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数学界的英雄:欧拉(1)

数学界的英雄——[瑞士]欧拉(1707~1783)

  在美丽的莱茵河畔,有一座历史悠久、风光秀丽的城市——瑞士第二大名城巴塞尔城。有位伟大的科学家就出生在这里。瑞士人民抚育培养了他,而后他在德国和俄国均工作了几十年,并取得了杰出的成就,三国人民都因为有他而感到无比自豪与骄傲。人们把他与阿基米德、牛顿、高斯并称为“世界数学四杰”。他就是数学界的英雄——欧拉。

  被开除的“怪学生”

  莱昂哈德•欧拉(Leonhard Euler)是18世纪瑞士伟大的数学家、物理学家、天文学家。1707年4月15日,欧拉诞生在巴塞尔城的近、郊。欧拉的父亲是一位乡村牧师,从小就十分喜好数学,自己本想在数学方面有所成就,但还是为了遵守先辈们定下的规矩,不得已放下了心爱的数学,而做了一辈子的神职人员。但在他的心中,却始终割舍不下对数学的深切情感。他的书架上始终摆着不少有关数学方面

  的书籍。在欧拉很小的时候,父亲就经常给他讲一些数学小故事,教他一些简单的数学知识,小欧拉在不知不觉中对数学特有的天分也逐渐地显露出来。他经常向大人们提出一些数学上的奇怪问题。或许是由于自己对宗教的虔诚,也许是先辈的告诫,虽然欧拉的父亲早先也十分热爱数学,并且是很不情愿地离开了数学,但是他仍然殷切希望儿子能接替自己的传教事业,将来在教会里能谋一个显赫的“神职”来光宗耀祖。就这样,到了上学年龄的小欧拉被父亲送到巴塞尔的一所教会学校去学习。小欧拉来到学校,看到有那么多的小伙伴在一起玩耍,非常高兴。他想他可以与小伙伴一起玩,一起做数学游戏了。但是很快小欧拉就发现教会学校里的小伙伴都很规矩,不像他那样到处蹦来跳去,也很少有人愿意与他一起做数学游戏,因为他们对这些都不感兴趣。在开学典礼上,校长还专门教育刚人校的学生说,他们来到学校是为了接受上帝的教诲,告诫他们不要在学校乱蹦乱跳,喧嚷打闹,要保持校园的整洁与肃静。这使小欧拉第一天上学就觉得没劲。

  一天,老师上课讲到了上帝创造了人类,上帝为人类带来一切,是万物之灵。听了老师的讲授,小欧拉在心中琢磨已久的问题又出现在脑海里。他很有礼貌地问老师:“上帝无所不能,天上的星星也是上帝创造的吗?上帝能告诉我们天上的星星有多少颗吗?”

  神职老师轻松地回答:“星星是上帝亲手一颗一颗地镶嵌在天上的,你只要知道这些就可以了,其他的没有必要去了解。”

  小欧拉依旧不得其解,问道:“既然上帝把星星一颗一颗地排列在天上,那又为什么不告诉我们有多少颗,难道他自己都不知道吗?”神学老师犯难了,他显得非常不高兴。

  由于小欧拉经常在学校里问这样一些奇怪的问题,老师认为这是对上帝的不尊敬,便把他带到校长那里。校长面对小欧拉这个被称为“怪学生”的孩子,无可奈何地摇摇头说“在教会学校里不能有这样的学生”,并通知小欧拉的父亲把他领回家去。

  坐上数学这条船

  老欧拉把儿子带回了家,为了能让小欧拉能受到良好的教育,他真是伤了心、费了神。他一边辛勤工作养家,一边思考着如何来教育儿子。小欧拉离开学校回到家,却并未感到有什么难过。他成天跟着父亲,依旧问着奇怪的问题,有时还在地上画一些奇形怪状的图形,自言自语地数着什么。

  一天,父亲带着小欧拉去放羊,他自言自语道:“要是能再有一些栅栏的话,就可以把羊圈扩大,可以多养一些羊了。”小欧拉站在父亲旁边,听到了父亲的话便说:“爸爸,我们家的羊圈长70尺,宽30尺,把它改建成长宽各50尺的羊圈,同样是这些栅栏,而羊圈面积不就大了许多吗?可以多养好多羊呢。”父亲一听,高兴地说道:“对啊!莱昂哈德,你真聪明,你是怎么想出的?”小欧拉回答:“我是从你的书柜里的书上看来的。”父亲这才想起来,在他自己的书柜里,藏有当年他的朋友雅各老师送的几本算术几何书籍,后来他自己担任神职之后,几乎再也没去翻过那些书。多年来,这些书躺在书柜里积满了灰尘。

  自从小欧拉离开教会学校后,他在家里一边帮着父亲干点儿活,看管着羊群,一边常常到父亲的书柜里找一些自己感兴趣的书籍看,并对许多问题进行思考。书柜里的书都被小欧拉整理得干干净净,书中还夹有不少小欧拉做有记录的小纸条。

  看到自己的儿子对数学如此痴迷,老欧拉后悔当初没有给他多讲一些数学知识及小故事,而事已至此,他不得不改变自己最初希望小欧拉能接替自己的事业,在神学上有所发展的愿望。他决定要充分满足儿子的需求,培养儿子对数学的兴趣,帮助儿子在数学道路上不断前进发展。在父亲的指导教育下,小欧拉学习数学进步很快,老欧拉原有的数学知识已满足不了小欧拉的学习欲望。他想起了以前的老师、现在的好朋友——巴塞尔大学著名的数学家约翰•伯努利,决定去请他帮忙。约翰昕了老欧拉对儿子的介绍后,对小欧拉很感兴趣,并约定与小欧拉见上一面。

  小欧拉听说父亲要带自己去拜访数学大师,高兴极了,忙不迭地催父亲快点带他去。老欧拉带着儿子来到约翰教授家。小欧拉一开口就问了那个藏在心中几年的问题“天上的星星有多少颗?”在与教授的谈话中,小欧拉谈到他发现一些数很奇怪,即除了本身数和“1”以外,再也找不到其他数能整除了,并且这些数往往成对地出现,之间相差“2”,比如:7和9,11和13,17和19,41和43,59和61,71和73,……他问约翰教授这样成对出现的数是不是无穷无尽的。教授仔细聆听着小欧拉的讲述,心想,这小机灵确实非同一般。约翰教授向小欧拉讲述了许多数学的奥妙。小欧拉听得津津有味,到该回去时都不愿走。

  有一天,小欧拉帮父亲看羊群,坐在草地上,又开始思索起数的问题。他一边拿赶羊的小棍在泥土上计算着,一边自言自语:“6的整聚故是1、2、3、6,而1+2+3+6=12,正好是6的两倍。”小欧拉似乎发现了什么似的,边思索边用木棍在泥土上画写着:“28也是一个有类似性质的数,它的整除数是1、2、4、7、14、28,它们相加所得的和是56,正好是28的两倍。”他试图找出第三、第四个有类似性质的数,但运算了很久,还是找不出。他急忙把羊赶回家,独自一人跑到约翰教授家。他把放羊时思考的问题告诉了约翰教授。教授听了又惊又喜,他发现这小孩已闯进了高深的完全数世界,而现在给他讲,肯定是听不懂的。约翰教授意识到如果马上给予这小孩正确的引导,将来他一定能成为可用之才。他觉得应将小欧拉送到大学去学习,于是便找到老欧拉商量这件事。老欧拉听说要把儿子送去大学学习,既高兴又感不安,毕竟儿子才13岁,连正规学校都没上过啊,何况又会有哪所大学肯要小欧拉。约翰教授似乎看出了老欧拉的心事,说道:“你别着急,我去找人商量一下,我们一起努力。”

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