低地国家的达芬奇

文摘   2024-08-27 17:15   比利时  


记不清这是第几次来布鲁日了。

这座小城还是那么古朴、静谧,白墙映黛瓦,绿水绕南郭。十几团树荫将贝安居遮蔽得严严实实,七八朵白云浮在蓝天上,与圣母教堂的尖顶作伴,被游船惊起的野鸭偶尔“嘎嘎”两声,与远处传来的钟声相和。

小城从未有过变化,但这一次布鲁日之行于我却有着些许不同。

从圣母教堂沿着Mariatraat向北,不到三百米的距离,我们就可以来到一个小广场。广场四周多是餐饮小店,游客们坐在街边晒着太阳,喝着啤酒,享用着美食。小广场靠近商业街出口的位置,有一座面向西北方的人物雕像,雕像的底座上刻着“Simon Stevin”的字样。

西蒙 · 斯泰芬,是何方神圣?

9月22日,同样在布鲁日,比利时弗莱芒大区的数学平台将举行第二届数学节活动,其中有一个亮点内容是评选“最喜欢的数学家”,届时将由8名学者分别通过3分钟左右的演讲介绍自己心目中最喜欢的数学家,争取更多观众的选票,最终活动以得票多少评定谁是大家最喜欢的数学家。

作为安特卫普团队中的一员,安特卫普大学的Stijn Dierckx选择了西蒙 · 斯泰芬作为他心目中最喜欢的数学家。

所以,西蒙 · 斯泰芬到底是何方神圣?

西蒙 · 斯泰芬,是十六世纪后期到十七世纪法兰德斯的一位科学家,之所以称他为科学家,是因为除了在数学方面,他还在物理学、水利工程、测量技术、国防工程、港口工程等方面有着重要的贡献。为什么不称他为比利时的科学家?那是因为法兰德斯的历史远比比利时要悠久,在斯泰芬去世200多年后,比利时才成为一个国家。

1548年,斯泰芬出生在布鲁日,这也是人们在布鲁日的这个小广场上给他树立了一座雕像的原因。斯泰芬的父亲叫安特尼斯 · 斯泰芬,母亲是凯瑟琳 · 范德普尔特,他是父母的非婚生子。可能正是因为这个原因,人们对斯泰芬的早期生活几乎一无所知——只知道他去过很多地方游学,学到了不少数学和工程方面的知识。

1571年,斯泰芬回到法兰德斯的港口城市安特卫普,在那里他担任出纳,工作了6年。1577年,29岁的斯泰芬回到布鲁日,做了四年税务检查员。因为宗教信仰的原因,在1581年斯泰芬离开布鲁日来到了荷兰的莱顿,在那里他进入莱顿大学学习科学。

在莱顿大学学习期间,斯泰芬就已经开始出版几何、流体静力学和数学方面的书籍。他的第一本书Tafelen van Interest出版于1582年,在这本书中基于税务检查员的背景,他介绍了利息的计算和利息表的使用,这些在当时仍被人们视为是商人们才能接触到的秘笈。

斯泰芬最著名的一本书是1585年出版的De Thiende,书名字面上的意思是“十分之一”。在这本书中,斯泰芬系统地介绍了十进制系统以及小数点的使用,因此斯泰芬也被认为是第一个在数学中使用小数点的人。

相传,斯泰芬的这本书后来传到了美国,其英文译本Disme, The Arts of Tenths or Decimal Arithmetike启发了后来的美国总统托马斯 · 杰斐逊,他在美元货币体系的设计中增加了十美分,即十分之一美元这个单位,并因此将十美分硬币称之为dime。

在斯泰芬的其他著作中,他还涉猎于流体力学,几何学,天文学,防御工程,乃至音乐学等领域,他是第一个用月球引力来解释潮汐的人,是第一个指出液体的压力取决于液体高度和底面而不是容器形状的人,也是第一个在音乐上将一个八度平分为十二个半音的人。

因为斯泰芬的博学,他很快成为了荷兰威廉一世的儿子、莫里斯王子的朋友,并于1593年被王子任命为国家军队的顾问和数学老师。在这期间,斯泰芬设计了多座防御工事,并引入了利用水闸蓄水用于军事进攻目的的战术——类似于中国历史上水淹七军等战例。

1600年,在海牙的海滩上,两艘在海滩上行驶的陆地游艇引起了包括莫里斯王子在内的宾客们的轰动。这两艘陆地游艇由风帆驱动,每辆游艇可以搭载28名乘客,时速可以达到50公里,这在当时是一个惊人的速度。而这两艘陆地游艇的设计者正是斯泰芬。

斯泰芬在多个学科上都有着重要的贡献,因此后人也将他称为“低地国家的达芬奇”;不过,荷兰、比利时的数学家们仍然更喜欢将他视为一名数学家。在斯泰芬生活的年代,主要数学典籍仍然用拉丁语或者法语书写,很多数学概念没有荷兰语词汇与之对应。因此,斯泰芬在荷兰语中引入了很多单词,将它们与拉丁语或法语中的数学术语进行对应,其中包括“三角形”、“分母”等词汇。

值得指出的是,现代荷兰语中的“数学”一词wiskunde也出于斯泰芬之手。他将前缀wis和词根const结合在一起,wis是“确定的”的意思,而const是“艺术”的意思,因此数学wisconst字面上的意思就是“确定性的艺术”。在荷兰语的演化过程中,const逐渐被kunde所取代,因此现代荷兰语中“数学”一词是wiskunde。

1612年,斯泰芬搬到了海牙,他一共有四个子女。1620年,斯泰芬去世,确切的日期或地点都不得而知,很有可能是在2月至4月间的某一天,以及在海牙的某个地方。至今,斯泰芬的墓地也没有被发现。

后人对斯泰芬的记忆,主要停留在布鲁日的这座雕像,以及wiskunde这个单词中。我想,作为一名数学家,斯泰芬留下的这两份记忆无疑是非常珍贵的。


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