数学界的花木兰

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数学界的花木兰

原创 蔡驰南 蔡爸谈数学 2024 年 07 月 24 日 12:38 浙江

她曾以男性身份学习数学，并出手救过数学王子高斯的性命，她就是数学界的传奇女性：索菲·热尔曼（Marie-Sophie Germain）。



她生在法国巴黎一个富裕家庭，父亲是丝绸商人和政治家。

在她 13 岁时，巴黎爆发了法国大革命（1789 年），热尔曼不能出门，于是父亲的图书馆成了她最喜欢待的地方。当她读到《数学史》一书（法国数学家让·艾蒂安·蒙图克拉），被阿基米德死于破城士兵之手的故事打动，从此开始痴迷于数学。


阿基米德被攻破叙拉古的士兵杀害

一开始父母受世俗偏见，并不支持她学数学，还拿走了蜡烛与睡袍，熄灭了炉火以阻止她学习。

但寒冷并不能浇灭热尔曼对数学的热情，她裹着被子，点着偷来的蜡烛继续研究。当父母发现她时，一旁的墨水都结冰了，他们终于让步，开始支持她。

1794 年，政局相对稳定，但当时还不允许女性上大学，于是她除了自学牛顿、欧拉的著作外，还假借身份，通过巴黎综合理工学院学习。当时一位名叫勒布朗的学生经常旷课，热尔曼就代替他来获取讲义，并以他的名义提交论文作业。



而这些作业太过优秀，引起了拉格朗日的注意，他要求与“勒布朗”见面，这时热尔曼这才说明了真实身份。拉格朗日惊讶之余，对她的才华赞不绝口，也正式收下了这位女学生，并定时到她家中进行指导。



拉格朗日热尔曼进步神速，对数论也产生了浓厚的兴趣。很快她凭借自己的努力，在费马大定理的证明上取得了突破，她又用起了“勒布朗”的名字，写信给当时最伟大的数论学家高斯。高斯很欣赏“勒布朗”的才华，此后三年他们一直保持书信交流。


比热尔曼小一岁的高斯

1806 年，拿破仑入侵普鲁士，高斯的家乡布伦瑞克被占领，这让热尔曼想起了阿基米德的悲剧。于是，她通过家庭关系网，给在法国担任将军的一位朋友写信，请求他保护高斯的安全。

后来当高斯得知是因为索菲·热尔曼小姐的帮助，自己的安全才有了保障，他心存感激但又十分困惑，因为他根本不认识这位女性。直到后来的一封信中，热尔曼告诉了高斯她的真实身份，高斯才恍然大悟。一生骄傲的高斯，盛赞了热尔曼的才智与勇气。



只是高斯与热尔曼一生都没有见过面。

热尔曼还在微积分上有过重要贡献，她曾解决了奇妙的克拉德尼图形相关的偏微分方程问题，她的才华与勇气再一次展露无遗。这是一个被拉格朗日认为的“超纲问题”，她勇敢地接下这个难题，历经五年，三易其稿，终于因此赢得了巴黎科学院的大奖（1816年），成为有史以来第一位获此殊荣的女性。



她的成就除了家庭的支持，还来自于自身强大的内心与非凡的勇气，她真正做到了巾帼不让须眉。

也许数学界本就不该有性别差异，就如同她眼中的代数与几何：代数只不过是书写的几何, 而几何只不过是图形的代数。

虽然当时社会对女性学数学并不认可，但热尔曼依然能在微积分与数论方面作出重要贡献，其才智与勇气令人钦佩。

补充资料：

玛丽-索菲·热尔曼（Marie-Sophie Germain，1776 年 4 月 1 日 — 1831 年 6 月 27 日），法国女数学家、物理学家和哲学家。

她所处的时代不支持女性接受教育，热尔曼以笔名“勒布朗先生”（Monsieur LeBlanc）与当时著名的数学家拉格朗日、勒让德和高斯等书信往来。她是弹性理论的先驱之一，在《自然研究备注》（1821 年）中以四阶偏微分方程的形式，给出弹性表面的一般振动原理的表达式，以解决克拉德尼图形（Chladni Patterns）问题。她在费马大定理上的研究为后世数学家提供了坚实基础。

高斯曾举荐哥廷根大学授予她荣誉学位，但授予时她已去世。在热尔曼百年诞辰之际，法国科学院为纪念她设立了索菲·热尔曼奖。

蔡驰南