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中外科学家发明家丛书:欧拉-第2部分
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彼得堡，立即开始工作。
可是一到彼得堡，前来迎接的丹尼尔满面愁容，他让欧拉先好好休息，
根本不提工作的事。原来就在欧拉踏上俄罗斯土地的那一天，在位刚刚两年
的开明的俄国女皇叶卡捷琳娜一世猝然去世。
叶卡捷琳娜在成为彼得大帝的妻子之前是他的情妇，她似乎是一个在许
多方面都很开明的女人，正是她，在她仅仅两年的在位期间，实现了在彼得
堡建立科学院的愿望。叶卡捷琳娜去世后，在年幼的沙皇彼得二世 （1715～
1730）未成年期间，权力旁落到一个异常残忍的小集团手里（年幼的沙皇在
开始自己的统治前就死了，也许这对他自己倒是幸运的事）。俄国的新统治
者们把科学看成是可有可无的奢侈品，在令人焦急的几个月中，他们考虑着
要取消它，遣返所有的外国成员。这就是欧拉刚刚到达彼得堡时的局面。在
混乱中，对他要提任的医学位置没人管了，丹尼尔四处奔走求告，结果一无
所获。欧拉只得闷坐在家里一筹莫展。这时候，俄国海军部正在招考海军军
官，为了生活，欧拉决定去碰碰运气。半个月以后，欧拉早早来到涅夫斯基
大街看结果。平日冷冷清清的海军部大楼门前，今天熙熙攘攘，人头济济。
有的喜形于色，有的故作镇静。欧拉不安地在远处向贴榜处看去，心头不由
一震。榜上的名字虽然写得密麻麻，但是他一眼就看出，第一个名字不是别
人，正是列昂纳德·欧拉！他揉揉眼睛凑到近处再仔细一瞧，果然不错。不
知道是身体不适还是今天彼得堡的寒风格外凛冽，他感到背上好像被人浇了
一桶冷水，浑身发凉。他裹紧围巾，翻起大衣领子，被人群推挤着恍恍惚惚
地向外走。录取无疑可以使他摆脱生活的困境，但是成为海军中尉毕竟不是
他的理想。看来已经没有两全其美的好方法，只有听从命运的安排了。正在
这时，一辆马车飞驰而至，满头大汗的丹尼尔跳下车来一把将欧拉抱住。事
情有了意想不到的转机，经过再三交涉，沙皇政府终于同意欧拉去科学院工
作了。欧拉简直不敢相信这个“天上掉下来”的喜讯，他握住丹尼尔的双手
久久说不出一句话来，眼眶里闪烁着喜悦的泪花。
在这以后情况逐渐好了起来，欧拉也就安定下来专心投入工作。这倒不
全是因为他完全沉浸在数学之中，部分原因是到处都有奸诈的告密者，稍不
留心就可能惹上麻烦。他不敢过正常的社交生活。流放和处决的消息不时传
来。数学部有位同事因为传抄一首无名作者的无题诗，被遣送到西伯利亚。
1730年，小沙皇夭折，安娜·伊万诺夫娜（即安娜女皇，彼得大帝的侄
女，1693～1740）即位成为新的女皇。就科学院而言，情况大大变好了。但
是在安娜的情夫欧内斯特·若阿·德·比隆（1690～1772）的间接统治下，
整个俄国遭受了它历史上的一段最血腥的恐怖统治。欧拉不声不响地专心于
他的工作，这样持续了10年之久。1733年，丹尼尔厌倦了令人生畏的俄国，
回到自由的瑞士去了。而欧拉在他26岁时登上了彼得堡科学院的主要教学位
置。
欧拉觉得他终生都要呆在彼得堡了，他决定结婚，定居下来，随遇而安。
他的夫人叫凯塞琳娜，是彼得大帝带回俄国的画师格塞尔的女儿，温柔贤淑，
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持家有方。婚后的生活恩爱美满。政治形势变得更加恶劣了，欧拉比以前更
加强烈地渴望回瑞士工作。无奈小生命一个接一个的出世，使离开的希望化
为泡影。欧拉夫妇先后生育的子女达13个之多（除5个以外，其余的都在幼
年时夭折），堪与欧拉在科学上的多产相媲美。欧拉感到他被拴得比以前更
紧了，于是在不停的工作中寻求慰藉。一些传记作者把欧拉无与匹敌的多产
归于他在俄国的这第一次留居；应有的谨慎迫使他养成了一种牢不可破的勤
奋的习惯。
欧拉是一位能在任何地方、任何条件下工作的大数学家。他非常喜欢孩
子。常常是一边怀抱着一个婴儿一边写他的论文，同时稍大一点的孩子们在
他周围嬉戏着。他写最困难的数学论文时的那种轻松自如是令人难以置信
的。同时，他又是位慈祥而称职的父亲，他为子女的教育付出了大量的心血。
每到晚上，孩子们围坐成一圈，由欧拉亲自布置和检查他们的作业，解答他
们的问题。他还编了许多数学趣题启发他们的思考。下面就是其中的一个：
“父亲临终时立下遗嘱，按下述方式分配遗产：老大分得100克朗和剩
下的1/10；老二分得200克朗和剩下的1/10；老三分得300克朗和剩下的
1/10；老四分得400克朗和剩下的1/10；……依此类推分给其余的孩子。最
后发现所有的孩子分得的遗产相同。问遗产总数和孩子总数以及每个孩子分
到的遗产各是多少？”
一道初等数学的简单应用题，经过欧拉的精心编写，大大激发起孩子们
的学习兴趣。但是，最受孩子们欢迎的还是他那讲不完的故事和诗朗诵，如
果他有空能和孩子们在一起唱歌游戏，消磨一个愉快的晚上，更会使孩子们
久久难忘。孩子们的嬉笑声和朗朗的读书声时时从窗口飘出来，许多过路的
行人还以为这里一定开办着一个很好的幼儿园呢！
欧拉是那种极为罕见的数学家，就在子女绕膝、笑闹之声不绝的环境中，
在沙皇恐怖统治的浓重阴影下，一篇篇论文源源不断地从欧拉的手中流出。
他用拉丁文写的论文深入浅出，雅俗共赏，字句极少改动。尤其是他创造了
现代数学的语言，更使他的作品受到广泛的欢迎。今天我们常用的许多数学
符号，像用∑表示求和；用i表示
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一天，吃完午饭，欧拉点燃烟斗，拿起刚刚送到的信件阅读起来。从欧
洲各地向他求教的来信每天都有一大堆。今天有一封从柯尼斯堡的来信引起
了欧拉的特别兴趣。偏僻的东普鲁士的柯尼斯堡坐落在美丽的普雷格尔河
畔，河上旖旎的风光吸引了小镇的居民来这里散步、休息、野餐、垂钓。普
雷格尔河上有两座小岛，从河的两岸分别有三座桥和它们相连，同时又有一
座小桥把两个小岛连接起来。时间一久，有位爱思考的居民提出来一个有趣
的问题：一个散步的人能不能一次走七座桥，而且每座桥只能走一次？这个
问题谁也回答不了。有人说可以，可是走来走去，始终没能完成；有人说不
行，可惜又说不出令人信服的理由。这个不大不小的问题竟然一下子难住了
全镇的居民和外地游客。于是，一位小学教师写信向大名鼎鼎的欧拉求教。
欧拉是位出了名的“好好先生”，连中小学生有解不出的“难题”来求
教，他也总能使他们如愿以偿。只要需要，无论是多么平凡、琐碎的事情，
他也总会不假思索地去尽力完成。他从来不去考虑这些“杂事”是否会影响
自己的研究，降低自己的身份。其实，欧拉不仅仅是把它们当作自己应尽的
责任，他对这些问题也确实怀有浓厚的兴趣。像柯尼斯堡七桥这类问题在数
学史上还从来没有人处理过。它显然不是我们所熟悉的代数问题，因为它并
不是研究数量的大小。它和平面几何也不相同，平面几何里的图形不是直线
就是圆，是讨论它们角度的大小或线段的长短。可是在柯尼斯堡七桥的问题
中，桥的准确位置无关紧要，陆地的大小和形状也不需要考虑，重要的是考
虑一共有几块陆地、几座桥以及它们的连接情况如何。根据这个特点，欧拉
经过认真的思考，先把柯尼斯堡七桥画成一个线条图（见图1—2），在他的
图形里，小岛和河岸都演变成了点，桥则成了边接这些点的线。这样，问题
就被简化成为：从图上某一点开始，中间任何一条线不得重复画两遍，铅笔
不准离开纸面，能不能把这张图一笔画出来？经过一番思索，欧拉终于找到
了一个彻底而漂亮的答案。说它彻底，因为它给出了能否一笔画出“河—桥”
图的明确条件；说它漂亮，因为它的条件非常简单，对于任何一张“河—桥”
图，只要很短的一两分钟就可以作出准确的判断。
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柯尼斯堡七桥问题的圆满解决使柯尼斯堡人心满意足，而对于欧拉来
说，这仅仅是个良好的开端。发现一块矿石可能意味着藏有巨大的宝藏。经
过精心的开掘，欧拉果然发现了一个只需要考虑位置的关系和性质的全新的
数学领域——拓扑学 （拓扑学是研究图形在双方单值连续变换下不变性质的
几何学），建立起了网络的概念并推导出拓扑学中非常有价值的重要关系式。
拓扑学在近代有了重大发展，它已经渗透到数学的各个分支，获得了非常广
泛的应用。比如，安排运输路线或邮递路线就需要考虑这样的问题：如何把
货物或邮件送到指定的地点而又不走回头路。
不嫌弃平凡的工作，并且善于从平凡的工作中发现不平凡的内容，正是
欧拉难能可贵的优秀品质。在欧拉琳琅满目、美不胜收的创作宝库里，珍藏
着他为柯尼斯堡七桥、国际象棋中骑士的跳步等一类数学游戏所写的大量光
彩照人的作品。
正当这位从巴塞尔城来的年轻数学家以神话般的速度在数学的各个领域
里一篇接一篇地发表他的独具匠心的论文的时候，欧拉遇到了他一生中又一
次重大的挫折：他的右眼突然失明了。
当时，欧拉正决心赢得一项关于天文学问题的巴黎大奖。天文学中彗星
轨道的计算历来是数理天文学中的一个大难题，因为它牵涉到两个或两个以
上的星体之间的关系。没有计算机的帮助，要想得到比较精确的结果，即使
是一位极具才能的数学家，一般也要花好几个月的辛勤劳动。为了吸引更多
科学家们的兴趣，1739年，法国巴黎科学院特别为这一课题设置了巨额奖
金，征求解答。欧拉决定在这个领域中施展一下他超群的计算才能。他对通
常采用的方法进行了一系列重大的改进。尽管这样，计算仍是十分困难。可
是一旦开始工作，让欧拉中途停下来是不可能的。他在书房之中着迷似地干
了起来。饿了就啃几口面包，困了就靠在椅背上迷糊一会儿。凯塞琳娜看着
丈夫这样不顾一切地工作，只有干着急，爱莫能助。虽说进展神速，但等他
计算出彗星的运行轨道的时候，时光已经不知不觉地过去了3天。晨曦透过
窗帘悄悄报告着新的工作日的来临。欧拉的眼睛里布满了血丝，头昏沉沉的，
身体疲惫不堪。他轻轻阖上刚刚写好的论文，随手推开窗户，张开双臂伸了
个懒腰。突然，欧拉的眼前一片发黑，他一头栽倒在地！他在床上整整躺了
一个星期。病后，他的右眼完全失明了。
欧拉作为计算方法的大师，无疑从来没有人超过他，甚至连比较接近他
的人也不容易找到，或许雅可比应该除外。算法专家就是为解决特殊类型的
问题而设计计算方法的数学家。举一个很简单的例子，我们假设（或证明）
每一个正实数都有一个真正的平方根，如何去计算这个根呢？有许多已知的
方法可以计算，而算法专家则设计实际可行的方法。再举一个例子，在丢番
图分析，也在积分学当中，一个问题的解答可能不是现成的，要用其它变量
的函数关系做一些巧妙的（通常是简单的）代换，一个算法专家就是能自然
地想到这种代换的数学家。想出代换的过程没有统一的方法——算法专家就
像机敏的打油诗人一样，是天生的，而不是造就的。
看不起“纯粹的”算法专家的情况在今天是很流行的，然而，当一个像
印度的罗摩拏阇那样的真正的数学家从不知道的什么地方突然冒出来的时
候，就连分析专家们也都会把他当作从天而降的天才而向他欢呼：对于表面
上无关的各种公式，他那几乎是以超自然洞察力揭示了从一个领域通向另一
个领域的隐秘的线索，�
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