欧拉智改羊圈的故事

如果欧拉在世之前已经有了数学菲尔兹奖 , 那么理想情况下 , 欧拉可以拿几次奖?首先来看一下菲尔兹奖的大致情况 。菲尔兹奖是数学界的诺贝尔奖 , 其授予条件极为苛刻 。首先你必须要做出真正有效的数学工作 , 这一点大部分著名的数学家都可以做到 。其次 , 菲尔兹奖很稀缺 , 从1936年首届颁奖开始 , 一直到2018年为止 , 这个世界上仅有60位数学家获得此殊荣 , 因为菲尔兹奖不像诺贝尔奖是每年一次 , 而是四年一次 。更恐怖的是 , 菲尔兹奖只授予在颁奖当年元旦之前未满四十周岁的数学家 , 这一要求基本上就阻挡了很多后来才取得重大成就的数学家了 。所以得到菲尔兹奖 , 你必须首先成果大 , 还要年轻 , 最后更需要运气 。中国本土目前还没有诞生过一位菲尔兹奖获得者 , 有2位华裔数学家获得过菲尔兹奖 , 丘成桐和陶哲轩 。那么我们参考一下欧拉的生平 , 欧拉1707年出生在瑞士巴塞尔 , 也就是说要看欧拉在1747年以前的成果 , 其实还有很多更成熟的成果都诞生在这之后 , 只不过这个时候的欧拉 已经超过了菲尔兹奖的授予年龄了 。1734年 , 欧拉推广了老师约翰伯努利研究过的“最速降问题” , 并给出这类问题的一般性解法 , 与拉格朗日共同建立了变分法 , 并提出变分法领域最基础的定理——E-L方程 。时年 , 欧拉27岁 。1735年 , 欧拉通过构造一个特殊函数 , 解决了数学界悬而未决一百多年的“巴塞尔问题” , 这是一个难倒了牛顿和莱布尼茨的著名问题 , 从此欧拉名扬天下 。时年 , 欧拉28岁 。1736年 , 欧拉在考察了德国哥尼斯堡小城之后 , 给出了“七桥问题”不可解的证明 , 并且做了图论和拓扑学方面的先驱工作 。同年 , 欧拉在平面几何研究领域引入了内在坐标概念 , 开始了系统性几何曲面的研究 。时年 , 欧拉29岁 。1743年 , 欧拉在解决常微分方程时 , 用代换的方式给出了任意阶齐次常系数微分方程的古典解法 , 并且区分了通解和特解的概念 , 用欧拉的方法可以对很多高阶微分方程进行降阶处理 , 从而简化了求解过程 , 这是微分方程研究历史上一次重大突破 。时年 , 欧拉36岁 。也就是说从历史上可考的欧拉具体得出成果的年龄看 , 我认为以上几项研究都是配的上当时世界的菲尔兹奖的 。也就是说 , 从欧拉27岁开始 , 他会在31岁 , 35岁 , 39岁连得4次菲尔兹奖 , 直到他超过40岁为止 。这毫无疑问是极为骇人的得奖情况 , 当今世界还没有人获得2次菲尔兹奖 。rr12次最少 , 看他心情 。我们一年级的语文教材里有著名的张衡数星星的故事 , 他数了几百颗 , 就数着数着数成了天文学家 , 这个故事激励了多少孩子们啊 , (朱八八小时候也被激励着数过几十颗 , 最后都是数着数着就睡着了 , 无一次例外 。现在的孩子们数星星容易多了 , 天上现在一共也见不到几颗)可惜不但数星星是假的 , 就连被印在教材上影响了几代中国人的张衡地动仪也是西北货 , 只能当摆设 。国外的孩子欧拉也有一个数星星的故事至今还在流传 。七岁那年 , 欧拉进了瑞士巴塞尔的神学学校 。一天 , 老师讲到:“天上的星星是上帝亲手一颗一颗地安上去的 。”小欧拉也想数星星了 , 不过他想让老师去数:“天上这么多星星 , 到底有多少颗呢?”老师不想数 , 直接回答不知道 。小欧拉不依不饶地追问:“既然是上帝造的 , 上帝为什么也不知道星星的数目呢?”老师很生气 , 后果很严重 , 他立刻就被学校开除了 。其实这个故事真正要告诉我们的是 , 古往今来 , 那些小欧拉的老师 , 小明的老师 , 都比较笨罢了 , 而老师眼中的熊孩纸 , 很可能是伟大的天才 。虽然开除在家 , 小欧拉没闲着 , 他把牛顿的《自然哲学的数学原理》看完了 , 那年他9岁 。然后就开始自学《代数学》 , 这本书连他的几位老师都没读过 。这时他还不满10岁 。在家放羊的日子里 , 小欧拉的爸爸决定扩建羊圈 , 多养羊致富 , 他量出了一块长40米 , 宽15米的长方形地 , 正打算动工的时候 , 发现材料只够围100米的篱笆 。怎么办?小欧拉的方法做到了一举两得 , 既节省了材料 , 又扩大了面积 。这个智改羊圈的故事一下子让欧拉名扬五里八乡 , 最重要的是 , 传到了一个大数学家约翰.伯努利的耳朵里 。如果你们家里有几岁的孩子 , 可以回去考考他这个问题 , 如果他也能领悟到周长一定时 , 正方形面积最大 , 甚至知道圆形面积最大 , 恭喜你 , 你们家也可能要出一个大数学家 。伯努利家族是数学家的名门望族 , 家族盛产数学家 , 同时又都是基督徒 , 所以被称为数学界的”神圣支派” 。约翰.伯努利不但是牛逼的数学家 , 还是著名的伯乐 。伯乐出马 , 千里马没跑 。约翰.伯努利马上就意识到了小欧拉惊人的数学才华 , 推荐他进入名校巴塞尔大学 , 小欧拉那年才13岁, 是这所大学 , 也是整个瑞士大学校园里年龄最小的学生 。更让人惊掉眼珠的是 , 小学霸还同时修六个专业(哲学、法学、数学、神学、希伯来语、希腊语) 。即便如此 , 对学霸而言 , 这些课业还是太轻松了 , 欧拉只用了2年多就宣告本科毕业 , 又花了一年拿到硕士学位 , 他硕士毕业时16岁 , 博士毕业才19岁 , 博士毕业论文是一片篇物理论文 , 内容是研究声音的传播 。1727年 , 欧拉20岁了 , 他参加了法国科学院主办的有奖征文竞赛 , 当年的问题是找出船上的桅杆的最优放置方法 。结果他得了第二名 , 第一名是后来被誉为“舰船建造学之父”的皮埃尔·布格 。这个奖在整个十八世纪可是全欧洲最引人注目的奖项 。学神欧拉从小都是碾压别人的 , 啥时候被别人碾压过啊?这个第二名让他心里有多不服啊 。欧拉很生气 , 后果很严重 。接下来几年都是见证奇迹的时刻 , 他包揽了12次该奖项的冠军 , 然后才罢手 , 终于放过了这个竞赛 。


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