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索菲:勇擒“数学水妖”
 

     来源:蝌蚪五线谱    

  简介:索菲·柯瓦列夫斯卡娅,俄国女数学家。1850115日生于莫斯科,1891210日辞世于斯德哥尔摩。柯瓦列夫斯卡娅的主要贡献是继A.-L.柯西之后研究了偏微分方程解的存在惟一性问题,给出了更一般的结果,现称为柯西-柯瓦列夫斯卡娅定理。这个定理还被推广到偏微分方程组的情形。

  名言:说自己知道的话,干自己应干的事,做自己想做的人。

  “当今科学界最辉煌、最难得的荣誉桂冠,有一顶落到一位妇女头上。她不仅拥有广博深刻的科学知识,而且拥有巨大的创造才智。”1888年圣诞节前夕,法国科学院举行了一场隆重的授奖活动。院长皮埃尔•让森亲临现场,对获得鲍廷奖的女科学家给予高度的评价。鲍廷是一位法国律师的名字,他把自己的遗产捐给法国科学院,以每年的利息作为奖金;按他的意愿,该奖金必须给为人类做重大贡献的科学家。获奖女科学家的名字迅速传遍欧洲。巴黎的报纸纷纷热情称赞这位第一个跨进科学院大门的女性。远在柏林的科学家魏尔斯特拉斯教授更是异常兴奋。这位白发苍苍的老人很快就写信给自己的得意门生,要她谦虚谨慎,不骄不躁。

  没错,这位获奖的科学家就是索菲,时年38岁。

  此时,面对像雪片一样飞来的贺信,索菲显得非常平静。离开家乡来到瑞典斯德哥尔摩四年多里,她除了专心教书外,业余时间经常与同行交流。一个偶然的机会,她再次与“数学水妖”相逢。

  事情还得从两年前说起。1886年暮春,索菲应邀出席哥本哈根的国际数学家代表大会。路上,她绕道巴黎,拜访庞加莱等法国数学家。索菲推门而入时,只见办公室里你一言我一语,舌战正酣。原来,这群年轻的男人正在讨论关于刚体围绕定点旋转的问题。据庞加莱介绍,这个问题诞生100多年来,无以计数的数学家前仆后继地研究它,结果都败下阵来。“这家伙,就像德国民间传说中莱茵河上的水妖,总是用美妙的歌声引诱船夫,直至船沉人亡。”庞加莱笑着说。

  索菲对这个“水妖”并不陌生。因为从学生时代起,她就开始接触关于刚体的相关理论。刚体绕定点旋转问题,最早是由瑞士数学家欧拉提出来的。所谓刚体,就是刚硬不变形的物体,比如陀螺;定点,就是不动点,比如陀螺尖。所谓“数学水妖”,就是用数学来描述陀螺旋转的运动轨迹。欧拉之后一个多世纪,刚体绕定点旋转问题始终没有人能解决。为此,法国科学院已经三次悬赏解决。本次巴黎之行,索菲发现自己所擅长的阿倍尔函数正是克制“水妖”的“法宝”时,心里不禁一阵狂跳:我一定要制服“水妖”!

  离开巴黎后,索菲便开始思考关于刚体旋转的解法,甚至连哥本哈根会议也不能让她分神。对于一名进取心极强的数学家而言,没有什么比充满挑战的数学难题更有吸引力了。回到斯德哥尔摩后,她全心投入到刚体旋转问题中。夏季,索菲专心写划,任凭天气炎热,挥汗如雨;秋季,她长期伏案疾书,把对女儿的思念化为一道道习题;冬季,她经常把自己关在封闭的屋里,一遍遍演算,毫不感觉到冷。

  艰苦的劳动,终于换来丰收的硕果。索菲按时完成论文,并匿名寄到巴黎;同时寄走的,还有一条她信奉的格言:“讲你知道的事,做你应做的事,该是什么就是什么。”原来,按法国科学院的规定,参赛者的论文上不得署名,结尾只能附上一条格言。而作者姓名和同样的格言装在另一个信箱里。目的很简单,就是为了公平、公正。

  法国科学院的专家开始对来自全球的15篇论文进行逐一评审。当评委会读到索菲的论文时,都被文中缜密的思维、超前的方法惊呆了;有人甚至认为这是上天的杰作。

  当今世界,索菲解决“水妖”的原理,发挥了巨大的作用。由此发明的导航仪器“陀螺仪”,广泛运用于航空、航海等领域。所以,英国数学家西尔威斯特在十四行诗中把索菲比作“天上的缪斯(缪斯是古希腊神话中的有名女神)”,这也定是其由衷之言。

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