他曾随拿破仑征战，因战败被捕，但他却因祸得福，成就了自己。
撰文：蔡天新（浙江大学数学学院教授）
责编：丁家琦
法国数学家庞赛列
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在数学史上，不乏逆境中成才的故事，但在监狱中做出重要发现，开启数学家之路的就不多见了。19世纪初的数学家庞赛列（Jean-Victor Poncelet）就是其中的一位。
1788年，庞赛列出生在法国东北部的名城梅斯，是个私生子，从小寄养在法德边境小城圣阿沃尔德的亲戚家中。由于中学时学习成绩优秀，得以进入大学预科。19岁那年，他考入巴黎综合工科学校，当时该校有许多名教授，除了数学家出身的校长蒙日，还有物理学家安培。三年级时因为生病，成绩落伍，他回到了故乡，进了一所军事工程学院，毕业后来到荷兰西南部的一座要塞小岛工作。
不到半年，即1812年夏天，已加冕皇帝的拿破仑一世未经宣战便入侵俄国，不满24岁的庞赛列作为工程兵部队的一名中尉随军前往。起初，法军的快速推进迫使俄军向后撤退。与此同时，俄军也积极自卫，双方均有相当的伤亡。8月20日，沙皇亚历山大一世任命库图佐夫为俄军总司令，战事随后升级。9月13日，在一次大会战中消灭近六万法军士兵以后，俄国人有计划地撤出了莫斯科。
1812年，法军入侵俄国。
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当时俄国的首都在圣彼得堡，疲惫的法军虽占领莫斯科，却未能获得食物和休息，在西郊还不时有小规模的战役。拿破仑试图议和，遭到了拒绝。一个月以后，法军被迫从莫斯科撤退。又过了一个月，拿破仑下令全线撤军。11月18日，在莫斯科西南的克拉斯诺耶战役中，庞赛列被捕。随后，他在俄国南方伏尔加河下游萨拉托夫的战俘营里关押了一年半多。
在狱中，庞赛列利用取暖的木炭在墙上作图，探索几何问题。由于手头没有参考资料，他便从最基本的理论开始研究，充分利用这段时间和数学的自由本性，即只要一张纸和一支笔便可展开自由联想，只不过他以木炭作笔，以墙作纸而已。他先是着手研究纯理论的解析几何，随后研究圆锥曲线的投影性质，发明了独创的中心投影法（central projection）。这是从投射中心出发，让投射线交汇于一点的投影法，也是今天3D投影的出发点，可谓庞赛列成为一名数学家的关键一步。
次年夏天，庞赛列被释放回国，并晋升为上尉，在故乡梅斯的兵工厂担任工程师，他利用业余时间继续研究几何学，并接连写了几篇重要的论文，包括《图形的射影性质》。庞赛列考察了无穷远点消失或变为虚元素的点和线，引入了圆上和球上无穷远点等新概念，使对圆锥截线性质的研究变成了对圆的性质研究，从而将一般四边形问题变成了平行四边形问题。这篇论文的发表，对19世纪射影几何学的研究和发展起了决定性作用。
说到射影几何学，这是由17世纪初法国数学家德扎尔格（Girard Desargues）创建的，他是为了回答文艺复兴时期意大利画家阿尔贝蒂提出的一个问题。当时，画家们利用透视原理画模特或景物，会在中间放一块玻璃屏板，在玻璃和画布上都画好方格子。模特透过玻璃时会有一个轮廓出现，画家借此临摹。阿尔贝蒂问，假如把玻璃前后平行移动一下，那么新旧轮廓之间有何数学关系？这个问题曾让数学家头痛了两个多世纪，被德扎尔格给解决了。他提出了无穷远点的概念，从而使两条直线平行和相交完全统一：平行即相交于无穷远点，进而得出同一平面上的两条直线必相交的结论，这是射影几何学赖以建立的基本观点。
透视原理
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庞赛列成名后，把战俘营里的数学笔记本称为“萨拉托夫备忘录”。除了射影几何学，他还在应用力学领域有杰出贡献。例如，他首次提出“力作功”的概念，把位移与力的投影之积称为“功”，并以千克米为单位。1834年，庞赛列当选为法国科学院院士，后来又晋升准将，并出任母校巴黎综合工科学校校长。1868年，即他去世的翌年，法国科学院开始颁发庞赛列奖，奖给力学家或应用数学家。
“二战”期间，也有两位法国大数学家在狱中做出重要发现。一位是让·勒雷（Jean Leray），他曾在德军俘虏营中度过五年，因担心被强迫为德国人服务，隐瞒了自己擅长力学和流体动力学的技能，把研究兴趣转向理论性较强的拓扑学中，创建了层论。而数论学家韦伊（André Weil）因为不愿当兵，逃到芬兰，结果被俄军逮捕。后几经周折回到祖国，又被关进监狱，结果他灵感如泉涌，给妻子写信，“是否每年都把自己关上两三个月呢？”1979年，这两位法国人双双获得象征终身荣誉的沃尔夫奖。
“越战”期间，有位美国人也在狱中有所成就，后来还差点当上了副总统。他便是海军中将史托戴尔（James Bond Stockdale）。1965年秋天，42岁的史托戴尔驾机执行任务时被越共炮火击落，成为级别最高的美国俘虏，在河内监狱里关了七年半，二十多次受折磨。他利用自己的数学知识，创建了一个密码系统，供狱友们交流之用。战后史托戴尔成为国民英雄，1992年，他应总统竞选人佩罗之邀，出任副总统候选人，结果输给了克林顿和他的搭档戈尔。
作者简介
蔡天新：浙江大学教授，诗人、随笔家，近作有《数学传奇》《数之书》《里约的诱惑：回忆拉丁美洲》《轻轻掐了她几下》等。
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