APP下载

卡尔达诺:文艺复兴时期的科学怪才

2018-03-19王树振

世界文化 2018年3期
关键词:方程医学

王树振

他是一個科学怪才,一生嗜赌成性,行为怪异,却是意大利文艺复兴时期的著名学者。他精通医术,还在数学、物理、占星学等诸多领域造诣颇深,被誉为和达·芬奇齐名的百科全书式学者。他就是吉罗拉莫·卡尔达诺,其人生经历堪称传奇。作为占星学大师,他曾经推算出自己的死亡日期,然而当那一天来临之际,他却毫无死亡征兆,于是他便做出了一个令人匪夷所思的决定……

吉罗拉莫·卡尔达诺(Jirolamo Cardano),1501年9月24日出生于意大利的帕维亚(Pavia),是一个法官的私生子。因为私生子的身份,卡尔达诺在当时备受歧视,再加上自幼体弱多病,逐渐养成了孤僻古怪、冷漠倔强的性格。他的父亲除了精通法学,还对医学、古典文学有所研究,与科学巨匠达·芬奇是至交好友。从4岁开始,卡尔达诺来到父亲身边生活。在父亲的鼓励下,他开始学习古典文学、数学和占星学。在学习过程中,他感觉,古典文学有些枯燥,数学过于简单,都没有占星学有趣。从此他便沉迷于占星术,不能自拔。

18岁的时候,卡尔达诺考入帕维亚大学,开始面临人生第一件大事——选择专业。这是许多人曾经苦恼许久的事情,不过同样的问题摆在卡尔达诺面前,就变得非常简单。他翻开占星书,结果推算出自己命中注定是学医的天才,再加上自己懂得占星术,将来肯定成就非凡,因为在他生活的那个年代,医疗占星大行其道,人们普遍认为医生需要掌握占星术,甚至还出现了一种专供医生使用的星盘。然而,他的这一人生抉择,却遭到父亲的极力反对。在父亲看来,卡尔达诺只有选择法律专业,将来子承父业,才是正道。二人发生严重争执,矛盾无法调解。最后父亲下达最后通牒,如果他坚持学医的话,就断绝其经济来源……

因为失去经济来源,素来衣食无忧的卡尔达诺很快就坚持不住了,然而性格倔强的他并不打算屈服。就在濒临绝望之际,他又拿起占星书,很快推算出自己的幸运场所是赌场!此后,他便成为赌场的常客,经常沉湎于赌博,而且终其一生都未能戒掉赌瘾。身在赌场的卡尔达诺宛若赌神附体,凭借高超的赌技,他的大学生活过得相当滋润。然而他也在自传里表示过忏悔:“也许我根本就不值得拥有赞美,我过度沉溺于轮盘赌和掷骰子,应该受到最严厉的批评……我不仅每年都赌,而且,我羞愧地承认,是每天都赌。”

卡尔达诺实在是太喜欢赌博了,为此还撰写了一部关于赌博游戏的著作,即《论赌博游戏》(1663年),从而将赌博的恶习提升到科学研究的高度。该书介绍了幂定理(在一个随机事件中,某事件重复n次发生的概率)和大数定律(随着试验次数的增加,某事件发生的频率趋于的一个稳定值)等概率学的基本概念和定理,因而成为历史上第一部论及概率学的著作,不但奠定了现代概率学的理论基础,还对后来的统计学、市场营销学、保险业及天气预报都产生了深远影响。卡尔达诺也因此成为首位对概率论进行科学研究的学者,被誉为“概率学之父”。

考入帕维亚大学不久,卡尔达诺转到帕多瓦大学,并于1526年获得医学博士学位。眼看可以在医学领域大展宏图之际,他却因私生子的身份而受到歧视,在申请加入米兰医学协会时,惨遭拒绝。于是他赶紧翻开尘封已久的占星书,这次他推算的幸运场所是帕多瓦附近一个名叫萨科隆戈(Saccolongo)的小镇,于是便去那里开了一家私人诊所,独自开业行诊。期间结识了L.班达雷妮(Bandareni),两人于1531年结婚,共生育了两子一女。然而,开诊所的微薄收入难以维系一家人的庞大开销,卡尔达诺的婚后生活依然捉襟见肘,十分窘迫。于是,在父亲的一个贵族朋友的举荐下,他于1534年成为米兰专科学校的一名数学教师,讲授几何学,从此开始了数学研究。此后,他的家庭经济状况方才有了起色。另外,卡尔达诺在教学和看病之余,还潜心研究医学,并陆续出版了几部医学专著,其中一部名曰《论医生的不当治疗》,在总结行医经验的同时,还专门揭露了当时医生的愚昧和医疗手段的恐怖。

最终萨科隆戈小镇果真成了卡尔达诺的命运转折点,先是一位著名的修道院院长得了急病,被他治愈;随后,苏格兰大主教在经过小镇时突然旧疾复发,又被他妙手回春……从此,凭借高超的医术,他开始在欧洲的上流社会声名鹊起。米兰医学协会见此情形,立马撤销此前的决定,盛情邀请他加入协会。1539年,他转入米兰医学院任教,不久便成为该医学院的负责人。1543年他又到帕维亚大学担任医学教授。1552年,他还专程到英国爱丁堡为大主教J.哈密顿(Hamilton)及其他达官显贵治病,还曾担任过英国国王爱德华六世的御医。

成为闻名欧洲的医生之后,卡尔达诺对数学研究产生了浓厚的兴趣,准备写一本记录当时数学界最新发现的书。由于当时困扰欧洲数学界的最大难题就是一元高次方程的求解,因而在得知数学家N.塔尔塔利亚(Tartaglia)已经解出多种三次方程后,卡尔达诺便多次登门拜访,请求对方告知解法。然而,无论他如何软磨硬泡,却始终碰钉子。于是,他便用自己的人脉关系做交换,声称跟意大利总督兼司令瓦斯托侯爵是至交好友,只要塔尔塔利亚告诉他三次方程的解法,就可以让他成为西班牙炮兵顾问,同时他还发誓绝不泄密。最后,卡尔达诺终于得到了一首隐藏着一元三次方程解法的25行小诗。后来,经过多年研究,卡尔达诺与学生费里拉(Ferrari)终于破解了一元三次方程的解法,还得出了一元四次方程的一般解。然而,他违背了当初的誓言,将一元三次方程的解法、相关证明以及一元四次方程的解法写在了一本名为《大术》的书上,并于1545年出版。他还在书中明确指出一元三次方程有三个根,而塔尔塔利亚的解只有一个根。从此,一元三次方程的求根公式便被称作“卡尔达诺公式”。尽管他已在书中注明了塔尔塔利亚的贡献,而人们记住的仍然是“卡尔达诺公式”。

因为赌技一流,精通医术,还研究学术,出版了多部著作,卡尔达诺短时间内积攒了大量财富,为防止别人觊觎他的钱财,便发明出最早的密码锁。此外,他还提出了物体支撑力的“斜面原理”,并设计出多种机械装置。1548年,罗马帝国皇帝查尔斯五世来到米兰时,他为皇帝的马车设计了一个悬挂装置,这便是著名的“卡尔达诺悬置”。此外,他还设计过一种万向轴,世人称之为“卡尔达诺轴”,至今仍在汽车上使用。在地质学方面,他是最早提出自然界水循环理论的学者,并指出山岳的形成是流水侵蚀的结果。作为医生,他既精于诊断开方,又专于外科手术,是历史上第一个对斑疹伤寒做出临床描述并给出诊断方法的人。此外,他还完成了两部百科全书式著作:《事物之精妙》(1550年)与《世间万物》(1553年),其中包含了大量力学、机械学、天文学、化学、生物学等科学知识,还有密码术、炼金术、占星术等内容,以及打捞沉船和测量距离的机械、仪器和方法的示意图。他的这两部著作在当时被誉为最好的百科全书,曾经多次印刷出版,广泛流传。

尽管卡尔达诺个人成就非凡,他的家庭却非常不幸。他最疼爱的大儿子因为杀死不忠的妻子于1560年被判死刑,让他陷入了极度的悲痛。他的女儿后来沦为娼妓,死于梅毒。与此同时,他的小儿子生活放荡,桀骜不驯,经常偷窃他的财物,而他“不得不一次又一次地将其送进监狱”。为了摆脱悲痛,他于1962年去波伦亚大学担任医学教授,其间用占星术推算耶稣的出生星位,宣称救世主一生的遭遇都是由天上的星象支配的,因此被指控大逆不道,于1570年被宗教法庭判处九个月监禁,直到宣誓“放弃异端邪说”才被释放出狱。虽然获释,但他却因此失去了教职和学术出版权。更可悲的是,他的小儿子也参与了指控。在陆续失去亲人、朋友和事业后,监禁和羞辱让年近古稀的卡尔达诺心如死灰。他于1571年移居罗马,随后否极泰来,得到教皇皮乌斯五世(Pope Pius V)的赏识,成为其宫廷占星学家,并获得养老金。

尽管否极泰来,卡尔达诺却始终未能走出人生的低谷。在他看来,生活已了无乐趣,对人生也已失去希望,于是便用占星术推算出了自己的死亡日期,即1576年9月21日。此后,他在等待死神降临的同时,开始着手创作自传《我的生平》,记录自己的传奇一生。然而真正到了推算的那一天,他的身体却非常健康,没有任何要离开人世的迹象。为了维护自己占星学家的声誉,他便选择了服毒自杀,享年75岁,一代大师就此陨落。

经历过黑暗的中世纪后,欧洲开始寻求人性的解放,这便是发端于意大利的文艺复兴运动。在此之前,基督教不仅统治着经济和社会,还统治着世人的思想和灵魂,人性被长期的压抑,而文艺复兴则重新唤醒了人性,因此当时的欧洲涌现出许多杰出人物。正如恩格斯所言,文艺复兴是一个需要巨人,而且出现了巨人的时代。卡尔达诺就是这样一个文艺复兴时期的科学巨人。对现代读者而言,他是一个自相矛盾却令人着迷的传奇人物。坎坷的人生经历造就了他孤僻的性情,因而常被描述为科学史上的怪人。天资聪颖的他在数学、物理学和医学等领域成就斐然,同时还痴迷于占星术和赌博,对占星术、符咒和吉凶之兆深信不疑。可以说,他的一只脚已经跨入了现代理性世界,另一只脚却依然停留在中世纪的非理性世界。虽然他行为怪异,嗜赌成性,却用一生的时间,在科学理论和实践方面取得了瞩目成就,很好地诠释了真正的文艺复兴精神。就在他谢世一百年后,德国哲学家兼数学家莱布尼兹恰当地概括了他的一生:“卡尔达诺是一个有许多缺点的伟人;没有这些缺点,他将举世无双。”

猜你喜欢

方程医学
方程的再认识
第2讲 “方程与不等式”复习精讲
方程(组)的由来
医学写作的概念
第2讲 “方程与不等式”复习精讲
医学的进步
预防新型冠状病毒, 你必须知道的事
圆的方程
让医学大数据给你解答
医学