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“数学花木兰”索菲·热尔曼

已有 10656 次阅读 2014-8-9 15:08 |系统分类:博客资讯

“数学花木兰”索菲·热尔曼


 

■北绛

法国数学家索菲·热尔曼被誉为数学界的“花木兰”,虽然大半原因是由于她冒充男性和大数学家们联系,但危难时刻伸出援手的豪情义气也颇有几分女英雄的气概。

1789年法国大革命爆发,13岁的热尔曼被迫禁足。在家读书的时候,她偶然间在《数学史》中看到了古希腊科学家阿基米德之死的故事:罗马军破城时,阿基米德还在沙上画几何图形,他不仅没有回答士兵的提问,还命令他们不许破坏自己画在沙地上的图,直接遭到了杀害。

“能让人入迷到忘记死亡危险的学问,我也要学。”热尔曼暗下决心。

当时的她不会料到,自己有一天也会经历类似的故事。只是遭遇危险的人并不是自己,而是数学家高斯。1807 年前后,拿破仑的部队进攻德国,热尔曼通过家族关系拜托了一位法国高级军官,来确保战争时高斯的安全。当时,高斯并不知道谁保护了自己,只知道法国有一位勒布朗先生与自己通信已有大概六七年的时间。

没错,这位“勒布朗先生”的真实身份正是索菲·热尔曼小姐。

事实上,热尔曼已经不是第一次使用“勒布朗先生”的名字。着迷于数学的热尔曼15岁便熟读欧拉和牛顿的著作,甚至为此自学了拉丁文和希腊文。尽管当时的学术界不鼓励女性研究数学,甚至有一种说法是——女性的智力没办法读懂数学!

她对在巴黎综合理工学院执教的拉格朗日的研究非常感兴趣,但当时规定女性不得接近大学。热尔曼想到一个解决的办法,尽管课堂不允许女性进入,但是学院允许任何人索取讲义、将作业邮寄给教师批改。她便假借了邻居中一位退学的勒布朗先生的名义,开始乔装往返于学校,并用“勒布朗先生”的名字提交报告给拉格朗日。

拉格朗日惊诧于这位上学期作业还纰漏百出的勒布朗先生,竟然一夜之间变得充满才情。他非常欣赏热尔曼提交的一份分析学报告,邀请“勒布朗先生”见面。无奈之下热尔曼说出实情,拉格朗日非但没有刁难,还提出去到热尔曼家中拜访。

于是,拉格朗日正式成为了热尔曼的导师。热尔曼对“费马最后猜想”的研究取得突破性成果时,拉格朗日将她介绍给了包括高斯在内的数学家。这让热尔曼雀跃不已。

1798 年,热尔曼因为读到了法国数学家勒让德的《数论》,开始研究费马猜想。为了证明费马猜想,她研究了高斯关于数论的文章,为了避免麻烦,她仍然以“勒布朗先生”的假名与高斯通信。

无怪乎高斯并不知晓这位热尔曼小姐的存在。

1809 年,高斯的兴趣转向应用性更强的问题,和热尔曼的通信也就此中断。十年后,热尔曼又给高斯写了一封信,阐述了她对证明“费马最后猜想”的思路,并在一个特殊的条件下证明了这一猜想,但高斯没有回信。

热尔曼的论证从未正式发表,但她的工作曾在勒让德《数论》第2版的脚注中出现。勒让德利用她的结果证明了n = 5 时费马猜想是正确的,他将热尔曼的证明称为“(迄今)关于费马猜想的最好结果”。尽管英国数学家怀尔斯等人于1995年成功证明了费马猜想,并没有使用热尔曼的思路,但她的结果仍然是该猜想被提出后近200 年间最大的进展。

热尔曼的研究兴趣也转向弹性理论,论文最终被法国科学院接受,并对她授奖。索菲·热尔曼因此成为第一位受到科学院奖励的女性,但当时法国科学院禁止除了院士夫人之外的女性涉足,热尔曼始终无法进入科学院参加学术讨论。直到1823年,她与科学院秘书傅里叶成为朋友,这项禁令才成为历史。

1831 年,热尔曼因乳腺癌而去世,尽管学术成绩受到认可,但其官方死亡证明上仍只写道“领取固定年金的女性”,而不是数学家。在她去世六年之后,哥廷根大学考虑授予她荣誉学位,高斯对此写道,“她向世界证明了女性也可以在最精细和抽象的领域作出杰出的贡献,因此向她授予荣誉学位是完全合理的”。

为了纪念热尔曼对数论的贡献,现在将p 与2p+1 都是素数的数称为“索菲·热尔曼质数”。

《中国科学报》 (2014-08-08 第12版 视界)

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