文艺复兴

这一切都要从文艺复兴开始说起。

欧洲在文艺复兴之前是漫长的中世纪,宗教统治着人们生活的一切,规定了一切的一切。但是十四世纪的黑死病,死的欧洲人口死伤过半。面对着绝望的、残酷的死亡,上帝并没有有效地帮助到困境的人们。占据着人们心灵的宗教,开始裂开了一道缝。人们动摇了对上帝的信仰,一道人性之光,照射进来。进而,这道光照耀着绘画、建筑、文学、哲学等领域催生了漫长又伟大的文艺复兴。

其实欧洲人很苦逼,因为中世纪让原来的欧洲人的科学文化知识一扫而光。只能从阿拉伯文保存的古希腊典籍里找回往日的辉煌。无论是建筑,绘画,雕塑,最后都会牵涉到数学。随着时间的推移又发现数学是解释哲学的重要工具。

现在很多中国人都知道了维纳斯的身高

书说简短,文艺复兴期间出现了两位非常有名的科学家,一个哥白尼,直接挑战了教会的地心说。另外一个是就是伽利略,用数学和实验捍卫了日心说。

伽利略

伽利略不仅仅在科学上有着巨大造诣,他的研究方法论和思维方式和哲学理念影响了所有后世的科学家:伽利略是当时思想家中少数明确宣称自然规律是数学性的。

他写道:

 

“这宇宙中...它是用数学作为语言写成的,他的特性是三角、圆和其它几何形状"

他的数学分析推动了自然哲学的发展在更广义上,他的作品更进一步推动了科学从哲学与宗教中分离出来;这是人类思想的一大进步。伽利略展示了数学、理论物理、试验物理之间奇妙的关系。

牛顿的那本书叫 自然哲学的数学原理

伽利略支持日心说和教会的地心说持续斗争了几十年,他还几次三番被宗教裁判所禁言,差点就删号重练了。伽利略在与教会的斗争中,当然不是一个人在战斗,比如在法国就有个一个秘密组织纠集了一堆科学家默默支持他。

 

梅森学院

素数(质数)的概念大家应该还都记得,那么你是否知道梅森素数(Marin Mersenne)?他发现下面这个规律:

梅森在1644年(李自成杀进北京那一年)发现,表达为2n-1形式的素数,最小的一个是3,然后是7、31、127…… 那么问题来了,这样的梅森素数是否有无穷多个?如何分布?有什么规律?这一直都是数学史上的超级谜题。

 

对,我就是那个挖坑的

挖了一个超级大坑!直到今天还有人拿计算机网络去算。

在有互联网之前,人们总共发现了49个梅森素数,而从1997年至今,所有新的梅森素数都是由互联网梅森素数大搜索(GIMPS)分布式计算项目发现的,此前已陆续发现16个。

 

这个梅森是个牧师,在巴黎的一个修道院里住着。这是个吃教会的饭,砸教会的锅的另类。他是伽利略的坚定捍卫者,还帮助翻译伽利略的书和观点,传播给欧洲其他国家。

 

而梅森又是一个有非常强活动能力的人,他能够在英国,法国,意大利,荷兰的一堆科学家之间沟通交流。就这样在梅森身边也聚拢起一批学者,定期在他的寓所讨论科学问题。这个围绕着梅森聚拢而来的科学家沙龙聚会,后来被称作梅森学院,是当时整个欧洲的学术交流中心之一。 其中有大名鼎鼎的笛卡尔,有光学宗师惠更斯,有专业法官数学家费马(费马猜想,就是他挖的坑),帕斯卡,皮托等等,建立了一个科学的统一战线。

 

在此基础上,1635年梅森成立了非正式的巴黎学者学院 Academia Parisiensis(巴黎皇家科学院的前身),纠集了大约有140位天文学家,哲学家,物理学家,数学家。

 

路易十四的巴黎科学院

1666年(大清,康熙五年)法国的路易十四决定建立一所官方的科学院来推动法国的科学发展。这就是巴黎皇家科学院(Académie royale des sciences de Paris)。路易十四愿意金主,为科学院提供稳定的赞助,来免除科学家的后顾之忧。(ps搞研究很费钱,很多科学家其实是富二代,上面的惠更斯,费马都是富二代)

有了太阳王的授权,路易十四的财务大臣柯尔贝尔砸出大把大把的钱,以梅森学院为基干班底同时又招揽各国人才,建立科学院的人才队伍。

1666年,柯尔贝尔向路易十四引荐皇家科学院成员

其中就有荷兰人惠更斯,这位当年梅森一手提携的年轻人已经成为一流的学者,柯尔贝尔以三倍于其他法国院士的薪水,聘请惠更斯成为巴黎皇家科学院首任院长。

惠更斯

 

另一位外籍科学家乔瓦尼·多美尼科·卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)来自意大利博洛尼亚大学,是杰出的天文学家,执掌博洛尼亚大学天文学系多年,以对木星和火星观测闻名,后成为巴黎天文台的执掌人。

 

巴黎科学院在强大的财政支持及惠更斯-卡西尼双核心的支撑下,强势崛起,迅速成为欧洲大陆的学术中心。在这个过程中,法国也建立了一套挖掘人才、培养人才的长效机制。后来的俄罗斯,苏联也是大量借鉴了法国的这套人才培养体系,才使得法国后面几百年内人才辈出。即便经过惨烈的法国大革命,世界大战,法国的科学总是能爬起来。

 

法国数学的第一次巅峰

巴黎科学院就像一颗磁石一样,吸引了当时欧洲各国的青年才俊,很快大量科学家在法国作出了重大的科研进展。

比如在1672年,德意志的莱布尼茨投奔了巴黎科学院。他在惠更斯的指导下,开始系统地学习数学。在巴黎科学院这个环境下,莱布尼茨的数学功力快速提高。仅仅经过数年,莱布尼茨便独立于牛顿在1675年再次发明了微积分,而且记号体系更为明晰,沿用到今日。

但是自此莱布尼茨也和英国的那边开始了漫长关于微积分发明权的争吵。由于争吵日益激烈,最终英法两岸的数学家分道扬镳。

 

但是英法打嘴仗,但并不妨碍,巴黎科学院的进步和发展。比如当时的莱布尼茨还发明了二进位制,他用数0表示空位,数1表示实位。这样一来,所有的自然数都可以用这两个数来表示了,例如,3=11,5=101。与此同时,莱布尼茨也研制成了机械计算机,他改进了帕斯卡尔的加法器,以便用来计算乘法、除法和开方,而当时一般人都还不大会乘法运算。其中一台被他带到伦敦,另一台被汉诺威图书馆收藏,还有一台作为送给中国皇帝的礼物(这件礼物似乎下落不明)。(康熙年间)

 

 

在巴黎科学院的努力下,唯才是举,几乎名噪一时的大师均被网罗帐下。巴黎皇家科学院的制度优势,给法国带来了领先于时代的科技进步。

 

提出达朗贝尔原理的,达朗贝尔是个私生子。这在欧洲属于地位及其低下的身份。但是达朗贝尔由于出色的天份,二十四岁即被提拔为数学部副院士,靠自己的能力混进一堆贵族和富二代之中。

 

达朗贝尔,同样慧眼识珠,发掘了出身贫贱的拉普拉斯。嗯,就是那个拉普拉斯算子的拉普拉斯。

 

如果没有巴黎皇家科学院,拉普拉斯这种农家子弟根本不可能走这条路。拉普拉斯,仅仅五年之后,拉普拉斯也同样加入科学院,加入到一流数学家的行列中去。

 

1786年,巴黎科学院又从柏林科学院挖来了拉格朗日。

当时的法国科学院集聚着那个时代的顶尖人才,学术地位当之无愧是当时的欧洲的中心。无论是数学,物理,化学都是那个时代的标杆。

 

然而,法国科学的第一次低谷就要来了,因为法国大革命来了。

 

法兰西共和国不需要学者

法国大革命是一场暴民的实践,在科学方面给巴黎皇家科学院带来巨大的冲击。皇家,必然是反动,要打到的。所以1793年8月8日,国民议会决定对科学院专政,把拉瓦节,拉普拉斯,库仑等著名院士清除出科学院。但拉格朗日被保留,并任度量衡委员会主席。9月,恐怖统治开始,革命政府决定逮捕所有在敌国出生的人,经拉瓦锡竭力向当局说明后,把拉格朗日作为例外。

1794年,巴黎迎来了法国大革命的惊涛骇浪,然而这次拉瓦锡自己都没有躲过去。5月7日,执政的激进党开庭审判他们眼中的旧政权代表——包括拉瓦锡在内的28位包税商。此前,由一些科学界人士提出的赦免拉瓦锡的请求,遭到了法官的断然拒绝。

据说,那位法官还豪气冲天地宣称:“共和国不需要学者!”

 

第二天,拉瓦锡在众目睽睽之下被推上了断头台。隔日,曾跟他有过交往的法籍意大利著名数学家拉格朗日闻讯,不禁悲叹:“砍下他的头颅只需要一眨眼工夫,但长出他那样的大脑一百年也不够。”

 

在法兰西大革命中,巴黎皇家科学院受到巨大的冲击,自废武功。大量非法国裔的院士被赶走,法国的一些贵族被送上断头台。近两百年积攒下来的精华,一扫而光。

 

法兰西共和国不需要学者,

法国的科学发展跌进低谷。

 

下一篇,从重建巴黎科学院与倒在凡尔登的数学家 敬请期待

 

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