2019年05月31日 星期五
约翰●沃利斯与牛顿
武夷山
约翰·沃利斯

科学史话

    英国数学家约翰·沃利斯(1616—1703)被认为是先驱性的数学家,他在1655年发表的著作《无穷算术》中阐述的代数学和无穷级数方面的研究成果,推动了牛顿创立微积分和二项式定理。沃利斯的生平事迹记载在英国牛津大学出版社出版的《约翰·沃利斯书信集》里。

    沃利斯小时候就学习了拉丁语、希腊语、希伯来语、逻辑学和算术,16岁进入剑桥大学学习,在此获得学士和硕士学位。此后,他被任命为牧师,随即展露出卓越的数学能力。1645年,他婚后定居于伦敦。也正是在这里,他对数学的兴趣越来越浓厚,并终于在1649年被任命为牛津大学萨维尔几何学教授,在此任教50余年。

    沃利斯不单单是个数学家,还特别博学多才。他是皇家学会的创会成员之一,是英国政府雇佣的密码破译高手。除了数学,他的论著还涉及逻辑学、语法学和神学等很多学科,他甚至拥有神学博士学位。

    科学史学者发现,沃利斯和牛顿(1643—1727)有许多相似之处。两人都在剑桥大学念书,在微积分发展史上均有贡献,而且还都担任过数学教授。虽然两人共同在世的时间有60年,但不能确定他们是否见过面。可以肯定的是,两人都了解对方的研究工作,也相互通过信。17世纪60年代,年轻的牛顿读过沃利斯的两部数学著作,并做了不少注记,其中一部就是前面提到的《无穷算术》。此外,沃利斯还编辑发表过牛顿的数学论著。

    17世纪是博学人物层出不穷的时代,沃利斯和牛顿都是博学多才的典型。牛顿在数学、光学和物理学上的造诣尽人皆知。但学者对牛顿手稿的研究表明,牛顿在神学、历史学、炼金术等很多领域亦均有涉猎。他还能做行政管理工作,当过造币厂厂长和皇家学会会长。

    有趣的是,他们在宣传自己学术成果的态度上却有很大差异。沃利斯喜欢积极发表,牛顿则往往“按兵不动”。17世纪90年代,沃利斯曾致信牛顿,批评他未将微积分成果发表出来,并敦促牛顿无论如何要将其《光学》付诸发表。他写道:“我这些批评也适用于你秘而不宣、我迄今都不知晓的很多成果”。沃利斯在信中火气较大的原因可能是,他意识到自己的人生旅途快要到终点了。确实,《光学》发表前一年,沃利斯就去世了。

    沃利斯对于皇家学会的创办亦有功劳。从17世纪40年代起,喜欢做实验的英国研究人员不断在伦敦、牛津等地聚会,他们聚在一起做实验,也讨论自然哲学研究的新进展。无论是伦敦的聚会还是牛津的聚会,沃利斯都经常参加。在牛津,他与化学家罗伯特·波义耳和执掌过牛津大学和剑桥大学两校的自然哲学家约翰·威尔金斯等人过从甚密。皇家学会于1660年成立后,沃利斯更是积极参与活动,他在《皇家学会哲学汇刊》上发表了不少东西,内容涉及潮汐研究、温度和气压的测量、天文学、极端天气事件、运动定律等等。

    沃利斯属于“本事大,脾气也大”的科学家。有一次,他在《皇家学会哲学汇刊》上发表文章,记叙他教失聪者亚历山大·波帕姆学习说话的过程,但此文未提及同为学会成员的自然哲学家威廉·霍尔德的名字,而霍尔德在沃利斯之前也教过波帕姆学说话。霍尔德大怒,就在同刊上发文,指责沃利斯和已故的皇家学会秘书长亨利·奥尔登伯格。沃利斯又发表题为《为皇家学会辩护》的文章进行反驳。这场论战把皇家学会会员分裂为两大阵营,差一点闹到关闭皇家学会的地步。

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