拿破仑与"情人"的飞天梦组图

时间:2024-01-23 20:09:41 饮食 我要投稿

  

  国庆前后,最大的新闻关注点无疑是神舟七号。虽然,俄罗斯人加加林是第一个飞入太空的人,但早在两百多年前,拿破仑与他的朋友就考虑过移居其他星球的问题了。题记

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  自称几何学家的皇帝拿破仑

  在18-19世纪之交的巴黎,有一个被誉为法兰西的牛顿的大科学家,他的名字叫拉普拉斯。有个流传甚广的传说,当称帝以后的拿破仑读到《天体力学》以后问它的作者,为什么您的著作中没有提到上帝,拉普拉斯回答,陛下,我不需要那个前提。这句话让我们想起欧几里得回答托勒枚国王时所说的那句话,在几何学中没有王者之路。事实上,拉普拉斯废弃上帝的意思可能是想胜出牛顿一筹,因为牛顿不得依赖上帝的存在和第一推动之力,而拉普拉斯考虑的天体比起牛顿的太阳系内的范围也更广。

  无论是拉普拉斯还是拉格朗日(19世纪法国最伟大的数学家),他们与拿破仑的关系都像是一个伟大的科学家与一个开明的君主之间的关系,充其量也只是君臣关系。蒙日(1746-1818)就不同了,虽然他比拉普拉斯还年长,数学方面的才华也稍显逊色,却由于个人的阅历和开放的性格,与年轻的拿破仑建立起了亲密的友谊。以至于在波旁王朝复辟以后,蒙日不仅得不到拉普拉斯那样的爵位和荣耀,反而被通缉而四处躲藏,他被当成(也的确是)那个科西嘉人的心腹。事实上,正如那位皇帝所说,蒙日爱我,就像一个人爱他的情人。

  蒙日出生在法国中部科多尔省的小镇博讷,隶属盛产葡萄酒的勃艮第大区,该镇位于第戎西南,今天从蒙托卡诺到巴黎的高速火车经由此地。蒙日的父亲是一个小贩和磨刀匠,很重视儿子的教育,结果蒙日在学校的每件事情上都处于领先,包括体育和动手能力。14岁那年,蒙日在没有图纸的情况下设计出一辆消防车,依赖于两件工具:坚持不懈和灵巧的手指,后者以几何的精确性体现出他的思想。两年以后,他又独立画出了家乡的一幅大尺寸的详图,于是被人推荐到里昂的一所教会学院教授物理学。

  有一次,在从里昂回家乡的路上,蒙日遇见了一位看过他画的地图的军官,把他介绍给北部香滨-阿登大区的首府梅济耶尔的军事学院去做教官。那座城市距离比利时边境只有14公里,而作为双城之一的沙勒维尔也是诗人兰波的出生地,不过后者晚了一个多世纪。蒙日做的是下等职员,测量和制图是他的日常工作,结果他乘机创立了一门新的几何学画法几何,也就是在一张平面图上描画三维空间中的立体图形的方法,他因此也得到授课的权利和机会,其中一个学生卡诺后来成为卓有成效的几何学家,并积极投身法国大革命。

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  1768年,22岁的蒙日被任命为梅济耶尔军事学院的数学教授,几年以后又兼任了物理学教授。直到1783年,蒙日才最后离职,到巴黎担任海军军官候补生资格的主考官。幸好在去巴黎赴任之前,他完成了学术生涯的大部分发现,并娶了一位年轻、美丽而忠诚的寡妇。因为蒙日到达巴黎以后,便陷入了权力的包围和势利小人的纠缠,接着大革命爆发,他不得不卷入其中,甚至被革命党人逼迫担任了新政府的海军和殖民地大臣。

  蒙日来到巴黎不久,他收到了已经爬上权力宝座顶端的科西嘉人的来信。信的开头回忆了若干年以前这位年轻的不得志的炮兵军官对海军大臣的觐见,接着对他不久以前完成的一次意大利公务旅行表示感谢。原来,那次拿破仑派蒙日到意大利选择接受绘画、雕塑和其他艺术珍品。幸亏蒙日手下留情,没有把孵金蛋的母鹅宰杀,为拿破仑的故国(意大利)保存了相当多的稀世艺术品。之后,他们开始了漫长而亲密的友谊。即使在拿破仑称帝之后,蒙日也是惟一敢于在他面前讲真话甚至顶撞他的人。

  随着巴黎综合工科学校的开办,蒙日出任了第一任校长。这所学校以及巴黎高师的创办,标志着法国数学与科学史上最光辉的时期的来临。可是,拿破仑的心思并不完全在法国,1798年,他亲自率领大军远征埃及,蒙日作为文化军团的骨干,与三角级数的发明者傅里叶一同前往。据说在地中海的航程中,拿破仑在旗舰上每天早上要召集蒙日等人讨论一个重大的话题,比如地球的年龄、世界毁于大火或洪水的可能性、行星上是否可以居住,等等。也就是说,在那个年代,拿破仑和蒙日就有过飞天的设想。虽然1965年,法国的人造卫星上天,成为美俄之后第三个航天国家。毕竟因为国家太小,法国至今没有实现载人航天,这不能不说是一个遗憾.

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  巴黎分区,螺旋形的地图总让人想到飞行器

  最后,我们要谈一谈蒙日在数学上所做的贡献。除了创立画法几何学以外,他还被称为微分几何之父,这是以微积分为工具研究曲线和曲面的性质及其推广应用的几何学,欧拉是重要的奠基人。蒙日极大地推进了空间曲面和曲线理论,其特点是与微分方程紧密结合,曲面和曲线的各种性质可由微分方程表示,这正是微分几何一词的由来。例如,蒙日给出了所谓可展曲面的一般表示,并说明了除垂直于XOY平面的柱面以外,这类曲面总满足某种偏微分方程.(可以说,如果没有蒙日,也就难有后来几位美籍华裔数学家的辉煌成就.)

  蒙日在巴黎综合工科学校做校长时,有时也给学生讲课。有一次,他在讲课时发现了一个巧妙的几何定理,它是关于四面体的一个性质。众所周知,四面体有四个面和6条边,每条边只与另外一条边不相交,称互为对边。这个被称为蒙日定理的结论是这样说的,通过四面体的每条边的中点并垂直于其对边的6个平面必交于一点。此点和那6个平面分别被称为蒙日点和蒙日平面。这里补充一句,有机会去巴黎的读者可以在那座城市找到蒙日大街和蒙日咖啡馆。

  (节选自拙作《数学与人类文明》,第二版,2008年9月,浙江大学出版社)

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