登陆注册
14463300000021

第21章 皮埃尔·费尔马

皮埃尔·费尔马是法国的一个业余数学家。然而他在数论、解析几何、概率论等方面却有巨大的贡献,被人们誉为“业余数学家之王”。

提到费尔马,最有名的是至今悬而未决的费尔马大定理,现在已有人称已解出,正在通过审定。

费尔马于1601年8月20日出生于法国。他的父亲是一位皮革商人,他的母亲出身于法官家庭。在加龙河边,费尔马成长为一名律师,他精通多种语言,尤其对数学极为热爱。

费尔马后来当了图鲁斯议会的议员,做了社会活动家。费尔马待人谦逊温和,不愿意参与官场的勾心斗角。他为官清正廉明,生活交往多为有名的科学家、学者。

费尔马结识了很多学者,数学家和哲学家聚会他也常常参加。那时梅森、罗伯瓦、迈多治、笛卡尔等人常在梅森家里聚会,讨论哲学、数学问题,被人们称为“梅森学院”。

1666年,梅森学院这个民间聚会被国王与政府认可为一个机构,这就是法国科学院的前身。费尔马30岁以后,几乎把精力全都放在数学研究上,他的家境优越,家庭和睦幸福,交际圈又多为学者,这一切使得费尔玛在业余的范围内取得了专业的数学成就。

费尔马和笛卡尔一起,完善了平面解析几何,是他第一次把三元方程应用于空间解析几何学。费尔马同帕斯卡一起,讨论了赌本分配的问题,成为最早的概率论问题。

1637年,费尔马在阅读丢番图《算术》时研究了不定方程x2 y2=z2,在那页书的空白处作了批注:“将一个立方数分为两个立方数,一个四次幂分为两个四次幂,或者一般地将一个高于二次的幂分为两个同次幂,这是不可能的。关于此,我发现了一种绝妙的证明,可是这里空白太小写不下。”

费尔马没有想到,因为他的随意,留下了几百年来数学界一道难题,成为费尔马大定理。

把费尔马大定理推广到最一般情形,用方程表示即:不定方程xn yn=zn,(n>2),且n是自然数,得出的结论是没有正整数解。比如说,x3 y3=z3,这个方程就没有正整数满足要求。x4 y4=z4,也不可能找着正整数x、y和z,使得等式成立。

费尔马的绝妙证法谁也无从得知,但费尔马提出的这个结论却吸引了一代又一代的数学家。所以,其实这是个猜想,却至今也没有人能够推翻它。

费尔马定理经巨奖悬赏,包括欧拉、勤让德、阿贝尔、狄里克莱、库莫尔等数学家都做过尝试,虽然取得了一定进展,但都没能最终证明。当然,数百年来也没有人能推翻这一定理。

欧拉严格证明了n=3,4时,费尔马猜想正确。柏林大学教授库莫尔采用新的方法,将费尔马的结论证明到n=100.最近,美国加州伯克莱分校的罗瑟利用计算机证明了n不超过4100万时,费尔马大定理都是成立的。

1908年,德国的哥廷根科学院按照德国数学家俄尔夫斯凯尔的遗嘱,把他的10万马克作为奖金。谁能完全证明费尔马大定理(或者否定它),就可以获得10万马克。结果大批的业余人员也投入了这场证明中,但均无一人能准确解决。

俄尔夫斯凯尔限期100年,在1908—2007年之间,若有人证明此定理,便可获奖。人们现在甚至不关心费尔马定理能否被证明,因为它已经成了“一只生金蛋的母鸡”。在证明大定理的过程中,出现了很多漂亮的方法、精妙的思想,引发了很多领域的方法沟通,促进了很多理论的出现,如无限递降法就是一例。

数学家们甚至不希望人们尽快证明出定理,因为“杀鸡取卵”,得不偿失。

1993年6月23日,美国普林斯顿大学教授、英国数学家安德鲁·威尔斯在英国剑桥大学牛顿数学研究所作的题为《模型式、椭圆曲线和伽罗华表示法》的长篇报告的结尾处,宣布已经证明了费尔马大定理。紧接着,剑桥大学发表了声明,并介绍了费尔马大定理的历史。

历史上已有过许多人宣称证明了费尔马定理,但结果证明都是错误的。这次是20世纪末最后一次证明,现如今威尔斯正简化证明,而费尔马大定理的专著也出版有多种。

费尔马还提出了一个费尔马小定理。在1640年,费尔马提出:如果p是质数,并且a与p互质,那么数ap-a必定能被p所整除。这是初等数论中的重要定理。

费尔马还曾向意大利物理学家托里拆利提出过一个问题:在已知三角形内找一个点,使此点满足到三个顶点的距离之和为最小。

托里拆利用了好几种方法解决了这个问题,其中还有物理上的力学方法。在这个问题的解法中,意大利数学家维维安尼的求解严谨而优美,堪称代表。大约300年后,维维安尼的解法又由匈牙利数学家里兹重新发现。费尔马本人也有求解。这个问题具有实际意义,比如维修所与三个居民区的位置,如果维修所在理想点上,则可以省时省力。

人们称上面问题所求出的点为费尔马点。

费尔马进行数学研究,淡漠功名,而且观点散见于批注中。1665年1月12日,费尔马在图鲁司去世。他的儿子在数学家们的帮助下,将费尔马的各种散论和观点整理汇编,出版了《数学论集》两卷。费尔马生前不愿著书立说,此书的第一版成为珍品。

1891~1922年,《费尔马全集》出版了。人们永远纪念这位业余数学家的天才成就。

同类推荐
  • 嗜血的皇冠:大结局

    嗜血的皇冠:大结局

    洛阳城中已然危机四伏,刘秀将如何死里逃生?初入河北,刘秀随身仅有二十余人马,他将如何应对前方莫测的凶险,最终将河北据为己有,成为他日后称霸天下的第一桶金?
  • 大清第一廉吏于成龙传

    大清第一廉吏于成龙传

    于成龙是清朝康熙年间一个极具传奇色彩的清廉官吏。人到中年,他才踏上仕途。从县令、知州、知府,到按察使、布政使、巡抚,最后官至两江总督,他一直清廉之风不改,被康熙帝赞誉为:“天下第一廉吏”。
  • 忏悔无门

    忏悔无门

    雨城的死刑系列小说,描述了各种身份的死刑犯和司法人员的艺术形象。其中,有现实题材,也有历史人物,有死刑犯和畏罪自杀的贪官,也有着力描述的狱医、法官。但不管如何,作者总是把主要笔墨用于描述、揭示各种人物各不相同的心理活动轨迹:或对死亡的畏惧,对求生的渴望;或呈现浑浑噩噩的麻木状态;或忏悔图报,恳求偿还情感债务。因而,读罢作品,见识了一个个死刑犯的面容,熟悉了他们的心理活动之后,我们也就自然地拥有自己独到的感悟:这些死刑犯大都是本不想死或不该死的;如果不是贫穷、愚昧蒙蔽了他们的双眼,不是偏狭的个性压抑了他们的理性和道德,他们也许会像平常人一样生活在充满阳光的世界里。
  • 原来乾隆

    原来乾隆

    作为中国历史上在位时间最长的一代天子,声名远播的乾隆帝似乎注定有着不平常的人生。身世之谜,生母之争,一世风流背后是怎样的挚爱?“十全天子”的文治武功是伟绩还是荒谬?谜团夹杂着正史,竟如层云,重重包裹。而究竟历史真相为何?隔着二百年的尘埃又该如何盖棺论定?本书作者以淡定客观的笔触,为我们剖画了一个真实而又多面化的乾隆。既非戏说,亦不避讳传奇,读来仿佛幽笪探秘,愈行景致愈妙。
  • 康熙传

    康熙传

    康熙是封建统治后期最为英明神勇的帝王,也是奠定了清朝几百年基础的最核心人物。本书描述了他的功绩、情感、遭遇、谋略、经历。
热门推荐
  • 感动青少年的100道心灵鸡汤

    感动青少年的100道心灵鸡汤

    共享心灵丰美的盛宴,提升人生至高的境界。以故事为底料,调以哲理的启思,为青少年朋友文火慢炖,烹制100道心灵鸡汤,精心奉献一部感人至深的心灵之作……
  • 霸道总裁的回归情人

    霸道总裁的回归情人

    沈母无意间知道了一些事情,私做决定把自小收养在家的沈梦溪送至国外……三年后,沈母带着秘密突发病逝,又一个三年,沈梦溪的低调回归,不知道她的心是否能让沈慕然重新回到自己身边,只是,误会重重,磨难重重……他们能否重新和好如初……
  • 俾斯麦

    俾斯麦

    展现在读者面前的这本书,以事件发展的脉络为序,叙述了俾斯麦一生中经历的重大事件。解放以后,我国只出版过一本英国学者帕麦尔著的《俾斯麦传》,他那是以读者多少已了解那个年代和多少已了解俾斯麦的事迹为基点而写的,对大多数中国读者来说,读来未免吃力。这本书在叙述中夹以介绍了有关的时代背景,特别是文化背景,望对了解传主有所裨益。而在叙述严肃的重大事件之余杂以散文笔调,以趣文逸事点缀其间,不失为一种有意义的尝试。
  • 羊脂球

    羊脂球

    本书是莫泊桑的短篇小说集,书中出色地体现了莫泊桑基本特色,有高度艺术性的短篇,以及细腻的人物语言和神态描写。使读者不得不为莫泊桑的写作工笔而喝彩。
  • 我的舰娘怎么那么可爱

    我的舰娘怎么那么可爱

    舰娘,一群需要人疼,需要人爱的姑娘,而不是公众所认知的穿着钢铁舰装的武器,我是提督伊凡,我的舰娘怎么可能那么可爱
  • 微石惊世

    微石惊世

    古界今来,人心难测,世上之人皆自危自福。智者降临于此,不灭本心,供上万人人狂揽一世!
  • 弄玄虚

    弄玄虚

    我的第一个故事,希望大家喜欢。另外,更希望大家纠正。这是一个不成熟的故事。死亡,感情的撕裂,痛苦,但更有欢笑,热血。年轻的我们有伤痛,但更有一腔热血!
  • 绝世妖孽:废柴逆天二小姐

    绝世妖孽:废柴逆天二小姐

    她,二十一世纪的顶级杀手,却穿越成傲月大陆紫家最漂亮却最无用的废柴紫千羽身上。他,傲月大陆的绝世天才--南宫流睿,一人之下,万人之上,长得绝世无双。在傲月大陆有一句传言:“一见流睿误终身。”而她却巴不得他远离他,他帮助她逆天改命……
  • 步步今生

    步步今生

    该小说为电视剧《步步惊心》的续集版,马尔泰若曦在雍正三年殁,张晓回到现代,遇到一个和四爷长得非常像的人尹征,两人在偶然的机会下相遇、相识,虽然他并不是四爷但在张晓和他的接触中,他很多习惯都和四爷很像,让张晓感到茫然.......在这个轮回路上,是相遇还是错过?
  • 英雄联盟之谁能挡我

    英雄联盟之谁能挡我

    菜鸟杨伟进军LOL,通过永恒之戒开始了一步步的成长,看看小人物怎么逆天的吧!