第8讲 两千年没停过的两个人 —— 一个人 866 篇,一个人 1500 篇
欧拉在近乎全盲之后口述出近一半成果,1775 年平均每周一篇论文;埃尔德什带着两只行李箱走遍各国数学家家里,留下约 1500 篇论文和 500 余位合作者。数量不是评价标准,但"数学劳动可以怎么组织"这个问题,他们给出了两个极端答案。
前面的几讲讲了几种"等不到读者"的人。刘徽在注里标下存疑,一百多年后祖暅才去解;徐光启译到第六卷停下,后九卷隔了 250 年才补齐。等,是数学的常态——大部分成果都是死后才被人读完的。
这一讲讲相反的情况。有一种人一生被读不完,他们的产出大到身后还要别人接着出版几十年。 欧拉和埃尔德什是两种极端:一个是把"一个人能写多少"推到极限,一个是把"一个人能和多少人一起写"推到极限。
欧拉:把全集留给后人去编
欧拉(1707—1783)正式发表或已经准备发表的论文约 866 篇。这个数字本身还不算最惊人的部分——圣彼得堡科学院在他身后又继续整理出版他的未刊稿近 50 年,最后汇集的全集达数十卷。 也就是说,他写的东西多到出版方需要半个世纪才追得上。
然后是身体的账。1738 年他的右眼接近失明,1766 年左眼白内障手术后也近乎全盲。在此之后,约一半的成果是在失明状态下完成的,方式是口授、由助手记录。 一个看不见图形的人,靠记忆和口算继续做研究,1775 年他平均每周产出一篇论文。
1771 年他家遭火灾,手稿几乎全毁。他在别人的帮助下凭记忆重写——重写出来的东西,构成了今天欧拉全集的一部分。至于那句被传得很广的话,大意是失了明反倒更专心、更少分心,这句话有出处但版本不一,转述就好,别当原文引用。
这里要提醒一句:读这些数字容易读成"勤劳故事",那就读偏了。 它是生产率问题,不是道德问题。一个人每周一篇连续几十年,这件事只有在一整套支撑系统下才可能发生:固定的助手、容忍失败的发表渠道、和一个愿意在他死后继续出他手稿五十年期的机构。产出量背后是一种社会分工。
课本里到处是欧拉
如果只能让学生记住一件关于欧拉的事,我选这件:他们每天在用的符号,很多是他定的。
- —— 自然对数的底。这个字母是他用起来的,今天课本里 的定义基础、复利模型、连续增长,都建立在这个常数上。
- —— 函数的记号。在欧拉之前,函数没有一种通用的写法。他用 表示"一个规则把 送到某个值",1734 年之后通行开来。今天高中函数这一章的整套语言,骨架是他的。
- —— 求和号。课本里数列求和的 不是天然就有的,它是一步步简化出来的结果。
- —— 虚数单位。 这个"不存在的东西"由他引入记号,从此可以参与运算。
- —— 圆周率。今天全世界通用的这个写法,通行归功于他的推广使用;更早是否已有他人用过这个符号,待考。
这几样东西凑在一起,就是课本里最著名的那一行:
是增长的底, 是虚数, 是圆周率, 是单位, 是nothing。五个看起来毫不相干的常数,被一行等式绑在一起。 这个式子出自他的复指数公式,是他成果里最像一则广告的东西。今天高中生学复数模、学三角式,最后能看懂的往往就是这一行。
值得在课堂上说的是这件事的另一面:符号是人造的,而且可以改。学生在作业里觉得" 本来就该这么写",但这是 18 世纪的人一次次选出来的、最省力的那一种写法。选对一个记号,等于替后来所有人降低一辈子的理解成本——这跟第四讲讲徐光启、李善兰定译名,是同一种劳动。
埃尔德什:一个人的 1500 篇,和 500 位合作者
埃尔德什(1913—1996)走的是完全相反的路。他一生约 1500 篇论文,合作者 500 余人。
他没有固定职位,带着两只行李箱周游各国,住在同行家里,住几天,合作一个题目,再走。 这种生活方式在今天的高校体制里几乎不可复制。它的直接后果是论文署名里"埃尔德什"这三个字的密度极高——他不是在自己名字后署名,是在几乎整个学科的几百分论文上共同署名。
这件事产生了一个副产品:"埃尔德什数"——在合作图上,一个人到埃尔德什的最短距离是多少。与他合过作的人是 1,与他合作者合过作的人是 2,往下可以一直数。它成了数学社会学的现象,也是"合作可以度量"的一个玩笑式的尝试。一个人把自己的工作方式变成了一个可以定义在图上的量,这件事本身就说明他的组织方式有多特别。
他 83 岁去世,去世前仍在工作。对一个无职位、无团队、靠同行客厅开展工作的人来说,这个数字比任何头衔都更能说明问题。
伯努利家族:多产的另一种形态
伯努利家族代表第三种形态:多产不是靠一个人,是靠三代人。 家族里前后出了约 8 位数学家。今天课本上能碰到的是雅各布(概率论、大数定律)、约翰(微积分)、丹尼尔(流体力学、伯努利方程)。伯努利方程在高中物理讲流体时会遇到——伯努利原理的一个直接体现。
但这个家族的故事里有一段不好看的:父子兄弟之间因为优先权与名分公开争胜,相互贬低对方成果的事不止一次。这不是花边新闻,这是提醒:数学史上"谁先想到的"从来不是单纯的学术问题。
图示:一个人、一代人、一群人
数量不是标准,组织方式才是
把这一讲的几个人和伽罗瓦并排放,不是为了评出名次。
伽罗瓦 20 岁留下约 60 页手稿,为群论埋下种子;欧拉一年约 60 篇;埃尔德什约 1500 篇摊在 500 位合作者身上。这三组的差别不在勤奋程度,在数学劳动被怎么组织:一个人的苦思、一台带助手和出版系统的写作机器、一个流动中的协作网络。
对学生有用的结论有两条。第一,学科的发展既需要那种"一辈子只想一个问题"的人,也需要那种"到处点火的"人,两种极端都有真实贡献。第二,也是更实际的:别把"产出量"当成自我评价的标准。 欧拉的 866 篇和埃尔德什的 1500 篇,是体制、健康和合作方式共同给出来的结果,不是一个学生每天该背的指标。真正要学的是他们各自的组织方式——欧拉知道怎么让自己的失明不变成停工,埃尔德什知道怎么把"住在谁家"变成研究机会。
讲给学生听时,讲什么
第一,上课讲到 时停十秒钟。 就指着这个记号问一句:你们知道这个写法是谁定的吗?然后告诉他们欧拉,以及 、、 也是他推广或引入的。这一下"数学史是活人在做事"就落地了,比任何动员都管用。
第二,把 (1) 那一行公式当彩蛋放。 不用讲复指数推导,高中生先建立直觉:、、、、 能串成一行等式,这本身就是数学值得学的理由。等到他们学复数三角式时,这一行会变成可以真正理解的东西——让学生知道"有个东西在前面等他",这比提前讲更有用。
第三,讲失明和火灾这两件事之前,先讲 866 篇之外的那半个世纪。 重点不是欧拉惨,是他死后出版方还在出他的手稿。要让学生明白:一件成果能不能留下来,一半靠作者,一半靠有没有人愿意接着编。
第四,埃尔德什的两只行李箱可以拿来讨论"条件"与"借口"。 让学生列一列:没有固定职位是不利条件,他把它变成了协作网络。反过来问一句,你的哪些"条件不足"其实可以重组?这一条是价值引导,不是史实讲述,点到就好。
一句话总结
数学史上最惊人的数字不是某一个人的 866 篇,而是有人能让 500 个人同时替他署名——产出量的背后,永远是劳动的组织方式。
附:本文涉及的史实出处
- 欧拉:正式发表或待发表论文约 866 篇;身后圣彼得堡科学院整理出版未刊稿近 50 年,全集数十卷;1738 年右眼接近失明,1766 年左眼白内障手术后近乎全盲,此后约一半成果口授助手完成;1775 年平均每周一篇;1771 年火灾毁稿后凭记忆重写;"更少分心"一语版本不一,仅作转述
- 记号:(1734 年起通行)、、、 的通行使用归于欧拉; 的通行同样归于他的推广,更早是否已有他人使用待考
- 欧拉公式 :出自其复指数公式
- 埃尔德什:约 1500 篇论文,合作者 500 余人;无固定职位,携两只行李箱旅居各国数学家家中;埃尔德什数为合作图最短距离
- 伯努利家族:三代约 8 位数学家;雅各布(概率论、大数定律)、约翰(微积分)、丹尼尔(流体力:学、伯努利方程);家族内优先权之争见诸其通信
- 伽罗瓦:20 岁去世,留下约 60 页手稿,为群论奠基