古代历史着名人物 第50章 欧拉:从牧师之子到科学史上的传奇
一、引言
欧拉,一个在数学与物理学领域留下深刻印记的名字,他的生平与成就如同璀璨星辰,照亮了科学史的夜空。作为18世纪最杰出的数学家之一,欧拉不仅在数学上做出了卓越贡献,还将数学广泛应用于物理学的各个分支,成为了科学史上最多产的数学家之一。本文将详细探讨欧拉的早年生活、学术生涯、重要成就以及他对后世的影响。
二、早年生活:牧师家庭的数学天才
欧拉于1707年4月15日出生于瑞士巴塞尔的一个牧师家庭,父亲保罗·欧拉是基督教加尔文宗的牧师,母亲玛格丽特·布鲁克也是牧师的女儿。欧拉是他们6个孩子中的长子,从小便展现出了对数学的浓厚兴趣。在他还不满10岁时,就开始自学《代数学》,这本书连他的几位老师都没读过,但欧拉却读得津津有味,遇到不懂的地方就用笔作记号,事后再向别人请教。
欧拉最早在他父亲那里接触到数学,后来搬回巴塞尔和外祖母住在一起,并开始了正式学业。在中学时期,由于学校不教授数学,他便私下里从一位大学生那里学习数学。13岁时,欧拉凭借自己的努力考入了巴塞尔大学,主修哲学和法律,但在每周星期六下午,他都会跟当时欧洲最优秀的数学家约翰·伯努利学习数学。欧拉在1723年取得了哲学硕士学位,论文内容是笛卡尔哲学和牛顿哲学的比较研究。之后,他遵从父亲的意愿进入了神学系,但最终在约翰·伯努利的劝说下,欧拉得以学习数学,并展现出了非凡的数学天赋。
三、圣彼得堡时期:数学与物理的双重成就
1727年,欧拉应圣彼得堡科学院的邀请到俄国工作。在丹尼尔·伯努利的推荐下,欧拉接替了尼古拉·伯努利在科学院的职位。欧拉在俄国的14年中,在分析学、数论和力学方面做出了大量出色的工作。他接替丹尼尔·伯努利成为物理教授,以旺盛的精力投入研究,迅速在科学院获得了提升。
欧拉在圣彼得堡期间,不仅在数学上取得了显着成就,还将数学应用于物理学领域。他研究了行星运动、刚体运动、热力学、弹道学等问题,这些工作和他的数学研究相互推动,使他成为了当时科学界的佼佼者。欧拉在微分方程、曲面微分几何以及其他数学领域的研究都是开创性的,为后来的科学研究奠定了坚实基础。
欧拉在圣彼得堡科学院的成就得到了广泛认可,他于1731年获得物理学教授的职位,两年后接替丹尼尔·伯努利成为数学所所长。此外,他还在科学院地理所担任职务,协助编制俄国第一张全境地图。在圣彼得堡期间,欧拉还撰写了大量关于数学和物理学的论文和着作,成为了科学史上最多产的数学家之一。
四、柏林时期:更广泛的学术探索
考虑到俄国持续的动乱,欧拉在1741年离开了圣彼得堡,前往柏林科学院就职。在柏林的25年里,欧拉的研究内容更加广泛,涉及行星运动、刚体运动、热力学、弹道学、人口学等多个领域。他出版了《无穷小分析引论》和《微积分概论》两部经典着作,在微分方程、曲面微分几何等方面做出了开创性贡献。
欧拉在柏林期间的研究工作得到了腓特烈大帝的大力支持。他不仅在科学院担任重要职务,还获得了充足的资金和时间进行科学研究。欧拉在柏林的学术环境非常优越,他可以与来自世界各地的学者进行交流和合作,共同推动科学的发展。
在柏林期间,欧拉的视力逐渐恶化。1735年,他遭遇了一场几乎致命的发热,之后右眼近乎失明。在德国期间,他的视力持续恶化,以至于弗雷德里克把他誉为“独眼巨人”。然而,病痛并未影响到欧拉的学术生产力。他凭借超强的心算能力和记忆力,在书记员的帮助下,继续在各个领域进行高产的研究工作。
五、学术成就:奠定多个学科基础
欧拉在数学领域的成就可谓举世瞩目。他是18世纪数学界最杰出的人物之一,不仅在分析学、数论、力学等方面做出了卓越贡献,还将数学广泛应用于物理学的各个分支。欧拉引入了空间曲线的参数方程,给出了空间曲线曲率半径的解析表达式;研究了用三角级数表示函