莱昂哈德middo;欧是谁为什么几乎每一个数学领域都可以看到他的名字( 二 )


【莱昂哈德middo;欧是谁为什么几乎每一个数学领域都可以看到他的名字】在数学领域内,18世纪可正确地称为欧拉世纪 。欧拉是18世纪数学界的中心人物 。他是继牛顿(Newton)之后最重要的数学家之一 。在他的数学研究成果中,首推第一的是分析学 。欧拉把由伯努利家族继承下来的莱布尼茨学派的分析学内容进行整理,为19世纪数学的发展打下了基础 。他还把微积分法在形式上进一步发展到复数范围,并对偏微分方程,椭圆函数论,变分法的创立和发展留下先驱的业绩 。在《欧拉全集》中,有17卷属于分析学领域 。他被同时代的人誉为“分析的化身” 。
数学史上公认的4名最伟大的数学家分别是:阿基米德、牛顿、欧拉和高斯 。阿基米德有“翘起地球”的豪言壮语,牛顿因为苹果闻名世界,高斯少年时就显露出计算天赋,唯独欧拉没有戏剧性的故事让人印象深刻 。
然而,几乎每一个数学领域都可以看到欧拉的名字——初等几何的欧拉线、多面体的欧拉定理、立体解析几何的欧拉变换公式、数论的欧拉函数、变分法的欧拉方程、复变函数的欧拉公式……欧拉还是数学史上最多产的数学家,他一生写下886种书籍论文,平均每年写出800多页,彼得堡科学院为了整理他的著作,足足忙碌了47年 。他的著作《无穷小分析引论》、《微分学》、《积分学》是18世纪欧洲标准的微积分教科书 。欧拉还创造了一批数学符号,如f(x)、Σ、i、e等等,使得数学更容易表述、推广 。并且,欧拉把数学应用到数学以外的很多领域 。
法国大数学家拉普拉斯曾说过一句话——读读欧拉,他是所有人的老师 。中国科学院数学与系统科学研究院研究员李文林表示:“欧拉其实是大家很熟悉的名字,在数学和物理的很多分支中到处都是以欧拉命名的常数、公式、方程和定理,他的探索使得科学更接近我们现在的形态 。”
恩格斯曾说,微积分的发明是人类精神的最高胜利 。1687年,牛顿在《自然哲学数学原理》一书中首次公开发表他的微积分学说,几乎同时,莱布尼茨也发表了微积分论文,但牛顿、莱布尼茨创始的微积分基础不稳,应用范围也有限 。18世纪一批数学家拓展了微积分,并拓广其应用产生一系列新的分支,这些分支与微积分自身一起形成了被称为“分析”的广大领域 。李文林说:“欧拉就生活在这个分析的时代 。如果说在此之前数学是代数、几何二雄并峙,欧拉和18世纪其他一批数学家的工作则使得数学形成了代数、几何、分析三足鼎立的局面 。如果没有他们的工作,微积分不可能春色满园,也许会打不开局面而荒芜凋零 。欧拉在其中的贡献是基础性的,被尊为‘分析的化身’ 。”
中国科学院数学与系统科学研究院研究员胡作玄说:“牛顿形成了一个突破,但是突破不一定能形成学科,还有很多遗留问题 。”比如,牛顿对无穷小的界定不严格,有时等于零有时又参与运算,被称为“消逝量的鬼魂”,当时甚至连教会神父都抓住这点攻击牛顿 。另外,由于当时函数有局限,牛顿和莱布尼茨只涉及到少量函数及其微积分的求法 。而欧拉极大地推进了微积分,并且发展了很多技巧 。
“在分析之前,数学主要是解决常量、匀速运动问题 。18世纪工业革命时,以蒸汽机纺织机等机械为主体技术得到广泛运用,但如果没有微积分、没有分析,就不可能对机械运动与变化进行精确计算 。”李文林表示,到为止,微积分和微分方程仍然是描写运动的最有效工具,教科书中陈述的方法,不少属欧拉的贡献 。更重要的是,牛顿、莱布尼茨微积分的对象是曲线,而欧拉明确地指出,数学分析的中心应该是函数,第一次强调了函数的角色,并对函数的概念作了深化 。