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哈里奥特的科学人生

已有 5357 次阅读 2019-5-10 09:13 |个人分类:科林散叶|系统分类:人物纪事

哈里奥特的科学人生

(发表于《中国科学报》2019年5月10日)



 

学者们对哈里奥特的论著进行整理研读后,大为震惊。另外,有学者相当有根据地怀疑,笛卡尔在1637年发表著作《几何学》之前是看过哈里奥特的数学手稿的。


■武夷山


2019年4月,英国剑桥大学出版社出版了女数学家、澳大利亚莫纳什大学数学科学学院荣誉副研究员罗宾·雅利安洛德(Robyn Arianrhod)撰写的传记Thomas Harriot: A Life In Science(本文作者译为“托马斯·哈里奥特的科学人生”)。4月17日出版的《自然》上,另一位传记作家Georgina Ferry发表文章推介了此书。

我们现在都知道,学术界有“不发表就出局”这么一句话。与莎士比亚生活于同一时代的托马斯·哈里奥特(1560~1621)却是一位生前从未发表过任何学术论文的英国数学家、天文学家和自然哲学家。那个年代不存在科学期刊,他也从未在大学任教,而是长期担任贵族家庭的家庭教师。后来的科学史学家认为,哈里奥特的原创性工作可与开普勒和伽利略比肩。不过,除了自称为“哈里奥特迷”的一批早期现代科学史家外,几乎无人知晓哈里奥特其人。雅利安洛德在这本传记中,试图解释为什么科学史学家未能适当评估哈里奥特在现代科学的奠基者当中的地位。

已知最早的关于哈里奥特的文献指出,他是一位“庶民”学者,1577年进入牛津大学就读,1580年获得学士学位。他终生未婚,没有子嗣。大学毕业后不久,他被海军指挥官、探险家和伊丽莎白一世女王的宠臣沃尔特·雷利男爵的家族聘用,担任雷利家的家庭教师,主要讲数学,也曾给雷利麾下的船长们讲授天文学和航海。哈里奥特在世时,被英国作家Gabriel Harvey夸赞为“深刻的数学家”,将其与另外两位英国数学家托马斯·迪杰斯(Thomas Digges)和约翰·迪伊(John Dee)并列。哈里奥特去世之后,基本上就被淡忘了。

哈里奥特在美国的影响力反而比英国大,因为他发表过一篇不属于科学论文的考察报告《弗吉尼亚之新发现的土地之简要真实的报告》(“新发现的土地”属于如今的北卡罗来纳州)。这是他受雷利的派遣,于1585~1586年间随英国远征军去美国开展的测绘考察之旅的第一人称的记录。报告发表于1588年,它首次对阿尔冈昆人(印第安人的一个部族)的语言和习俗以及当地的自然资源和气候进行了详细描述。哈里奥特的报告反映出,这位科学家与其他游记作者的关注点有所不同:他赴美考察前就学习了阿尔冈昆人的语言;他记载了当地人如何套种豆子、西葫芦和玉米;他对阿尔冈昆人的宗教信仰十分尊重。他还记录下了英国远征军领袖由于反应过度和提出不合理的要求,彻底搞坏了与土著部族的关系。由于这部报告的影响力,美国人对哈里奥特很感兴趣,出版过哈里奥特的两部传记,一部出版于1900年,另一部出版于1983年。但这两部传记对哈里奥特的科学贡献都着墨不多。

哈里奥特的数学论文手稿有数千页,装了满满一箱子,其中只有少数文稿被其朋友传阅过,他去世后,有个别手稿被他的数学家朋友发表出来。但直到1784年,他的较完整的数学论文集才问世。从20世纪中叶起,学者们才逐渐认识到哈里奥特的论著之意义。

学者们对哈里奥特的论著进行整理研读后,大为震惊。例如,哈里奥特比荷兰数学家威里布里德·斯涅耳早20年发现了光的折射定律(后人命名为“斯涅耳定律”);他独立于伽利略提出了自由落体定律,比牛顿早几十年提出了运动定律;他通过望远镜观察,绘制出了史上第一张月球地图,比伽利略绘制月球地图早4个月;他还独立于伽利略对太阳黑子做出了近200次观测;他尝试二进制运算要比莱布尼茨早几乎一百年;他是发展出完全符号化的代数学的第一人,比如,他率先采用了“大于”“小于”符号。另外,有学者相当有根据地怀疑,笛卡尔在1637年发表著作《几何学》之前是看过哈里奥特的数学手稿的。

一些学者认为,遗憾的是,哈里奥特未能将其星星点点的科学观察归纳为内在一致的理论。不过,他确实也无暇顾及,因为他先是长期受聘于雷利家族,后来又长期受聘于诺森伯兰伯爵家族,两家都付给他很高的薪水,而且种种迹象表明,两家都视他为朋友而不是仆人。由于政治倾轧,雷利和诺森伯兰伯爵都曾被囚禁于伦敦塔,雷利于1618年被处决。两位主家的命运不可避地影响了哈里奥特。受诺森伯兰伯爵的牵连,哈里奥特也坐过几个星期的牢。后来,他就十分小心翼翼地夹着尾巴做人。他死于鼻癌,可能与他嗜好鼻烟有关(他是在去美国考察测绘期间粘上鼻烟的)。

哈里奥特曾给囚禁他的人写过一些“交代材料”,其中写道,他“为了对学术的热爱而满足于庶民生活”。我想,这也是他取得诸多学术成就的重要原因吧。

《中国科学报》 (2019-05-10 第7版 书评)




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