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世界上最后一位数学全才:带领哥廷根大学成为世界数学中心,以巨人的眼光指明新世纪数学的方向

超级数学建模  · 公众号  · 数学  · 2017-05-23 22:28

正文

数学最合我胃口

因为它容易、不费力


一直有模友催促超模君出一篇关于希尔伯特的文章:


那超模君今天就讲讲这位 数学世界的亚历山大 吧。


戴维·希尔伯特 (David Hilbert,1862~1943)


数学是最容易的


1862年,希尔伯特出生于 东普鲁士的 柯尼斯堡 ,祖父和父亲都是法官,母亲是一位富商的女儿,在哲学、数学、天文学方面都略有研究。


而母亲就负责了希尔伯特的启蒙教育。母亲有段时间对质数着了迷,就会拉着小希尔伯特,指着天上的星星,像讲故事一样为儿子一一介绍质数。慢慢地,希尔伯特也迷上了数学。


希尔伯特8岁时,就去到 皇家腓特烈预科学校开始上学,这是一所有名的私立学校,著名哲学家康德 (Kant) 的母校。不过,这间学校注重文科的教育,而希尔伯特表示早就已经掉进数学的坑,出不来,对文科完全提不起兴趣。



后来,终于转到了比较适合他的威廉预科学校。在这里,希尔伯特才真正找到了属于自己的舞台。他变得勤奋好学,成绩便突飞猛进,包括德语、拉丁语、希腊语、神学和物理学在内的几乎所有课程都是优秀,数学更是获得了“ ”的评价。

希尔伯特后来有说过:数学最合我胃口, 因为它容易、不费力, 数学用不着死记硬背,总是能自己重新推导出结果。


超厉害


而在毕业考试中,希尔伯特由于笔试成绩极佳而免去了口试。


在完美完成学业的同时,希尔伯特还与 闵可夫斯基建立了深厚的友谊。而当 闵可夫斯基提早毕业,进入 哥尼斯堡大学之后,希尔伯特不顾父亲的劝阻 (父亲想要儿子学习法律) ,毅然决然跟随 闵可夫斯基, 去到 哥尼斯堡大学攻读数学!


著名数学家闵可夫斯基(Hermann Minkowski,1864-1909)


对于他们之间的友谊,希尔伯特是这样说的:


“在日复一日无数的散步时刻,我们漫游了数学科学的每个角落”;


“我们的科学,我们爱它超过一切,它把我们联系在一起。在我们看来,它好像鲜花盛开的花园。在花园中,有许多踏平的路径可以使我们从容地左右环顾,毫不费力地尽情享受,特别是有气味相投的游伴在身旁。但是我们也喜欢寻求隐秘的小径,发现许多美丽的新景。当我们向对方指出来,我们就更加快乐。”



哥尼斯堡大学 的第一学期,希尔伯特主要学习了积分学、矩阵论和曲面的曲率论三门课程。


到了第二学期,按照学校规定,学生可以选择交换到另一所大学学习一段时间,希尔伯特就选择了海德堡大学。


在海德堡大学的那段时间,希尔伯特 印象最深 的就是微分方程名师 拉撒路 · 富克斯 (Fuchs) 的课。 这位教授不知是懒还是故意的,从来没有备课的习惯,对于讲课的内容,经常是现推现用,因此,他经常会把自己陷入尴尬的境地。

学生们 经常会看到这样一幅画面: 富克斯 教授在黑板上不停地演算、推导,突然间发现最初的方法行不通,于是,擦掉黑板,换另一种方法,继续沉迷演算……直到推导出结果为止。。。



不过,这位“懒惰”的教授却深受学生们的尊敬,学生们是这样评价的: 这样的课,使我们得到一个机会, 瞧一瞧最高超的数学思维的实际过程


希尔伯特也是这样通过这位教授的课,领悟到了数学家的思考过程。


后来,希尔伯特回到哥尼斯堡大学,主要跟从 韦伯 (Weber) 教授 学习数论、函数论和不变量理论。而博士论文导师就是赫赫有名的 林德曼 (Lindemann) 教授,希尔伯特出色地完成了关于代数形式的不变性质的论文,于1885年获得哲学博士学位。


毕业后,希尔伯特进行了一次短期游学。他去了 莱比锡、巴黎等地,参与了德国数学家 克莱因 (Klein) 的讨论班,后来又结识了 庞加莱 (Poincaré) 、若尔当 (Jordan) 、皮卡 (Picard) 埃尔米特 (Hermite) 等著名数学家。


克莱因


出色的老师


1886年,希尔伯特回到哥尼斯堡大学当讲师,在课余时间,他继续探索不变量理论,并在2年后解决了“不变量之王” 哥尔丹 所提出的有限基问题。


1892年,希尔伯特被任命为哥尼斯堡大学副教授,一年后,升为正教授。


1895年3月,由于克莱因的举荐,希尔伯特转任哥廷根大学教授,一直任教到1930年退休。



希尔伯特的到来,预示着哥廷根数学的黄金时代的形成。当时,哥廷根大学的教授有“半个上帝”之称,然而,希尔伯特完全没有盛气凌人的优越感,在哥廷根众多教授当中,希尔伯特就是一个 异类


他平易近人,经常会和学生们一起喝茶,吃饭,散步,讨论数学。


他反对填鸭式的教学方法,认为讲课应该教会学生怎样提出问题和解决问题,讲课的目的是要把学生引进科学发展的进程,教师应该详细地阐明困难所在,为学生解决具体问题“搭一座桥”。



因此,为了让学生领略到一流数学家的思维方式,希尔伯特上课选择 临场发挥 这一点,还真是深受“懒人”教授 富克斯 的影响啊。







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