罗巴切夫斯基发现了非欧几何,然而最初的过程并不是很美好,然而他以不懈的奋斗使非欧几何系统化,逝世十多年后终于被世人所承认。
1893年,在喀山大学树立起了世界上第一个为数学家雕塑的塑像。这位数学家就是俄国的伟大学者、非欧几何的重要创始人——罗巴切夫斯基。非欧几何是人类认识史上一个富有创造性的伟大成果,它的创立不仅带来了近百年来数学的巨大进步,而且对现代物理学、天文学以及人类时空观念的变革都产生了深远的影响。巴切夫斯基于1807年进入喀山大学,1811年获得物理数学硕士学位,并留校工作。1814年任教授助理。1816年升为额外教授。1822年成为常任教授。从1818年起,罗巴切夫斯基开始担任行政职务,最先被选进喀山大学校委会。1822年担任新校舍工程委员会委员。1825年被推选为该委员会的主席。在这期间,还曾两度担任物理数学系主任(1820-1821,1823-1825)。由于工作成绩卓着,在1827年,大学校委会选举他担任喀山大学校长。1846年以后任喀山学区副督学,直至逝世。
图一 雕像
自从欧几里得《几何原本》诞生以来,对第五公设的证明一直是数学家非常感兴趣的问题。罗巴切夫斯基尝试对欧几里得《几何原本》第五公设的等价命题——普列菲尔公理“过平面上直线外一点,只能引一条直线与已知直线不相交”进行证明的过程中,用反证法得到它的否定命题“过平面上直线外一点,至少可引两条直线与已知直线不相交”,并用这个否定命题和其它公理公设组成新的公理系统展开逻辑推演。在推演过程中,他得到一连串古怪、非常不合乎常理的命题。但是,经过仔细审查,却没有发现它们之间存在任何逻辑矛盾。于是,远见卓识的罗巴切夫斯基大胆断言,这个“在结果中并不存在任何矛盾”的新公理系统可构成一种新的几何,它的逻辑完整性和严密性可以和欧几里得几何相媲美。而这个无矛盾的新几何的存在,就是对第五公设可证性的反驳,也就是对第五公设不可证性的逻辑证明。由于尚未找到新几何在现实界的原型和类比物,罗巴切夫斯基慎重地把这个新几何称之为“想象几何”。
1826年2月23日,罗巴切夫斯基于喀山大学物理数学系学术会议上,宣读了他的第一篇关于非欧几何的论文:《几何学原理及平行线定理严格证明的摘要》。这篇首创性论文的问世,标志着非欧几何的诞生。然而,这一重大成果刚一公诸于世,就遭到正统数学家的冷漠和反对。宣讲论文后,罗巴切夫斯基诚恳地请与会者讨论,提出修改意见。可是,谁也不肯作任何公开评论,会场上一片冷漠。会后,系学术委员会委托西蒙诺夫、古普费尔和博拉斯曼组成三人鉴定小组,对罗巴切夫斯基的论文作出书面鉴定。他们的态度无疑是否定的,但又迟迟不肯写出书面意见,以致最后连文稿也给弄丢了。
1829年,他又撰写出一篇题为《几何学原理》的论文。这篇论文重现了第一篇论文的基本思想,并且有所补充和发展。此时,罗巴切夫斯基已被推选为喀山大学校长,可能出自对校长的“尊敬”,《喀山大学通报》全文发表了这篇论文。1832年,根据罗巴切夫斯基的请求,喀山大学学术委员会把这篇论文呈送彼得堡科学院审评。科学院委托着名数学家奥斯特罗格拉茨基院士作评定。奥斯特罗格拉茨基也没能理解罗巴切夫斯基的新几何思想,甚至使用极其挖苦的语言,对罗巴切夫斯基作了公开的指责和攻击。
图二 几何原本
这篇论文不仅引起了学术界权威的恼怒,而且还激起了社会上反动势力的敌对叫嚣。名叫布拉切克和捷列内的两个人,以匿名在《祖国之子》杂志上撰文,公开指名对罗巴切夫斯基进行人身攻击。在孤境中奋斗终生的罗巴切夫斯基开创了数学的一个新领域,但他的创造性工作在生前始终没能得到学术界的重视和承认。就在他去世的前两年,俄国着名数学家布尼雅可夫斯基还在其所着的《平行线》一书中对罗巴切夫斯基发难,他试图通过论述非欧几何与经验认识的不一致性,来否定非欧几何的真实性。
英国着名数学家莫尔甘对非欧几何的抗拒心理表现得就更加明显了,他甚至在没有亲自研读非欧几何着作的情况下就武断地说:“我认为,任何时候也不会存在与欧几里得几何本质上不同的另外一种几何。”莫尔甘的话代表了当时学术界对非欧几何的普遍态度。在创立和发展非欧几何的艰难历程上,罗巴切夫斯基始终没能遇到他的公开支持者,就连非欧几何的另一位发现者德国的高斯也不肯公开支持他的工作。
高斯是当时数学界首屈一指的学术巨匠,负有“欧洲数学之王”的盛名。早在1792年,也就是罗巴切夫斯基诞生的那一年,他就已经产生了非欧几何思想萌芽,到了1817年已达成熟程度。他把这种新几何最初称之为“反欧几何”,后称“星空几何”,最后称“非欧几何”。但是,高斯由于害怕新几何会激起学术界的不满和社会的反对,会由此影响他的尊严和荣誉,生前一直没敢把自己的这一重大发现公之于世,只是谨慎地把部分成果写在日记和与朋友的往来书信中。
图三数学家
当高斯看到罗巴切夫斯基的德文非欧几何着作《平行线理论的几何研究》后,内心是矛盾的,他一方面私下在朋友面前高度称赞罗巴切夫斯基是“俄国最卓越的数学家之一”,并下决心学习俄语,以便直接阅读罗巴切夫斯基的全部非欧几何着作;另一方面,却又不准朋友向外界泄露他对非欧几何的有关告白,也从不以任何形式对罗巴切夫斯基的非欧几何研究工作加以公开评论。他积极推选罗巴切夫斯基为哥廷根皇家科学院通讯院士,可是,在评选会和他亲笔写给罗巴切夫斯基的推选通知书中,对罗巴切夫斯基在数学上的最卓越贡献——创立非欧几何却避而不谈。高斯凭其在数学界的声望和影响,完全有可能减少罗巴切夫斯基的压力,促进学术界对非欧几何的公认。然而,在顽固的保守势力面前,他却丧失了斗争的勇气。高斯的沉默和软弱表现,不仅严重限制了他在非欧几何研究上所能达到的高度,而且客观上也助长了保守势力对罗巴切夫斯基的攻击。
晚年的罗巴切夫斯基心情更加沉重,他不仅在学术上受到压制,而且在工作上还受到限制。人民教育部不仅免去了他主持教研室的工作,而且还违背他本人的意愿,免去了他在喀山大学的所有职务。被迫离开终生热爱的大学工作,使罗巴切夫斯基在精神上遭到严重打击。家庭的不幸格外增加了他的苦恼。他最喜欢的、很有才华的大儿子因患肺结核医治无效死去,这使他十分伤感,他的身体也变得越来越多病,眼睛逐渐失明,最后终于什么也看不见了。1856年2月12日,伟大的学者罗巴切夫斯基在苦闷和抑郁中走完了他生命的最后一段路程。喀山大学师生为他举行了隆重的追悼会。在追悼会上,他的许多同事和学生高度赞扬他在建设喀山大学、提高民族教育水平和培养数学人材等方面的卓越功绩,可是谁也不提他的非欧几何研究工作,因为此时,人们还普遍认为非欧几何纯属“无稽之谈”。
图四 罗巴切夫斯基
罗巴切夫斯基为非欧几何的生存和发展奋斗了三十多年,他从来没有动摇过对新几何远大前途的坚定信念。为了扩大非欧几何的影响,争取早日取得学术界的承认,除了用俄文外,他还用法文、德文写了自己的着作,同时还精心设计了检验大尺度空间几何特性的天文观测方案。不仅如此,他还发展了非欧几何的解析和微分部分,使之成为一个完整的、有系统的理论体系。在身患重病,卧床不起的困境下,他也没停止对非欧几何的研究。他的最后一部巨着《论几何学》,就是在他双目失明,临去世的前一年,口授他的学生完成的。
历史是最公允的,因为它终将会对各种思想、观点和见解作出正确的评价。1868年,意大利数学家贝特拉米发表了一篇着名论文《非欧几何解释的尝试》,证明非欧几何可以在欧氏空间的曲面上实现。这就是说,非欧几何命题可以“翻译”成相应的欧氏几何命题,如果欧氏几何没有矛盾,非欧几何也就自然没有矛盾。直到这时,长期无人问津的非欧几何才开始获得学术界的普遍注意和深入研究,罗巴切夫斯基的独创性研究也由此得到学术界的高度评价和一致赞美,这时的罗巴切夫斯基则被人们赞誉为“几何学中的哥白尼”。
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