盧卡斯數(shù)學(xué)教席話古今

劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教席是有史以來最崇高的教席，它的第二任是牛頓;第十五任是狄拉克;現(xiàn)任（第十七任）是霍金。本文介紹這個(gè)教席的歷史因緣。

1663年12月，亨利·盧卡斯和劍橋大學(xué)簽下一項(xiàng)協(xié)議，設(shè)立一個(gè)數(shù)學(xué)教席。盧卡斯從1639年至1640年任大學(xué)的議員。他在遺囑中指明購買土地，每年入息100英鎊支持一個(gè)教席。1664年1月18日查爾斯二世國王正式接受了這個(gè)契約。那時(shí)100英鎊可是一筆很大的錢。牛頓得到的獎(jiǎng)學(xué)金不過區(qū)區(qū)幾英鎊。如果你有機(jī)會參觀劍橋三一學(xué)院雷恩設(shè)計(jì)的圖書館，就可以看到牛頓就學(xué)時(shí)期的袖珍記賬本，那上面非常精細(xì)地記錄了日常的每筆開支，面包1便士，牛奶1.5便士等等。1英鎊是240便士。誰能想到這么貧寒的學(xué)生后來卻擔(dān)任了英國的造幣廠廠長。

300多年來，總共有17位人物擔(dān)任過這一職務(wù)。1664年2月，艾薩克·貝婁擔(dān)任首任盧卡斯教授(1664～1669)，他是牛頓的一位導(dǎo)師。在幾何學(xué)、光學(xué)、神學(xué)和古典文學(xué)方面都卓有建樹。后來成為三一學(xué)院的院長以及劍橋大學(xué)的副校長。其主要科學(xué)成就是創(chuàng)立了光學(xué)成像的數(shù)學(xué)理論。今天我們?nèi)匀豢梢栽谌粚W(xué)院的教堂里瞻仰他的大理石雕像。

第二任是艾薩克·牛頓爵士(1669～1702)。他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是有史以來最偉大的科學(xué)著作。他在經(jīng)典力學(xué)、引力論、光學(xué)和微積分的成果是當(dāng)今低年級大學(xué)生的必修課程。他還沉迷于煉金術(shù)、圣經(jīng)史。他是有史以來最偉大的科學(xué)天才。

第三任是威廉·韋斯頓(1702～1710)。他在劍橋開創(chuàng)講授牛頓理論的傳統(tǒng)。他研究天文、地球物理，并且是研究牛頓的專家。他熱衷于宗教，被視為異教徒，最后被開除教席。

第四任是尼古拉·桑德遜(1711～1739)。他由于1歲時(shí)患天花后來致盲，不能上大學(xué)，只好從親友處獲得教育。他講授代數(shù)。喬治二世賜予他博士學(xué)位。

第五任是約翰·柯爾遜(1739～1760)。他翻譯并講授牛頓著作。

第六任為愛德華·華林(1760～1798)。他是一位數(shù)學(xué)天才。由于他本人和大學(xué)都認(rèn)為他的研究對于學(xué)生太高深了，所以雖為教授卻從未授過課。他提出許多定理，有些沒有證明。他在哥德巴赫之前即發(fā)表了哥德巴赫猜想。他最為人稱道的是提出華林問題，法國的拉格朗日得到最早的結(jié)果，此后被德國的大衛(wèi)·希爾伯特于1909年推廣并證明。

第七任是艾薩克·米爾納(1798～1820)。他首次將阿摩尼亞氧化產(chǎn)生硝酸。二度出任大學(xué)副校長。

第八任是羅伯特·伍德豪斯(1820～1822)。他最大的貢獻(xiàn)就是拋棄牛頓的微積分記號，改用萊布尼茲記號。

第九任是托馬斯·圖頓(1822～1826)。他在四年任期發(fā)表宗教學(xué)術(shù)著作，而不是數(shù)學(xué)著作。

第十任是喬治·艾里爵士(1826～1828)。他后來成為皇家天文學(xué)家，他是一個(gè)多產(chǎn)的作家。

第十一任是查爾斯·伯比奇(1828～1839)。他發(fā)明了差分機(jī)器和分析機(jī)器，是計(jì)算史上的重要人物?？墒撬笆苋撕鲆暋Ｋ麖牟痪幼?，只是監(jiān)考時(shí)來應(yīng)付一下。

第十二任是約書亞·金(1839～1849)。他無所作為。

第十三任是喬治·斯托克斯爵士(1849～1903)。他以流體力學(xué)的納維葉-斯托克斯方程而聞名。他建立了數(shù)學(xué)物理的劍橋?qū)W派。這個(gè)教席在經(jīng)歷了幾乎半個(gè)世紀(jì)的混亂后，終于在他手中恢復(fù)了權(quán)威性。他任職54年，比任何人都長。

第十四任是約瑟夫·拉摩爵士(1903～1932)。拉摩的主要貢獻(xiàn)是電子理論，拉摩進(jìn)動以他命名。他被認(rèn)為是19世紀(jì)最后一位偉大的物理學(xué)家。

第十五任是保羅·狄拉克(1932～1969)。他把狹義相對論和量子論相合并，得到相對論電子方程。因此，不少人一度以為這意味著理論物理的終結(jié)。他把量子論和麥克斯韋理論相合并，開創(chuàng)了量子電動力學(xué)。他解釋了粒子的自旋，預(yù)言了反物質(zhì)的存在。他首先提出廣義函數(shù)概念。他預(yù)言的磁單極子有待證實(shí)。他堅(jiān)信數(shù)學(xué)和科學(xué)的美學(xué)動機(jī)。

第十六任是詹姆·萊特希爾爵士(1969～1980)。他的主要研究領(lǐng)域是流體力學(xué)。他最重要的貢獻(xiàn)是理解并降低噴氣引擎噪音的產(chǎn)生。他開創(chuàng)了飛行聲學(xué)、非線性聲學(xué)和生物流體動力學(xué)。

第十七任是現(xiàn)任的史蒂芬·霍金(1980～)。

按照劍橋的傳統(tǒng)，教授的職位是非常有限的。絕大多數(shù)教員終身為講師。例如，屬于霍金所在的系皇家學(xué)會會員(院士)的人數(shù)，就遠(yuǎn)多于教授的人數(shù)。1977年劍橋特地為霍金設(shè)立了引力物理教席。這在劍橋歷史上極為罕見。他1980年轉(zhuǎn)任盧卡斯教授后，引力物理教席就自動取消。

在劍橋應(yīng)用數(shù)學(xué)和理論物理系的公共休息室里懸掛著愛丁頓、拉摩、泰勒、狄拉克和萊特希爾的像，走廊里立有斯托克斯的半身大理石像。在我就學(xué)的那幾年里，狄拉克每年都要回劍橋度夏，他住在卡文迪許路。

我初到劍橋時(shí)曾和萊特希爾打過交道。我非常喜愛《富氏分析和廣義函數(shù)》 ，不期在此遇到它的作者。他不久即離開劍橋去倫敦工作。萊特希爾掌握法語、德語、葡語和俄語。鋼琴達(dá)到舉行高級音樂會的水平。他不僅是智力上的巨人，也是體力和心理上的巨人。他多次成功地完成自稱的“探險(xiǎn)式游泳”，通常持續(xù)10個(gè)小時(shí)，還要遭遇急流和其他危險(xiǎn)，卻從不使用救生船陪伴，也不涂防鯊油。

他有一次環(huán)游西西里以北的第勒里安海中的斯特隆波里火山，在整個(gè)過程中，火山噴發(fā)了14回。這個(gè)火山是附近海域7個(gè)火山中最美的一個(gè)。馬克·吐溫在《傻瓜游記》中描寫了它那完美的圓錐形山體，以及噴發(fā)時(shí)橘紅色熔巖流入海底的壯觀。1996年我在訪友之便目睹了這一奇境，但是沒有想到萊特希爾曾經(jīng)這么勇敢。

他在1998年7月17日第七次環(huán)游英吉利海峽中的薩克島時(shí)死于心臟病。他首次環(huán)游此島時(shí)已經(jīng)年屆49歲。

〔作者：1968年畢業(yè)于中國科技大學(xué)（無線電物理專業(yè)）。1973年——1978年任教于中國科技大學(xué)，1979年，作者被英國劍橋大學(xué)接收為霍金領(lǐng)導(dǎo)的廣義相對論小組訪問學(xué)者，而后又受他指導(dǎo)，攻讀引力論和宇宙論。1984年在霍金指導(dǎo)下獲得劍橋大學(xué)博士學(xué)位。他是《時(shí)間簡史》及《時(shí)間簡史（普及版）》中文譯者。和杜欣欣編著《無中生有——霍金和時(shí)間簡史》〕