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業(yè)余數(shù)學(xué)家之王──費(fèi)爾馬

來(lái)源:1+e數(shù)學(xué)樂(lè)園 2004-12-12 10:21:33

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費(fèi)爾馬,1601年生于法國(guó)南部圖魯斯附近的波蒙,父親是個(gè)商人,從小費(fèi)爾馬就受到良好的家庭教育。他在大學(xué)攻讀法律,畢業(yè)后當(dāng)了律師。從30歲起,他才開(kāi)始迷戀上數(shù)學(xué),直至逝世的34年里,他的精神世界始終被數(shù)學(xué)牢牢地統(tǒng)治著。費(fèi)爾馬結(jié)交了不少數(shù)學(xué)高手和哲學(xué)家,如梅森、羅伯瓦、邁多治、笛卡爾等,他們每周一次在梅森寓所聚會(huì),討論科學(xué)、研究數(shù)學(xué)。費(fèi)爾馬除了這些之外,還經(jīng)常和友人通信交流數(shù)學(xué)研究工作的信息,但對(duì)發(fā)表著作非常淡漠。費(fèi)爾馬在世時(shí),沒(méi)有完整的著作問(wèn)世。當(dāng)他去世后,他的兒子薩繆爾?費(fèi)爾馬在數(shù)學(xué)家們幫助之下,將費(fèi)爾馬的筆記、批注及書(shū)信加以整理匯成《數(shù)學(xué)論集》在圖魯斯出版。

高等數(shù)學(xué)發(fā)展的起點(diǎn)是解析幾何與微積分。費(fèi)爾馬為此作出實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。從費(fèi)爾馬與羅伯瓦、帕斯卡的通信中可以看出,他在笛卡爾《幾何學(xué)》發(fā)表前至少8年就已相當(dāng)清晰地掌握了解析幾何一些基本原理。費(fèi)爾馬在《平面和立體軌跡引論中》得出一些重要結(jié)論,還在一定程度上掌握了利用移軸和轉(zhuǎn)軸的方法化簡(jiǎn)方法的技法;在解析幾何的圓錐曲線的研究上已經(jīng)初步系統(tǒng)化。因此說(shuō)費(fèi)爾馬和笛卡爾分享創(chuàng)立解析幾何的榮譽(yù)是當(dāng)之無(wú)愧的。

費(fèi)爾馬也是微積分的先驅(qū)者,微積分的發(fā)明人牛頓曾坦率地說(shuō):“我從費(fèi)爾馬的切線作法中得到了這種方法的啟示、我推廣了它,把它直接并且反過(guò)來(lái)應(yīng)用于抽象方程上。”費(fèi)爾馬是從研究透鏡的設(shè)計(jì)和光學(xué)理論出發(fā),致力于探求曲線的切線的。他1692年在《求最大值和最小值的方法》手稿中就提出了求切線的方法。可是當(dāng)時(shí)的費(fèi)爾馬沒(méi)有清晰的極限概念,沒(méi)有得出導(dǎo)數(shù)即切線的結(jié)論,因此與微積分失去了交臂之緣,只能做為微積分的杰出的先驅(qū)者而寫(xiě)入史冊(cè)。

費(fèi)爾馬還開(kāi)創(chuàng)了近代數(shù)論的研究。對(duì)數(shù)的性質(zhì)的研究從古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得、丟番圖等人就已經(jīng)開(kāi)始了,但是他們的研究缺乏系統(tǒng)化。費(fèi)爾馬注意到了這個(gè)問(wèn)題,并且指出對(duì)數(shù)的性質(zhì)的研究應(yīng)當(dāng)有獨(dú)自的園地──(整)數(shù)論。同時(shí),費(fèi)爾馬認(rèn)為在數(shù)論中素?cái)?shù)的研究非常重要,因?yàn)閿?shù)論中的大量問(wèn)題都與素?cái)?shù)有關(guān)。在這方面的研究成果是費(fèi)爾馬在數(shù)學(xué)許多部門中最為突出的,其中最為著名是“費(fèi)爾馬小定理”、“費(fèi)爾馬大定理”,值得一提的是,300多年來(lái)“費(fèi)爾馬大定理”一直困擾著數(shù)學(xué)界,直到1993年才被普林斯頓大學(xué)的數(shù)學(xué)教授安德魯?懷爾斯完全證明。在“完全數(shù)”的研究上,費(fèi)爾馬也有著兩個(gè)重要的結(jié)論,雖然這兩個(gè)結(jié)論未能解決尋找完全數(shù)的方法,但是在解決問(wèn)題的途徑上前進(jìn)了一大步。

1653年,法國(guó)騎士梅累曾向帕斯卡提出“賭點(diǎn)問(wèn)題”,1654年帕斯卡向費(fèi)爾馬轉(zhuǎn)告了這個(gè)問(wèn)題,費(fèi)爾馬經(jīng)研究后得到和帕斯卡同樣的結(jié)果。由于費(fèi)爾馬、帕斯卡及惠更斯等人的深入研究,使16世紀(jì)卡丹諾等已開(kāi)始探討的賭博問(wèn)題引起數(shù)學(xué)家們廣泛研究,使之進(jìn)一步數(shù)學(xué)理論化,形成古典概率論。可以說(shuō)是費(fèi)爾馬點(diǎn)燃了古典概率論的火種。

勿庸置疑,費(fèi)爾馬盡管是業(yè)余數(shù)學(xué)家,但他在微積分、解析幾何、概率論、數(shù)論等數(shù)學(xué)領(lǐng)域中,都做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。他在數(shù)學(xué)史上的作用與地位是不可低估的。

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