他结束了微积分二百年来思想上的混乱局面

人总是要死的,但是,他们的业绩永存。

——柯西

奥古斯丁·路易斯·柯西(Augustin Louis Cauchy),法国数学家,与高斯一个时代,是那个时代仅次于高斯的天才数学家。他是数学分析严格化的开拓者,他结束了微积分二百年来思想上的混乱局面,建立了清晰的分析体系,是继欧拉之后第二高产数学家,他的业绩也注定永存。

01

柯西的童年

柯西,1789年8月21日出生于巴黎。他的父亲路易柯·弗朗索瓦·柯西年轻时学习出色,获得过巴黎大学颁发的会考荣誉奖。

弗朗索瓦精通古典文学,亲自对柯西进行启蒙教育,教孩子语法、诗歌、历史、拉丁文和古希腊文。柯西从小喜爱数学,当一个念头闪过脑海时,他常会中断其他事情,在本上算数画图。

由于攻占巴士底狱风波,他的父亲当时在巴黎警局位高权重,他们一家不得不举家逃离巴黎避风。1794年,罗伯斯庇尔被处决之后,他们又返回巴黎。

弗朗索瓦经常带柯西到法国参议院内的办公室,在那里指导他学习,因此他有机会遇到参议员拉普拉斯和拉格朗日两位大数学家。他们对柯西在数学方面的天赋表示赞赏,拉格朗日认为他将来必定会成为大数学家,但建议他的父亲在他学好文科前不要让他学数学。

02

研究成果

1802年,柯西进入中学,他的拉丁文和希腊文成绩优异,多次参加竞赛获奖;数学成绩也深受老师赞扬。1805年,柯西考入巴黎综合理工学院学习,在那里主要学习数学和力学,获得工学学士学位;后来由于身体欠佳,接受了拉格朗日和拉普拉斯的劝告,放弃工程师而致力于纯数学的研究。

1821年,柯西提出极限定义的方法,把极限过程用不等式来刻画,后经魏尔斯特拉斯改进,成为现在所说的柯西极限定义或叫定义。当今所有微积分的教科书都还沿用着柯西等人关于极限、连续、导数、收敛等概念的定义。

柯西对定积分作了最系统的开创性工作,他把定积分定义为和的“极限”。在定积分运算之前,强调必须确立积分的存在性。他利用中值定理首先严格证明了微积分基本定理。通过柯西以及后来魏尔斯特拉斯的艰苦工作,使数学分析的基本概念得到严格的论述。从而结束微积分二百年来思想上的混乱局面,把微积分及其推广从对几何概念、运动和直观了解的完全依赖中解放出来,并使微积分发展成现代数学最基础最庞大的数学学科。

柯西在其它方面的研究成果也很丰富。复变函数的微积分理论就是由他创立的。在代数方面、理论物理、光学、弹性理论方面,也有突出贡献。

03

“苦瓜”的由来

柯西在学生时代,有个绰号叫“苦瓜”,因为他平常像一颗苦瓜一样,静静地不说话,如果说了什么,也很简短,令人摸不着头绪,和这种人沟通,是很痛苦的。柯西的身边没有朋友,只有一群妒嫉他聪明的人。当时法国正在流行社会哲学,柯西工作之余常看的书,却是拉格朗日的数学书,与灵修书籍《效法基督》,这使他赢得另一个外号“脑筋劈哩啪啦叫的人”,意即神经病。

柯西的母亲听到了传言,就写信问他实情。柯西回信道:“如果基督徒会变成精神病人,那疯人院早就被哲学家充满了。亲爱的母亲,您的孩子像原野上的风车,数学和信仰就是他的双翼一样,当风吹来的时候,风车就会平衡地旋转,产生帮助别人的动力。”

1816年,柯西回到巴黎,担任母校的数学教授,柯西自己写道:“我像是找到自己河道的鲑鱼一般地兴奋。”

天才的道路总是孤独的,之后,来到科学院的柯西,也是继续保持“高冷”,与科学院的同事关系十分冷淡。

本文经授权转载自微信公众号:图灵新知  作者:迷迭香

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编辑:宇航员

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标签: 数学

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