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数学家名人故事:有史记载的第一位女数学家

2013-11-05

  古希腊是数学的故乡。古希腊人为数学的进步耗费了大量心血甚至生命,做出了卓越的贡献。这个文明古国哺育了许多数学家,象泰勒斯、毕达哥拉斯、欧几里德、阿波罗尼斯、阿基米德、托勒玫、海伦、丢番图等。希帕蒂娅(Hypatia)——这位有史以来的第一位女数学家也诞生在这里。

  1、乱世才女

  公元前47年,罗马统治者凯撒大帝指使纵火焚毁了停泊在亚历山大的埃及舰队,大火延及该城,殃及图书馆,代表着希腊文明的大量藏书和五十万份手稿付之一炬。基督教兴起以后,出于愚昧迷信和宗教狂热,基督教的领袖们排斥异教的学问,尤其鄙视数学、天文和物理学,基督徒是不许“沾染希腊学术这个脏东西的”。公元325年,罗马皇帝康斯坦丁以用宗教为统治工具,逐渐把数学、哲学、教育等都置于宗教的控制之下。此后,基督徒摧毁希腊文化的行径变得有恃无恐、变本加厉。有人甚至说:“数学家应该被野兽撕碎或者活埋。”希帕蒂娜就诞生在这样一个科学开始衰退、黑暗即将降临的时代。

  公元370年希帕蒂娅出生在亚历山大城的一个知识分子家庭。父亲赛翁(Theon)是有名的数学家和天文学家,在着名的亚历山大博物院教学和研究,那是一个专门传授和研讨高深学问的场所。一些有名的学者和数学家常到她家做客,在他们的影响下,希帕蒂娅对数学充满了兴趣和热情。她开始从父辈那里学习数学知识。赛翁也不遗余力地培养这个极有天赋的女儿。10岁左右,她已掌握了相当丰富的算术和几何知识。利用这些知识,她懂得了如何利用金字塔的影长去测量其高度。这一举动,倍受父亲及其好友的赞赏,因而也就进一步增加了希帕蒂娅学习数学的兴趣,她开始阅读数学大家的专着。17岁时,她参加了全城之诺悻论的辩论,一针见血地指出芝诺的错误所在:芝诺的推理包含了一个不切实际的假定,他限制了赛跑的时间。这次辩论,使希帕蒂娅仅名声大震,几乎所有的亚里山大城人都知道她是一个非凡的女子,不仅容貌美丽,而且聪明好学。

  20岁以前,她几乎读完了当时所有数学家的名着,包括欧几里德的《几何原本》、阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》、阿基米德的《论球和圆柱》、丢番图的《算术》等。为了进一步扩大自己的知识领域,公元390年的一天,希帕蒂娅来到了着名的希腊城市——雅典。她在小普鲁塔克当院长的学院里进一步学习数学、历史和哲学。她对数学的精通,尤其是对欧几里德几何的精辟见解,令雅典的学者钦佩不已,大家都把这位二十出头的姑娘当作了不起的数学家。一些英俊少年不由得对她产生爱慕之情,求婚者络绎不绝。但希帕蒂姬认为,她要干一番大事业,不想让爱情过早地进人自己的生活。因此,她拒绝了所有的求爱者。此后,她又到意大利访问,结识了当地的一些学者,并与之探讨有关问题。大约公元395年回到家乡。这时的希帕蒂娅已经是一位相当成熟的数学家和哲学家了。

  2、执着痴情

  希帕蒂娅从海外归来后,便成为亚历山大博物院里的教师,主讲数学和哲学,有时也讲授天文学和力学。在传徒授业之余,她还进行了广泛地科学研究,有力地推动了数学、天文、物理等学科的发展。

  希帕蒂娅在亚历山大积极传播普罗提诺和扬布里柯的新柏拉图主义哲学。新柏拉图主义将柏拉图的学说、亚里士多德的学说及新毕达哥拉斯主义综合在一起,核心内容是由普罗提诺首创的关于存在物的统一与等级结构学说。希帕蒂娅的哲学兴趣比较倾向于研究学术与科学问题,而较少追求神秘性和排他性,强调哲学与科学,尤其是哲学与数学的结合。尽管此时基督教逐渐渗人博物院,宗教徒的活动也多了起来,她仍崇尚自由、民主,反对宗教束缚和专制。来自欧洲、亚洲、非洲的许多青年聚到亚历山大,拜她为师,学生们都非常喜欢听她讲课,说她不仅学识渊博而且循循善诱,讲话如行云流水,引人人胜。

  几年后,希帕蒂娅便成为亚历山大最引人注目的学者了。虽然当时的基督教与科学的对立日益明显,希帕蒂娅的声望还是吸引了一些基督教徒成为其学生。其中最着名的是来自西兰尼的西奈修斯,他后来成为托勒玫城的主教,他向希帕蒂娅请教学问的信件至今尚存,信中问及如何制作星盘(一种借助投影原理制作的反映星空的天文仪器)和滴漏(古代计时工具)及液体比重计。他热情赞扬希帕蒂娅,说她不仅是一位老师,而且像一位慈爱的母亲和善解人意的姐姐。

  希帕蒂娅与某些基督徒的友好关系并没有改善教会对她的态度。恰恰相反,教会为自己的教徒被一个不信教的科学家吸引过去而恼火,攻击她为“异教徒”。尽管希帕蒂娅发现自己已处于十分危险境地,但她相信邪不压正,仍然执着地追求着科学的进步。希帕蒂娅太热衷于自己的事业了,她把所有的爱都投人到学生身上及科学研究上,以至很少考虑个人问题,而终身未婚。

  希帕蒂娅时代离《几何原本》成书已经六百多年了,由于当时没有印刷术,这本着作抄来抄去,出现了不少错误。希帕蒂娅同父亲一起,搜集了能够找到的各种版本,通过认真修订、润色、加工及其大量评注,一个新的《几何原本》问世了。它更加适合读者阅读,因而立即受到广泛欢迎,以至成为当今各种文字的《几何原本》的始祖。

  希帕蒂娅曾独立写了一本《丢番图(算术)评注》,书中有她自己的不少新见解,并补充了一些新问题,有的评注写得很长,足以看作是一篇论文。希帕蒂娅还评注了阿波罗尼斯的《圆锥曲线论》,并在此基础上写出适于教学的普及读本。希帕蒂娅对圆锥曲线很人迷,写过好几篇研究圆锥曲线的论文。此外,希帕蒂娅还研究过托勒玫的着作,与父亲合写了《天文学大成评注》,独立写了《天文准则》等。这在当时是多么了不起的贡献啊!为了使读者了解更深刻,请看以下事实并作以比较。在15世纪中叶,象巴黎大学、牛津大学等着名大学的学生所学的数学内容极少,几何仅限于《几何原本》的前两卷,考试只限于第一卷,一般学生只能掌握第一卷的前4个命题。算术水平更低,一般大学生只会做加减法和乘法,而不会用除法计算。

  3、流芳百世

  公元412年,来自耶路撒冷的西瑞尔当上了亚历山大的大主教,这是一个狂热的基督徒。他在全城系统地推行所谓反对“异教”和“邪说”的计划,新柏拉图主义也在“邪说”之例,这对希帕蒂娅是极为不利的。但是希帕蒂妞从不向基督教示弱,拒绝放弃她的哲学主张,坚持宣传科学,提倡思想自由。对那些找麻烦的基督徒,希帕蒂娅毫不退让,常把他们驳得哑口无言。但这不是一个崇尚一理性的社会。那些狂热的基督徒并不指望“说服”这位数学家和哲学家,只想有朝一日拔掉这颗眼中钉。一场有计划、有预谋的暗杀活动正在酝酿之中。

  公元415年3月的一天,希帕蒂娅象往常一样,乘着其漂亮的马车到博物院讲学。行至凯撒瑞姆教堂旁边,一伙暴徒立刻冲过去,拦住马车。他们把她从马车中拉下来,迅速拖进教堂。希帕蒂娅意识到,他们要对自己下毒手了,但她毫不畏惧,高声怒斥他们的无耻行为。灭绝人性的暴徒剥得她一丝不挂,然后用锐利的蚌壳割她的皮肉,直割得她全身血肉模糊,奄奄一息,暴徒们仍不罢手,又砍去她的手脚,将她那颤抖的四肢投人到熊熊烈火之中……。一颗数学明星就这样陨落了。处于垂死状态的希腊数学,现在终于断气了。

  希帕蒂娅虽已故去一千五百多年了,但她的科学精神鼓舞了一代又一代的学子,尤其是一些女数学家。有迹象表明,当代女数学博士的人数在不断增加。本世纪30年代以来的40年中,美国数学博士只有7%是女性。1969-1972年间,这一数字为7.3%。1972-1974年再上升为9.11%,而在1974-1975年度1022个数学博士中有103个女性。1975年,美国国家科学院第一次有一名妇女进人,她就是罗宾逊(JuliaRobinson)。她在解决希尔伯特第10个问题的过程中作出了关键性的贡献。1976年,在《美国数学月刊》上刊登了一篇《数学与性别》的文章,探讨了女数学家很少的原因,结论是:①在中小学生中男女学生对数学的喜爱程度不同;②教师和家长的态度是不鼓励女孩子学数学的;③数学仍然是排挤妇女的筛子;④大学数学教授中,妇女只占1.6%。

  希帕蒂娅在数学上的光辉成就,仍将鼓舞广大妇女向数学高峰不断挺进,将有越来越多的女数学家涌现出来。

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