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费马vs笛卡儿

费马vs笛卡儿

学过一些数学和物理学知识的人,应该都知道费马和笛卡儿。但是,我的老师和教科书从未提及他们之间的竞争,或者笛卡儿有多么邪恶。想要知道他们竞争中的利害关系,就必须更多地了解他们的生平、个性,以及他们希望达成的目标。

勒内·笛卡儿[1]是有史以来最雄心勃勃的思想家之一。他在学术上无所畏惧、蔑视权威,自我的程度之强不亚于他过人的天赋。比如,对于2 000年来所有其他数学家都尊崇的希腊几何方法,他不屑一顾地写道:“古人教给我们的东西太少了,[2]而且绝大多数都缺乏可信度,除非避开他们走过的所有路,否则我根本不可能找到一条通往真理之路。”在个人层面上,他偏执而敏感。从笛卡儿的那幅最著名的画像中可以看出,他的面容瘦削憔悴,眼神傲慢,留着两撇颇具讽刺意味的胡子,看起来就像动画片里的反面人物。

笛卡儿致力于在理性、科学和怀疑主义的基础上重建人类知识。他最广为人知的哲学著作,因为他的名句“我思故我在”而名垂千古。换句话说,当一切都拿不准的时候,至少有一件事是确定的,那就是怀疑精神的存在。他的分析方法似乎受到了严谨的数学逻辑的启发,在今天被公认为现代哲学的开端。在他最有名的著作《方法论》中,尽管笛卡儿介绍了一种令人振奋的思考哲学问题的新方式,但他还就自己感兴趣的问题写了三篇独立的附录:第一篇是关于几何学的,他在其中提出了他的解析几何方法;第二篇是关于光学的,在望远镜、显微镜和透镜还是当时的最新技术的情况下,这篇文章显得至关重要;第三篇是关于天气的,但除了对彩虹的正确解释之外,这篇文章的大部分内容都被遗忘了。他博学多识,涉猎广泛。他把生命体看作机械装置系统,认为灵魂位于大脑的松果体中。他提出了一个庞大(但错误)的宇宙系统,认为空间中遍布着看不见的旋涡,行星就像旋涡中的树叶一样被裹挟着运动。

笛卡儿出生在一个富裕家庭中,因为小时候体弱多病,家人允许他卧床读书和思考,于是这成了他一辈子的习惯,每天直到中午才起床。笛卡儿的母亲在他一岁时就去世了,但幸运的是,他得到了一笔相当可观的遗产,并因此过上安逸和冒险的生活,成了一位四处游历的绅士。他自愿加入荷兰军队,但从未参加战斗,所以有充足的时间学习哲学。他成年后的大部分时间都是在荷兰度过的,研究他自己的观点,并与其他伟大的思想家通信和辩论。1650年,他不情愿地去了瑞典(他嘲笑那里是“被岩石和冰包围的熊之国”[3]),担任克里斯蒂娜女王的私人哲学导师。年轻的女王精力充沛,喜欢早起,并坚持在早晨5点上课,这对任何人尤其是习惯于中午起床的笛卡儿来说,是一个极不合适的时间。而且,斯德哥尔摩那一年的冬天是几十年来最冷的,几周之后笛卡儿就患上了肺炎,最终不治离世。

皮埃尔·德·费马[4]比笛卡儿小5岁,过着宁静、平淡的中上阶层生活。在远离喧嚣巴黎的图卢兹,他白天是一位律师和地方法官,晚上则是一名丈夫和父亲。他下班回家后和妻子及5个孩子共进晚餐,然后花几个小时做他真正热爱的事:研究数学。笛卡儿是一位雄心勃勃的大思想家,而费马是一个腼腆、安静、随和、天真的人。费马的目标不像笛卡儿那么远大,他也没把自己看成是哲学家或者科学家。数学对他来说就足够了,他以业余爱好者的身份追逐着它。他认为没有公开出版研究成果的必要,也就没有这样做。在阅读丢番图和阿基米德撰写的经典巨著时,费马会在书上写下少量笔记,偶尔还会把他的想法通过信件传递给他认为可能会欣赏它们的学者。尽管他通过方济各会修士、数学家马林·梅森与当时的重要数学家有过书信往来,但他从未离家远游,也没有与他们当中的任何一位见过面。

费马和笛卡儿之间的激烈争执[5]正是因梅森而起。在数学家当中,梅森是巴黎的一个关键联络人。在那个没有脸书的年代,梅森能让每个人都与其他人保持联系,是一个非常爱管闲事但又缺乏些许机智和谨慎的人。他总有办法惹出麻烦,比如,向人们展示他收到的私人信件,并在保密的手稿出版前公之于众。在梅森身边有一群顶尖的数学家,他们虽然不像费马和笛卡儿那么优秀,但也颇具影响力,而且他们显然跟笛卡儿过不去,总在抨击他和他那本华而不实的《方法论》。

所以,当笛卡儿从梅森那里听说图卢兹有个无名小卒(费马)声称早于他10年发明了解析几何,而且这个业余爱好者还对他的光学理论提出了质疑时,他认为又有人想让他难堪。在接下来的几年里,他与费马进行了激烈的斗争,并试图毁掉后者的声誉[6]。最后,笛卡儿也失去了很多。在《方法论》中,笛卡儿声称他的分析方法是通往知识的必由之路;如果费马不用他的方法就能超越他,费马的整个研究就站不住脚了。

笛卡儿毫不留情地诋毁费马,并且在一定程度上成功地打压了费马,致使费马的著作延迟到1679年才正式出版。尽管费马的研究成果通过口口相传或信件副本的形式流传开来,但直到他去世很久之后才得到真正的欣赏。相比之下,笛卡儿获得了巨大的成功,他的《方法论》名声大噪,下一代人还从中学到了解析几何。即使到了今天,学生们仍然在学习笛卡儿坐标,尽管它是费马率先提出来的[7]。

[1] René Descartes: For his life, see Clarke, Descartes; Simmons, Calculus Gems, 84–92; and Asimov, Asimov’s Biographical Encyclopedia, 106–8.For summaries of his math and physics intended for general readers, see Kline, Mathematics in Western Culture, 159–81; Edwards, The Historical Development; Katz, History of Mathematics, sections 11.1 and 12.1; and Burton, History of Mathematics, section 8.2.For a scholarly historical treat ment of his work in mathematics and physics, see Michael S.Mahoney,“Descartes: Mathematics and Physics,” in Gillispie, Complete Dictionary,also online at Encyclopedia Britannica, https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/descartes-mathematics-and-physics.

[2] “What the ancients have taught us is so scanty”: René Descartes, Les Passions de l’Ame (1649), quoted in Guicciardini, Isaac Newton, 31.

[3] “the country of bears, amid rocks and ice”: Henry Woodhead, Memoirs of Christina, Queen of Sweden (London: Hurst and Blackett, 1863), 285.

[4] Pierre de Fermat: Mahoney, Mathematical Career, is the definitive treatment.Simmons, Calculus Gems, 96–105, is brisk and entertaining about Fermat (just as the author was with everything he wrote; if you haven’t read Simmons, you must).

[5] Fermat and Descartes locked horns: Mahoney, Mathematical Career, chap ter 4.

[6] tried to ruin his reputation: Ibid., 171.

[7] Fermat came up with them first: I agree with the assessment in Simmons,Calculus Gems, 98, about how the credit for analytic geometry should be apportioned: “Superficially Descartes’s essay looks as if it might be analytic geometry, but isn’t; while Fermat’s doesn’t look it, but is.” For more even-handed views, see Katz, History of Mathematics, 432–42, and Edwards, The Historical Development, 95–97.

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