Euler, Leonhard 尤拉
Euler(1707~1783)生於 Basel,卒於聖彼得堡。瑞士數學家,貢獻遍及數學各領域,是數學史上最偉大的數學家之一,也是最多產的數學家。Euler 生於公元1707年4月15日,但隨即其家庭就搬到 Basel 近郊的 Riehen。Euler 的父親 Paul Euler 是一名加爾文教派的教師,但他在大學求學期間與 John Bernoulli 的哥哥 Jacob Bernoulli 家住過並從 Jacob 身上學了不少數學。Paul 希望 Euler 讀神學,但他卻犯了最大的錯誤,在 Euler 很小的時候便教他數學,挑動了他內心中的數學靈魂。Paul期望Euler成為神學家,但是他最好的朋友卻是大數學家 John Bernoulli。Paul 計劃 Euler 將來成為牧師傳道、宣揚聖經真理,但 Euler 讀大學時所接觸卻是 Bernoulli 家族這個宣傳數學真理的家族。Paul 只是希望其兒子成為 Riehen 的牧師。但 John Bernoulli 卻跟他勸說「Euler 註定要成為大數學家,而非 Riehen 的牧師。」我們感謝上帝,因為 Paul 的信仰並沒有使他走火入魔,把自己的旨意當作上帝的旨意。最後 Paul 終於在 John Bernoulli 之勸說同意 Euler 攻讀數學。從此展開他燦爛的學術生涯,並成為數學史上最偉大的數學家之一。
Euler 的數學生涯開始於牛頓去世的那一年。這實在是一個不可多得的時代,解析幾何、微積分的發展已達到某種程度,並被應用到不同領域的問題。更重要的是牛頓的萬有引力定律已經是天文、物理學的基礎。並進而是研究各類物理問題不可或缺的工具。Euler躬逢其時,再加上自身的才華,逐一對整個數學 ─純數學與應用數學─進行有系統的研究。
Euler 對於數學的貢獻是全面性的,從數論到分析,無論抽象或應用,基本上我們可以稱他是一個百科全書型的數學家。
「他是有史以來瑞士最多產的科學家,也是一個不可思議的數學幻想家,他在任何領域都能發現數學,在任何情況都能進行研究。…」
對筆者而言 Euler 是我個人最喜歡的數學家。原因是 Euler 做了一些跟他才能相當的偉大數學家從沒做過的事,就是:他解釋了他是如何發現他的結果。這可由他所寫的教科書《無窮微量分析入門》視出端倪。他在這套書中將指數與對數函數兩者立在相等的基礎上,而再用分析(微積分)的技巧來各自發展。這套教科書另一個重要工作則是連分數。做為教科書對數學分析的影響,這套書可媲美歐幾里得(Euclid)的《原本》。
Euler 一生都是在科學院度過。首先是在俄國的聖彼得堡科學院,1740年後則在柏林科學院待到59歲。由於與腓特列大帝相處的問題,離開柏林,接受凱薩琳女皇二世邀請再次前往聖彼得堡,一直到他過世(1783年)。科學院的工作讓他可以專心研究數學,不必為了任何政治服務,更不需為了一堆申請表格而耗費生命,全心全意地將整個生命投入,就好像宣教師將他的生命奉獻給上帝一般。一個將數學視為生命的人絕對不同於將數學視為職業的人。正如法國數學家 Arago 所描述, Euler 以其超乎想像的能力進行重要的數學研究,其感覺就好像呼吸那麼自然,如鷹展翅在空中翱翔那麼容易。
相對於牛頓的內向、退縮、神經質,Euler 則是樂觀且仁慈寬厚,甚至在1771年眼睛完全瞎掉,仍保有樂觀的性格,雖然在幾乎完全失明之下,Euler 仍藉由口述給他的助理(實際上就是他的兒子 Albert Euler),來繼續未曾停歇的數學創作。在後來的17年間 Euler 繼續發展著數學,如果說有什麼不同,那就是他比以前更多產。他的智慧使他巧妙地把握各種概念和想法而無需將它們書寫在紙上,他非凡的記憶力,使他的頭腦有如一個堆滿知識的圖書館。
Euler 對於數學的貢獻,我們無法在此一一個數,其中我個人第一次對 Euler 有深刻印象是 Euler 公式。這是關於三角函數最漂亮的公式之一,同時也是三角函數與複數間的橋樑。
Euler 本人非常喜愛這公式,並宣稱這是最美麗的數學公式,原因是這式子有 1、0 分別是乘法、加法這兩個基本運算系統的單位元素,還有三個運算方法,加法、乘法與次方,兩個特別的超越數:e 與圓周率 π,再加上 i 這個虛數單位。這個公式後來也成為 Lindermann 證明 π 是超越數的工具,從此也結束了化圓為方的美夢。Euler 與牛頓,Leibniz 都是屬於新數學理論的開拓者,有人將 Euler、Gauss、Riemann 在數學的地位比喻為樂壇上的三 B:巴哈、貝多芬、布拉姆斯,但有人將Euler 比擬為數學界的莎士比亞:普世性、鉅細靡遺、取之不盡、用之不竭。
雖然 Euler 過世有兩百多年,但他今天仍然活在數學的每個角落。當你接近他的時候會感受到一股親切的溫柔。
(撰稿:林琦焜 / 成大數學系)
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- Mar 10 Sun 2013 20:30
尤拉公式
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