數學家西莫恩•德尼•泊松成才的故事


數學家西莫恩•德尼•泊松成才的故事

數學家西莫恩•德尼•泊松


西莫恩·德尼·泊松(Simeon-Denis Poisson 1781~1840)法國數學家、幾何學家和物理學家。

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西莫恩·德尼·泊松於1781年出生在法國皮蒂維耶,他的父親是個退役軍官。泊松從小就奉父命學醫,但是他對醫學毫無興趣,沒過多久就轉向了自己喜歡的數學。1798年,泊松進入巴黎綜合工科學院學習,成為了拉格朗日、拉普拉斯等大神的得意門生。由於泊松是以第一名的成績考入學校的,所以院方決定讓他按照自己的愛好進行自由學習。到了1800年,入學不到兩年的泊松就發表了兩本備忘錄,一本關於艾蒂安·貝祖的消去法,另外一個關於有限差分方程的積分的個數。後一本備忘錄由勒讓德檢驗,勒讓德推薦將它發表於《陌生學者集》,這對於18歲的青年來講是無上的榮譽。這次成功立刻給了泊松進入科學圈子的機會。拉格朗日成為了他的朋友,而拉普拉斯則把他當親兒子看待。

泊松在大學畢業後就留校任教了,後來還成為了子午線局的成員,但他始終把自己當成一個教師。有句名言就來自他:人生只有兩樣美好的事情:發現數學和教數學(La vie n'est bonne qu'à deux choses: découvrir les mathématiques et enseigner les mathématiques.)。

泊松一生從事數學研究和教學,他的主要工作是將數學應用於力學和物理學中。泊松在數學方面貢獻很多。最突出的是1837年在《關於判斷的概率之研究》 一文中提出描述隨機現象的一種常用分佈,在概率論中現稱泊松分佈。泊松分佈是概率分佈的一種。所謂的概率分佈是指兩個內容:概率和分佈。概率就是一件事情發生的可能性,一般以一個在0到1之間的實數表示這個可能性的大小。概率研究的是數據,在統計學中稱為"隨機變量",數據類型分兩種:離散型(比如拋硬幣)和連續型(比如你在公交車站臺等車的時間)。所謂的離散型就是數據之間沒什麼關係,每個數據都是獨立的。連續型則相反,它可以取任何的值,而且這個取值還可以無限分割。我們可以把離散型想象成一粒粒的豆子,每個豆子都是獨立的。而連續型想象成一條棉線。說完數據,再來看什麼是分佈,分佈說白了就是數據在統計圖中的形狀。所以概率分佈就是把這兩個東西(數據類型+分佈)結合起來的一種表現手段,所以也分為離散型概率分佈和連續型概率分佈。

那麼什麼樣的數據分佈可以符合泊松分佈呢?只要滿足以下三點就可以:1、事件是獨立事件;2、在任意相同的時間範圍內,事件發的概率相同;3、你想知道某個時間範圍內,發生某件事情x次的概率是多大。比如說一個醫院中,每個病人來看病都是隨機並獨立的概率,則該醫院一天(或者其他特定時間段,一小時,一週等等)接納的病人總數可以看作是一個服從泊松分佈的隨機變量。

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泊松在數學方面貢獻很多。最突出的是1837年在《關於判斷的概率之研究》 一文中提出描述隨機現象的一種常用分佈,在概率論中現稱泊松分佈。這一分佈在公用事業、放射性現象等許多方面都有應用。他還研究過定積分、傅里葉級數、數學物理方程等。除泊松分佈外,還有許多數學名詞是以他名字命名的,如泊松積分、泊松求和公式、泊松方程、泊松定理,等等。


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