曉星說數學:高瞻遠矚的數學家皇帝

曾經叱吒風雲、橫掃歐洲的法國皇帝拿破崙,與數學也有不解之緣,甚至可以稱為數學家。拿破崙對於數學的高瞻遠矚,讓法國數學領先世界兩百多年!

——題記

曉星說數學:高瞻遠矚的數學家皇帝

中國曆朝歷代受過數學教育、愛好數學的皇帝,恐怕只有清朝的康熙,算得上絕無僅有唯一的一位;而西方的皇帝當中,受過數學教育、愛好數學的皇帝就比較多,古代埃及的托勒密、近代德國的腓特烈大帝、法國的拿破崙一世、等等都是。

說起拿破崙,無人不知這位叱吒風雲、橫掃歐洲的法國皇帝。然而鮮為人知的是,拿破崙一生與數學也有不解之緣,甚至可以當之無愧稱為數學家。早在少年時期,拿破崙就迷戀數學,把解答數學習題作為樂趣。1784年,著名數學家拉普拉斯發現了拿破崙傑出的數學才能,拿破崙因此被巴黎軍校錄取。

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在軍校學習期間,拿破崙努力鑽研數學,貪婪地閱讀各種數學書籍,掌握了大量數學知識,並和被譽為法國"牛頓"的拉普拉斯、被稱為幾何學之父的蒙日等數學家建立了親密友誼。1785年,16歲的拿破崙就完成了全部學業提前畢業。紮實的數學功底為他成為政治家、軍事家奠定了堅實的基礎。

在奧松城服役期間,他寫過一篇具有嚴謹數學推導和計算的彈道學方面的論文《論導彈的投擲》。1797年,年僅28歲的拿破崙脫穎而出,競選成為法蘭西科學院數學部院士。拿破崙對自己當選數學院士非常自豪,總把這個頭銜簽署在他的命令和文告的最前。

既然是法蘭西科學院數學部院士,稱拿破崙為"數學家"也就名副其實了。雖然,後來拿破崙一生的主要時間和精力都花在了政治與軍事上,但閒暇之餘,拿破崙研究數學的興趣依然不減。

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拿破崙非常善於提出數學問題:當時意大利的馬斯凱羅寫了一本極有影響的數學著作,從理論上證明了除最後一步可能要連直線外,只用一個圓規就足以完成傳統的幾何作圖,大大推進了近兩千年來幾何做圖問題的研究。拿破崙看了這本書,不僅饒有興趣地解決了其中的一個問題,還向全法國的數學家提出了另一個只用圓規四等分圓周的問題,這一問題後來被稱為"拿破崙問題"。

幾何學上還流傳著一個著名的"拿破崙定理",也由拿破崙首先發現和論證:從一個任意三角形的三邊向外或向內分別做三個正三角形,這三個正三角形的中心彼此聯結起來,必然也是一個正三角形。

拿破崙特別重視數學與數學教育,他認為:"數學的發展與完善和國家的繁榮強盛緊密相關。"拿破崙深諳數學真諦,很少有國家元首對數學認識如此深刻。

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17世紀和18世紀,法國在數學方面很不活躍,幾乎沒有什麼重大成就。直到18世紀末,拿破崙建立了第一流的學院,集中了頂級數學家,開創了對科學家的系統訓練,法國才產生了為數眾多的數學家。拿破崙頒佈了一系列法令,確立了法國精英制大學的高等教育模式,法國最好的兩所精英大學:巴黎高等師範和巴黎綜合理工大學,就是拿破崙時代組建的。

拿破崙還在軍隊中積極推廣先進的數學方法,從三角函數到微積分方程,對炮兵和海軍軍官提出了很高水平的數學要求。

拿破崙幾乎與同時代的法國數學家都交上了朋友,支持他們的研究,並樂意幫助經濟困難的科學家們。從拉普拉斯到蒙日、傅立葉、拉格朗日、勒讓德等,那個時代很多數學家得到了拿破崙的器重。拿破崙非常珍視人才,在兩軍交戰時還儘可能保護好科學家和學生。當反法聯軍兵臨城下,法國兵員短缺,有人提議抽調理工學校學生參加戰鬥,拿破崙卻說:"我不願為取金蛋殺掉我的老母雞。"這句話今天還刻在該校的梯形大教室的天花板上。

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拿破崙對於法國的數學和數學教育做出瞭如此巨大的貢獻,以至兩百多年後的今天,法國數學界在全球仍然具有很強優勢。全球人均獲得數學"菲爾茲獎"的比例上,法國目前仍遙遙領先,將近美國的四倍、俄羅斯的五倍。


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