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三栖巨星拉格朗日

2020-05-13霍婷编文赵焯铨绘画

少儿科技 2020年2期
关键词:都灵欧拉力学

霍婷编文 赵焯铨绘画

1.在18世纪的科学界,有一位被誉为当时“欧洲最大之希望”的三栖巨星。他叫约瑟夫·拉格朗日,在数学、力学和天文学领域中都有卓越贡献,其中数学成就最突出。

2.1736年1月25日,拉格朗日出生在撒丁王国的都灵市,家境很好。父亲是军官,还经商,母亲是一位富有的物理学家的独生女。可惜,后来由于父亲投资失败,家道中落了。

3.少年时代,拉格朗日喜欢文学,常常抱怨当时他学习的几何太枯燥。一个偶然的机会,他看到数学家哈雷写的论文,意识到在解决某些问题时用数学分析比用几何好得多,从此迷上了数学分析。

4.拉格朗日很快学会数学分析方法,18岁写出第一篇相关论文。不久,他得知自己论证的内容早在半个世纪前已被论证。他失望极了,甚至寝食难安,担心别人以为他是抄袭者。

5.为了证明自己有能力,拉格朗日调整研究方向,加倍努力。当时,著名数学家欧拉正研究数学分析领域内的一个难题,拉格朗日决定也研究它,因为这个难题肯定是悬而未决的。

6.拉格朗日沿着欧拉的思路深入分析,经过许多个不眠之夜,终于做出成果,发展了欧拉开创的变分法。欧拉得知后非常兴奋,写信肯定该成果很有价值。两人频繁写信交流,促使变分法作为数学的新分支出现。

7.拉格朗日声名鹊起,很快成为教授。他越干越有劲,带领一批都灵青年科学家成立了科学协会,出版学术刊物《都灵科学论丛》。在刊物上,他先后发表了多篇学术论文。

8.在方程的解法上,拉格朗日也用了大量精力。他把前人解三次方程、四次方程的各种解法总结为一套标准方法:把方程化为低一次的方程(称辅助方程或预解式),再求解。

9.拉格朗日还用数学分析方法研究力学、天文学。18世纪60年代初,法国科学院悬赏征解月球何以自转、为何自转时总以同一面对着地球的难题,拉格朗日正确解答,获了奖。

10.此后,拉格朗日经常研究这类竞赛题,破解了“六体问题”(木星4个卫星和太阳之间的摄动问题)、“三体问题”(月球运动问题)等难题,于1766年、1772年、1774年、1776年、1780年频频获奖。

11.在总结各种力学基本原理的基础上,拉格朗日运用变分原理和分析方法,建立起完整、和谐的力学体系,创立了分析力学,使力学分析化。52岁时,他出版了名著《分析力学》。

12.晚年,拉格朗日主要埋頭整理、推广过去的工作成果。1813年4月,他在法国巴黎逝世。今天,科学突飞猛进,但是拉格朗日的许多结论仍然几乎一字不差地被引用着,人们特意为他发行了纪念邮票……

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