2011年6月17日如同國際數(shù)學(xué)大師陳省身生前設(shè)想的那樣,一面“黑板”立在他的埋骨之地,上面寫著他最愛的數(shù)學(xué)公式。在誕辰100周年之際,陳省身終于葉落歸根,葬在其母校南開大學(xué)的校園里。沒有葬禮,只有一個簡單的揭幕儀式——6月18日,在南開大學(xué)出席“理論物理前沿討論會”的諾貝爾獎得主楊振寧等眾多著名學(xué)者將來到這面“黑板”前,向陳先生致意。
一些數(shù)學(xué)家生前獻(xiàn)身于數(shù)學(xué),他們的墓碑上往往只是刻著一個圖形或?qū)懼粋€數(shù),這些形和數(shù),展現(xiàn)著他們一生的執(zhí)著追求和閃光的業(yè)績。
1.最古老的數(shù)學(xué)墓志銘
“過路的人!
這兒埋葬著丟番圖。
請計算下列數(shù)目,
便可知他一生經(jīng)過了多少寒暑。
他一生的六分之一是幸福的童年,
十二分之一是無憂無慮的少年。
再過去七分之一的年程,
他建立了幸福的家庭。
五年后兒子出生,
不料兒子竟先其父四年而終,
只活到父親歲數(shù)的一半。
晚年喪子老人真可憐,
悲痛之中度過了風(fēng)燭殘年。
請你算一算,丟番活到多大,
才和死神見面?”
請你算一算,丟番圖到底活到多少歲?
解:設(shè)丟番x歲。
答:丟番圖的壽命為84歲。
古希臘的大數(shù)學(xué)家丟番圖(246—330),大約生活于公元246年到公元330年之間,距現(xiàn)在有二千年左右了。他對代數(shù)學(xué)的發(fā)展做出過巨大貢獻(xiàn)。
丟番著有《算術(shù)》一書,共十三卷。這些書收集了許多有趣的問題,每道題都有出人意料的巧妙解法,這些解法開動人的腦筋,啟迪人的智慧,以致后人把這類題目叫做丟番問題。
這里要計算的是丟番的壽命,不可能會有小數(shù)點(diǎn)的出現(xiàn)。前面有幾個很顯眼的分?jǐn)?shù)出現(xiàn)“六分之一”、“十二分之一”、“七分之一”,要想用這些數(shù)求出整數(shù),只能求他們的公倍數(shù)。其實丟番所活的壽命就是這些數(shù)的最小公倍數(shù)。至12=3×2×2,6=2×3,7是素數(shù),相乘就是2×2×3×7=84
2.阿基米德是物理家?不,他認(rèn)為他是數(shù)學(xué)家
阿基米德是物理家?不,他認(rèn)為他是數(shù)學(xué)家。因為在他的墓刻著圓柱容球的幾何圖形
阿基米德(前287-前212)是古希臘最偉大的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家,人們稱他是“數(shù)學(xué)之神”。在公元前212年,在阿基米德生命的最后時刻,也就是敘拉古城失陷之時,他還在潛心研究畫在沙盤上的一個幾何圖形。當(dāng)羅馬士兵闖入他的房間,舉劍向他刺去的一剎那,他還在喊:“不要動我的圖!”但羅馬的士兵并不認(rèn)識這位不起眼的數(shù)學(xué)家,還是一劍刺了下去,偉大的數(shù)學(xué)家便倒在了血泊里……
人們?yōu)榧o(jì)念他便在其墓碑上刻上球內(nèi)切于圓柱的圖形,就是在圓柱體容器里放了一個球,這個球要頂天立地,四周碰邊。以紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)球的體積和表面積均為其外切圓柱體積和表面積的三分之二。
3.王子與正十七邊形
高斯(1777—1855),德國著名數(shù)學(xué)家。他研究的內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)的各個領(lǐng)域,是歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家之一,被譽(yù)為“數(shù)學(xué)王子”。
在高斯十歲時,老師考了那道著名的「從一加到一百」:200多年前,高斯的算術(shù)老師提出了下面的問題:
1+2+3+……+100=?
這時,其他同學(xué)正在埋頭苦算,10歲的高斯卻用下面的辦法迅速算出正確答案:
(1+100)+(2+99)+……+(50+51)=101×50=5050.
實際上解決了求等差數(shù)列前100項的和的問題
在他18歲時就有了堪稱數(shù)學(xué)史上最驚人的發(fā)現(xiàn):他用代數(shù)方法得出正十七邊形的尺規(guī)作圖法,并給出了可用尺規(guī)作圖的正多邊形的條件.解決了兩千年來懸而未決的難題:使用直尺和圓規(guī)作圓內(nèi)接正十七邊形的方法。他為此而特別高興,并決定一生研究數(shù)學(xué)。
高斯去世后,按照他的意愿,在他的墓碑上刻了一個正十七邊形,以紀(jì)念他少年時最重要的發(fā)現(xiàn)。
4.鸚鵡螺殼上的數(shù)學(xué)(等角螺線)
這種螺旋線是一種在自然界貝殼、動物(蜘蛛網(wǎng))的角和花朵(向日葵的種子盤)常見的基本圖案。
等角螺旋線的作法如下:
以“斐波那契數(shù)”為邊長畫出一組正方形,由于數(shù)列中每項都是前二項之和,所以不論你停留在哪個斐波那契數(shù),這些正方形都恰能轉(zhuǎn)著圈地碼成一個嚴(yán)絲合縫的“斐波那契矩形”:再連接著每個正方形的對角畫出四分之一圓周——螺殼就這樣誕生了。等角螺線是自我相似的;這即是說,等角螺線經(jīng)放大后可與原圖完全相同。
幾何學(xué),這研究空間的和諧的科學(xué)幾乎統(tǒng)治著自然界的一切。在鐵杉果的鱗片的排列中以及蛛網(wǎng)的線條排列中,我們能找到它;在蝸牛的螺線中,我們能找到它;在行星的軌道上,我們也能找到它,它無處不在,無時不在,在原子的世界里,在廣大的宇宙中,它的足跡遍布天下。
等角螺線是由笛卡兒在1683年發(fā)現(xiàn)的。雅各布.伯努利后來重新研究之。他發(fā)現(xiàn)了等角螺線的許多特性,如等角螺線經(jīng)過各種適當(dāng)?shù)淖儞Q之后仍是等角螺線。他十分驚嘆和欣賞這曲線的特性,故要求死后將之刻在自己的墓碑上,并附詞“縱使改變,依然故我”。可惜雕刻師誤將阿基米德螺線刻了上去。
5.畢生的算數(shù)
16世紀(jì)德國數(shù)學(xué)家魯?shù)婪颍?540—1610),花了畢生精力,把圓周率算到小數(shù)后35位,是當(dāng)時世界上最精確的圓周率數(shù)值。在他的墓碑上就刻著。把自己一生最得意的成就寫在墓碑上,獨(dú)一無二的貢獻(xiàn)的確可以引起世人對他偉大貢獻(xiàn)的尊重與認(rèn)同。對于這位數(shù)學(xué)家來說,一個數(shù)字足以給他的生命無與倫比的光環(huán)和榮耀。
π=3.141 592 653 589 794 238 462 643 383 279 502
88
后人稱之為魯?shù)婪驍?shù),他死后別人便把這個數(shù)刻到他的墓碑上。
6.供人演算數(shù)學(xué)的墓碑
陳省身生于1911年,漢族,美籍華人,國際數(shù)學(xué)大師、著名教育家、中國科學(xué)院外籍院士,“走進(jìn)美妙的數(shù)學(xué)花園”創(chuàng)始人,20世紀(jì)世界級的幾何學(xué)家,是第一位獲得數(shù)學(xué)界最高榮譽(yù)“沃爾夫數(shù)學(xué)獎”的華人,被國際數(shù)學(xué)界譽(yù)為“微分幾何之父”。。少年時代即顯露數(shù)學(xué)才華,在其數(shù)學(xué)生涯中,幾經(jīng)抉擇,努力攀登,終成輝煌。他在整體微分幾何上的卓越貢獻(xiàn),影響了整個數(shù)學(xué)的發(fā)展,被楊振寧譽(yù)為繼歐幾里德、高斯、黎曼、嘉當(dāng)之后又一里程碑式的人物。曾先后主持、創(chuàng)辦了三大數(shù)學(xué)研究所,造就了一批世界知名的數(shù)學(xué)家。
他本人也獲得了許多榮譽(yù)和獎勵,例如1975年獲美國總統(tǒng)頒發(fā)的美國國家科學(xué)獎,1983年獲美國數(shù)學(xué)會“全體成就”靳蒂爾獎,1984年獲沃爾夫獎.2004年11月2日,經(jīng)國際天文學(xué)聯(lián)合會下屬的小天體命名委員會討論通過,國際小行星中心正式發(fā)布第52733號《小行星公報》通知國際社會,將一顆永久編號為1998CS2號的小行星命名為“陳省身星”,以表彰他的貢獻(xiàn)。2009年6月2日電國際數(shù)學(xué)聯(lián)盟及陳省身獎基金會2日在香港宣布成立全球數(shù)學(xué)大獎“陳省身獎”,以表彰終身成就卓越的數(shù)學(xué)家,并紀(jì)念已故國際數(shù)學(xué)泰斗陳省身教授。獲獎?wù)叱@得獎?wù)峦?,還將得到50萬美元獎金。
陳省身的外孫、建筑師朱俊杰為他設(shè)計的墓地樸素簡潔。“黑板”為墓碑,公式為墓志。“黑板”上以白字刻著陳省身當(dāng)年證明高斯邦內(nèi)公式的手跡,正是這項工作使他開創(chuàng)了數(shù)學(xué)的新時代。陳省身葬在河邊一處綠樹掩映的斜坡上。高2.1米的墓碑是一面凹、一面凸、一面平的三面體,近似于陳省身代表性論文中的幾何圖案。正面以黑色花崗巖為“黑板”,上部為數(shù)學(xué)公式,下部刻著陳省身夫婦的姓名,此外別無他物。這是為了體現(xiàn)數(shù)學(xué)家“簡樸的生平”。陳省身喜歡黑板,九旬高齡時仍為南開學(xué)生開課講授“數(shù)學(xué)之美”。他多次表示,自己愿與夫人鄭士寧合葬在南開校園,喪事從簡,不要墳頭,不立墓碑,墓前栽上幾株小樹,再掛一面黑板,供人演算數(shù)學(xué)。
讓我們對數(shù)學(xué)家的故事、成名的經(jīng)歷以及數(shù)學(xué)家的知識和生活更加了解,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣,更好掌握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,加深對我們邏輯思維的提高與培養(yǎng)加深學(xué)習(xí)以外的知識。
(作者單位:1云南省大理市大理新世紀(jì)中學(xué)2云南省昭通市水富縣第一中學(xué))