通信名人傳奇：大神拉格朗日

之前文章里，曾經(jīng)給大家介紹過(guò)18世紀(jì)法國(guó)兩位大神級(jí)的數(shù)學(xué)家——傅里葉和拉普拉斯。

今天，我要介紹的，是和傅爺、拉爺并稱“高數(shù)三巨頭”的最后一位大神。嗯，沒(méi)錯(cuò)，他就是拉格朗日。

拉格朗日

是不是又陷入了被拉格朗日中值定理支配的恐懼？哈哈，三位大神組成的“傅拉拉”男子天團(tuán)，確實(shí)會(huì)讓很多小伙伴聞之色變。

不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，都已經(jīng)過(guò)了200多年，大神們還頻繁出現(xiàn)在我們的課本上，也足以說(shuō)明他們的貢獻(xiàn)和價(jià)值。

好了，廢話不多說(shuō)，讓我們直奔主題，來(lái)詳細(xì)了解一下拉格朗日大神的傳奇人生。

拉格朗日，全名是約瑟夫·路易斯·拉格朗日(Joseph Louis Lagrange)，舉世聞名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家，曾獲得18世紀(jì)“歐洲最大之希望”、“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”的贊譽(yù)，由此可見(jiàn)他的歷史地位。

拉格朗日是法國(guó)人，不過(guò)兼有法國(guó)和意大利血統(tǒng)。

他1736年生于意大利都靈。他的祖父是法國(guó)的炮兵隊(duì)長(zhǎng)，受聘來(lái)到都靈為撒丁王國(guó)服務(wù)，和當(dāng)?shù)匾晃幻T(mén)閨秀結(jié)婚以后，就在這里定居下來(lái)。父親一度是撒丁陸軍部的一名軍官。母親瑪麗是坎培諾一位富有的物理學(xué)家的獨(dú)生女。

他的父親除了是一名軍官之外，還經(jīng)商，所以拉格朗日小時(shí)候家境一度非常富裕。

不過(guò)，好景不長(zhǎng)，他父親在一次投機(jī)生意中遭遇挫折，導(dǎo)致了破產(chǎn)。所以后來(lái)的生活就過(guò)得較為拮據(jù)。

拉格朗日并沒(méi)有為此感到失望，反而比較樂(lè)觀，后來(lái)他回憶說(shuō)：“幸好我家破產(chǎn)了，不然我就會(huì)變成一個(gè)除了錢(qián)一無(wú)所有的人，那樣就太可悲了。” （好吧...大神就是大神，人生高度就是不一樣...）

拉格朗日小時(shí)候，他父親希望他能成為一名律師，但是他本人對(duì)法律毫無(wú)興趣。

他也并不是一開(kāi)始就喜歡數(shù)學(xué)。起初，他對(duì)文學(xué)非常感興趣，直到16歲那年，他偶然讀到一篇介紹牛頓微積分的文章《微積分簡(jiǎn)介——微積分方法和它對(duì)于希臘幾何方法的優(yōu)越性》，使他對(duì)牛頓產(chǎn)生了無(wú)限崇拜和敬仰之情，于是，他下決心要成為牛頓那樣的數(shù)學(xué)家。

后來(lái)，拉格朗日進(jìn)入都靈皇家炮兵學(xué)院學(xué)習(xí)，開(kāi)始有計(jì)劃地自學(xué)數(shù)學(xué)。因?yàn)樽陨淼奶熨x，加上勤奮刻苦，他的進(jìn)步非常迅速。

1754年，也就是拉格朗日18歲的時(shí)候，寫(xiě)出第一篇論文，是用牛頓二項(xiàng)式定理處理兩函數(shù)乘積的高階微商。他把論文寄給數(shù)學(xué)家法尼亞諾，同時(shí)也寄給在柏林的歐拉。

上帝公式之父——?dú)W拉

可是后來(lái)他發(fā)現(xiàn)，這個(gè)成果早在半個(gè)世紀(jì)前就被萊布尼茲取得了。失望之余，他并沒(méi)有灰心，繼續(xù)從事自己的研究。

1755年8月12日，拉格朗日在寫(xiě)給歐拉（當(dāng)時(shí)擔(dān)任普魯士科學(xué)院數(shù)學(xué)部主任）的信中，給出了用純分析方法求變分極值的提要。歐拉在9月6日回信中稱此工作很有價(jià)值。從此，拉格朗日聲名鵲起。

9月28日，他被任命為都靈皇家炮兵學(xué)校教授，年僅19歲。（我們19歲估計(jì)還在上大二...）

1756年，受歐拉的舉薦，拉格朗日被任命為普魯士科學(xué)院通訊院士。

1757年，以拉格朗日為首的一批都靈青年科學(xué)家，成立了一個(gè)科學(xué)協(xié)會(huì)（即都靈皇家科學(xué)院的前身），并開(kāi)始以拉丁語(yǔ)和法語(yǔ)出版學(xué)術(shù)刊物《都靈科學(xué)論叢》。

刊物的前三卷（1759年、1762年、1766年），刊登了拉格朗日幾乎全部都靈時(shí)期的論文。其中有關(guān)變分法、分析力學(xué)、聲音傳播、常微分方程解法、月球天平動(dòng)、木衛(wèi)運(yùn)動(dòng)等方面的成果都是當(dāng)時(shí)最出色的，為后來(lái)他在這些領(lǐng)域內(nèi)的更大貢獻(xiàn)打下了基礎(chǔ)。

1762年，法國(guó)科學(xué)院放出懸賞征文，要求用萬(wàn)有引力解釋月球天平動(dòng)問(wèn)題，拉格朗日的研究獲獎(jiǎng)。

1763年11月，都靈王朝外交官Caraccioli去倫敦赴任時(shí)，帶拉格朗日到巴黎，受到巴黎科學(xué)院的熱烈歡迎，并初次會(huì)見(jiàn)達(dá)朗貝爾。在巴黎停留六周后，拉格朗日意外病倒，不能去倫敦。

達(dá)朗貝爾

病情康復(fù)后，遵照達(dá)朗貝爾的意見(jiàn)，拉格朗日在回國(guó)途中在瑞士日內(nèi)瓦拜訪了當(dāng)時(shí)著名數(shù)學(xué)家伯努利和文學(xué)家伏爾泰，他們的看法對(duì)拉格朗日以后的工作有啟發(fā)。

1765年初，回到都靈后，他成功地運(yùn)用微分方程理論和近似解法研究了科學(xué)院提出的一個(gè)復(fù)雜的六體問(wèn)題（木星的四個(gè)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題），于1766年又一次獲獎(jiǎng)。

1765年秋，達(dá)朗貝爾寫(xiě)信給普魯士國(guó)王腓特烈大帝，熱情贊揚(yáng)拉格朗日，并建議在柏林給拉格朗日一個(gè)職位。國(guó)王欣然同意，寫(xiě)信給拉格朗日說(shuō)，在“歐洲最偉大的王”的宮廷中應(yīng)有“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”。（大帝就是大帝，一點(diǎn)都不懂得謙虛...）

腓特烈大帝

不過(guò)，拉格朗日考慮到不愿意搶歐拉的職位，所以寫(xiě)信婉拒。

1766年3月，達(dá)朗貝爾來(lái)信說(shuō)歐拉決定離開(kāi)柏林，并請(qǐng)他擔(dān)任留下的職位。拉格朗日決定接受。

5月3日歐拉離開(kāi)柏林去彼得堡后，拉格朗日正式接受普魯士邀請(qǐng)，于8月21日離開(kāi)都靈。

在去柏林前，拉格朗日繞道巴黎和倫敦，拜訪達(dá)朗貝爾和Caraccioli，之后于10月27日到達(dá)柏林，11月6日正式繼任普魯士科學(xué)院數(shù)學(xué)部主任。

拉格朗日深得國(guó)王賞識(shí)，國(guó)王經(jīng)常和他講完美的有規(guī)律的生活的益處。拉格朗日聽(tīng)了進(jìn)去，此后他對(duì)大腦和身體當(dāng)做機(jī)器一般進(jìn)行了研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)精確調(diào)整到他每日能夠完成而不累垮的工作量。

每天晚上，他為自己定下第二天的明確的任務(wù)，并在完成任何一個(gè)學(xué)科分支時(shí)，寫(xiě)下簡(jiǎn)短的分析，看看哪些地方可以改進(jìn)。他總是在開(kāi)始撰寫(xiě)之前想好論文的題目，然后一氣呵成，常常沒(méi)有一處刪除或更正。

1767年9月，拉格朗日同維多利亞·孔蒂（Vittoria Conti）結(jié)婚。他給達(dá)朗貝爾的信中說(shuō)：“我的妻子是我的一個(gè)表妹，曾與我家人一起生活很長(zhǎng)時(shí)期，是一個(gè)很好的家庭婦女。”但她體弱多病，未生小孩，久病后于1783年去世。

在柏林期間，拉格朗日完成了大量重大研究成果，為一生研究中的鼎盛時(shí)期，多數(shù)論文在柏林科學(xué)院和法國(guó)科學(xué)院的刊物中發(fā)表，少量仍寄回都靈。

其中有關(guān)月球運(yùn)動(dòng)（三體問(wèn)題）、行星運(yùn)動(dòng)、軌道計(jì)算、兩個(gè)不動(dòng)中心問(wèn)題、流體力學(xué)、數(shù)論、方程論、微分方程、函數(shù)論等方面的成果，成為這些領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性或奠基性研究。

1783年，拉格朗日的故鄉(xiāng)建立了“都靈（皇家）科學(xué)院”，他被任命為名譽(yù)院長(zhǎng)。

1786年，腓特烈二世去世，拉格朗日發(fā)覺(jué)柏林并不適合繼續(xù)待下去，于是決定離開(kāi)。

應(yīng)巴黎科學(xué)院邀請(qǐng)，他于1787年5月18日動(dòng)身，7月29日到達(dá)巴黎開(kāi)始工作。由于他從1772年起就是該院副院士，這次來(lái)工作受到更熱情的歡迎，被安排在盧浮宮?？上В膿从堰_(dá)朗貝爾已在1783年去世。

到巴黎的前幾年，他主要學(xué)習(xí)更廣泛的知識(shí)，如形而上學(xué)、歷史、宗教、醫(yī)藥和植物學(xué)等。與此同時(shí)，他逐漸陷入了憂郁的狀態(tài)。

1789年，法國(guó)大革命爆發(fā)，將他從憂郁中搖醒。一開(kāi)始他只是有興趣地旁觀，但很快他發(fā)現(xiàn)時(shí)局急轉(zhuǎn)直下。與其他人相比，可以說(shuō)，他的膽怯和低調(diào)使他在革命動(dòng)亂中得以保全。

1790年5月8日的制憲大會(huì)上通過(guò)十進(jìn)位的公制法，科學(xué)院建立相應(yīng)的“度量衡委員會(huì)”，拉格朗日是委員之一。

1791年，拉格朗日被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。

1792年，喪偶9年的拉格朗日同天文學(xué)家勒莫尼埃（LeMonnier）的女兒何蕾-弗朗索瓦-阿德萊德（Renée-Francoise- Adelaide）結(jié)婚。阿德萊德同情他的遭遇，執(zhí)意要與他結(jié)婚，并一直矢志不渝。

1793年8月8日，國(guó)民議會(huì)決定對(duì)科學(xué)院專(zhuān)政，把拉瓦錫（A. L. Lavoisier），拉普拉斯，庫(kù)倫（C. A. Coulomb）等著名院士清除出科學(xué)院。但拉格朗日被保留，并任度量衡委員會(huì)主席。

9月，恐怖統(tǒng)治開(kāi)始，革命政府決定逮捕所有在敵國(guó)出生的人，經(jīng)拉瓦錫竭力向當(dāng)局說(shuō)明后，把拉格朗日作為例外。

1794年5月7日，法國(guó)雅各賓派開(kāi)庭審判波旁王朝包稅官，把包括拉瓦錫在內(nèi)的28名成員全部處以死刑，革命法庭副長(zhǎng)官考費(fèi)那爾（J.B.Coffinhal）宣稱，“共和國(guó)不需要學(xué)者，而只需要為國(guó)家而采取的正義行動(dòng)！”

第二天的早晨，拉格朗日痛心地說(shuō)：“他們一眨眼就把拉瓦錫的頭砍下來(lái)，但像他那樣的頭腦一百年也找不出一個(gè)了?！?/span>

化學(xué)之父——拉瓦錫

1794年，巴黎成立兩個(gè)共和國(guó)最高學(xué)府：巴黎高等師范學(xué)院和巴黎綜合理工大學(xué)。次年，拉格朗日于此兩所高校任教，為首批教授，雖然前者辦學(xué)僅4個(gè)月便被關(guān)閉（直到1808年在拿破侖帝國(guó)時(shí)期重新開(kāi)始辦學(xué)）。

1795年6月25日，成立法國(guó)國(guó)家經(jīng)度局，統(tǒng)一管理全國(guó)航海、天文研究和度量衡委員會(huì)，拉格朗日是委員之一。

10月25日，在取消對(duì)科學(xué)院的專(zhuān)政后，建立了法國(guó)最高學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)——法蘭西學(xué)會(huì)，選舉拉格朗日為第一分院（即科學(xué)院）的數(shù)理委員會(huì)主席。

此后他才重新進(jìn)行研究工作，但主要是整理過(guò)去的工作，并結(jié)合教材編寫(xiě)完成一批重要著作：《論任意階數(shù)值方程的解法》、《解析函數(shù)論》和《函數(shù)計(jì)算講義》，總結(jié)那一時(shí)期的一系列研究工作。

1799年，法國(guó)完成統(tǒng)一度量衡工作，制定被世界公認(rèn)的長(zhǎng)度、面積、體積、質(zhì)量的單位。在拉瓦錫死后的這段時(shí)間里，拉格朗日對(duì)這項(xiàng)工作的推動(dòng)功不可沒(méi)。

1813年4月3日，拿破侖授予他帝國(guó)大十字勛章，但此時(shí)的拉格朗日已臥床不起。

4月11日早晨，拉格朗日在巴黎逝世。

縱觀拉格朗日的一生，所涉及的研究領(lǐng)域非常廣泛，并都獲得了巨大的成就，為科學(xué)事業(yè)做出了卓絕的貢獻(xiàn)。尤其是在數(shù)學(xué)領(lǐng)域，貢獻(xiàn)最為突出。他將數(shù)學(xué)分析與幾何和力學(xué)分離開(kāi)，使數(shù)學(xué)的獨(dú)立性更為清楚，從此數(shù)學(xué)不再是其它學(xué)科的工具。

他的關(guān)于月球運(yùn)動(dòng)(三體問(wèn)題)、行星運(yùn)動(dòng)、軌道計(jì)算、兩個(gè)不動(dòng)中心問(wèn)題、流體力學(xué)等方面的成果，在使天文學(xué)力學(xué)化、力學(xué)分析化上，也起到了歷史性的作用，促進(jìn)了力學(xué)和天體力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，成為這些領(lǐng)域的開(kāi)創(chuàng)性或奠基性研究。

他還留下了兩部不朽巨著—— 《分析力學(xué)》 (1788)、《微分原理中的解析函數(shù)論》(1797)。

毫無(wú)疑問(wèn)，拉格朗日的歷史地位絲毫不輸給傅里葉和拉普拉斯，絕對(duì)是人類(lèi)歷史上最偉大的學(xué)者之一，值得我們所有人銘記。

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