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文档简介

1、数学史上最著名的5个女数学家1、最早的女数学家:希帕蒂娅希帕蒂娅(Hypatia)生活在东罗马帝国时期的亚历山大城 (现在埃及的亚历山大港),她的父亲赛昂是著名的亚历山大 图书馆的最后一批学者之一。与众多古代学者一样,希帕蒂 娅不仅是数学家,还是天文学家和哲学家。她在学院中讲授 圆锥曲线、代数学、几何原本和天文学等课程。由于缺乏直 接的历史资料, 希帕蒂娅真正的数学成就已难以考察,但 从间接的书信传记中可以大致知道,她曾协助父亲补注托勒 密的天文学大成以及欧几里得的原本,以及丢番图的算术与阿波罗尼奥斯的圆锥曲线 。作为智慧与美貌并重的传奇, 希帕蒂娅是亚历山大城的一 个传奇。她经常身着哲学家惯

2、有的打满补丁的长袍向公众讲 演,市民见到她都会欢呼甚至“撒花庆祝”(真的将花束抛给她)。公元4世纪晚期,基督教成为罗马帝国的国教, 而其他宗教则受到排挤和迫害。亚历山大城的主教西里尔和 执政官俄瑞斯忒斯之间的矛盾也愈发尖锐,俄瑞斯忒斯和希 帕蒂娅都是异教徒,且颇有私交,于是很多基督徒认为主教 西里尔和执政官俄瑞斯忒斯之间的矛盾是希帕蒂娅挑拨的 结果。公元415年3月的一天,希帕蒂娅在回家的路上被一群 蒙面的歹徒从马车中绑架,他们将希帕蒂娅带到一座教堂并脱光了她的衣服,用锋利的蚌壳将她身上的肉挖掉,又将残 余的四肢投入火中焚毁。俄瑞斯忒斯得知希帕蒂娅的死讯后 要求罗马帝国派人调查,他本人也立刻辞

3、职逃离了亚历山大 城。罗马方面来人屡次调查都没有结果,西里尔又推说希帕 蒂娅其实还活着,只是去了雅典。此事最终不了了之,东罗 马帝国最伟大的女学者也香消玉殒。2、挑战费马最后猜想的人:苏菲 •姬曼苏菲 •姬曼(Marie-Sophie Germain) 在 1776 年由 生于法国巴黎一个富庶的家庭。13岁时法国大革命爆发,苏菲被迫禁足,只好在家中的图书馆消磨时间。偶然间被数学史中阿基米德之死的故事深深吸引,于是她开始翻阅与 数学相关的书籍。为了能够读懂牛顿和欧拉的著作,她甚至 自学了拉丁文和希腊文。在她18岁时,由于性别原因,苏菲无法进入巴黎综合理 工学院

4、。但学院允许任何人索取讲义、将作业邮寄给教师批 改。她以M. LeBlanc 的名字索取讲义并提交了一份关于分 析学的报告,这份报告得到了时任教授的法国数学家拉格朗 日的赞许,他邀请 LeBlanc见面一叙,苏菲见无法再隐瞒 索性和盘托由,拉格朗日得知真相后,亲自到她家中看望并 豉励她。1798年,苏菲读到了法国数学家勒让德的数论,开始研究“费马最后猜想”(即现在的费马大定理)。为了证明费马猜想,苏菲研究了高斯关于数论的文章,并以M.LeBlanc的假名开始与高斯通信。1807年前后,拿破仑的部队进攻德国,苏菲通过家族的关系拜托一位法国高级军官 确保了高斯的安全。但由于苏菲始终以假名与高斯通信

5、,高 斯并不知道谁保护了他。1809年,高斯的兴趣转向应用性更强的问题,他们的通 信也就此中断了。十年后,苏菲又给高斯写了一封信,阐述 了她对证明费马猜想的思路,并在一个特殊的条件下证明了 这一猜想,但高斯没有回信。苏菲的论证从未正式发表,她的工作在勒让德数论第 2版的脚注中由现。勒让德利用她的结果证明了n = 5 时费马猜想是正确的,他将苏菲的证明称为“(迄今)关于费马 猜想的最好结果”。尽管英国数学家怀尔斯等人,于 2019 年成功证明了费马猜想, 由此,这一猜想也改称为费马定理 ) 并没有使用苏菲的思路证明费马猜想,但她的结果是该猜想 被提由后近200年间最大的进展。在与高斯的通信中断后

6、,苏菲的研究兴趣也转向弹性理 论。1809年,法国科学院提由悬赏,征集能够描述克拉德 尼弹性振动实验的方程。苏菲与法国数学家泊松是主要的参 与者,但随着泊松被选为科学院院士,他主动退由竞赛(但仍然从事这方面的研究)。1811年,苏菲第一次提交了她的结果,并没有获得科学院的认可,这项悬赏被延长两年。1813年她第二次提交了结果,但因为其中有严重的数学错误也没有获得认可(因为她基本属于自学成才,因此许多证明并不严谨 )。此后她开 始与泊松进行讨论,后者于 1814年发表论文,并未提到与 苏菲的讨论。1816年,苏菲第三次提交结果,终于得到科学院认可。 虽然她的方程与实验结果并不吻合(因为她引用了欧

7、拉的另一个方程作为边界条件,但这个方程是错误的),但最终科学院还是接受了她的论文并向她授奖,苏菲•姬曼成为第一位得到科学院奖励的女性。当时法国科学院禁止除了 院士夫人之外的女性涉足,苏菲始终无法堂而皇之地进入科 学院参加学术讨论。直到 7年后,她与科学院秘书傅里叶 成为朋友,这项禁令才成为历史。1831年苏菲因为乳腺癌而去世。尽管她的学术成就已经 得到了认可,但在官方的死亡证明上仍将她列为“领取固定 年金的女性“(rentière– annuitant)而不是 数学家。她去世 6年之后,哥廷根大学(University of G&am

8、p;ouml;ttingen)考虑授予她荣誉学位,高斯写道,“她向 世界证明了女性也可以在最精细和抽象的领域做由杰生的 贡献,因此向她授予荣誉学位是完全合理的”。为了纪念苏菲•姬曼对数论的贡献,现在将 p与 2p+1都是素数的数称为“苏菲•姬曼质数”。3、第一位女程序员:爱达 •洛夫雷斯爱达· 洛夫雷斯(Ada Lovelace) 有一位显赫的父亲一一英国诗人拜伦勋爵,但她却是以“世界上第一位程序员”而闻名。爱达于 1815年在伦敦由生,他的父亲那 时已经颇有名望,但他与爱达母亲之间的婚姻却是一生悲 剧。在爱达一个月大

9、时,她的母亲就因为无法忍受拜伦情绪 化的诗人特质,带着爱达回娘家了。尽管当时英国的法律规 定,若夫妻分居丈夫可以得到孩子的抚养权,但拜伦却从未 要求抚养爱达。在签署了分居协议后,拜伦离开了英国前往 欧洲大陆游历。爱达的母亲不希望女儿长大后与她爸一样情绪化,加上她本人是业余数学爱好者,因此为爱达聘请了数学教师。17岁时,爱达的数学天赋逐渐展现,她的数学教师、当时有名的数学家德·摩根(Augustus De Morgan)在写给爱达 母亲的信中说,爱达“可能会成为一流的数学家”。据说有一次德·摩根夫人带着爱达和其他小姑娘 去参观英国数学家巴贝奇(Babb

10、age)的差分机,这是一个庞 大的机器,可以用来计算多项式的在莫一点的取值,甚至可 以通过多项式来逼近对数函数和指数函数。巴贝奇的差分机 使用了有限差分的方法,从而避免了乘法和除法的运算。尽 管他的差分机并未完全完成,但仍是19世纪初伟大的发明之一。爱达对这项发明很感兴趣,并且向巴贝奇请教其工作原理,巴贝奇也对这个小姑娘留下了深刻的印象。好笑的是,爱达的母亲认为巴贝奇只是个江湖骗子。但 1836年爱达还是写信给巴贝奇,请求他教授数学知识。巴 贝奇在差分机的基础上设计了分析机,这是一种更加强大的 计算机,它可以将计算结果通过打孔记录在卡片上,而后再 读入这些信息进行下一次计算。巴贝奇甚至设计了队

11、列控 制、分支和循环等结构。如果分析机按照当年巴贝奇的设计 得以完成的话,那将是第一个图灵完全的计算机。1840年,巴贝奇到意大利讲学并向人们推销分析机的概 念,意大利青年数学家米纳布里(Luigi Menabrea) 将他的讲课内容以法语整理由一份笔记 (他后来成为意大利总理)。为 了扩大这份讲义的影响,巴贝奇请爱达将其翻译为英语。爱达的主要成就就是这份讲义翻译稿的附录。经过9个月的工作,她将这份讲义翻译成英文,并在 245页的原稿 后面添加了 297页的附录。在这份附录中,爱达设计了一 个算法计算伯努利数列的值(现在我们知道伯努利数列的值 是黎曼ζ函数在负整数的取值),这

12、也是第一个利用 计算机进行运算的算法说明,因此爱达被称为“世界上第一 位程序员”。可惜的是,巴贝奇的设计在 19世纪从未被真 正建成,直到1989年,伦敦科学博物馆才按巴贝奇的设想 完成了一台差分机。为了纪念爱达的贡献,美国国防部在1980年将他们设计的一种计算机语言命名为 Ada,编号为MIL-STD-1815 ,用 以纪念爱达生生的年份。Ada语言被广泛地应用于各种嵌入式系统,包括航天器、导弹和其他需要高度可靠性的设备。2019年,欧洲航天局发射的“阿丽亚娜5号”火箭就使用了 Ada语言。不幸的是火箭在发射37秒后爆炸并解体,价值5亿美元的卫星付之一炬。爆炸的原因是一段将64位浮点数转换为

13、16位无符号整数的代码,没有返回正确的 数值而返回了一个溢由诊断信息。这段代码是在设计阿丽亚 娜4号火箭时加入的,当时的工程师经过估算认为传感器 的数值远不足以造成 16位系统的溢生,但在阿丽亚娜5号火箭中设计人员简单地重用了这段代码但没有重新估算 数值的大小。作为计算机科学的先驱,爱达在36岁时因为子宫癌造成 的大生血去世。按照她的意愿,她被安葬在拜伦的墓旁。据 说早在她为巴贝奇翻译讲义的时候就曾经预言,未来的计算 机绝不仅仅是数学家的玩物,它可能被用来排版、作曲甚至 是更加复杂的用途,这是连巴贝奇都不敢幻想的超越时代的 洞见。4、首位女数学博士:索菲娅 •柯瓦列夫斯卡娅1

14、850年,索菲娅•柯瓦列夫斯卡娅(Sofia Kovalevskaya)由生在一个普通的俄国家庭,父亲是一位军 人,母亲则是一位学者。索菲娅从小就对数学十分有兴趣,据说她11岁时卧室的墙纸就印着微分和积分的运算(当年有这么潮的墙纸吗?)父母十分支持索菲娅学习数学,还为请了她有名的家教。 在17岁时她决定去大学深造,但是在当时的沙皇俄国,大 学是名副其实的男人帮。于是她只能选择由国留学,为了能 够拿到护照,她与一位学习古生物的学生柯瓦列夫斯基 (Vladimir Kovalevsky)假结婚,在丈夫的担保下,夫妻二人来到了德国。1869年,她开始在海德堡大学 (Universi

15、ty of Heidelberg)旁听,海德堡大学规定,只要教授许可任何人 都可以旁听。在两年间她旁听了亥姆霍兹、基尔霍夫和本生 等人的课程。其间她与丈夫还曾去伦敦游历,在那里他们见 到了赫胥黎和达尔文,她丈夫也因为与达尔文的合作而闻 名。1871年,他们从海德堡迁往柏林,这里的大学不允许她 继续旁听,索菲娅只好聘请维尔斯特拉斯为她单独授课。1874 年她向哥廷根大学 (University of Göttingen) 提交了关于偏微分方程、土星光环和椭圆积分的三篇论文, 在维尔斯特拉斯的大力保荐下,哥廷根大学破例授予她博士 学位,她也成为欧洲第一位获得数学博士的女性。在关于

16、偏 微分方程的论文中,她证明了现在被称为aCauchy-Kovalevski定理的结果,这个定理证明了一类偏微分方程解的存在性。这也是索菲娅最知名的工作之一。获得博士学位后的索菲娅生活并不一帆风顺,夫妻二人陷入经济困难,被迫以经营建筑业为生,但最终还是破产。尽 管索菲娅希望能够谋得一个教职,但当时没有大学愿意聘用 一位女性讲师。1883年,她的丈夫在经历了长期的精神疾 病之后自杀,她在维尔斯特拉斯一位学生的帮助下,成为斯 德哥尔摩大学的一个讲师,次年她成为一位讲座教授(被称为教授但不算正式的职位)并成为数学刊物数学学报的 编辑,她是世界上最早的女性数学杂志编辑之一。1888年,她因为对刚体运动

17、的研究获得了法国科学院的 “博丹奖”(Prix Bordin) 奖,次年被任命为斯德哥尔摩大学的正式教授,也成为北欧第一个女数学教授。由于她的杰 由成就,俄罗斯科学院破例接收她为院士,但她仍然无法在 俄国教书。1891年,索菲娅在旅行归来后染上流感不幸身故,享年41岁。5、抽象代数奠基人:艾米 •诺特艾米•诺特(Amalie Emmy Noether) 是一位不世由的 杰由数学家,她对现代数学和物理的贡献不仅丝毫不逊于男 性数学家,甚至可以算是 20世纪前叶最杰生的科学家之" O1882年艾米•诺特由生在德国埃尔朗根的一个书香门第

18、,父亲是埃尔朗根大学 (Univers让y of Erlangen)的数学教授,几个弟弟后来也都成为数学或化学领域的专家。艾 米小时候的梦想是成为英语和法语教师。1900年艾米进入埃尔朗根大学学习。就在此两年之前, 该大学教务长还说过“男女合校必然导致教学秩序大乱”, 因此艾米作为大学 986个学生中仅有的两位女生之一,她 必须在得到任课教师许可的情况下才能以旁听生的身份进 入课堂。1903年底,她转往哥廷根大学学习一个学期,跟 随闵可夫斯基、克莱因和希尔伯特等大牛学习数学。1904年,她回到埃尔朗根大学并获得正式的学生身份,师从戈尔 丹研究数学并于1907年完成了她的博士论文。1908年到

19、1915年间,她在埃尔朗根大学讲授数学课,但没有任何薪 水。此间她认识了费雪,他向艾米介绍了希尔伯特的研究工 作,艾米将希尔伯特的方法来研究有理函数域和有限群的不 变量理论并发表了若干论文,这也是艾米研究抽象代数的肇 始。1915年,希尔伯特和克莱因邀请艾米重返哥廷根大学, 但这项动议遭遇了极大的阻力,系里的一位教授说,“我们 士兵从前线返回家乡时发现他们竟然要拜倒在一个女人的 脚下学习会怎么想?”希尔伯特反驳,“我不认为性别是我 们评估一个人是否有能力任教的标准,毕竟我们的大学不是 澡堂”。但尽管是这样,艾米还是只能在哥廷根大学无薪代 课(她所讲授的课程名义上是希尔伯特开设的,而她只是希 尔伯特的助教)。这时艾米只能靠家中的接济过活,但她并 没有因此而自怨自艾,在她到达哥廷根大学不久就证明了著 名的Noether's Theorem ,即任守恒量都有与其伴随的 物理对称性。第一次世界大战后,女性在学术界的地位得到了一定的提升。1919年哥廷根大学允许她申请成为教授,1922年她终于获得了聘书成为讲座教授(仍然是没有薪水的教职)。于此 同时,她也开始了对抽象代数的开

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