另一路进军者
在高斯发现非欧几何的同时,匈牙利数学家亚诺什·波耶也几乎同时发现了非欧几何,并勇敢地把它公诸于世。
且说 1820 年的一天,在维也纳工程学院读书的一个青年小伙子收到了一封家信,父亲在信中说:“你必须像痛恶淫荡的社交一样痛恶它。它能剥夺你的所有的闲暇,你的健康,你的休息,以及一生的所有快乐。这个无底的黑暗或许可以吞吃掉一千个灯塔样的牛顿,而在大地上将仍不会有光明。”
痛恶什么?竟如此严重!
这是一封父亲亚诺什·法卡什写给儿子亚诺针·波耶的信,严厉告诫儿子放弃对欧氏几何第 5 公设的证明。
法卡什之所以对第 5 公设的证明深恶痛绝,是由他亲身体验总结出来的。
法卡什有一肚子的苦水。
法卡什早年在数学上很有造就,对第 5 公设之谜也产生了浓厚的兴趣,
在 1796 年有幸去德国游学,在哥廷根结识了数学之王高斯,共同的志趣使两人很快成为关系密切的挚友,从此不断地进行书信往来,研讨学术问题。
不过,高斯和法卡什研究第 5 公设有所不同。高斯认为第 5 公设不可证
明,并发现了非欧几何。而法卡什始终认为第 5 公设是可以证明的,因此注定要失败。
法卡什在第 5 公设的研究中,耗费了大半生时间,始终没有在数学上取得重大成就,只能在一个小城中学当一个普通的数学教师。
法卡什回想自己的一生,虽然耗费了大量的时间和精力,却得不出任何结果,断送了光辉的前程,就连数学之王高斯在第 5 公设的研究中,也没有发表任何成果。
前人的失败,自己的教训,使法卡什对这个数学之谜深恶痛绝。当得知儿子步人后尘时,做父亲的怎能不苦心相劝呢?
大家不禁要问,波耶是怎样对第 5 公设产生兴趣的呢?他听从父亲的劝告了吗?
波耶于 1802 年出生在匈牙利的柯罗日瓦尔,在父亲的影响下,从小喜欢数学。波耶中学毕业后,在父亲的指导下,已掌握了高等数学的基础知识。这时,法卡什想把儿子送到高斯手下深造,未能实现。
1820 年,波耶以优异成绩考入维也纳皇家工程学院,但对数学仍然抱有特殊的偏好。
就在这一年,波耶开始试证第 5 公设,并征求父亲意见。法卡什知道后, 多次写信劝告:“老天啊,希望你放弃这个问题⋯⋯”“希望你不要再尝试了⋯⋯我熟知一切方法都到尽头了;并且我在这里埋没了人生的一切亮光, 一切快乐。”
波耶不听父亲的劝告,没有被父亲的悲观言论所吓倒,执意研究第 5 公设。
1822 年,波耶从维也纳工程学院毕业后,因成绩优秀,被留校进行特种军事工程研究,一年后,被征到军队服役,成为一名勇敢的军官。
从工程学院的学习,到后来的军旅生活,波耶一直把全部业余时间用于第 5 公设的研究上。在研究过程中,他广泛吸取前人的研究成果,力图证明
第 5 公设。
经过几年的苦心研究,波耶终于证明第 5 公设在欧氏几何理论中是一个
独立的公设,企图用欧氏几何的其他公设来证明第 5 公设是不可能的。从而解决了这一数学难题。
1823 年,波耶写成论文《空间的绝对几何学》,阐述这一发现。他在写给父亲的信中说:“我坚决地决定出版自己的关于平行线的著作,只要情况一旦允许我把资料整理就绪。现在我还没有达到目的,但是我已获得这样可注目的一些结果;如果这些遭受摧残的话,那真是太可惜啦。”
法卡什不相信 21 岁的儿子会超过自己,更不相信儿子能在平行线理论上有什么作为。
波耶在证明第 5 公设不可证明后,由此引出一条相反的定理:过直线外一点,可引无穷多条平行线。从这一定理出发,波耶又推出了一系列新的定理,从而形成了一个严密而完整的新的几何系统,创立了非欧几何。
当高斯发现非欧几何时,由于害怕遭到传统势力的围攻,而不敢发表, 把它锁在书柜里。但年轻的波耶勇敢地向传统观念挑战,决心把自己的见解公布于众。
1825 年,波耶在完成了他的非欧几何学后,亲自回到柯罗日瓦尔,向父亲详细介绍自己的研究过程和结果,并请求帮助把自己的论文《一种包含绝对真实的空间科学》出版。
法卡什已失去了探索和创新的勇气,在传统观念的束缚下,对波耶非凡的工作抱着不以为然的态度,拒绝了儿子的要求。
波耶对父亲感到失望,便向维也纳工程学院的老师求援。1826 年,他把非欧几何学的德文抄本,寄给艾克维尔数学教授。不幸的是,这个抄本被遗失了。
波耶毫无办法,只好再去求父亲。在多次请求后,法卡什才勉强同意把波耶的论文以附录的形式,出版在他自己正在写的《试论数学定理》这一著作中。
法卡什似乎看到波耶发现了什么新东西,但无法评价。从小就崇拜高斯的波耶,请父亲把自己的论文寄给高斯,希望能得到这位数学权威的评价。1831 年 6 月,法卡什写了一封信连同儿子的论文一起寄给了高斯。
信件向哥廷根飞去,也带走了波耶的心。他多么希望得到高斯的支持啊! 波耶急切地盼望高斯的回信,满怀信心地认为,对数学无所不知的高斯
一定能理解和赞赏自己的研究工作。1832 年 3 月,高斯终于回信信了。
高斯在信中说:“⋯⋯称赞他等于称赞我自己,因为这研究的一切内容, 你的儿子所采用的方法和他所得到的一切结果,几乎全部和我的一部分在 30
至 35 年前已开始的个人沉思相符合。⋯⋯关于我自己的著作,虽只有一小部分已经写好,但我的目标本来是一生里不愿意发表的,大多数人对于那里所讨论的问题都抱着不正确的态度。”
他又说:“使我快乐地感到惊奇的是现在可以免去这劳力的耗费,并且特别高兴的,在我面前有这样惊异姿态的正是老友的儿子。”
从这封信的内容来看,高斯肯定了波耶的研究成果,但也不能过分称赞, 那样等于自夸,之所以不愿意发表自己的成果,是为了回避传统势力的围攻。
波耶对高斯模棱两可的回信很失望,同时为和高斯的想法相符合而感到
欣慰,更加坚信自己的理论是正确的,期待着尽快得到科学界的承认。
由于学术上的分歧,法卡什只给很小的篇幅附印儿子的论文。经过一再压缩,波耶的论文和他父亲的著作终于在 1832 年出版了。