天才何谓,呕心乃已。大数学家爱森斯坦小传。他是第一个用矩阵记号的人,他19岁时的短暂访问吓得哈密顿放下手里所有的活计专心捡起三元数研究,终于在四个月后发明了四元数,他是高斯眼里与阿基米德、牛顿并列的三个划时代数学家之一。他24岁时出版的论文集由高斯作序,那时他椭圆函数论的课堂里有后来的数学大神黎曼,他去世时83岁的亚历山大·冯·洪堡为他扶棺下葬哀痛不已。他就是普鲁士数学家爱森斯坦,享年29岁。
爱森斯坦 (Ferdinand Gotthold Max Eisenstein, 1823 –1852),普鲁士时期柏林人。爱森斯坦自幼就展现出数学与音乐方面的天分,中学教的那些数学远远不能满足他的胃口,15岁时爱森斯坦即用欧拉和拉格朗日的著作学习微积分。1840年起,中学生爱森斯坦就去柏林大学跟随欧姆、狄里希利等人学数学。
狄里希利是大神级数学家,1846年黎曼也被高斯劝到柏林大学跟随狄里希利等人学数学。1843年夏,19岁的爱森斯坦到访爱尔兰都柏林,去到哈密顿工作的天文台拜会哈密顿,一为找教职,二来和哈密顿聊聊他关于三重存在的研究。
爱森斯坦的一大容易被忽略的成就是他可能是第一个引入矩阵概念/记号 (matrix notation) 的人。
历史上,矩阵的发明一般归功于Arthur Cayley,而且认为在1858年以前是没有矩阵概念的。然而,爱森斯坦1844的论文也许更早地包含有矩阵的思想。在这篇“Allgemeine Untersuchungen über die Formen dritten Grades (关于三次形式的一般研究)”,这篇文章里引入了matrix notation。
这里的革命性思想是,矩阵可以作为代数元素进行运算,且其乘法可以有不可交换性!矩阵运算可以但不必然具有不可交换性,是矩阵在量子力学中起作用的数学保证。此是后话。
爱森斯坦1843年与哈密顿告别时,得到了哈密顿赠送的自己写的关于阿贝尔的五次方程不可解的证明的长文,这更加刺激了这位大学前小青年研究数学的热情。
爱森斯坦从英伦回来就通过了中学毕业考试,并于1844年1月在进入大学没俩月就提交了论两变量立方形式的论文。在这大学的头一年里,爱森斯坦发表了23篇论文,提出了两个数学问题,包括椭圆函数以及数论里的二律背反,并提出了三律背反和四律背反。1847年,爱森斯坦在从入大学算起才三年多的时间就拿到了私俸讲师位置,他讲授椭圆函数的班里有个学生叫黎曼。
1851年,28岁的爱森斯坦被选入哥廷恩科学院,同年被选入柏林科学院,这时候离他到大学上一年级才仅仅过了8年。
爱森斯坦的文集,笔者刚下载,还未来得及阅读,但无疑他的工作都是第一流的。爱森斯坦和高斯交好,其身后的文集就由高斯作序。在这篇序里,作为对比高斯提到的一个人是欧拉。
关于爱森斯坦,高斯曾云:“es habe nur drei epochebildende Mathematiker gegeben: Archimed, Newton, Eisenstein (历史上划时代的数学家只有三位:阿基米德、牛顿和爱森斯坦)。
”在另一场合,在高斯1846年4月14日致洪堡的信中,高斯夸奖爱森斯坦的天分是“welche die Natur in jedem Jahrhundert nur wenigen erteilt (大自然一百年只赋予几个人的那种)”。这大概是对一个数学家的最高评价了,而且是出自当时被称为数学第一人 (Princeps mathematicum) 的高斯之口,足见爱森斯坦天分之高。
悲剧的是,爱森斯坦身体先天不足,小时即罹患脑膜炎,成年后也时有病痛。大学时期的爱森斯坦生活贫困,靠高斯和洪堡给他争取到的奖学金生活。1852年爱森斯坦死于肺结核,享年仅仅29岁,83岁的亚历山大·冯·洪堡为他扶棺下葬。正是,恨血千年土中碧,大抵天才不寿长。大底天意如此,非人力所能改变的。
我们普通人能做的,就是敬仰天才的同时,多少匀一点他们为我们从愚昧中盗来的知识圣火,来驱赶自己脚下的这一片漆黑如墨。