希爾伯特的故事
希爾伯特,D.(Hilbert,David,1862~1943)德國數(shù)學(xué)家。
希爾伯特于1900年8月8日在巴黎第二屆國際數(shù)學(xué)家大會上,提出了新世紀(jì)數(shù)學(xué)家應(yīng)當(dāng)努力解決的23個數(shù)學(xué)問題,被認為是20世紀(jì)數(shù)學(xué)的制高點,對這些問題的研究有力推動了20世紀(jì)數(shù)學(xué)的發(fā)展,在世界上產(chǎn)生了深遠的影響。希爾伯特領(lǐng)導(dǎo)的數(shù)學(xué)學(xué)派是19世紀(jì)末20世紀(jì)初數(shù)學(xué)界的一面旗幟,希爾伯特被稱為“數(shù)學(xué)界的無冕之王”。
(著名的歌德巴赫猜想也是問題之一,以陳景潤為代表的中國數(shù)學(xué)家獲得了重大突破,但還沒有徹底解決。)
生于東普魯士哥尼斯堡(前蘇聯(lián)加里寧格勒)附近的韋勞。中學(xué)時代,希爾伯特就是一名勤奮好學(xué)的學(xué)生,對于科學(xué)特別是數(shù)學(xué)表現(xiàn)出濃厚的興趣,善于靈活和深刻地掌握以至應(yīng)用老師講課的內(nèi)容。1880年,他不顧父親讓他學(xué)法律的意愿,進入哥尼斯堡大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)。1884年獲得博士學(xué)位,后來又在這所大學(xué)里取得講師資格和升任副教授。1893年被任命為正教授,1895年,轉(zhuǎn)入格廷根大學(xué)任教授,此后一直在格廷根生活和工作,于是1930年退休。在此期間,他成為柏林科學(xué)院通訊院士,并曾獲得施泰訥獎、羅巴切夫斯基獎和波約伊獎。1930年獲得瑞典科學(xué)院的米塔格-萊福勒獎,1942年成為柏林科學(xué)院榮譽院士。希爾伯特是一位正直的科學(xué)家,第一次世界大戰(zhàn)前夕,他拒絕在德國政府為進行欺騙宣傳而發(fā)表的《告文明世界書》上簽字。戰(zhàn)爭期間,他敢于公開發(fā)表文章悼念“敵人的數(shù)學(xué)家”達布。希特勒上臺后,他抵制并上書反對納粹政府排斥和迫害猶太科學(xué)家的政策。由于納粹政府的反動政策日益加劇,許多科學(xué)家被迫移居外國,曾經(jīng)盛極一時的格廷根學(xué)派衰落了,希爾伯特也于1943年在孤獨中逝世。
希爾伯特是對二十世紀(jì)數(shù)學(xué)有深刻影響的數(shù)學(xué)家之一。他領(lǐng)導(dǎo)了著名的格廷根學(xué)派,使格廷根大學(xué)成為當(dāng)時世界數(shù)學(xué)研究的重要中心,并培養(yǎng)了一批對現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展做出重大貢獻的杰出數(shù)學(xué)家。希爾伯特的數(shù)學(xué)工作可以劃分為幾個不同的時期,每個時期他幾乎都集中精力研究一類問題。按時間順序,他的主要研究內(nèi)容有:不變量理論、代數(shù)數(shù)域理論、幾何基礎(chǔ)、積分方程、物理學(xué)、一般數(shù)學(xué)基礎(chǔ),其間穿插的研究課題有:狄利克雷原理和變分法、華林問題、特征值問題、“希爾伯特空間”等。在這些領(lǐng)域中,他都做出了重大的或開創(chuàng)性的貢獻。希爾伯特認為,科學(xué)在每個時代都有它自己的問題,而這些問題的解決對于科學(xué)發(fā)展具有深遠意義。他指出:“只要一門科學(xué)分支能提出大量的問題,它就充滿著生命力,而問題缺乏則預(yù)示著獨立發(fā)展的衰亡和終止。”在1900年巴黎國際數(shù)學(xué)家代表大會上,希爾伯特發(fā)表了題為《數(shù)學(xué)問題》的著名講演。他根據(jù)過去特別是十九世紀(jì)數(shù)學(xué)研究的成果和發(fā)展趨勢,提出了23個最重要的數(shù)學(xué)問題。這23個問題通稱希爾伯特問題,后來成為許多數(shù)學(xué)家力圖攻克的難關(guān),對現(xiàn)代數(shù)學(xué)的研究和發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響,并起了積極的推動作用,希爾伯特問題中有些現(xiàn)已得到圓滿解決,有些至今仍未解決。他在講演中所闡發(fā)的想信每個數(shù)學(xué)問題都可以解決的信念,對于數(shù)學(xué)工作者是一種巨大的鼓舞。他說:“在我們中間,常常聽到這樣的呼聲:這里有一個數(shù)學(xué)問題,去找出它的答案!你能通過純思維找到它,因為在數(shù)學(xué)中沒有不可知。”三十年后,1930年,在接受哥尼斯堡榮譽市民稱號的講演中,針對一些人信奉的不可知論觀點,他再次滿懷信心地宣稱:“我們必須知道,我們必將知道。”希爾伯特的《幾何基礎(chǔ)》(1899)是公理化思想的代表作,書中把歐幾里得幾何學(xué)加以整理,成為建立在一組簡單公理基礎(chǔ)上的純粹演繹系統(tǒng),并開始探討公理之間的相互關(guān)系與研究整個演繹系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。1904年,又著手研究數(shù)學(xué)基礎(chǔ)問題,經(jīng)過多年醞釀,于二十年代初,提出了如何論證數(shù)論、集合論或數(shù)學(xué)分析一致性的方案。他建議從若干形式公理出發(fā)將數(shù)學(xué)形式化為符號語言系統(tǒng),并從不假定實無窮的有窮觀點出發(fā),建立相應(yīng)的邏輯系統(tǒng)。然后再研究這個形式語言系統(tǒng)的邏輯性質(zhì),從而創(chuàng)立了元數(shù)學(xué)和證明論。希爾伯特的目的是試圖對某一形式語言系統(tǒng)的無矛盾性給出絕對的證明,以便克服悖論所引起的危機,一勞永逸地消除對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及數(shù)學(xué)推理方法可靠性的懷疑。然而,1930年,年青的奧地利數(shù)理邏輯學(xué)家哥德爾(K.G?del,1906~1978)獲得了否定的結(jié)果,證明了希爾伯特方案是不可能實現(xiàn)的。但正如哥德爾所說,希爾伯特有關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的方案“仍不失其重要性,并繼續(xù)引起人們的高度興趣”。希爾伯特的著作有《希爾伯特全集》(三卷,其中包括他的著名的《數(shù)論報告》)、《幾何基礎(chǔ)》、《線性積分方程一般理論基礎(chǔ)》等,與其他合著有《數(shù)學(xué)物理方法》、《理論邏輯基礎(chǔ)》、《直觀幾何學(xué)》、《數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》。
常說的無知者無畏。
數(shù)學(xué)家的墓志銘
一些數(shù)學(xué)家生前獻身于數(shù)學(xué),死后在他們的墓碑上,刻著代表著他們生平業(yè)績的標(biāo)志。
古希臘學(xué)者阿基米德死于進攻西西里島的羅馬敵兵之手(死前他還在主:“不要弄壞我的圓”。)后,人們?yōu)榧o(jì)念他便在其墓碑上刻上球內(nèi)切于圓柱的圖形,以紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)球的體積和表面積均為其外切圓柱體積和表面積的三分之二。 德國數(shù)學(xué)家高斯在他研究發(fā)現(xiàn)了正十七邊形的尺規(guī)作法后,便放棄原來立志學(xué)文的打算 而獻身于數(shù)學(xué),以至在數(shù)學(xué)上作出許多重大貢獻。甚至他在遺囑中曾建議為他建造正十七邊形的棱柱為底座的墓碑。
16世紀(jì)德國數(shù)學(xué)家魯?shù)婪,花了畢生精力,把圓周率算到小數(shù)后35位,后人稱之為魯 道夫數(shù),他死后別人便把這個數(shù)刻到他的墓碑上。 瑞士數(shù)學(xué)家雅谷·伯努利,生前對螺線(被譽為生命之線)有研究,他死之后,墓碑上 就刻著一條對數(shù)螺線,同時碑文上還寫著:“我雖然改變了,但卻和原來一樣”。這是一句既刻劃螺線性質(zhì)又象征他對數(shù)學(xué)熱愛的雙關(guān)語。
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