数学最高奖奖章上的男人

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数学最高奖奖章上的男人

原创 蔡驰南 蔡爸谈数学 2024 年 04 月 09 日 12:33 浙江

菲尔兹奖是全球年轻数学家的最高荣誉，和阿贝尔奖并称为数学界的最高奖。

然而，菲尔兹奖奖章上的头像，却不是菲尔兹本人，而是古希腊的阿基米德。



这又是为什么呢？

阿基米德是史上四大数学家之首，他师承几何学之父欧几里得，青出于蓝而胜于蓝，开创了穷竭法，无限细分曲线图形，通过“逼近”，计算出他们的面积与体积。他最满意的是计算出了圆柱体内接球的表面积和体积，该图形也被刻在菲尔兹奖的奖章背面。

他是最早运用积分思想的人，比牛顿早了约 1900 年。

他借助穷竭法和归谬法（也就是反证法），计算出圆周率的值在 223/71 和 22/7 之间，与七百年后我国数学家祖冲之计算的疏率精度相当。



他是名副其实的物理学之父。在西西里岛的叙拉古围城战中，他发明了很多机械以抵御外敌。

他利用杠杆原理制造了投石机，让敌人损失惨重；利用滑轮组建造了巨大的起重机，将敌人的战船吊到半空；传说他还利用巨型凹面镜，聚焦阳光，点燃靠近海岸的战船。

连对方的将军都不得不感叹：“这是一场罗马舰队与阿基米德一个人的战争。”



他研究了阿基米德螺旋线，建造了阿基米德提水器和计程器，传说他还设计出了记录天上行星运行的天象仪，一种需要用到差速齿轮的复杂机械——安提基特拉机械，这种技术直到 14 世纪欧洲制造了天文钟后才又出现。

他在洗澡时都不忘思考问题，发现了浮力和比重的关系，帮国王检测出皇冠中掺杂了其他金属。

他研究数学常常废寝忘食，在他的住处，无论地上还是墙上，随处可见几何图形、数字和方程式。

叙拉古被攻破后，他死于一位文盲士兵之手。那时，他正在专注地研究几何问题，而这位士兵踩到了他画在沙地上的图形。“别弄坏我的圆形”，是他留给世人的最后一句话。



阿基米德的这种专注忘我与开创精神，就是对数学奖章的最好诠释。

这些了不起的故事在《他们创造了数学中》都有记载，兴趣是最好的老师。



补充资料：

菲尔兹奖（Fields Medal），正式名称为国际杰出数学发现奖，是一个在国际数学联盟的国际数学家大会上颁发的奖项。每四年评选 2～4 名有卓越贡献且年龄不超过 40 岁的数学家。得奖者须在该年元旦前未满四十岁。奖项以加拿大数学家约翰·查尔斯·菲尔兹的名字命名。

菲尔兹奖的奖章由加拿大雕塑家罗伯特·泰特·麦肯齐设计。按照菲尔兹的想法，为显出奖章的国际性而用拉丁文及希腊文。正面有古希腊科学家阿基米德右侧头像。在头像旁刻上希腊文“ΑΡΧΙΜΗΔΟΥΣ”，意思为“阿基米德的头像”。边上还有一句拉丁文“TRANSIRE SUUM PECTUS MUNDOQUE POTIRI”，意为“超越他的心灵，掌握世界”。

奖章背面刻有拉丁文“CONGREGATI EX TOTO ORBE MATHEMATICI OB SCRIPTA INSIGNIA TRIBUERE”，意为“聚集自全球的数学家，为了杰出著作颁发（奖项）”。其背景前方为月桂花树枝，是古代希腊罗马编织为桂冠给胜利者戴上；后方为圆柱内切球体，是阿基米德最满意的结果，而且吩咐刻在其墓碑上的。奖章边缘上刻上得奖者姓名。

清华大学的丘成桐教授，以及澳籍华人数学天才陶哲轩都是菲尔兹奖获得主。

阿基米德（前 287 年 — 前 212 年），希腊化时代的数学家、物理学家、发明家、工程师、天文学家。出生于西西里岛的叙拉古（又名：锡拉库扎），据说他在亚历山大求学时期，发明了阿基米德式螺旋抽水机，今天的埃及仍在使用。第二次布匿战争时，罗马大军围攻叙拉古，阿基米德死于罗马士兵之手。他对数学和物理学的影响极为深远，被视为古希腊最杰出的科学家。

阿基米德求出的圆周率和七百年后我国南北朝时期数学家祖冲之得到的疏率相同。但祖冲还得到了更精确的密率 π=355/113 ，这个数值直到一千年后欧洲才找到。

蔡驰南