数学史上的一场论站

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  中世纪的欧洲,代数学的发展几乎处于停滞的状态,其真正的起步,始于公元1535年的一场震动数学界的论战。

    大家知道,尽管在古代的巴比伦或古代的中国,都已掌握了某些类型一元二次方程的解法。但一元二次方程的公式解法,却是由中亚数学家阿尔·花拉子米于公元825年给出的。花拉子米是把方程

配方后改写为

的形式,从得出了方程的两个根为


    在欧洲,被誉为“代数学鼻祖”的古希腊的丢番图,虽然也曾得到过类似的式子,但由于丢番图认定只有根式下的数是一个完全平方数,且根为正数时,方程才算有解,因而数学史上都认为阿尔·花拉子米为求得一元二次方程一般解的第一人。

    花拉子米之后。许多数学家都致力于三次方程公式解的探求,但在数百年漫漫的历史长河中,除了取得个别方程的特解外,都没有人取得实质性进展。许多人因此而怀疑这样的公式解根本不存在!

  话说当时意大利的波伦亚大学,有一位叫费洛的数学教授,也潜心于三次方程公式解这一当时世界难题的研究。功夫不负有心人,他终于取得了重大突破。公元1505年,费洛宣布自已已经经找倒了形如

             

方程的一个特别情形的解法,但他没有公开自己的成果,为的是能在一次国际性的数学竞赛中一放光彩。遗憾的是,费洛没能等到一个显示目已才华的机会就抱恨逝去,临死前他把自己的方法传给了得意门生,威尼斯的佛罗雷都斯。

  现在话转另外一头。在意大利北部的布里西亚,有一个颇有名气的年轻人,叫塔塔里亚。此人从小天资聪慧,勤奋好学,在数学方面表现出超人的才华。尤其是他发表的一些论文,思路奇特,见地高远,因而一时间名闻遐迩。

  塔塔里亚自学成才自然受到了当时一些习惯势力的歧视。公元1530年,当时布里西亚的一些人,公开向塔塔里亚发难,提出了以下两道具有挑战性的问题:

 (1)求一个数,其立方加上平方的3倍等于5

 (2)求三个数,其中第二个数比第一个数大2,第三个数又比第二个数大2,它们的积为1000。

  读者不难知道,对第一个问题,若令所求数为x 高中化学。则依题意有:

  而对第二个问题,令第一个数为x,则第二、三个数分别为x+2,x+4,于是依题意有:

x(x+2)(x+4)=1000.

化简后为


   以上是两道三次方程的求解问题。塔塔里亚求出了这两道方程的实根,从而赢得了这场挑战,并为此名声大震!

  消息传到波伦亚,费洛门生佛罗雷都斯心中顿感震怒。他无法容忍一个不登大雅之堂的小人物与他平起平坐!于是双方商定,在1535年2月22日,于意大利的米兰,公开举行数学竞赛。各出3O道问题,在两小时内决定胜负。

  赛期渐近,塔塔里亚因自己毕竟是自学出山而感到有些紧张。他想,佛罗雷都斯是资洛的登门弟子,难保他不会拿解三次方程来对付自己,那么自己所掌握的一类方法与费洛的解法究竟相去多远呢?他苦苦思索着,脑海中的思路不断进行着各种新的组合,这些新的组合终于憧击出灵感的火花。在临赛前八天,塔塔里亚终于找到了解三次方程的新方法。为此他欣喜若狂,并充分利用剩下的八天时间,一面熟练自己的新方法,一面精心构造了30道只有运用新方法才能解出的问题。

  2月22日那天,米兰的大教堂内,人头攒动,热闹非凡,大家翘首等待着竟赛的到来。比赛开始了,双方所出的30道题都是令人眩目的三次方程问题。但见塔塔里亚从容不迫,运笔如飞,在不到两小时的时间内,解完了佛罗雷都斯的全部问题。与此同时,佛罗雷都斯提笔拈纸,望题兴叹,一筹莫展,终于以0:30败下阵来!

  消息传出、数学界为之震动。在米兰市有一个人坐不住了,他就是当时驰名欧洲的医生卡当。卡当其人,不仅医术颇高,而且精于数学。他也潜心于三次方程的解法,但无所获。所以听到塔塔里亚已经掌握三次方程的解法时,满心希望能分享这一成果。然而当时的塔塔里亚已经誉满欧洲,所以并不打算把自己的成果立即发表,而是醉心于完成《几何原本》的巨型译作。对众多的求教者,则一概拒之门外。当过医生的卡当,熟谙心理学的要领,就软缠硬磨,终于使自己成了唯一的例外。公元1539年,塔塔里亚终于同意把秘诀传授给他,但有一个条件,就是要严守发现的秘密。然而卡当实际上没有遵守这一诺言。公元1545年,他用自己的名字发表了《大法》一书,书中介绍了不完全三次方程的解法,并写道:

  “大约30年前,波伦亚的费洛就发现这一法则,并传授给威尼斯的佛罗雷都斯,后者曾与塔塔里亚进行过数学竞赛,塔塔里亚也发现了这一方法。在我的恳求下,塔塔里亚把方法告诉了我,但没有给出证明,借助于此,我找到了若干证明,因其十分困难,特叙述如下。”

  卡当指出:对不完全三次方程

  公式

  《大法》发表第二年,塔塔里亚发表了《种种疑问及发明》一文,遗责卡当背信弃义。并要求在米兰与卡当公开竞赛,一决雌雄。然而到比赛那一天,出阵的并非卡当本人,而是他的天才学生斐拉里。此时的斐拉里,风华正茂,思维敏捷。他不仅掌握了解三次方程的全部要领,而且发现了一般四次方程的极为巧妙的解法。塔塔里亚自然不是他的对手。终于狼狈败还,并因此番挫折,心神俱伤,于公元1557年溘然与世长辞!

  没想到,正是这场震动数学界的论战,使沉沦了一千三百多年的欧洲代数学,开始了划时代的新篇章!


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