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[疯狂数学家] 埃尔米特:敌人的数学也是数学!

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查看312 | 回复0 | 2022-6-17 22:25 | 显示全部楼层 |阅读模式

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这是【疯狂的智人】第 023 篇文章疯狂的数学家】第 023 篇文章
夏尔·埃尔米特于1822年12月24日出生在法国洛林的迪约兹,他或许是最幸运的一位数学家,至少就其出身来讲是如此。大革命使他的祖父倾家荡产,并死在了监狱中,几个兄弟也被送上了断头台。要不是当时米米的父亲太年幼,估计也会被一刀砍了,那么米米以后也就不可能出生。
父亲学过一段时间的工程学,但发现一点意思都没有,就放弃了,后来他换过好几个职业,最终在布商这里停了下来。他最后娶了雇主的女儿,她是一个飞扬跋扈的女人,控制欲极强,总想掌控一切。
米米家总共有七个孩子,他排行老六,但他一生下来就是个瘸子,也不知道为什么,米米的一生都要靠着拐杖走路。
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米米父母的事业进展非常顺利,家里的金钱越来越多后,米米的教育也水涨船高。在18岁那年,也就是1840年,米米进入了著名的路易大帝学院。这是一所高中,并非大学,而且和今天中国很多学校类似,只看重考试成绩。很显然,米米对成绩并不在意,他喜欢自己看书研究,他跑到学校图书馆里,自学了拉格朗日关于数字方程求解的论文,后来又从自己零花钱中挤出来了一些用来购买高斯的著作。
米米在数学上第一项惊人的壮举,是在高中时期完成的,他写了两篇文章,第一篇是关于圆锥曲线的解析几何的一个简单练习,第二篇是《对五次方程代数解的探讨》。这两篇文章都发表于1842年创办的《新数学年报》杂志上。
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同时,米米参加了综合工科学校的入学考试,尽管通过了,但排名不怎么出色。不过他只在这所工科学校里只待了一年,官方给出的解释是,米米是一个瘸子,不太适合这所工科学校未来的出路。
不过,米米在此期间认识了刘维尔,就是那个在伽罗瓦死后将他著作整理并发表的数学家。说来也有意思,米米和伽罗瓦是路易大帝学院的校友。
刘维尔见到米米的第一眼,就认出了他是一个数学天才。后来米米与雅克比通信,一起探讨从阿贝尔函数理论中产生的四重周期函数。
米米天生的残疾让他失去了一些工作的可能性,他开始将目光转向教师行业。或许是因为幸运,他在取得教师证的最后一道面试中,两个面试官都是优秀的数学家,或许是这样同行之间的感情,米米顺利通过了考试。1848年革命之年,米米还和其中一位面试官的妹妹路易斯结婚了。
此后米米的人生,都挺顺利的,在1848年-1850年间,他受聘于法兰西学院,在他刚满34岁的时候,又被选为科学院的院士。1869年,他被任命为巴黎师范学院的教授,而后继续往上升,在1870年普法战争爆发的时候当上了巴黎大学的教授。
虽然米米的母亲很强势,估计他小时候也受了不少罪,而且天生的残疾可能使他比常人遭受了更多的歧视与冷遇,但他性格并没有因此而扭曲,也从没觉得这个世界欠了他的。他性格温顺,脾气也好,估计除了妻子外,也不乱搞男女关系,至少我目前没有找到这样的材料。
米米在数学上的另一项伟大的贡献在于代数数,可能有朋友会疑惑,什么是代数数呢?简单来讲,就是代数与数论的结合。
实数的代数方程有些复杂,而且也不太容易能理解。就举几个简单的例子,比如,所有有理数都是代数数,而且是一次代数数,因为所有有理数都满足方程 nx-m=0(m、n为整数,n≠0)。
根号2这个无理数是二次代数数,因为它满足最低代数方程x²-2=0。立方根2则是一个三次代数数,因为它满足最低代数方程x³-2=0。
这个可以和尺规作图发生关系,简单来讲就是:给定单位长度,只通过有限次的加减乘除与开平方运算作出某些特殊长度的数,亦即我们刚定义的尺规可作的数。当然,这里的尺子是直尺,而且是没有刻度的。数学家们发现,尺规可作的无理数只包括全部二次代数数和2k次代数数,除此外的无理数都不能通过尺规作出。而像立方根2这样的三次代数数,就不能用尺规作出来。

米米在数学上的另一个巨大的贡献,则是证明了自然底数e是一个超越数,那么什么是超越数呢?就是除了代数数之外的实数都被称为超越数。
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这个证明非常复杂,这里就不多说了,而后,就连米米本人,很多数学家开始用类似的方法来证明π也是一个超越数,但都没有成功。经历过一番数的蹂躏之后,米米气喘吁吁地说::“我可以不再冒险去尝试证明π的超越性。假如别人打算干,我会比别人更高兴看到他们取得成功。但是,相信我,取得成功决不是轻而易举的事。”

不过,胜利的号角于1882年在德国数学家林德曼的手中被吹响,他证明了π是超越数,因此他被称为“π的战胜者”。这一项证明,其实也证明了“化圆为方”是不可能的。
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简单来讲,因为π不满足有理整系数代数方程,因此就不能用工具将圆的变成方的。
有人说,只要能明白这个公式的精髓,也就不必再去考虑化圆为方了:
e^(π*根号-1)=-1
恕我直言,我完全理解不了其中的精髓所在。
当然,如果你是凭直觉或感觉认为化圆为方是不可能的,那就当我没说。
米米早年是一个在现在很多人看来神经兮兮的人,他有一种明显的神秘主义倾向,一直以来,他都是一个不可知论者。不过在1856年,他突然病倒了,身体非常虚弱,热心的柯西将他带进了罗马天主教,从此,米米成了一个天主教徒,而且他对天主教的宗教仪式感到非常满意。
米米很是深爱自己的祖国-法国,但是当普法战争爆发后,他依旧能冷静地说道:“敌人的数学也是数学。”
对他来说,知识与智慧从不会限制于某一个团体或某一个民族,而是人类所共有的。若是我们将米米拉到中国来,他也会非常高兴,但若是我们因为他是一个西方人而否定他的一切,以我对他脾气的了解,他不会生气,也不会回怼,他只会……可能继续默默去研究他的超越数了吧。
在他看来,地球上的事,不都是在内斗吗?
这觉悟,可能已经超越整个地球两个时代了吧。
正如他的证明,自然底数e是超越的,这个大自然中最神奇的数是超越的,或许就整个宇宙而言,都可能是超越的。
1901年1月14日,米米去世,享年80岁。
他始终热爱着这个世界。

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