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數(shù)學(xué)家的故事:拉格朗日

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2019-04-05 13:23:13

  拉格朗日(1736—1813),法國的數(shù)學(xué)家、力學(xué)家、天文學(xué)家,變分法的開拓者和分析力學(xué)的奠基人。他曾獲得過18世紀(jì)“歐洲之希望、歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”的贊譽(yù)。

  拉格朗日出生在意大利的都靈。由于是長子,父親一心想讓他學(xué)習(xí)法律,然而,拉格朗日對法律毫無興趣,偏偏喜愛上文學(xué)。18世紀(jì)歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家——拉格朗日直到16歲時(shí),拉格朗日仍十分偏愛文學(xué),對數(shù)學(xué)尚未產(chǎn)生興趣。16歲那年,他偶然讀到一篇介紹牛頓微積分的文章《論分析方法的優(yōu)點(diǎn)》,使他對牛頓產(chǎn)生了無限崇拜和敬仰之情,于是,他下決心要成為牛頓式的數(shù)學(xué)家。

  在進(jìn)入都靈皇家炮兵學(xué)院學(xué)習(xí)后,拉格朗日開始有計(jì)劃地自學(xué)數(shù)學(xué)。由于勤奮刻苦,他的進(jìn)步很快,尚未畢業(yè)就擔(dān)任了該校的數(shù)學(xué)教學(xué)工作。20歲時(shí)就被正式聘任為該校的數(shù)學(xué)副教授。從這一年起,拉格朗日開始研究“極大和極小”的問題。他采用的是純分析的方法。1758年8月,他把自己的研究方法寫信告訴了歐拉,歐拉對此給予了極高的評價(jià)。從此,兩位大師開始頻繁通信,就在這一來一往中,誕生了數(shù)學(xué)的一個(gè)新的分支——變分法。

  1759年,在歐拉的推薦下,拉格朗日被提名為柏林科學(xué)院的通訊院士。接著,他又當(dāng)選為該院的外國院士。1762年,法國科學(xué)院懸賞征解有關(guān)月球何以自轉(zhuǎn),以及自轉(zhuǎn)時(shí)總是以同一面對著地球的難題。拉格朗日寫出一篇出色的論文,成功地解決了這一問題,并獲得了科學(xué)院的大獎(jiǎng)。拉格朗日的名字因此傳遍了整個(gè)歐洲,引起世人的矚目。兩年之后,法國科學(xué)院又提出了木星的4個(gè)衛(wèi)星和太陽之間的攝動(dòng)問題的所謂“六體問題”。面對這一難題,拉格朗日毫不畏懼,經(jīng)過數(shù)個(gè)不眠之夜,他終于用近似解法找到了答案,從而再度獲獎(jiǎng)。這次獲獎(jiǎng),使他贏得了世界性的聲譽(yù)。

  1766年,拉格朗日接替歐拉擔(dān)任柏林科學(xué)院物理數(shù)學(xué)所所長。在擔(dān)任所長的20年中,拉格朗日發(fā)表了許多論文,并多次獲得法國科學(xué)院的大獎(jiǎng):1722年,其論文《論三體問題》獲獎(jiǎng);1773年,其論文《論月球的長期方程》再次獲獎(jiǎng);1779年,拉格朗日又因論文《由行星活動(dòng)的試驗(yàn)來研究彗星的攝動(dòng)理論》而獲得雙倍獎(jiǎng)金。

  在柏林科學(xué)院工作期間,拉格朗日對代數(shù)、數(shù)論、微分方程、變分法和力學(xué)等方面進(jìn)行了廣泛而深入的研究。他最有價(jià)值的貢獻(xiàn)之一是在方程論方面。他的“用代數(shù)運(yùn)算解一般n次方程(n>4)是不能的”結(jié)論,可以說是伽羅華建立群論的基礎(chǔ)。

  最值得一提的是,拉格朗日完成了自牛頓以后最偉大的經(jīng)典著作——《論不定分析》。此書是他歷經(jīng)37個(gè)春秋用心血寫成的,出版時(shí),他已50多歲。在這部著作中,拉格朗日把宇宙譜寫成由數(shù)字和方程組成的有節(jié)奏的旋律,把動(dòng)力學(xué)發(fā)展到登峰造極的地步,并把固體力學(xué)和流體力學(xué)這兩個(gè)分支統(tǒng)一起來。他利用變分原理,建立起了優(yōu)美而和諧的力學(xué)體系,可以說,這是整個(gè)現(xiàn)代力學(xué)的基礎(chǔ)。偉大的科學(xué)家哈密頓把這本巨著譽(yù)為“科學(xué)詩篇”。

  1813年4月10日,拉格朗日因病逝世,走完了他光輝燦爛的科學(xué)旅程。他那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,精益求精的工作作風(fēng)影響著每一位科學(xué)家。而他的學(xué)術(shù)成果也為高斯、阿貝爾等世界數(shù)學(xué)家的成長提供了豐富的營養(yǎng)?梢哉f,在此后100多年的時(shí)間里,數(shù)學(xué)中的很多重大發(fā)現(xiàn)幾乎都與他的研究有關(guān)。

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