13 Blaise Pascal(1623—1662)
在講Pascal之前,我們先講講Girard Desargues(1591—1661)。Desargues的職業是設計師和工程師,住在法國裏昂。他也是業餘數學家,創立了射影幾何。換句話說,他是射影幾何之父。1639年他出版了一本關於射影幾何的書。但他運氣不好,那時解析幾何正在流行,他的書沒有引起多少人關注,他也就隻好相對默默無聞了。當然他自己也有責任:書名很怪很長,書中術語也不太符合當時的規範。
射影幾何是一種新型幾何,裏麵沒有度量的概念,雖然在某些方麵比度量幾何更有優勢,卻不被當時的學者接受。也就是說,射影幾何也許超前了它的時代,實屬生不逢時。Desargues 於1626年就認識了Descartes,兩人成了好朋友。當Descartes得知Desargues的幾何裏不需用代數和分析時,竟然感到沮喪,感到難過。要知道,解析幾何最大的成功,就在於將幾何問題代數化了呀。這老兄居然跟不上潮流,唉!
Desargues在巴黎住過一段時間,結識了Mersenne神父。不用說被邀請到他的俱樂部,進了Mersenne的朋友圈。在朋友圈裏他認識了Blaise Pascal,那時Pascal才十四歲。朋友圈裏那些老東西對他的幾何興趣不大,他就隻好講給Pascal聽。這小東西居然聽懂了,Desargues總算有了知音。兩年後,才十六歲的Pascal發表了一篇短文“Essai pour les coniques”,隻有一頁紙。篇幅很小,份量很重,估計是數學史上最有份量的一頁紙了。文中提到的一個定理,就是射影幾何中著名的Pascal定理,可以說是自Apollonius以來關於圓錐曲線最重要的定理了。由他那一個定理,就可導出好幾百個推論。可惜他後來沒有繼續這方麵的研究,不然他一定能將射影幾何發揚光大,Desargues也就是一大門派的始祖和掌門人了。兩百年後射影幾何才又重新被人發現,成為幾何學一個重要的分支。
順便提一下,在以後Fermat和Descartes關於誰擁有解析幾何優先權的爭論中,Pascal站在Fermat這邊,而Desargues站在了Descartes那邊。
Pascal生於1623年6月19日,出生地是法國的Clermont。在他四歲的時候,媽媽就死了。他有一個姐姐和一個妹妹。妹妹比他小兩歲,叫Jacqueline。兄妹倆都是神童,Jacqueline擅長表演和寫詩。她寫的詩通過朋友圈,居然傳進了王宮,打動了王後,王後還時不時的邀她進宮表演。
Pascal的爸爸是Etienne Pascal,我們就叫他老Pascal吧。老Pascal是業餘數學家,數學上有一個以他名字命名的曲線。他沒有再婚,在Pascal七歲的時候,舉家搬到了巴黎。
Pascal家的小孩都沒正經上過學,老Pascal堅持自己教。Pascal小時候身體不好,做父親的心疼孩子,怕他用腦過度,不肯讓他過早接觸幾何。老Pascal也許是一流的教師,卻不太懂兒童心理學,不知道小孩子有叛逆心理。十二歲的時候,有一天問他爸什麽是幾何,老Pascal給出了一個清晰的描述。原來是這麽好玩的東西,他爸越不讓他學,越激發起他的好奇心,偏要暗地裏偷偷學。結果無師自通,他還自己發現並證明了三角形的內角之和是兩個直角。老爸被他的才華折服了,十四歲時就帶他一起參加Mersenne神父的數學俱樂部了。
Rouen是法國北部賽因河岸邊的一個城市,1639年老Pascal成了那裏的稅務官。那是一個繁重的工作,為了各種稅收準確無誤,需要無休止的計算,核實,再計算。為了減輕他老爸的計算壓力,1642年Pascal發明了一種計算器,叫Pascaline,能做加減法,那時他還不到19歲。
前麵提起過,Pascal 16歲時發表了一篇論文,引起轟動。Descartes認為那不可能出自一個小毛孩之手,一定是他爸的手筆。1647年9月,Descartes在巴黎逗留的時候,登門造訪過Pascal。他和Pascal聊過不少事情,其中包括氣壓機。那次見麵彼此都不愉快,相互都不待見。Descartes覺得Pascal 在氣壓實驗上盜用了自己的想法,宗教信仰上與自己又有分歧,加上以前的偏見,對Pascal不以為然。
再講講概率論吧。
1654年,巴黎有位賭徒,名叫Antoine Gombaud,也是數學愛好者。他有一個與賭博有關的問題,久思不得其解,便向Pascal請教。Pascal那時身體很糟,醫生建議他少用大腦,他就去賭場放鬆去了。
當時流行一種賭法,叫做數點數:兩賭徒輪流扔骰子,各自記下自己的總點數,總點數先達到某一數額者為贏家。Gombaud的問題是,假如賭博不得不提前終止,應該如何分配賭注?
Pascal知道,要公平解決這個問題,就必須計算,假如一直賭下去,各自為贏的概率。這在當時是一個全新的數學,於是就開始了他和Fermat的一係列通信,共同探討如何解決。自然,兩位天才憑實力各自都能獨立解決,但這樣加快了進程。一門新型的數學分支概率論就這樣誕生啦!
這次共有八封通信,持續了幾周時間,接下來的一次事故,完全改變了Pascal的人生軌跡。他乘坐的馬車在橋邊翻了,他幸免於難,卻頗為驚恐,以為這是上帝的旨意。上帝希望他放棄數學和科學,這樣他就全身心投入到宗教和哲學裏去了。他有一個著名的Pascal賭注,認為理性的人應該相信上帝。人若誤信了上帝,損失並不太大;相反,若不信而上帝又真的存在,人就要永遠下地獄,那損失可就太大了。
後來他又短暫搞過一段數學。那是1658年,一天晚上牙疼不止,為了轉移注意力,他想起了當時的一個著名問題:輪轉線問題。非常奇妙,當他開始想這問題時,牙疼就突然停止了,他一陣狂喜,以為上帝又允許他繼續研究數學了。於是他完美地解決了輪轉線問題。
Pascal是一個悲劇:一個天才的腦袋,安在了一個錯誤的身體上,十八歲以後健康就越來越糟糕了。
Pascal兼數學家,物理學家,化學家,發明家,哲學家,神學家,音樂家,教育家,氣象學家於一身。他的文字優美流暢,還是一個出色的作家。
假如他有一個健康的身體,假如他一門心思隻研究數學,假如他不英年早逝,那會有何等輝煌的數學成就啊?
他是一個最偉大的興許能!(He is the greatest might have been!)
1662年八月十九日Pascal 去世了,那年才三十九歲。