通信名人傳奇:大神拉格朗日
之前文章里,曾經(jīng)給大家介紹過18世紀(jì)法國兩位大神級的數(shù)學(xué)家——傅里葉和拉普拉斯。
今天,我要介紹的,是和傅爺、拉爺并稱“高數(shù)三巨頭”的最后一位大神。嗯,沒錯,他就是拉格朗日。
拉格朗日
是不是又陷入了被拉格朗日中值定理支配的恐懼?哈哈,三位大神組成的“傅拉拉”男子天團(tuán),確實會讓很多小伙伴聞之色變。
不過話說回來,都已經(jīng)過了200多年,大神們還頻繁出現(xiàn)在我們的課本上,也足以說明他們的貢獻(xiàn)和價值。
好了,廢話不多說,讓我們直奔主題,來詳細(xì)了解一下拉格朗日大神的傳奇人生。
拉格朗日,全名是約瑟夫·路易斯·拉格朗日(Joseph Louis Lagrange),舉世聞名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家,曾獲得18世紀(jì)“歐洲最大之希望”、“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”的贊譽(yù),由此可見他的歷史地位。
拉格朗日是法國人,不過兼有法國和意大利血統(tǒng)。
他1736年生于意大利都靈。他的祖父是法國的炮兵隊長,受聘來到都靈為撒丁王國服務(wù),和當(dāng)?shù)匾晃幻T閨秀結(jié)婚以后,就在這里定居下來。父親一度是撒丁陸軍部的一名軍官。母親瑪麗是坎培諾一位富有的物理學(xué)家的獨(dú)生女。
他的父親除了是一名軍官之外,還經(jīng)商,所以拉格朗日小時候家境一度非常富裕。
不過,好景不長,他父親在一次投機(jī)生意中遭遇挫折,導(dǎo)致了破產(chǎn)。所以后來的生活就過得較為拮據(jù)。
拉格朗日并沒有為此感到失望,反而比較樂觀,后來他回憶說:“幸好我家破產(chǎn)了,不然我就會變成一個除了錢一無所有的人,那樣就太可悲了。” (好吧...大神就是大神,人生高度就是不一樣...)
拉格朗日小時候,他父親希望他能成為一名律師,但是他本人對法律毫無興趣。
他也并不是一開始就喜歡數(shù)學(xué)。起初,他對文學(xué)非常感興趣,直到16歲那年,他偶然讀到一篇介紹牛頓微積分的文章《微積分簡介——微積分方法和它對于希臘幾何方法的優(yōu)越性》,使他對牛頓產(chǎn)生了無限崇拜和敬仰之情,于是,他下決心要成為牛頓那樣的數(shù)學(xué)家。
后來,拉格朗日進(jìn)入都靈皇家炮兵學(xué)院學(xué)習(xí),開始有計劃地自學(xué)數(shù)學(xué)。因為自身的天賦,加上勤奮刻苦,他的進(jìn)步非常迅速。
1754年,也就是拉格朗日18歲的時候,寫出第一篇論文,是用牛頓二項式定理處理兩函數(shù)乘積的高階微商。他把論文寄給數(shù)學(xué)家法尼亞諾,同時也寄給在柏林的歐拉。
上帝公式之父——?dú)W拉
可是后來他發(fā)現(xiàn),這個成果早在半個世紀(jì)前就被萊布尼茲取得了。失望之余,他并沒有灰心,繼續(xù)從事自己的研究。
1755年8月12日,拉格朗日在寫給歐拉(當(dāng)時擔(dān)任普魯士科學(xué)院數(shù)學(xué)部主任)的信中,給出了用純分析方法求變分極值的提要。歐拉在9月6日回信中稱此工作很有價值。從此,拉格朗日聲名鵲起。
9月28日,他被任命為都靈皇家炮兵學(xué)校教授,年僅19歲。(我們19歲估計還在上大二...)
1756年,受歐拉的舉薦,拉格朗日被任命為普魯士科學(xué)院通訊院士。
1757年,以拉格朗日為首的一批都靈青年科學(xué)家,成立了一個科學(xué)協(xié)會(即都靈皇家科學(xué)院的前身),并開始以拉丁語和法語出版學(xué)術(shù)刊物《都靈科學(xué)論叢》。
刊物的前三卷(1759年、1762年、1766年),刊登了拉格朗日幾乎全部都靈時期的論文。其中有關(guān)變分法、分析力學(xué)、聲音傳播、常微分方程解法、月球天平動、木衛(wèi)運(yùn)動等方面的成果都是當(dāng)時最出色的,為后來他在這些領(lǐng)域內(nèi)的更大貢獻(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
1762年,法國科學(xué)院放出懸賞征文,要求用萬有引力解釋月球天平動問題,拉格朗日的研究獲獎。
1763年11月,都靈王朝外交官Caraccioli去倫敦赴任時,帶拉格朗日到巴黎,受到巴黎科學(xué)院的熱烈歡迎,并初次會見達(dá)朗貝爾。在巴黎停留六周后,拉格朗日意外病倒,不能去倫敦。
達(dá)朗貝爾
病情康復(fù)后,遵照達(dá)朗貝爾的意見,拉格朗日在回國途中在瑞士日內(nèi)瓦拜訪了當(dāng)時著名數(shù)學(xué)家伯努利和文學(xué)家伏爾泰,他們的看法對拉格朗日以后的工作有啟發(fā)。
1765年初,回到都靈后,他成功地運(yùn)用微分方程理論和近似解法研究了科學(xué)院提出的一個復(fù)雜的六體問題(木星的四個衛(wèi)星的運(yùn)動問題),于1766年又一次獲獎。
1765年秋,達(dá)朗貝爾寫信給普魯士國王腓特烈大帝,熱情贊揚(yáng)拉格朗日,并建議在柏林給拉格朗日一個職位。國王欣然同意,寫信給拉格朗日說,在“歐洲最偉大的王”的宮廷中應(yīng)有“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”。(大帝就是大帝,一點都不懂得謙虛...)
腓特烈大帝
不過,拉格朗日考慮到不愿意搶歐拉的職位,所以寫信婉拒。
1766年3月,達(dá)朗貝爾來信說歐拉決定離開柏林,并請他擔(dān)任留下的職位。拉格朗日決定接受。
5月3日歐拉離開柏林去彼得堡后,拉格朗日正式接受普魯士邀請,于8月21日離開都靈。
在去柏林前,拉格朗日繞道巴黎和倫敦,拜訪達(dá)朗貝爾和Caraccioli,之后于10月27日到達(dá)柏林,11月6日正式繼任普魯士科學(xué)院數(shù)學(xué)部主任。
拉格朗日深得國王賞識,國王經(jīng)常和他講完美的有規(guī)律的生活的益處。拉格朗日聽了進(jìn)去,此后他對大腦和身體當(dāng)做機(jī)器一般進(jìn)行了研究,并通過實驗精確調(diào)整到他每日能夠完成而不累垮的工作量。
每天晚上,他為自己定下第二天的明確的任務(wù),并在完成任何一個學(xué)科分支時,寫下簡短的分析,看看哪些地方可以改進(jìn)。他總是在開始撰寫之前想好論文的題目,然后一氣呵成,常常沒有一處刪除或更正。
1767年9月,拉格朗日同維多利亞·孔蒂(Vittoria Conti)結(jié)婚。他給達(dá)朗貝爾的信中說:“我的妻子是我的一個表妹,曾與我家人一起生活很長時期,是一個很好的家庭婦女?!钡w弱多病,未生小孩,久病后于1783年去世。
在柏林期間,拉格朗日完成了大量重大研究成果,為一生研究中的鼎盛時期,多數(shù)論文在柏林科學(xué)院和法國科學(xué)院的刊物中發(fā)表,少量仍寄回都靈。
其中有關(guān)月球運(yùn)動(三體問題)、行星運(yùn)動、軌道計算、兩個不動中心問題、流體力學(xué)、數(shù)論、方程論、微分方程、函數(shù)論等方面的成果,成為這些領(lǐng)域的開創(chuàng)性或奠基性研究。
1783年,拉格朗日的故鄉(xiāng)建立了“都靈(皇家)科學(xué)院”,他被任命為名譽(yù)院長。
1786年,腓特烈二世去世,拉格朗日發(fā)覺柏林并不適合繼續(xù)待下去,于是決定離開。
應(yīng)巴黎科學(xué)院邀請,他于1787年5月18日動身,7月29日到達(dá)巴黎開始工作。由于他從1772年起就是該院副院士,這次來工作受到更熱情的歡迎,被安排在盧浮宮??上?,他的摯友達(dá)朗貝爾已在1783年去世。
到巴黎的前幾年,他主要學(xué)習(xí)更廣泛的知識,如形而上學(xué)、歷史、宗教、醫(yī)藥和植物學(xué)等。與此同時,他逐漸陷入了憂郁的狀態(tài)。
1789年,法國大革命爆發(fā),將他從憂郁中搖醒。一開始他只是有興趣地旁觀,但很快他發(fā)現(xiàn)時局急轉(zhuǎn)直下。與其他人相比,可以說,他的膽怯和低調(diào)使他在革命動亂中得以保全。
1790年5月8日的制憲大會上通過十進(jìn)位的公制法,科學(xué)院建立相應(yīng)的“度量衡委員會”,拉格朗日是委員之一。
1791年,拉格朗日被選為英國皇家學(xué)會會員。
1792年,喪偶9年的拉格朗日同天文學(xué)家勒莫尼埃(LeMonnier)的女兒何蕾-弗朗索瓦-阿德萊德(Renée-Francoise- Adelaide)結(jié)婚。阿德萊德同情他的遭遇,執(zhí)意要與他結(jié)婚,并一直矢志不渝。
1793年8月8日,國民議會決定對科學(xué)院專政,把拉瓦錫(A. L. Lavoisier),拉普拉斯,庫倫(C. A. Coulomb)等著名院士清除出科學(xué)院。但拉格朗日被保留,并任度量衡委員會主席。
9月,恐怖統(tǒng)治開始,革命政府決定逮捕所有在敵國出生的人,經(jīng)拉瓦錫竭力向當(dāng)局說明后,把拉格朗日作為例外。
1794年5月7日,法國雅各賓派開庭審判波旁王朝包稅官,把包括拉瓦錫在內(nèi)的28名成員全部處以死刑,革命法庭副長官考費(fèi)那爾(J.B.Coffinhal)宣稱,“共和國不需要學(xué)者,而只需要為國家而采取的正義行動!”
第二天的早晨,拉格朗日痛心地說:“他們一眨眼就把拉瓦錫的頭砍下來,但像他那樣的頭腦一百年也找不出一個了?!?/span>
化學(xué)之父——拉瓦錫
1794年,巴黎成立兩個共和國最高學(xué)府:巴黎高等師范學(xué)院和巴黎綜合理工大學(xué)。次年,拉格朗日于此兩所高校任教,為首批教授,雖然前者辦學(xué)僅4個月便被關(guān)閉(直到1808年在拿破侖帝國時期重新開始辦學(xué))。
1795年6月25日,成立法國國家經(jīng)度局,統(tǒng)一管理全國航海、天文研究和度量衡委員會,拉格朗日是委員之一。
10月25日,在取消對科學(xué)院的專政后,建立了法國最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)——法蘭西學(xué)會,選舉拉格朗日為第一分院(即科學(xué)院)的數(shù)理委員會主席。
此后他才重新進(jìn)行研究工作,但主要是整理過去的工作,并結(jié)合教材編寫完成一批重要著作:《論任意階數(shù)值方程的解法》、《解析函數(shù)論》和《函數(shù)計算講義》,總結(jié)那一時期的一系列研究工作。
1799年,法國完成統(tǒng)一度量衡工作,制定被世界公認(rèn)的長度、面積、體積、質(zhì)量的單位。在拉瓦錫死后的這段時間里,拉格朗日對這項工作的推動功不可沒。
1813年4月3日,拿破侖授予他帝國大十字勛章,但此時的拉格朗日已臥床不起。
4月11日早晨,拉格朗日在巴黎逝世。
縱觀拉格朗日的一生,所涉及的研究領(lǐng)域非常廣泛,并都獲得了巨大的成就,為科學(xué)事業(yè)做出了卓絕的貢獻(xiàn)。尤其是在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,貢獻(xiàn)最為突出。他將數(shù)學(xué)分析與幾何和力學(xué)分離開,使數(shù)學(xué)的獨(dú)立性更為清楚,從此數(shù)學(xué)不再是其它學(xué)科的工具。
他的關(guān)于月球運(yùn)動(三體問題)、行星運(yùn)動、軌道計算、兩個不動中心問題、流體力學(xué)等方面的成果,在使天文學(xué)力學(xué)化、力學(xué)分析化上,也起到了歷史性的作用,促進(jìn)了力學(xué)和天體力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展,成為這些領(lǐng)域的開創(chuàng)性或奠基性研究。
他還留下了兩部不朽巨著—— 《分析力學(xué)》 (1788)、《微分原理中的解析函數(shù)論》(1797)。
毫無疑問,拉格朗日的歷史地位絲毫不輸給傅里葉和拉普拉斯,絕對是人類歷史上最偉大的學(xué)者之一,值得我們所有人銘記。
我們是一群平均從業(yè)年限5+的通信專業(yè)工程師。
關(guān)注我們,帶你了解通信世界的精彩!
你點的每個在看,我都認(rèn)真當(dāng)成了喜歡
免責(zé)聲明:本文內(nèi)容由21ic獲得授權(quán)后發(fā)布,版權(quán)歸原作者所有,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。文章僅代表作者個人觀點,不代表本平臺立場,如有問題,請聯(lián)系我們,謝謝!