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《科学画报》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

由中国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中,形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识,形式多样地普及科学技术的特点,对提高广大群众的科学水平,启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用,当今的不少著名学者、教授、科学家,青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。

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她本是数学天才,为了上学却只能假结婚

2017-11-15 10:49:00

  “这是什么?”

  当帕里比诺庄园主的小女儿在庄园里闲逛时,忽然发现墙纸上印着些奇怪的符号。好奇的大眼睛来回审视着这些符号,她开始了深思??原来庄园的女佣由于临时急用,把庄园主年轻时学习的高等数学讲义的纸页当作糊墙纸来用,应该是奥斯特罗格拉茨基(俄国数学家、物理学家)所写的微积分讲义的一部分。

  这位名叫索菲娅的11岁小女孩居然对上面奇怪的数学符号和公式产生了浓厚的兴趣,她决定要弄懂这些符号??

  这个场景发生在19世纪中叶的俄国,小女孩就是后来成为俄国数学家的索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅。

 

  为了出国留学,她赶了个“假结婚”的时髦

  据考证,柯瓦列夫斯卡娅是文艺复兴之后世界上第一位数学女博士(德国格丁根大学)、第一位女院士(俄国圣彼得堡科学院)和第一位全职女教授(瑞典斯德哥尔摩大学)。这位拥有许多“第一”的科学女性,在偏微分方程、刚体旋转理论和理论力学等方面有重要贡献。

  柯瓦列夫斯卡娅出生于一个贵族家庭,父亲是一名退伍将军。童年对她来说好像并不幸福,但从小在家庭教师和伯父的影响下,她在数学方面表现出了很强的天赋。自从看到墙纸上的符号后,柯瓦列夫斯卡娅就努力学习微积分。

  柯瓦列夫斯卡娅14岁时,在读邻居尼古拉·基尔托夫教授写的《物理学基础》时竟然自己推出了三角函数公式。基尔托夫教授得知后很是惊奇,劝说她父亲应好好培养这个小“帕斯卡”(法国数学家),并建议她的父亲送她去大学学习数学。然而,当时俄国妇女还没有接受高等教育的权利,连门捷列夫等一批学者也曾呼吁改变这种状况,但保守势力仍然相当强大。柯瓦列夫斯卡娅只能在帕里比诺庄园继续自学。

  当时,俄国很多年轻人为出国留学流行“假结婚”。1868年9月,柯瓦列夫斯卡娅与一位古生物系毕业生弗拉基米尔·柯瓦列夫斯基举行了“婚礼”。之后,他们又在圣彼得堡大学旁听。正是这一段如饥似渴的学习,柯瓦列夫斯卡娅最终决定了今后攻读的方向——数学。

  虽然心仪的大学不招收女学生,但幸好,总有人识货

  1869年4月,柯瓦列夫斯卡娅和“丈夫”离开了俄国,在德国海德堡大学以旁听生的身份学习,旁听了许多著名学者的授课,如亥姆霍兹(德国物理学家、数学家)、基尔霍夫(德国物理学家)等。后来,柯瓦列夫斯卡娅通过魏尔斯特拉斯(德国数学家)的学生的介绍,产生了到柏林大学直接向魏尔斯特拉斯学习的愿望。在柏林,她遇到了终身的恩师——开明的数学家、教育家、被誉为现代分析数学之父的魏尔斯特拉斯。

  起初,这位知名学者并不十分看好她,出了一堆难题作为测试。没想到几天后柯瓦列夫斯卡娅就交回了答案,解法清晰简洁并富于独创性,尤其是与椭圆函数有关的一些问题,表现出了极高的数学素养和天赋。尽管当时柏林大学也不能接收女学生,魏尔斯特拉斯还是被如此执着、正直而且优秀的女学生所说服,开始了他们之间长达4年的家庭教学。每天,魏尔斯特拉斯回到自己家后将在学校讲的内容再为柯瓦列夫斯卡娅讲解一遍。这期间柯瓦列夫斯卡娅不仅完成了所有大学课程,而且还写了3篇堪称重量级的数学论文。

  值得说明的是,正是由于魏尔斯特拉斯对数学教育的热爱、孜孜不倦与不计名利,他被他的学生称为“我们所有人的老师”,有很多学生得到过他的指导。他最终培养出包括柯瓦列夫斯卡娅在内的一大批知名数学家。

  破解“数学水妖”

  1874年,也是由于魏尔斯特拉斯的大力推荐与帮助,柯瓦列夫斯卡娅绕过了可能对妇女有偏见的面试和答辩环节,凭借出色的论文取得了格丁根大学的博士学位。这使她成为近代世界第一位女博士。

  后来,柯瓦列夫斯卡娅回到俄国,与假丈夫正式结婚。不过,她未能争取到大学教职。她一次又一次努力争取,不仅为自己也为妇女权利而斗争。直到1884年,她才应邀去瑞典斯德哥尔摩大学任教,后又被任命为数学终身教授。

  1888年,柯瓦列夫斯卡娅突破性地解决了困扰学界100多年的“数学水妖”——刚体绕定点转动的问题,获得法国科学院的“鲍廷奖”。其论文被学术委员会一致认为超出了预期的水平,因此奖金也从3000法郎提高到5000法郎。她的获奖轰动了整个欧洲科学界,柯瓦列夫斯卡娅的导师魏尔斯特拉斯也欣慰地称,这是他晚年最大的快乐之一。正因为这项研究,自拉格朗日(法国数学家)之后一个多世纪的僵局被打破,开辟了数学分析方法应用于力学研究的新方向。

  她的贡献,说了你也听不懂

  她的灵魂,兼具“诗”与“数”之美

  1889年,柯瓦列夫斯卡娅当选圣彼得堡科学院(俄罗斯科学院的前身)通讯院士。1891年,正当她的事业如日中天时,不幸因患肺炎在斯德哥尔摩英年早逝。

  柯瓦列夫斯卡娅一生只发表过10篇数学论文,但涉及数学物理的许多方面。其中有两项重要的贡献:一是偏微分方程中现在被称为柯西-柯瓦列夫斯卡娅定理的证明;二是关于刚体绕定点旋转问题的相关工作,这个问题对于天体角运动和陀螺仪等研究具有重大意义。

  此外,柯瓦列夫斯卡娅还是争取妇女解放的先驱、社会活动家和作家。她创作了一系列剧本、小说、诗歌和随笔,其中很多都是生前未曾发表的。较著名的作品是自传体小说《童年的回忆》、话剧《为幸福而战》和中篇小说《女虚无主义者》。

  在柯瓦列夫斯卡娅看来,文学与数学并不矛盾。在一封给朋友的信中,她这样写道:“我理解你对我同时在数学和文学方面进行工作感到惊奇。许多从来没有机会更多地探索数学的人们把数学混同于算术,并且认为这是一门干涩、枯燥的科学。但是实际上并非如此??每当我对纯粹抽象的思维感到厌倦时,我就开始观察生活,转向具体的、活泼生动的生活。反之,当生活变得乏味时,我又转向数学。”

  她还曾用导师魏尔斯特拉斯的话说出她的心声,并被后世作为她的名言广为流传:“没有诗人的灵魂就不可能成为数学家。”

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