笛卡爾生活在一個(gè)偉大的進(jìn)代,偉大的時(shí)代推動(dòng)偉大人物的產(chǎn)生,偉大人物又創(chuàng)建偉大的功業(yè),笛卡爾的時(shí)代最顯赫的功業(yè)就是近代科學(xué)的誕生,因此,17世紀(jì)經(jīng)常被稱為科學(xué)革命的時(shí)代。
笛卡爾的時(shí)代距離我們現(xiàn)在有多久遠(yuǎn)呢?不過400年,當(dāng)時(shí)中國(guó)正好是明末清初,外國(guó)人紛紛向中國(guó)學(xué)習(xí),一學(xué)差不多就是200年,到19世紀(jì)初,中國(guó)仍是世界頭號(hào)超級(jí)大國(guó),人均GDP也不少,但沒多久就開始被列強(qiáng)超越,究其原因,從笛卡爾到牛頓,從牛頓到高斯,200年的西方科學(xué),中國(guó)人一點(diǎn)兒都沒學(xué)。
許多人很早就提出這樣一個(gè)問題:中國(guó)的發(fā)明可不止四大發(fā)明,大概有成萬上千,為什么近代科學(xué)不能在中國(guó)產(chǎn)生?這個(gè)問題雖然有許多人探討,但還沒有定論,不過,我們可以從那個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)看出近代科學(xué)產(chǎn)生的原因,簡(jiǎn)單地說,就是思想解放、人才輩出,正是思想解放,導(dǎo)致了人才輩出。
笛卡爾的同時(shí)代人中有各類杰出人物:
偉大作家有莎士比亞、塞萬提斯以及法國(guó)散文家蒙田:偉大哲學(xué)家有培根和笛卡爾:偉大數(shù)學(xué)家有代數(shù)學(xué)之父韋達(dá),數(shù)論之父費(fèi)馬,概率論之父帕斯卡以及后來微積分的發(fā)明者牛頓和萊布尼茨;偉大科學(xué)家有伽利略、開普勒、哈維、帕斯卡以及科學(xué)巨人牛頓等。
科學(xué)家的培養(yǎng)離不開人文,而科學(xué)的產(chǎn)生離不開哲學(xué)和數(shù)學(xué),笛卡爾則是三冠王——哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、科學(xué)家,可當(dāng)時(shí)沒人能以這些職業(yè)來謀生,要想當(dāng)學(xué)者就得有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),幸好,笛卡爾出生在一個(gè)富裕的家庭中。
笛卡爾的父親算是位小貴族,他在地方法院當(dāng)法官,是掌管司法以及行政事務(wù)的中上級(jí)官員,家里還有不少地產(chǎn),正是靠著老爹的地產(chǎn),笛卡爾一輩子吃穿不愁,還受到了良好的教育。
笛卡爾1596年3月31日出生在法國(guó)西部圖蘭附近,他的母親在他出生后幾天就去世了,這在當(dāng)時(shí)的衛(wèi)生條件下是常事,而這也許跟笛卡爾一生身體不好有關(guān),雖然失掉了母愛,他的父親也再娶,但還是有保姆細(xì)心地照料他,這位未來的哲學(xué)家從小就想知道天地萬物的本原,他的父親也是盡量滿足這位“小哲學(xué)家”的好奇心,正是由于身體不好,小笛卡爾不能像別的孩子那樣玩耍嬉鬧,只能自己安靜地思考,這成了他的人生的習(xí)慣,頭腦里有了問題就推動(dòng)他主動(dòng)地學(xué)習(xí),就這樣,一直到8歲,他才被送進(jìn)正規(guī)學(xué)校學(xué)習(xí)。
當(dāng)時(shí)的學(xué)校主要由教會(huì)管理,笛卡爾上的學(xué)校是一所極端嚴(yán)格的天主教學(xué)校,沒想到,當(dāng)時(shí)的校長(zhǎng)很喜歡這個(gè)面色蒼白、身體孱弱的小孩,為他破了例:小笛卡爾早晨想躺多久就可以躺多久,不必離開自己的房間,除非他想去和同學(xué)們呆在一起,這種上午大半天躺在床上思考的習(xí)慣幾乎貫穿了他的一生,笛卡爾后來回憶自己在學(xué)校的生活時(shí)曾談到,在那些寂寞而安靜的早晨,產(chǎn)生出了他的許多哲學(xué)與數(shù)學(xué)的思想。
他在學(xué)校整整待了8年,前五年是正規(guī)的“古典”教育,主要學(xué)習(xí)希臘文、拉丁文以及經(jīng)典名著,這些對(duì)于一位學(xué)者是十分必要的,要知道,一直到19世紀(jì)中,學(xué)者之間交流的語(yǔ)言都還是拉丁文,不會(huì)拉丁文就等于沒文化,登不上大雅之堂,在學(xué)校的后三年學(xué)的是廣義的哲學(xué),其中包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、倫理學(xué)等,內(nèi)容主要是亞里士多德的學(xué)說,幸運(yùn)的是,他的數(shù)學(xué)教育相當(dāng)不錯(cuò),他對(duì)古希臘的數(shù)學(xué)有牢固的掌握,數(shù)學(xué)成為他后來的主要興趣之一。
1612年從這所學(xué)校畢業(yè)時(shí),笛卡爾也差不多是現(xiàn)在學(xué)生高中畢業(yè)的年紀(jì),他沒有高考的煩惱,卻獨(dú)立產(chǎn)生出了許多日后思想的萌芽,首先,他學(xué)了這么多東西,卻發(fā)現(xiàn)自己“在每一個(gè)方面都很無知”,其次,他學(xué)的大部分知識(shí)對(duì)于他、對(duì)于人類似乎沒什么太大用處,況且,學(xué)了許多教條,實(shí)際上不過是多了一些毫無根據(jù)的迷信,這就進(jìn)一步使他懷疑,究竟什么是真理?怎樣才能獲得真理?
那時(shí)的大學(xué)主要有三大學(xué)院:神學(xué)院、法學(xué)院、醫(yī)學(xué)院,他進(jìn)入了普瓦捷大學(xué)的法學(xué)院學(xué)習(xí),看來這也是為了繼承他家族的傳統(tǒng)——當(dāng)官,20歲他大學(xué)畢業(yè),畢業(yè)后卻什么也沒干,他對(duì)法律恐怕也不太感興趣,但思想?yún)s更加成熟了,他得出結(jié)論:哲學(xué)、倫理學(xué)中的證明,與數(shù)學(xué)的證明無法相比,很難說這些證明是否靠得??;只有數(shù)學(xué)才真正給人以確定的、靠得住的知識(shí),只有數(shù)學(xué)的方法才是通往真理之路,于是,笛卡爾更進(jìn)一步開始對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)行鉆研。
這期間,他父親去世,留給他了大量地產(chǎn),他把地賣掉,拿錢去投資,每年可有6000到7000法郎的收入,這在當(dāng)時(shí)是個(gè)天文數(shù)字,他用不著出去工作了,1616年到1618年,他到歐洲各地旅游,也為了見見世面,在巴黎那個(gè)花花世界中,他也免不了吃喝玩樂,結(jié)交一些酒肉朋友,可是,他和那些只知享樂的行尸走肉不一樣,他有豐富的精神生活,因此,他經(jīng)常躲起來,一個(gè)人獨(dú)自鉆研幾何,他的確找到了通往近代科學(xué)的鑰匙,這使他非常興奮,不過,那些整天追求享樂的“朋友”總是能找到他,拉他聚會(huì)喧鬧,這使喜歡安靜的笛卡爾感到不勝其擾,避之猶恐不及。
那是一個(gè)浮躁的社會(huì),沒什么人讀書思考,但卻有一幫人在忽悠人們打仗,理由多得是,從宗教到國(guó)家,笛卡爾20歲剛出頭,也免不了爭(zhēng)強(qiáng)好勝,想在軍事上大干一場(chǎng),當(dāng)時(shí)歐洲可以說是戰(zhàn)事不斷,各國(guó)都在加強(qiáng)自己的武裝,想大干一場(chǎng),其中最先進(jìn)的軍事統(tǒng)帥出現(xiàn)在自由民主的荷蘭,年輕的笛卡爾于是跑到荷蘭參了軍,荷蘭是從西班牙手里獨(dú)立出來的,當(dāng)然最大敵人就是西班牙,可是由于西班牙同這國(guó)打,同那國(guó)打,顧不過來,于是就同荷蘭簽訂了一個(gè)為期12年的和約,1617年笛卡爾參軍的時(shí)候,就沒仗可打了,這倒使笛卡爾有工夫鉆研自己的數(shù)學(xué),并且結(jié)交荷蘭數(shù)學(xué)界的朋友。
那時(shí)候根本沒有數(shù)學(xué)期刊。數(shù)學(xué)書也少得可憐,數(shù)學(xué)只是某些人的業(yè)余愛好而已,有的人提出問題,就在街上貼張大字報(bào),向其他人提出挑戰(zhàn),有一天,他看到一個(gè)挑戰(zhàn)的問題,很快就把它給解決了,這使他對(duì)自己有了信心,覺得自己的確是研究數(shù)學(xué)的料兒,由此就更讓他對(duì)數(shù)學(xué)感興趣,從這時(shí)起,他感到一切正確的方法都是從數(shù)學(xué)起步的。
1618年,他結(jié)識(shí)了荷蘭當(dāng)時(shí)最好的數(shù)學(xué)家,他像笛卡爾一樣,對(duì)數(shù)學(xué)和外面的世界有著濃厚的興趣,笛卡爾在他的指導(dǎo)和鼓勵(lì)下,開始全神貫注地思考一些數(shù)學(xué)以及力學(xué)的問題,笛卡爾不是一個(gè)普遍士兵,而是一位高級(jí)軍官,所以有足夠的時(shí)間鉆研問題,當(dāng)然,在軍隊(duì)里也有各種各樣的問題,例如軍事設(shè)施的形狀等,他也很容易地用數(shù)學(xué)解決一些難題,也是在這個(gè)時(shí)候。他接觸到古希臘的一些著作,例如丟番圖和帕普斯的寫于1000多年前的古希臘數(shù)學(xué)名著,其中包含大量的問題,有些問題雖有答案,可并沒告訴讀者這些答案是怎么來的,這就刺激笛卡爾去思考一般的方法,而這正是一般學(xué)生同有數(shù)學(xué)頭腦的人的差別,問題與方法,是數(shù)學(xué)的靈魂,他從思考中得出自己的結(jié)論,正因?yàn)槿绱耍呱狭丝茖W(xué)家、數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家的康莊大道。
經(jīng)過在荷蘭兩年無所事事的軍旅生活,笛卡爾有點(diǎn)厭倦了,1619年初,他離開了荷蘭,前往德國(guó),因?yàn)闅W洲的“三十年戰(zhàn)爭(zhēng)”已經(jīng)打響,笛卡爾是個(gè)喜歡游逛的人,他在德國(guó)看到了神圣羅馬帝國(guó)皇帝加冕的熱鬧場(chǎng)面,高興之余,他參加了巴伐利亞的軍隊(duì),他在烏爾姆(就是愛因斯坦的故鄉(xiāng))附近駐扎時(shí),1619年11月10日夜晚做了三個(gè)夢(mèng),據(jù)他講,這些夢(mèng)改變了他的一生,后來,有人把這天說成是解析幾何的誕生日,第一個(gè)夢(mèng)是一陣邪風(fēng)把他從搖晃的教堂或者大學(xué)吹到一個(gè)風(fēng)力無法搖動(dòng)的地方,第二個(gè)夢(mèng)中,他發(fā)現(xiàn)自己正用不帶迷信的科學(xué)眼光來觀察風(fēng)暴,他注意到一旦看明白風(fēng)暴是怎么回事兒,風(fēng)暴也就奈何他不得了,第三個(gè)夢(mèng)是他朗誦古人的詩(shī)句,第一句是“我要遵循什么樣的生活道路?”正如他自己所說,這些夢(mèng)對(duì)他很有意義,他認(rèn)為第二個(gè)夢(mèng)向他揭示出一把鑰匙,這把鑰匙成為探索大自然寶庫(kù)的關(guān)鍵,笛卡爾沒有講這個(gè)鑰匙是什么,人們一般認(rèn)為,那就是把代數(shù)應(yīng)用于幾何,也就是由此產(chǎn)生的“解析幾何”。
看來這有點(diǎn)兒裝神弄鬼,不過這個(gè)偉大的思想的確是近代數(shù)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵,正如我國(guó)首位最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)獲得者吳文俊院士(1919-)所說的:笛卡爾指明了這樣一條道路:
任何問題一數(shù)學(xué)問題一代數(shù)問題一解代數(shù)方程組。
吳文俊院士也正是對(duì)這條道路做出了重大的貢獻(xiàn)的,他解決的是幾何問題,不過,笛卡爾的關(guān)于解析幾何的著作直到18年后才出版,由此也產(chǎn)生出發(fā)明優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)吵。
在冬天,即使是德國(guó)南部也是冷的要命,笛卡爾說,他早上起來就鉆進(jìn)一個(gè)火爐,然后整天呆在里面沉思,有人說這不可能。實(shí)際上了解舊式巴伐利亞住宅的人則認(rèn)為的確如此,另一個(gè)傳說更為可靠:笛卡爾早上醒來盯著天花板看,上面蒼蠅的位置可由它到兩面墻的距離來決定,這不就是坐標(biāo)的概念嘛!位置的變動(dòng)就形成蒼蠅運(yùn)動(dòng)的軌跡,軌跡可以由坐標(biāo)滿足的方程描繪出來。
有人也許會(huì)奇怪,怎么會(huì)有這么舒服的軍營(yíng)生活?笛卡爾真打過仗嗎?他的確打過,而且打的是“三十年戰(zhàn)爭(zhēng)”中最慘烈的白山戰(zhàn)役,其結(jié)果是1621年布拉格陷落,反正笛卡爾所在的軍隊(duì)打勝了,他還跟著部隊(duì)參加了入城式,他感到榮耀,這的確是貴族的價(jià)值觀,似乎他也挺走運(yùn)。毫發(fā)無損,這對(duì)哲學(xué)、數(shù)學(xué)、科學(xué)真是太幸運(yùn)了,因?yàn)檫@時(shí)他還什么書也沒出版,也許還根本沒有開始寫。
四年的軍旅生活雖然不錯(cuò),可他還想換換口味,當(dāng)然,有可能的話還是回法國(guó),不巧,這時(shí)法國(guó)天主教徒和新教徒打起了仗,而且據(jù)說還有瘟疫流行,家沒回成,于是他往北歐走,他乘上了一條賊船,那些船員在商量著怎么打劫這個(gè)富有的“書生”,然后再把他推到河里,沒想到笛卡爾聽懂了他們的話,立刻拔出劍來強(qiáng)迫他們劃到河邊,笛卡爾真不愧當(dāng)過軍人,再次逃過一劫。
1622年底,笛卡爾回到巴黎,他碰到了好朋友馬桑神父,馬桑神父已經(jīng)成為一個(gè)著名的哲學(xué)家、科學(xué)家、數(shù)學(xué)家小組的組織者,在巴黎的小組成員經(jīng)常聚會(huì)討論問題,不在巴黎的小組成員則寫信給馬桑,由馬桑轉(zhuǎn)給有關(guān)的人過目,這就像現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)發(fā),這樣,馬桑起的作用至關(guān)重要,他要小心地避免學(xué)者之間的爭(zhēng)吵,但是思想交流使得這很難做到,在笛卡爾還沒什么名氣的時(shí)候,馬桑就鼓勵(lì)他把他的成果寄給他,同時(shí)也宣傳笛卡爾,讓大家注意一位新哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家的思想,這對(duì)笛卡爾的幫助真的很大。
但笛卡爾還是安靜不下來,他又跑遍大半個(gè)歐洲,這次去了意大利,親眼看到25年一次的教會(huì)盛典,后來又參加了一次戰(zhàn)斗,而且在戰(zhàn)斗中表現(xiàn)出眾,因此得到光榮稱號(hào)。不過他卻拒絕了,他覺得意大利雖然是當(dāng)時(shí)的文化中心,卻沒有什么人可以談得來,他注意到法國(guó)正取代意大利成為世界的科學(xué)文化中心,接近而立之年的他,最終回到了巴黎。
在巴黎安靜沉思的三年,是他人生最幸福的時(shí)期,他的外表可不像一個(gè)學(xué)究,而像是衣冠楚楚、舉止優(yōu)雅的紳士,他還佩帶一把劍,有一次,一個(gè)醉漢侮辱了他帶的女伴,笛卡爾上去就把醉鬼的劍打飛,但沒要那人的命,笛卡爾喜歡女人,甚至有一個(gè)私生女,但女兒5歲夭折。使他十分悲痛,不過,他一生沒有結(jié)婚,也許他寧要真理而不要美女,有仆人伺候的生活大概使他很滿足,即使在這三年中,他還打了最后一仗,這是跟著法國(guó)國(guó)王打新教徒,這一次又是勝仗,他依然毫發(fā)無損,到1628年,這位未來的大思想家真的開始正式工作了,他沒待在巴黎這個(gè)花花世界當(dāng)中,隱居到荷蘭去了,除了三次短暫回過巴黎,他幾乎都在荷蘭,而且一呆就是20年,在荷蘭,他幾乎寫下了他的所有著作。
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)數(shù)學(xué)人教版2011年8期