環球科學朝聖

第一節 歐拉砸碎命運這塊頑石

　　歐拉出生在瑞士的名城巴塞爾，他的父親是一個牧師，對數學很有研究。在父親的影響下，他從小就對數學發生了濃厚的興趣，不滿10歲就開始自學《代數學》，這本書連學校裏的老師都沒讀過，可小歐拉卻讀得津津有味，遇到不懂的地方，就用筆做個記號，事後再找人請教。可是，這樣一個學生卻不討老師的喜歡，剛上小學時竟被學校開除了。

　　歐拉讀的是教會學校。有一次，他向老師提問，天上有多少顆星星。老師回答不上來，就煞有介事地對歐拉說：“天上有多少顆星星無關緊要，隻要知道天上的星星是上帝鑲嵌上去的就夠了。”

　　歐拉不滿意老師的解答，又問道：“既然是上帝親自把星星一顆一顆地放在天幕上，他為什麽忘記了星星的數目呢？上帝會不會太粗心了呢？”

　　老師漲紅了臉，不知如何回答才好。在歐拉生活的那個年代，對上帝是絕對不能懷疑的，老師認為歐拉小小年紀就敢對萬能的上帝提出懷疑，這怎麽得了，就把他趕回家去。

　　這麽聰明的孩子不讀書實在太可惜了，父親想辦法讓小歐拉認識了大數學家伯努利。在他的推薦下，13歲的歐拉成了巴塞爾大學的大學生，也是當時所有瑞士大學中年齡最小的學生，一時引起轟動。

　　伯努利的授課方法很特別，他沒有教材，也不發給學生課本，每次上課隻是給出一些問題，讓學生自己去看書找資料，下個星期把答案交上來。看過答案後，伯努利與學生討論一番，再給新的問題。這樣的學習方法，就連歐拉都覺得非常吃力，隻有勤奮用功才勉強趕得上。三年下來，伯努利的學生隻剩下歐拉與他的兒子但以理·伯努利，後來，但以理·伯努利成為一位著名的流體動力學專家。1724年，歐拉獲得了神學碩士學位。有了這個文憑，他就可以到教會謀個差事。父親不希望歐拉專門從事數學研究，在當時整個歐洲大陸，這種人是找不到工作的。這一天，伯努利親自來拜訪歐拉的父親，實際上是來給歐拉說情，他認為歐拉一定會成為數學界最明亮的一顆彗星。歐拉的父親為難地說：“他受的神學教育怎麽辦？”伯努利回答道：“數學不會抖落他身上的任何虔敬信仰，你看著吧，有一天他會成為數學界的神學家！”

　　伯努利的預言很快就成了現實。1727年，歐拉用數學解法計算出了一艘大輪船的結構設計，以此參加歐洲科學競賽。這個作品給巴黎科學院的科學家們出了一個難題：一個在神學院裏專攻古希伯來文的學生，竟有如此超強的數學解析能力，實在是百年難得一見，不把競賽的首獎頒給他，顯得太沒有眼光了；但是，一個來自群山之國瑞士的人，一生中從未見過大海，更沒見過輪船，竟以輪船設計獲得首獎，這個消息若是傳出去，一定會成為笑柄。巴黎科學院的科學家們左右為難，隻得決定當年沒有首獎，隻把佳作獎頒給了歐拉。從這個時候開始，父親不再反對歐拉研究數學了。

　　隔了一年，歐拉再次讓巴黎科學院的科學家們感到頭疼。他用數學方法證明了耳膜結構與聲波的共振，而他不是醫學教授，也沒有見過耳膜。這一次，巴黎科學院把首獎頒給他。在以後的12年裏，他連獲12次首獎，用的都是他的“數學怪招”。

　　1726年，19歲的歐拉大學畢業，在瑞士沒有找到合適的工作。這時候，俄國科學院剛剛在聖彼得堡建立，正在四處搜羅人才。已經應聘在聖彼得堡工作的但以理·伯努利深知歐拉的才能，在他的引薦下，歐拉離開了自己的祖國，來到聖彼得堡。然而，就在這一年，女皇葉卡捷琳娜一世駕崩，俄國陷入了長期的血腥內戰中，凡是外國人都受到秘密警察的監視。對於歐拉這樣的數學家來說，這也許是因禍得福，沒有社交，沒有會議，沒有世俗的幹擾，他所能做的隻是專心致誌地在他的數學王國裏遨遊。後來，瑞士政府把歐拉在這15年中寫成的作品結成全集，足足有100巨冊。

　　在這段日子裏，歐拉曾用自己發明的方法，解決了一個天文學上的難題（計算彗星軌道）。為此他整整計算了三天三夜，結果因工作過度得了眼病，右眼不幸失明，這時他才28歲。

　　歐拉能夠取得偉大的成就，在很大程度上取決於他的天才，這主要表現他驚人的記憶力和罕見的心算能力上。有一次，他的兩個學生把一個複雜的收斂級數的17項加起來，算到第50位數字，兩人相差一個單位。他們倆誰對誰錯呢？歐拉用心算的方法把全部運算做了一遍，居然把錯誤找了出來。歐拉的長子後來回憶道：“父親為我們念書，我們覺得太好聽了，請父親再念一遍，父親就把書本合上，從第一行講到最後一行。”歐拉到了晚年，還能夠一字不差地複述出年輕時代所做筆記的內容。

　　歐拉還有一個本事，那就是從不受嘈雜和喧鬧的幹擾。他在家裏常常一麵哄孩子，給孩子講故事，一麵思考他的數學問題。有了什麽想法，就順手寫在孩子吃飯的圍兜上、給孩子擦嘴巴的紙巾上，事後一整理，便是一篇出色的論文。

　　1740年，俄國國內的局勢逐漸平靜下來，這時歐拉的數學名聲已經傳遍整個歐洲大陸。普魯士國王腓特烈大帝特聘他為宮廷數學家，並兼任公主安哈特-笛莎的老師。

　　1766年，女皇葉卡捷琳娜二世親自出麵懇請歐拉重回聖彼得堡。誰料想過了不久，他的左眼也出現視力衰退，最後完全失明。在完全失明之前，他還能朦朦朧朧地看見東西，便抓緊這最後的時刻，在一塊大黑板上把他發現的公式寫來，然後口述其內容，由他的學生筆錄下來。

　　1771年，聖彼得堡著起一場大火，殃及歐拉的住宅，瞎眼的歐拉被圍困在火海中，一個仆人衝入火場把他背出來，但他的書房和大量研究成果全部化為灰燼。遭遇這樣的打擊，歐拉並沒有屈服，他堅定地說：“如果命運是塊頑石，那我就化做大錘，把它砸個粉碎！”他花了一年的時間，口述了所有被燒掉的論文並做了修訂。

　　1783年9月18日，法國人蒙高爾費兄弟進行第二次熱氣球升空試驗。當天下午，歐拉邀請好友聚餐，慶祝他計算的氣球上升公式得到證明。那時天王星剛發現不久，飯後歐拉就躲開眾人去計算天王星的運行軌道，還和他的孫子玩了一會兒。就在他喝完茶後，突然他手中的煙鬥跌落到地上，老人的口中喃喃地說：“我要死了！”隨後閉上了眼睛，這位與黑暗搏鬥了17年之久的數學家永遠“停止了計算”。

　　科學家逸聞

　　無法回答

　　有一次，俄國女皇邀請法國哲學家狄德羅訪問她的宮殿，狄德羅編過法國百科全書，號稱自己無所不知，他一個勁兒地向大臣們宣傳無神論，女皇有些生氣了，就讓歐拉去對付這位哲學家。第二天，歐拉朝狄德羅走去，一本正經地問道：“先生，因為（a+b）n/n=x，所以上帝存在，對不對？”狄德羅困惑得不知怎樣回答才好，羞愧地離開俄國。