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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(745)

  在瑞典、法国和好几个其他国家的数学学会里都为索菲娅·柯瓦列夫斯 卡娅召开了追悼会。来自她的祖国的知识分子更隆重地表达了对她的哀思。 他们为她在斯德哥尔摩的墓地树立了纪念碑,他们募捐设立了一个以她的名 字命名的数学奖学金。作为数学家、作家和争取妇女解放的先驱,索菲娅·柯 瓦列夫斯卡娅在他们心中留下了难以磨灭的、珍贵的记忆。柯瓦列夫斯卡娅 的纪念碑上的俄文铭文是“献给数学家教授索菲娅·瓦西列夫娜·柯瓦列夫 斯卡娅,落款是:她的俄国朋友和赞美者。”这个纪念碑是由彼得堡高等女 子专修班募捐委员会筹集资金建造的,这所学校还为索菲娅·柯瓦列夫斯卡 娅的女儿富法提供了一份长期生活津贴。

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅在去世多年以后,人们还每年来到她的墓地拜 祭她的英灵。在那里人们在向一位伟大的妇女科学家表示敬意。1900年,一 位俄国人访问了斯德哥尔摩。他注意有三簇花点缀着索菲娅·柯瓦列夫斯卡 娅的墓碑。一束是女子高等专修班筹款委员会送的,一束是俄国妇女互助协 会送的,最后是一束没有献词的野花,表明还有很多未留姓名的人在默默怀 念这位科学伟人。

  八、数学成就

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅在其41年的生命历程中,呕心沥血,为数学的 发展做出了重要贡献。

  索菲娅一生只发表过10篇数学论文。这10篇论文是在两段时间内完成 的:一是从1871年到1874年,当时她正在导师魏尔斯特拉斯教授指导下学 习数学。因此,论文重点基本上是放在分析中的理论问题上;二是从 1881 年至去世,这一段时间主要是在欧洲各国四处漂泊,研究重点基本上是在力 学和数学物理方法上。

  就数学领域而言,索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅最重要的贡献有两个:一是 关于偏微分方程中现在称为柯西—柯瓦列夫斯卡娅定理的证明,这是她1874 年向哥廷根大学提出的三篇论文之一;二是关于刚体统定点旋转问题的工 作,这使她在1888年获得法国科学院奖。

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅的第一项工作属于偏微分方程领域。这些方程 牵涉到一个多变量函数。这种函数的一个偏导数就是这个函数关于某一自变 量的变化率。由于在应用中总是出现多变量函数,这就导致应用中总是出现 偏微分方程,即包含偏导数的方程。原因是关于一个函数最容易获得的信息 往往涉及到函数关于某些变量的变化率和这些变化率之间的关系。正是由于 这个原因,偏微分方程被看成是纯数学与应用数学的基本领域。在 《关于偏 微分方程的理论》一文中,索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅证明了,在某种条件下 一类给定的偏微分方程有且仅有一解。法国科学家柯西在1842年已经提出这 个问题,并且给出了一个解答,但是1873年至1874年间,无论是魏尔斯特 拉斯教授还是索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅都不知道他的工作。

  实际上,直到1875年法国人达布发表了一篇与索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅 的结果类似的论文时,数学家们还没有普遍知道柯西关于这个问题的工作。 在一场以魏尔斯特拉斯代表索菲娅为一方,埃尔米特代表达布为另一方所进 行的确保优先权的争论中,柯西的解答才得以发现。

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅的结论及简明扼要的表述赢得了专家们的称 赞。柯瓦列夫斯卡娅还曾经考察了热传导方程,发现了某些偏微分方程即使 有“形式幂极数”解,也没有分析解。

  柯西—柯瓦列夫斯卡娅定理对于偏微分方程论是基本的,它是偏微分方 程方面所有未来研究的起点。当代俄国数学家奥莱尼克对此曾表示同意,并 且说:“柯瓦列夫斯卡娅的工作标志着偏微分方程一般理论的发展的开端。”

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅最重要的研究工作中的另一主题是关于刚体绕 定点旋转这一经典问题。摆、陀螺与回转仪是这种类型的运动的例子。索菲 娅·柯瓦列夫斯卡娅基本上是从她开始数学生涯时就对这一问题感兴趣,并 且一直感到借助于阿贝尔函数是可以解决这一问题的。

  数学家们对于分析刚体相对于定点的运动的研究已经有 100多年的历 史,但都没有解决这一难题,因此,它被称为“数学水妖”。欧拉、勒让德、 泊松和雅可比研究了两种经典的情况。柯瓦列夫斯卡娅分析了这个问题的第 三种情况。她研究的这类刚体,难度是最大的。

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅的答案不但正确,而且推理过程清晰、简洁, 使人一目了然。这是与她对阿贝尔函数透彻的掌握程度有关,这使得她的论 证过程显得轻而易举、势如破竹。一位数学家评论了她分析问题的方法说,

  “她处理方法的聪明之处,反映在她机敏地想出了从简单逐渐转化为更复杂 的路子,反映在她把非常困难的问题转化成不太困难问题的能力。”

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅的三篇著名的论文中,有一篇论述的是把阿贝 尔积分化简成较简单的椭圆积分。对于这一问题,她使用了一些魏尔斯特拉 斯的最新成果。人们评价说她“以高度的技巧性有效地解决了一个很困难的 问题”。

  索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅的第三篇论文,是论述土星光环的形状。这是 古典天文学的一个问题。她首先假设这个环是流体的,然后在这一假设之下 作了运算,她改进了拉普拉斯关于土星环模型的理论。拉普拉斯确认这些土 星环是椭圆形的,索菲娅·柯瓦列夫斯卡娅确定这些环必然是卵体形的,并 且以某种方式显示出方向性。尽管后来的科学研究表明,她的结论并非完全 正确,但她所使用的方法却具有实际意义,并为其他科学家所采用。


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