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《科学编年史》: 刻印人类科学进步足迹

2020-04-13 11:14:34      2430


书评作者: 张九庆     发布媒体: 易文网

        拉马努金是数学史上最具传奇色彩的数学家之一。他出生在穷乡僻壤,靠自学成才,用自己独特的、他人难以理解的方式,成为印度乃至整个数学界为之骄傲的人。20世纪最伟大的数学之一、英国人哈代在自己设计的种关于天生数学才能的非正式的评分表中,给自己评了25分,给另一位杰出的数学家李特尔伍德评了30分,给他同时代最伟大的数学家希尔伯特评了80分,而给拉马努金评了100分。哈代和拉马努金这两个在宗教信仰、研究风格、生活方式等多方面截然不同的数学家却成了数学史上最杰出的合作伴。像许多英年早逝的数学天才一样,拉马努金在33岁离开了人世。卡尼格尔撰写的《知无涯者——拉马努金传》(罗伯特·卡尼格尔,胡乐士、齐民友译,知无涯者:拉马努金传,上海科技教育出版社,2002)真实并艺术展现了这位数学家的传奇一生。

        作者力图写一本集数学家的生活与数学知识于一体的传记作品。卡尼格尔的目的是克服已有的拉努金传记把生活与工作分开的缺陷,那些传记要么完全不提数学,要么只是简单交待他的生活。他认为,不理解数学家的数学工作就无法真正理解数学家的生活,“假如我们对拉马努金为之活了一生,而又情有独钟的数学毫无所知,那么对他的为人处事又能了解多少?正好像对一位艺术家的作品或对一位哲学家的理念毫无所知,则对这位艺术家哲学家又能了解多少?”(同上,第7页)

        卡尼格尔认为传记写作如同讲故事,他要讲的是“一个心地单纯单又无揣摩的智者的故事”。这个故事突出了三个方面的内容,一是印度文化与西方文化即西方数学传统追求严格的证明与拉马努金的神奇无比的觉之间的冲突的故事;二是不同的社会制度和教育制度如何造就或者毁掉一个天才的故事;三是拉马努金的数学洞察力和直觉是否像他认为的那样来自于某位女神的故事。

        1887年,拉马努金出生于印度南部一个贫穷家庭,没有受过系统的数学教育,但很早就显示出为一个数学天才的特征。他的数学知识主要来自卡尔编著的《纯粹数学与应用数学基本结果汇编》。该书中收录了5000多个方程,但没有给出详细的证明。这正好符合拉马努金的胃口,16岁的他把每一个方程式当成一个研究题,尝试对其进行独特的证明而且还对其中一些进行推广。这花去了他大约5年的时间,留下了几百页的数学笔记。1911年,马努金的第一篇数学论文发表在《印度数学学会杂志》上,从此开始了与叙学界同行的正式交流。1913年,拉马努金将对素数理论的研究成果,寄给了英国大数学家哈代,信中还附有他自己发现的一些定理和公式,当然每一个都没有证明。哈代仔细研究了这定理和公式,竟无法完全判断它们正确。在咨询了另一个大数学家、他的合作伙伴李特尔伍德之后,他认定拉马努金是一个数学天才。拉马努金多少有些运气,哈代的慧眼识金,使得拉马努金能够在1914年进入剑桥大学。“直觉的化身-拉马努金,与严格性的使徒-哈代迎头相碰”,两人开始5年的合作研究。因为在数学上的卓越成就,拉马努金31岁就当选为英国皇家学会会员以及剑桥大学三一学院的研究员,走到了他的荣誉的最高峰作为虔诚的婆罗门教徒,拉马努金奉行严格的素食主义,长期的营养不良和工作劳累破坏了他的健康,1917年开始患病。他于1919年回到印度,1920年病逝,当时不足33岁。拉马努金身后为人们留下的数学笔记,包含了大量没有证明的公式和定理,涉及了堆垒数论、椭圆函数论、超何级数、模函数、发散级数等众多领域。拉马努金工作的重要性也随着人们对这些公式和定理的研究日益显现出来,并持续地影响着后来的数学家。至今,一些公式和定理仍然没有得到证明。

        在这本传记中,作者通过己的分析和评论,给出了一些问题的独特的答案。例如,在拉马努金与哈代的关系上,是哈代发现并成就了拉马努金吗?是但不完全是。

        拉马努金虽然开始是单枪匹马地从事数学研究,但他充满自信,也十分在意数学界对他的评价和认同,没有忘记推销自己,他的数手稿就是介绍信,并因此得到他人的帮助获得一份工作他在印度的数学刊物上发表论文的同时,也把数学手稿寄给知道的剑桥大学的数学家们。他求助的前两位数学家贝克和霍布森拒绝了他的请求,哈代却答应了他,“一封信就开辟一个著名数学家的生涯”。可以说,首先是拉马努金发现了哈代。接到求助函件时,哈代像印度人、其他数学家一样,对拉马努金的工作不甚明了,有两个原因可以释是哈代而不是别人很快就认同了拉马努金的天才,一是哈代的平民出生以及在普通中学求学经历,“生长在蹄铁巷,曾经就读于克兰利学校,这些都可能使哈代比剑桥的其他老师更容易看出被古怪外表掩盖的优点。他终身都同情弱者。”;二是他正值年轻,愿意接受新的、非正的东西,“使命运的天平更倾向拉马努金一方的还有一点,就使哈代总喜欢脱离安全的轻车熟路。”无容置疑的是,拉马努金从哈代处获益匪浅。但另一方面,哈代的收获也许并不比拉马努金的。哈代认识拉马努金的时候已经37岁了,这个年龄对一个数学家来说产不多是“数学晚年”了。高龄数学家要继续有所进步必须有开放的头脑和与人合作的精神。这也是哈代的可贵之处,“每一次哈代都打开了自己的心扉,每一次都使自己更加丰富。现在一封来自印度的塞满数学公式的长信,又作为一个狂野的、异样的新东西展现在他面前。哈代又一次打开了自己的心扉和意念,他再一次备受其益”(同上,第189~190页)。因此,“他和拉马努金共处的这段日子,被他称为平生一大乐事,也改变了他的一生。所以这是两个人的故事,这两个人是天造地设的。”(同上第6页)

来源:易文网