赫的关注,他经常和比自己小17岁的欧拉讨论数论的最新成果。欧拉在哥德巴赫等前辈的指导帮助下,在数论的高峰上勇于开拓,做出了不平凡的贡献。
  由于长期的计算和频繁的观测,欧拉的视力越来越差。这时,欧拉又接受了一项新任务——计算彗星运行轨道。为了尽快计算出彗星的运行轨道,欧拉用了三昼夜的时间完成了别人需几个月才能完成的工作任务,及时把正确的数据送到了天文台。由于多年的辛勤劳作,积劳成疾,年方28岁的欧拉不幸右眼失明。
  1741年,欧拉离开工作圣彼得堡科学院,移居柏林,被普鲁士国王聘为柏林科学院物理数学所所长,并为公主讲授物理、数学、天文等课。在柏林,欧拉凭他视力微弱的左眼不停地工作,并取得了丰硕的成果。1748年,欧拉完成了一部划时代的名著《无穷小分析引论》。这是世界上第一部沟通微积分与初等数学的分析著作,对牛顿和莱布尼茨的微积分学和傅立叶级数的发展起了相当大的推动作用。1755年,欧拉又完成了另一部名著《微分学原理》。
  1766年,年近花甲的欧拉在俄国女皇叶卡捷琳娜二世的再三请求下,重返了阔别25年的圣彼得堡。到圣彼得堡不久,欧拉的左眼也失明了。他告别了光明,再也看不到心爱的数学符号。1771年,更大的灾难差点夺去这位不幸老人的生命。圣彼得堡科学院的一场大火烧着了欧拉的住宅,那时他正在思索一个数学公式,全然不知自己已被大火包围,幸亏仆人挺身相救,才保住了性命,而房内所有的藏书和研究资料都已化为灰烬。研究文稿被烧,必须抓紧时间补上,没了双眼,他还有大脑、双手和能说话的嘴。在妻儿的帮助下,欧拉更加勤奋工作,完成了一部又一部著作。从1768年到1774年,他花了6年的时间完成了伟大的《积分学原理》一书。
  1783年9月18日,欧拉请一些好友到家中聚会。朋友们纷纷举杯盛赞欧拉知识渊博、才华横溢。然后,欧拉又继续计算不久前发现的天王星的运行轨道。小孙女跑到爷爷身边说要听故事,欧拉便停下手中的笔,给小孙女讲了一个故事。这时欧拉点燃烟斗,吸了几口。突然烟斗掉落到地上,欧拉就这样去世了。一代伟大的数学家莱昂哈德·欧拉永远地放下了手中的笔,停止了计算。
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