莱昂纳德·欧拉(1707—1783)
近年来,一种名为“数独”的填数游戏风靡全球。这种游戏规则极其简单,玩法却变化多端,令全世界的男女老少为之痴狂。2004年,英国《泰晤士报》开风气之先,在报上登载“数独”题目娱乐大众。从那时起,短短几年光景,如今全世界大约有六十个国家的三百五十多家报纸几乎天天刊登“数独”游戏题目。近两年来,中国的各地日报、晚报后起直追,划出专门的版面,天天报道有关“数独”竞赛的消息,刊载“数独”题目。各国各大城市纷纷举办“数独”竞赛,如火如茶,在英国“数独”竞赛上了电视台的黄金档节目。2006年在意大利举行了第一届世界“数独”锦标赛,获奖者被认为“智商超群”,在全世界备受瞩目。
不少“数独”爱好者大概都知道,这种游戏的普及多亏了一位名叫韦恩·古德的新西兰人。此人曾在香港担任法官15年,退休以后,1997年的一次旅行中,途经日本时在机场偶然发现介绍“数独”游戏的小册子。古德着迷,从此专注于“数独”游戏的开发推广,他也因此发了大财。但鲜为人知的是:“数独”游戏本身虽非数学问题,但是其来源却是一种被称之为“拉丁方阵”的古老数学问题,最先对它展开研究的是18世纪的传奇而又高产的大数学家莱昂纳德·欧拉。
对于“拉丁方阵”的研究在欧拉的学术范围内并不占据主要位置。这个问题源自于当年普鲁士国王腓特烈为他的仪仗队排阵。国王有一支由36名军官组成的仪仗队,军官分别来自6支部队,每支部队中都有上校、中校、少校、上尉、中尉和少尉各一名。国王要求这36名军官排成6行6列的方阵,每一行,每一列的6名军官必须来自不同的部队,并且军衔各不相同。问题看似简单,腓特烈绞尽脑汁却怎么也排列不出来,于是向著名的数学家欧拉求教。欧拉研究之后告诉国王,不必枉费心机,因为这个问题根本无解。欧拉之后,很多数学家开始研究“拉丁方阵”,并留下来很多这方面的定理。
欧拉是一位300年前的人物,可他始终距离我们不远。因为他为人类创造的智慧财富我们每天都在享用。今天所有的中学生都知道:在几何中用a、b、c与A,B,C分别表示一个三角形的三条边与三个内角,用π表示圆周率;在三角函数中使用基本的符号,例如,sinA表示角A的正弦函数等等;在代数中用i表示虚数单位,也即是“-1的平方根”;在函数中用f(x)表示以x为自变量的函数;在立体几何中有揭示多面体内在性质的欧拉公式,即顶点数-棱数+面数=2,以上这些统统都是欧拉的创造。欧拉的创造远远不止这些初等数学知识,以欧拉冠名的定理、常数和公式在高等数学乃至近代数学里,随处可见。几乎在每一个数学领域里都可以看到欧拉的名字和影子。仅以数论为例,欧拉是“解析数论”的奠基人,国人相当熟悉的“哥德巴赫猜想”,就是在他与哥德巴赫的通信中产生的。更为重要的是他证明的“欧拉恒等式”,影响巨大。黎曼所提出的、至今未能解决的世界难题“黎曼猜想”就源自于“数论”中的“欧拉恒等式”,它依然挑战着21世纪的数学家们。此外,欧拉还涉足物理、天文、建筑、音乐乃至哲学,并且成就辉煌。
欧拉成就斐然,著作等身,在人类科学发展史上的地位极其特殊,能与他相提并论的科学家只有阿基米德、牛顿和高斯。这四位先哲不仅创建、发展理论,还应用他们的理论,跨越学科界限,解决了大量天文、物理和力学等方面的问题。他们的目光注视的并非是那些具体问题,而是整个宇宙,毕生致力于揭示宇宙的奥秘。
后世的数学家们无不推崇欧拉。法国大数学家拉普拉斯谦卑地说:“他是我们所有人的导师”;有“数学王子”之称的德国天才数学家高斯崇敬地说:“欧拉的研究工作是无可替代的”。
各国人民都以不同的方式纪念这位数学大师。瑞士法郎上就印着欧拉的肖像:目前在流通的货币上印有肖像的科学家只有两位,另一位是印在英镑上的牛顿。半个世纪前,民主德国、联邦德国、苏联和瑞士都分别发行过纪念邮票,纪念欧拉诞辰250周年。
印有欧拉肖像的瑞士法郎。迄今世界上,只有两位科学家的肖像印制在货币上
2007年,适逢欧拉300年诞辰,瑞士再次发行了纪念邮票。中国与瑞士两国政府在北京共同举办了隆重的纪念活动。这是十分罕见的,也是欧拉当之无愧的。瑞士教育与科学研究国务秘书查尔斯·克莱伯致词说:“若是没有欧拉在众多科学领域中的发现,今天的我们将过着完全不一样的生活。”
为纪念欧拉诞辰300周年,2007年瑞士发行的纪念邮票。此前,有4个国家,曾分别发行过欧拉的纪念邮票