柯瓦列夫斯卡娅传.doc

柯瓦列夫斯卡娅序打开世界的科学史，科学家中的女性屈指可数，女数学家更是寥若晨星。而在二十世纪之前能够载入数学史册的，大约只有柯瓦列夫斯卡娅一个。而她的奋斗经历则是充满着传奇的色彩。生平简介柯瓦列夫斯卡娅(CBKo flanesc，4an，1850 1151891210)是俄国女数学家。生在一个贵族家庭，父亲是一位将军，祖父是匈牙利王的后裔。祖父是一位天文学家和数学家，为了娶一位到处漂泊的漂亮波希米亚女人，而放弃王子的地位。他的舅舅也是一位数学爱好者，经常和她闲聊趣味数学故事。他说：她经常站在房间墙壁前几个钟头，只为了研究奇妙的墙纸上面的一些奥妙的词句或是一些数学公式和符号。柯瓦列夫斯卡娅在她的童年回忆一书中也写道：当我15岁时，从彼得堡著名数学教师斯特兰若留柏斯基（Strannoliubsky）学习微积分，他对于我的迅速明白和消化一些数学名词和导数的一些概念大为惊奇，就像我早已经会了一般。事实上当他在做解释的时候，我已随即鲜明的记起那正是我以前在纸糊墙上所见过的。 艰辛的求学路柯瓦列夫斯卡娅13岁时，一本基利托夫的物理书引起了她的注意，因为基利托夫教授是她的邻居。在翻看教授的著作时，她发现书中利用到许多三角知识，然而三角对于这时的她，却是一个陌生的世界。于是她从画弦开始，自己推导出一系列三角公式，这无疑相当于一个数学分支史的再创造！这一超人的天赋，使基利托夫教授惊鄂了，他仿佛看到了一位新帕斯卡的出现。法国数学家帕斯卡在少年时代曾是世人公认的神童。在基利托夫教授的再三说服下，柯瓦列夫斯卡娅的父亲终于同意她前往外地学习数学。柯瓦列夫斯卡娅13岁自学了代数，14岁自学了三角，17岁去彼得堡，在彼得堡海洋学院教师斯特拉诺柳勃斯基的指导下，学完了解析几何和微积分。随着年岁的增长，柯瓦列夫斯卡娅显示出对数学问题惊人的理解力和探索精神。然而，在当时的俄国，妇女没有享受高等教育的权利，“妇女只能被教育成未来的母亲”的陈词滥调，仍然是被社会所接受的金科玉律。有志于向数学王国进军的柯瓦列夫斯卡娅在国内深造无门。恰好当时有一个团体，它倡导男女平等，都应有享受高等教育的权利，还提出用“假丈夫”的办法帮助妇女实现这一愿望。柯瓦列夫斯卡娅参加了这个团体，并认识了年轻的古生物学家BO柯瓦列夫斯基，为了使自己能从父母的监护下摆脱出来、顺利出国，1868年10月，柯瓦列夫斯卡娅与BO柯瓦列夫斯基举行了假婚礼。l869年，柯瓦列夫斯卡娅同她的姊姊安娜随BO柯瓦列夫斯基一起到达德国的海得尔堡。在海得尔堡，妇女到大学里听课要由一个专门委员会认可才行，经过努力，克服重重困难后，同意让柯瓦列夫斯卡娅旁听基础课。柯瓦列夫斯卡娅终于进入了海德堡大学，在数学家哥尼斯伯格的教授下学习数学，并兼听大物理学家亥姆霍兹的物理课。柯瓦列夫斯卡娅勤奋好学，对数学知识有敏锐的理解力，而且她坚信妇女能掌握这些严密深奥的知识，并登上科学高峰，她的坚强意志和毅力轰动了学校。即使这样，柯瓦列夫斯卡娅也只被允许听了三个学期的课。哥尼斯伯格在课堂上经常颂扬他的老师，号称“数学分析之父”的维尔斯特拉斯，这激起柯瓦列夫斯卡娅对这位数学大师的崇敬之情，她决心到柏林去。1870年，柯瓦列夫斯卡娅到达柏林，她希望到柏林大学直接听著名数学家外尔斯持拉斯(KJWWeierstrass)讲课。但是，当时柏林大学规定女生不能同男生在同一教室听课。为了求学，柯瓦列夫斯卡娅找到外尔斯特拉斯，恳切地要求外尔斯特拉斯接收她做学生。为了摸清这位年轻人的数学水平，外尔斯待拉斯出了一些给高材生作的关于超椭圆函数方面的难题让她带回去做。一个星期以后，柯瓦列夫斯卡娅将做完的题目答案交给外尔斯特拉斯。这位老数学家惊喜地看到，这位来自远方的女青年做的答案，不仅解得正确，而且逻辑严谨，方法有创见。外尔斯特拉斯十分高兴，决定破例单独收这个学生。当时外尔斯特拉斯已55岁，而柯瓦列夫斯卡娅才20岁。外尔斯特拉斯每周星期天在自己家里为柯瓦列夫斯卡娅授课，同时每周抽出其它时间到她的寓所辅导、批改作业，从1870年至1874年秋天持续4年从未间断，在培养这位有才华的年轻人身上倾注了自己的心血。索菲哑学习非常刻苦，专心致志，外尔斯特拉斯在给友人的一次信中写道，柯瓦列夫斯卡娅酷爱数学，一接触到数学，就忘记生活中的一切。柯瓦列夫斯卡娅在外尔斯特拉斯的教导下进步很快。1874年，柯瓦列夫斯卡娅写出偏微分方程论、土星环研究的补充与评注、关于第三类型阿贝尔积分的化简等3篇论文。1874年底，哥丁根大学根据外尔斯持拉斯的推荐，授予柯瓦列夫斯卡娅哲学博士学位，这时她24岁。柯瓦列夫斯卡娅是数学史上第一位女博士。坎坷的人生柯瓦列夫斯卡娅获得学位以后，与BO柯瓦列夫斯基正式结婚， 1874年秋，柯瓦列夫斯卡娅带着学者的荣誉和报国的热情，兴致勃勃地再次回到俄国。但是俄罗斯并没有张开双臂拥抱争气的女儿。柯瓦列夫斯卡娅来到彼得堡，一切几乎仍是老样子。唯一的起色，就是妇女被允许在学校教低年级算术了，但是她还是找不到工作，只得和丈夫一起去父亲的田庄“待业”，由于找不到大学教师的职位，柯瓦列夫斯卡娅用了很多时间从事写小说、戏剧与评论的工作。1878年她女儿出世。后来，柯瓦列夫斯卡娅夫妇来到莫斯科，开办一个女子学校，柯瓦列夫斯卡娅不擅长财务管理，结果竟到了破产的边缘。失去了财产并没有使她心痛；作为一个数学家在自己的祖国却没有研究数学的权利，这才使她痛心疾首。她曾要求应考俄罗斯学位，不但没有得到批准，反而遭到教育部长的一顿训斥。她准备静下心来独立研究，沙皇政府却把她当作“危险分子”加以追捕。她走投无路，只得离开她曾经梦绕魂牵的祖国。她带着女儿，流落异国他乡一个朋友因邀请她去瑞典新成立的斯德哥尔摩大学任教，成了全瑞典第一位女讲师！当地的民主报用下面几句话报导她的来临：“今天我们不是报导某一个庸俗王子的抵达科学公主柯瓦列夫斯基夫人光临到我们的城市，她将是全瑞典的第一位女讲师。”第一年，她仍用德语讲授偏微分方程理论，第二年，她就能用瑞典语讲课了。此间，她先后担任了数学、力学、天文学等学科的十二门课的教学。 1879年，她在俄罗斯自然科学家第6次会议上宣读了关于第三类型阿贝尔积分的论文。在俄国从事数学研究工作的理想失望以后，1881年她又回到柏林，尔后又到巴黎。1883年4月，她丈夫因经商面临破产而自杀身亡，这给她精神上很大打击。然丈夫去世给他很大的打击，但是柯瓦列夫斯卡娅以坚强的毅力继续从事数学研究。令人十分遗憾的是，以解决了刚体绕定点转动问题而享誉世界的柯瓦列夫斯卡娅，一生却像一个流浪的陀螺，在自己的祖国始终找不到一个“定点”。在侨居瑞典的日子里，柯瓦列夫斯卡娅无时不在思念故土，也曾不止一次回国访问，希望能在国内谋取一个数学研究的职业，把自己的聪明才智奉献给祖国。但是沙皇政府对这颗拳拳的赤子之心冷若冰霜，甚至把这颗赤心当成足球，唯恐它进入自己的球门。1890年冬天，柯瓦列夫斯卡娅冒着严寒又一次回到祖国，为在祖国找到一个相应的职业做了最后一次努力。然而，沙皇政府一如既往，一脚又把柯瓦列夫斯卡娅踢出国门。年方40岁的柯瓦列夫斯卡娅，带着无穷的困惑，也带着满腔的悲愤和失望，离开了俄罗斯，在回瑞典的途中，因受风寒，诱发肺炎，从此一病不起。1891年2月10日，伟大的女数学家柯瓦列夫斯卡娅柯瓦列夫斯卡娅在斯德哥尔摩与世长辞，时年仅41岁。卓越的成就柯瓦列夫斯卡娅不仅是近世最卓越的女数学家，并且享有妇女解放运动领袖的声誉，对于改变妇女长期无权进入高等教育领地的状况贡献卓著。柯瓦列夫斯卡娅的一生及她所发表过的数学文章而言，看成是最近两个世纪以来最最光辉耀人的女性数学家，在偏微分方程与数学物理领域贡献卓著。因为她坚强的意志力，无比的毅力，使她除了得到几个数学的奖项外，她的几个重要的发现，更使得当时的欧洲在数学方面更加的完善，更加的进步。柯西-柯瓦列夫斯卡娅定理1870年，柯瓦列夫斯卡娅完成了三篇杰出的论文，分别关于偏微分方程，阿贝尔积分及土星光环三篇论文。当中以偏微分方程论最具影响力，她把柯西提出的偏微分方程解的存在定理加以推广，受到数学界的一致称赞，并将该定理称为柯西-柯瓦列夫斯卡娅定理。在妇女走向科学的道路仍然没有开放，柯瓦列夫斯卡娅在任何一所高等学校都未能找到工作时，柯瓦列夫斯卡娅曾一度放弃数学特长，从事文学和新闻工作。柯瓦列夫斯卡娅能认真对待每项工作，在文学上也出了成果，出版了小说女虚无主义者，剧本为幸福而斗争等优秀作品。女虚无主义者描述当时严酷的社会政治问题。她的散文、诗歌和学术论文一样广为流传。自传童年的回忆，描写了她还是小女孩时在俄国的成长经历，受到了文学评论家的热情评论，将它比作俄罗斯最优秀的文学作品。并分别在俄国和瑞典上演。 在德国，柯瓦列夫斯卡娅先后就学于著名的海德堡大学和柏林大学。她如鱼得水，潜心学习和研究，取得了令人惊异的进展。她在几篇学位论文中成功地解决了当时数学界注目的几个问题。首先，她推广了法国数学家建立的一条重要定理，这个定理，成了近代数学一个重要领域偏微分方程理论中的基本定理。其次，柯瓦列夫斯卡娅在她的第二篇论文中讨论了“阿贝尔积分”这个难度很大的课题。当时许多数学家都探讨过这个问题，但收效甚微。柯瓦列夫斯卡娅以高度的技巧，解决了别人未曾解决的诸多难点。她在第三篇论文中，以严密的论证，修正了法国科学泰斗拉普拉斯关于土星光环形状的理论，表现了她应用数学理论解决实际问题的卓越才华。鉴于柯瓦列夫斯卡娅在数学研究中取得的杰出成就，德国的数学中心哥廷跟大学授予她“最高荣誉的哲学博士”学位，那年她才24岁。由于那时数学还没有从哲学中分离出来，因此历史上第一个数学女博士应该说是素菲娅。 在1883年，她在俄罗斯自然科学家第7次会议上又宣读了关于光在晶体中折射的论文，在瑞典数学家米塔一列夫勒(MGMittag Leffler)的帮助下，柯瓦列夫斯卡娅被聘到斯德哥尔摩大学任教， 11884年，被正式聘为高等分析教授，继而又聘为力学教授。柯瓦列夫斯卡娅在斯德哥尔摩大学开设了许多课程，有偏微分方程理论、初等代数、代数函数论、椭圆函数论入、势函数论、椭圆函数的应用、分析在数论中的应用等12门，她的出色讲课，使她受到学生们的尊敬和爱戴。她的名字也逐渐为人们所熟悉。1886年，一位英国数学家写了一首14行诗来赞美她，把她比做天堂的宙斯，是玛拉湖上空闪烁的星星。 她在斯德哥尔摩大学，除了教学之外，还编辑具有第一流学术水平的国际性数学杂志数学学报，并且还获得了法国科学院鲍廷奖金。这笔奖金，是她在1888年因解决了著名的“数学水妖”问题刚体绕定点的转动问题而荣获的。这个奖项竞赛的规则是，要求参加者必须将自己的作品和名字密封在一个封袋里面，而封袋上写上和作品上相同的格言，这些封袋要一直等到最后结果评定之后才能开封。当评审委员最后选中柯瓦列夫斯卡娅的作品的时候，他们并不知道自己所选中的是一位女性的作品，更由于柯瓦列夫斯卡娅作品的卓越，使得平常三千法郎的奖金增加到五千法郎。柯瓦列夫斯卡娅当时写在封袋上的格言是：说出你所知道的，做你该做的，然后一切顺乎自然。什么是刚体绕定点的转动呢？简单说来，把一个陀螺放在地上，用鞭子抽打它，它就会在一个稳定的状态下急速旋转。这时候，陀螺就是“刚体”，陀螺旋转时与地面接触的那个尖点就是“定点”。柯瓦列夫斯卡娅成功地用数学方法，找出了陀螺上任一点在任一时刻的空间位置。在现代科学中，用来给舰艇、飞机和宇宙飞船导航的陀螺仪，就是利用这一原理制造的。就是柯瓦列夫斯卡娅发表的这篇论文体绕定点旋转的问题，解决了历史上100多年悬而未决的问题。 1889年，柯瓦列夫斯卡娅成为斯德哥尔摩大学终生教授，成为世界上第一位女教授。同年，瑞典科学院对她在刚体运动方面的进一步研究成果又给予了奖励(1500克列尔)。柯瓦列夫斯卡娅在数学上取得这么大的成就，然而她的祖国俄国却没有她的立足之地，当时一些俄国学者，如数学家切比雪夫等据理力争，建议被得堡科学院授予柯瓦列夫斯卡娅通讯院士的称号，l889年11月l6日，经过激烈的争论，彼得堡科学院以20票对6票获得通过。这是历史上第一个获得科学院院士称号的女科学家。1890年春假期间，柯瓦列夫斯卡娅回俄国度假，被得堡市议会为这位著名女数学家举行了热烈的欢迎会，表达了祖国人民对这位学者的尊敬与爱戴。1890年，柯瓦列夫斯卡娅在数学上的最后贡献是她为势论中的一个定理找到了更简单的证明。这个定理是物理学家海因里斯.布伦斯在较早时候证明的。柯瓦列夫斯卡娅写了一篇短文关于不论斯先生的定理，并于1891年发表在数学学报。1891年2月，柯瓦列夫斯卡娅不幸因患肺炎而逝世时，数学界对她的逝世表示了深切的哀悼。未塔列夫勒在挽诗中写道，只要土星依然放射光辉，只要地球上还有人类，全世界将铭记她不朽的英名，那荣誉的桂冠，她永远当之无愧。外尔斯特拉斯更为悲痛，他评价自己早逝的学生是：人虽离世，思想永存。女数学家柯瓦列夫斯卡娅的一生为妇女攀登科学高峰树立了光辉的榜样。l896年，由妇女界集资在她的墓前塑造了一座纪念像。她是女性的骄傲，她的形象和事迹，永远铭记在人们心中。数学思想柯瓦列夫斯卡娅在数学上的最大贡献是关于偏微分方程初值问题的存在定理. 至今称为柯瓦列夫斯卡娅定理. 她的论文是关于偏微分方程理论，论文作为主要文章发表在德国一流数学杂志纯粹数学与应用数学杂志上，这个成果很快受到其他数学研究者的赞扬，查尔斯.艾尔米特称他为未来领域所有研究的出发点。庞加莱将其看作是柯西证明法的重要进展，是偏微分方程理论的基本原理之一。柯瓦列夫斯卡娅的第二篇论文是论某一形式的第三类阿贝尔积分简化为椭圆积分，这篇论文扩展了威尔斯特拉斯在高级微积分领域的一个结果，并说明如何将所谓的阿贝尔积分的特定形式表达式转化为更简单的椭圆积分，从而使这些困难问题变得更易解决。柯瓦列夫斯卡娅的第三篇论文是对拉普拉斯土星光环形态研究的补充和观察，此前，法国数学家拉普拉斯提出一个革命性的理论来解释太阳和行星的形成过程。在土星赤道上空有一圈由冰和岩石组成的稠密光环，他们围绕土星运动。柯瓦列夫斯卡娅给出了这个光环的一些数学性质，他证明了光环既不是圆形也不是椭圆，而更接近卵形，并且形状不断改变。在这个研究中，他利用被称为幂级数的数学对象，但是它采用一种新颖的使用方法。庞加莱等数学家修改了他提出来的幂级数方法，并用来解决其它问题。她在力学上的贡献是给出了关于重刚体绕固定点运动的一种可积情形，谈到刚体绕固定点运动, 它的运动微分方程是欧拉 1758 年提出的, 这组方程的第一种可积情形是由欧拉解决即刚体的重心处于固定点而不受其他外力的情形. 第二种可积情形是由拉格朗日 (L ag range1736 1813) 给出的, 即当刚体的 3 个主转动惯量中有两个相等: I x x = I y y = I , 且重心的 x , y 坐标与固定点重合时. 第三种可积情形即柯瓦列夫斯卡娅情形, 当I x x = I y y = 2 I z z , 且重心在回转惯性椭球的赤道平面上，迄今为止, 得到的可积情形也仅此 3 种而已. 而且业已证明除这 3 种情形外, 都不能有通过简单单