为数学而生的天才!他的理论曾启发爱因斯坦,他就是黎曼

1826年9月17日,在德国汉诺威的布列斯伦茨,黎曼(1826-1866)出生在一个乡下牧师之家,是6个孩子中的次子。

为数学而生的天才!他的理论曾启发爱因斯坦,他就是黎曼

黎曼从小酷爱数学。他6岁时开始学习算术,并显现出他的数学天才。10岁时他跟一位职业教师学习高级算术和几何,很快便超过了老师,常常对一些问题能做出更好的答案。

黎曼14岁时到汉诺威市上中学。在校长的推荐下,黎曼借了一部数学家勒让德的《数论》,这是一部共859页的4大本的名著。几个月之后,校长就这本书的内容考他。黎曼对答如流,并且回答得很全面。利用校长的藏书,黎曼还抓紧时间很快地自学了大数学家欧拉的著作,由此掌握了微积分及其分支。黎曼不仅从欧拉的著作中学到了数学知识,还学到了欧拉研究数学的技巧。

大学生涯

19岁时,黎曼进入格丁根大学学习,为了在经济上帮助家庭以尽快找到一个有报酬的工作,他先攻读哲学和神学,但是,除了这两门课程以外,他也去听数学、物理学课程。他听了斯特恩关于方程论和定积分、高斯关于最小二乘法以及戈尔德斯米特关于地磁学的数学讲座,对数学专业产生了难以割舍的兴趣。

黎曼向父亲讲述了这一切,请求允许自己改学数学专业。父亲由衷地同意了他的请求。黎曼极为高兴,并深深地感激父亲。

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1847年,为了师从更多的大师,黎曼转学到柏林大学,就学于大数学家雅可比、狄利克雷、斯泰纳和艾森斯坦门下。他从雅可比那里学到高等力学和高等代数,从狄利克雷那里学到数论和分析学,从斯泰纳那里学到现代几何,从文森斯坦那里学到椭圆函数论。

黎曼不仅认真研读大师的学术专著,而且虚心地向大师求教。有一次,狄利克雷来格丁根度假,黎曼趁此机会向他求教数学问题,并将自己未定稿论文交给他,请他提意见。狄利克雷被黎曼的谦虚、真诚和天才迷住了。他与黎曼长谈了两个小时,给黎曼的论文提了不少意见,给黎曼正在研究的课题作了许多指点。黎曼深感受益匪浅,他说没有狄利克雷的指点,他将不得不在图书馆里做好几天的吃力研究。

生活虽然清贫,但学习极为勤勉,这使得黎曼在大学毕业时获得了丰硕的成果。1851年底,黎曼将其博士论文呈交给大数学家高斯审阅。高斯在看了论文之后兴奋不已,对黎曼的论文作出了高度评价,这对高斯来说是罕见的。高斯评语道:“黎曼先生交来的论文提供了令人信服的证据,说明作者对该文所论述的这一问题作了全面深入的研究,说明作者具有创造性的、活跃的、真正的数学头脑,具有灿烂丰富的创造力。”

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​贫困中奋进

1852年初,黎曼凭借优异的学术表现取得了博士学位,并留在了格丁根大学,把全部精力投向数学。他从不因经济上的拈据而感到沮丧。他一方面积极准备“无薪讲师”的就职演讲论文,另一方面认真从事数学物理方面的研究工作。他的就职论文具有相当的难度。当初为了确定论文的选题,他向高斯提交了3个题目,以便让高斯在其中选定一个。其中第3个题目是涉及几何基础的,这个题目黎曼当时并没有多少案头准备工作,因此黎曼从心底里希望高斯不要选中它。可是,高斯对第3个题目却深有研究,他已思考这个问题达60年之久。出于想看看黎曼对这个深奥的问题会做些什么样的创造性工作,高斯指定第3个题目作为黎曼就职演讲论文的题目。事后,黎曼在向父亲谈起这件事时说,“所以我又处在绝境中了”、“我不得不做出这个题目”。

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从1855年到1859年这5年中,经济拮据、生活清贫一直困扰着黎曼,有时一家甚至陷入对口粮都需要算计的地步。就是在这种情况下,黎曼仍不顾物质生活的贫乏,全身心地投入到数学研究工作之中,在科学的崎岖小道上艰苦奋斗,并获得了令人惊异的成就。他在数学上的许多重要成果都是在这个时期内完成的。他对阿贝尔积分和阿贝尔函数的研究,开创了现代代数几何;他首创用复解析函数研究数论问题,开创了现代意义的解析数论;他对超几何级数的研究,推动了数学物理和微分方程理论的发展。随着研究成果的问世,黎曼在数学界的学术声望迅速提高。他受到许多世界著名数学家的赞扬,获得了一个科学家通常可能得到的最高荣誉。

为数学而生的天才!他的理论曾启发爱因斯坦,他就是黎曼

大师之死

1859年黎曼33岁时,高斯去世。他被任命为格丁根大学正教授,成为继狄利克雷之后高斯的第二个继任者。这时黎曼的生活才开始得到改善,才开始考虑个人的婚姻问题,并在36岁时与朋友的妹妹结了婚。一年后,他的女儿出生在比萨。

但是,长时期清贫的生活、过度的操劳、发奋的研究,使得黎曼身体虚弱、精力衰竭。1862年黎曼患了胸膜炎,不久又患了肺病,一年后又患了黄疽病。在病魔缠身之际,只要有一些力气,黎曼仍坚持数学研究工作。虽然这个时期黎曼积极就医和疗养,但因病入膏盲终无疗效。1866年7月20日,黎曼那颗纯洁、高尚的心停止了跳动。他过早地离开了人世,也过早地离开了数学,终年仅40岁。

黎曼是数学史上最具独创性精神的数学家之一,他在众多的数学领域里作出了许多奠基性和创造性的研究工作:他从几何方向开创了复变函数论;是现代意义的解析数论的奠基者;他亲手建立了黎曼几何,是组合拓扑学的开拓者。他对微积分的严格处理作出了重要贡献;在数学物理和微分方程等领域内也成果丰硕。1859年,黎曼被选为柏林科学院通讯院士,1866年他被选为法国巴黎科学院通讯院士和英国皇家学会国外会员。

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​黎曼的英年早逝是德国数学界乃至全世界数学界的遗憾!但是他所留給数学界的,在他少量的已出版的论文集中,已有太多的丰富的概念,至今还未被后世数学家研究殆尽。


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