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阿贝尔:数学史上的璀璨流星(上)

撰文/陈巍  发表于 2018年05月07日

作为当今世界上影响力最大、受关注度最高的科学奖项,诺贝尔奖自设立起就把数学排除在外。然而为成就斐然的数学家们设立的其他众多奖项,或多或少弥补了这个遗憾。阿贝尔奖是这些声望崇高的奖项里颇具传奇性的一个。

 

天才阿贝尔

尼尔斯·亨里克·阿贝尔(Niels Henrik Abel)于1802年出生于挪威东南部的一个偏僻小港内兹特兰。1814年,阿贝尔来到新独立的挪威首都克里斯蒂安尼亚(现在的奥斯陆),就读于教会学校。阿贝尔生性忧郁、害羞,在学校里成绩不佳。幸运的是,在1818年,他遇到了一位良师益友—数学老师霍姆伯(B.M.Holmboe17951850)。霍姆伯此前在大学里是数学家汉斯廷(C.Hansteen17841873)的助手,因此对数学具有一定造诣。霍姆伯发现了阿贝尔的数学天赋,称他为“了不起的天才”,并开始在课下给阿贝尔开小灶。当时挪威还没有成熟的数学教材,霍姆伯让阿贝尔去啃欧拉、拉格朗日、拉普拉斯等18世纪数学大师的著作,“直接向大师,而不是他们的学生学习”。

                                             

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尼尔斯·亨里克·阿贝尔

 

阿贝尔很快就超过了他的老师。但不久他的父亲去世,阿贝尔的家庭跌落到贫困的境地。在霍姆伯和几名教授慷慨解囊下,阿贝尔才有机会升入皇家弗里德里克大学。这时,阿贝尔开始探索此前250年里困扰许多大数学家的五次方程的求解问题,他提出了一个求解公式,但在挪威既没人能看懂他的论文,也无处发表。汉斯廷教授把论文寄给当时北欧首屈一指的丹麦数学家德根(C.F.Degen17661825)。德根一方面惊叹于阿贝尔的才华,一方面又不大相信这名来自穷乡僻壤的少年能解决几百年来的难题。他耐心地看完阿贝尔的论文,建议阿贝尔为他晦涩的证明找一些具体范例,并劝阿贝尔把研究方向从五次方程这个狭窄的领域转向当时日渐兴起的椭圆函数,这样他将能“找到通往广阔的分析学海洋的麦哲伦海峡”。

德根的建议显然是富于世故的,因为初出茅庐的年轻人常立志于一蹴而就地解决大问题,却不了解或不耐烦于更容易获得学界承认的循序渐进的论证方式和平实晓畅的语言风格。阿贝尔理解了德根指点中的表面含义,其回报就是在他计算范例时,发现之前的证明里存在严重错误。这次他转换视角,于1823年成功地证明了一般五次方程不存在统一的根式解。但在深层次上,阿贝尔似乎还没有理解德根的处世智慧,这同时也有经济上的原因。阿贝尔以法语把这篇杰出的论文自费出版,出于节约经费的考虑,他把篇幅压缩成6页,伴随而来的是论文越发深奥难懂。阿贝尔把论文寄给高斯等大数学家,希望这能成为获得大师赏识的科学护照。但事实上高斯去世后,人们整理他的遗物时发现,阿贝尔寄给他的小册子甚至都没有拆开。

不久,在奥斯陆大学教授们的再三敦请下,姗姗来迟的挪威政府资助使阿贝尔得以出国深造。这时,他羞涩、害怕孤独的性格又或多或少妨碍了他的发展。原本阿贝尔出国的计划是先到哥廷根拜访高斯,再到当时数学研究的中心巴黎。但一起出国的另几名同学要取道柏林到阿尔卑斯山区考察地质,阿贝尔决定和他们同行,顺便增长些见识。于是在柏林待了4个月后,阿贝尔又经莱比锡、德累斯顿、布拉格、维也纳和威尼斯,从瑞士绕一大圈到达巴黎。诚然,在这将近1年的时间中,阿贝尔极为勤奋和多产,探讨了椭圆函数领域的诸多基本问题。同时他结识了工程师、业余数学家克雷勒(A.L.Crelle17801855),克雷勒是期刊《纯粹和应用数学杂志》的创办者,他坦承看不懂阿贝尔的论文,但倾慕于阿贝尔的才华,于是克雷勒的期刊上大量发表阿贝尔的论文。但同时阿贝尔也放弃了拜访高斯的机会,并且在旅行中耗费了不少时间和经费,从后来他的遭遇来看,这几乎是致命的。

 


(本文发表于《科学世界》2016年2期)


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