數學史話之孤獨的棄嬰達朗貝爾

數學史話中的依次出場的主角們的姓名越來越如雷貫耳,越來越被大家所熟知(雖然在學高等數學的時候恨死了他們),然而還是有一些不是那麼太著名的。比如科普君今天要說的這位--達朗貝爾,他在物理學上的知名度要高於數學,但是這並不妨礙他的數學成就。

數學史話之孤獨的棄嬰達朗貝爾

達朗貝爾

讓·勒朗·達朗貝爾於1717年出生在巴黎,他是一個私生子,出生後不久就被遺棄在一個教堂門口,所以達朗貝爾的名字就是從這個教堂而來,而他的姓"達朗貝爾"是他長大後自己取的。後來他被一個工匠家庭收養。達朗貝爾在少年時被送去一個教會學校學習古典文學和修辭學。雖然他在教會學校接觸到最多的是宗教,但是他並不信神,反而成為了反對宗教的啟蒙學者。

達朗貝爾沒有受過正規的大學教育,他完全靠自學掌握了牛頓和當時的著名數理學家的著作。從1739年開始的連續兩年內,他向巴黎科學院發了5篇學術報告,內容是研究微分方程的積分方法和物體在介質內的阻尼運動,並於1741年進入了巴黎科學院,擔任助理院士工作。從1741年到1750年期間,達朗貝爾主要從事數理研究工作。從1750年開始,達朗貝爾加入了"百科全書派",宣傳啟蒙運動的思想,為此在長達10年的時間裡,他中斷了數理方面的研究。直到1760年以後,他才又繼續開始研究數理工作,並且開始撰寫鉅著《數學手冊》。《數學手冊》直到1780年才出齊,整個工作整整持續了20年。

達朗貝爾是數學分析的開拓者。自從牛頓和萊布尼茨發明微積分之後,數學發展到了一個新的階段。英國數學界由於堅持幾何方法而發展緩慢,但是歐洲大陸數學界卻繼續在分析方法上不斷探索而繼續發展,進入了數學分析的開拓階段。達朗貝爾是重要的開拓者之一,其成就僅次於歐拉、拉格朗日、拉普拉斯和丹尼爾·伯努利。達朗貝爾的所有數學成果都被收入了他的《數學手冊》中,他的主要貢獻包括:

1、極限概念。達朗貝爾認為:極限論是微積分學的真正抽象,不是微積分學中無窮小量的一個問題,而是有限量的問題。他給出的極限的定義是:一個變量趨向於一個固定量,趨近程度小於任何給定量,且變量永遠達不到固定量。

2、級數理論。無窮級數在18世紀中,形式討論佔了主導地位,一般都作為多項式的推廣,只有少數人開始區別收斂級數和發散級數,達朗貝爾就是其中之一,他還給出了一個判別級數絕對收斂的方法--達朗貝爾判別法,即現在還使用的比值判別法。另外,達朗貝爾還是三角級數理論奠基人。

數學史話之孤獨的棄嬰達朗貝爾

達朗貝爾判別法

3、微分方程。達朗貝爾對常微分方程提出了一系列求解的方法,比如二階方程降階為一般形式的黎卡提方程;用橢圓積分作為常微分方程的解;還為偏微分方程的誕生做出了重大貢獻,在1743年出版的《動力學》中已經出現了偏微分方程,而在1746年出版的《張緊的弦振動時形成的曲線研究》中提出了波動方程:

數學史話之孤獨的棄嬰達朗貝爾

1763年,達朗貝爾又進一步討論了不均勻弦的振動,得出了廣義的波動方程:

數學史話之孤獨的棄嬰達朗貝爾

達朗貝爾在複數的性質、概率論等方面也都有所研究,而且他還很早就證明了代數基本定理。

達朗貝爾在數學領域的各個方面都有所建樹,但他並沒有嚴密和系統的進行深入的研究,他甚至曾相信數學知識快窮盡了。但無論如何,十九世紀數學的迅速發展是建立在他們那一代科學家的研究基礎之上的,達朗貝爾為推動數學的發展做出了重要的貢獻。

達朗貝爾於1783年在巴黎去世,由於他生前反對宗教,巴黎市政府拒絕為他舉行葬禮。所以這位科學巨匠一個人被安靜地埋葬在巴黎市郊的墓地裡。


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