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靠數學打仗的戰爭之神

拿破崙·波拿巴(1769~1821),19世紀著名軍事家、政治家。或許許多人並不知道,這位叱吒風雲的人物同時也是一位數學家。事實上,拿破崙風起雲湧、波瀾壯闊的傳奇生涯與數學有著不解之緣,與數學相關的背景揮之不去。

拿破崙出生於科西嘉島的平民家庭,少年時期就對數學產生濃厚的興趣。拿破崙10歲時進入布里埃納軍校學習,督察官一年一度例行檢查每個學生的學科成績,對拿破崙的評價報告中寫著:「他在數學方面成績非凡。」1784年,著名數學家拉普拉斯發現了拿破崙的數學才華,這成為他報考法國皇家陸軍學院的一個重要原因。在炮兵專業學習期間,勤奮努力的拿破崙掌握了大量數學知識,並於次年以優異成績提前畢業。後來,他在服役期間撰寫的一篇彈道學論文,其中嚴密的數學推導和計算,就證實了他過硬的數學功底。

拿破崙在數學方面的過人素養和非凡造詣,在他擔任炮兵軍官時大放異彩。

1805年,拿破崙率軍與普魯士、俄國聯軍在萊茵河南北兩岸對陣。兩軍都想向對方陣地開炮;但是,不知寬度的萊茵河成了雙方的阻礙,沒有精確射程的炮擊成了浪費彈藥的競賽。在這種情況下,誰能率先測量出河的寬度,誰就能佔得先機。

拿破崙為解決這個難題,每天遠眺萊茵河,在岸邊來回踱步。有一次,他偶然發現,對岸的邊線(北岸線)恰巧擦著自己戴的軍帽的邊沿,於是,計上心來。他在這個地點做了一個記號,然後沿著萊茵河的垂直方向一步一步往後退,一直退到萊茵河南岸線也擦著自己軍帽沿的地方,停下來又做了個記號。拿破崙讓部下丈量出這兩個記號之間的距離,並告訴部下:「這就是萊茵河的寬度。」

當天傍晚,經過重新校準的法軍大炮一齊向對岸敵軍陣地射擊。炮彈就像長了眼睛般,紛紛飛入敵營。敵軍頓時大亂,全線潰敗,而法軍憑藉拿破崙的數學智慧大獲全勝。

據說,拿破崙對幾何學有著特別的興趣。在他統治法國之前,曾與法國大數學家拉格朗日及拉普拉斯一起討論過幾何問題。拿破崙的過人才智和真知灼見令數學家們嘆服,以至於他們一起請求:「將軍,你來給大家上一次幾何課吧!」這樣的說法似乎有吹捧誇張之嫌,不過,拿破崙對幾何的情有獨鍾是有據可查的。

史料記載,拿破崙攻佔義大利之後,把義大利圖書館中有價值的文獻,包括歐幾里得的名著《幾何原本》都運回了巴黎。當他閱讀了義大利數學家馬克羅尼的幾何著作后,就給法國數學家提出過「如何僅用圓規將已知圓心的圓周四等分」的問題,后被法國數學家曼徹羅尼所解決,其巧妙思路至今仍為廣大數學愛好者津津樂道。

除此之外,幾何史上的一些名題也和拿破崙有著關聯。「拿破崙三角形」就是其中最著名的範例:如果從一個任意三角形的三邊上向外或向內分別做3個正三角形,那麼連結這3個三角形的中心,得到仍是一個正三角形,後人稱之為「拿破崙三角形」(如下圖);在圖1中,AA1、BB1、CC1三線共點,且AA1=BB1=CC1,這個命題被稱為「拿破崙定理」。後來,人們又發現了「拿破崙三角形」其他一些妙不可言的性質,它們深刻地揭示了幾何量之間的內在關係,同時也充分體現了幾何圖形的和諧美和對稱美。

拿破崙不僅精通數學,更難能可貴的是,他還非常珍惜數學人才和重視普及數學知識。在拿破崙的眼裡,一個將軍遠沒有一個數學家重要。因此,當1814年俄、奧、普聯軍兵臨巴黎城下時,一些數學學院的學生要求參軍應戰,拿破崙堅決地拒絕了他們的要求,理由是:「我不能為了一場戰爭的勝利而殺死生金蛋的母雞。」拿破崙曾坦言,他如果不是將軍的話,會選擇去做一名數學教授。他還說:「一個國家只有數學蓬勃發展,才能表現它的國力強大。」在統治法國期間,拿破崙要求學生必須學習充分的數學課程。這一傳統對現代法國學校的課程改革產生了重大影響。



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