揭秘俄罗斯数学强势背后的秘密:强大的基础教育支撑
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在彼得大帝继位之前,俄罗斯在近代早期历史上一直是一个相对落后的国家。彼得一世乔装打扮后,前往德国、荷兰、英国等国秘密考察,亲身体验了西欧国家先进的科技文化。彼得一世回国后立即实行欧化政策,在经济、军事、文化、政治等方面进行了一系列改革。
在文化教育方面,彼得从无到有,培养了俄罗斯自己的技术人才,建立了算术学校、造船学校、航海学校、炮兵学校、医学院、工程技术学校、矿业学校,还派遣了一批留学生到俄罗斯留学。去西欧留学。彼得规定贵族子弟必须上学,学习算术和外语。否则,贵族的一切特权都会被剥夺,未毕业的不准结婚。
此时,在欧洲大陆受到家族势力严重挤压的贝尔尼尼兄弟抵达了俄罗斯。伯努利家族在数学、科学、技术、工程乃至法律、管理、文学、艺术等方面享有盛誉,最不可思议的是这个家族仅在17世纪至18世纪就培养出了8位杰出的数学家。他们并不是有意选择数学作为职业,只是沉迷于数学,就像酒鬼遇到烈酒而无法自拔。
圣彼得堡学校
约翰·伯努利最初同时学习医学和数学。约翰于1690 年获得医学硕士学位,并于1694 年获得博士学位,论文主题是肌肉收缩。受莱布尼茨的影响,他很快就爱上了微积分。 1695年,约翰被选为荷兰格罗宁根大学数学教授。十年后,约翰接替已故哥哥雅各布担任巴塞尔大学数学教授,并成为巴黎科学院外籍院士和柏林科学协会会员。 1712年、1724年和1725年,约翰还当选为英国皇家学会、意大利博洛尼亚科学院和彼得堡科学院的外籍院士。
约翰的另一项伟大成就是培养了一大批杰出的数学家,其中包括18世纪最著名的数学家莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler,1707-1783)和瑞士数学家G. Cramer(1704-1752)。法国数学家G.F.洛皮塔尔(1661-1704),以及他自己的儿子丹尼尔和侄子尼古拉二世等。
丹尼尔·伯努利是约翰的第二个儿子。他从小就对数学有着特殊的兴趣。丹尼尔13岁进入大学学习哲学和逻辑学。他想学习数学。他的父亲劝他“靠数学赚不到钱”,并建议他从商。丹尼尔非常执着。在学习医学的同时,他瞒着父亲秘密进行数学研究。
1724年,丹尼尔来到意大利威尼斯求学,结识了好友哥德巴赫。听完丹尼尔的经历后,哥德巴赫对他说,你把这些年的研究成果整理出来,出版一本书如何?在哥德巴赫的协助下,丹尼尔很快完成了他的第一部数学研究专着《数学练习》。本书的第二部分是关于流体力学的,很快引起了学术界的关注。 1725年,25岁的丹尼尔受聘为圣彼得堡科学院数学教授,并当选为该院名誉院士。丹尼尔想了想,然后带着弟弟尼古拉二世一起赶往圣彼得堡。
在圣彼得堡科学院工作的丹尼尔无聊地玩起了纸。他在两张纸之间吹气,发现纸不会向外漂浮,而是会被“水流中”的力挤压在一起。或者在气流中,速度小,压力就大;速度小,压力就大;速度小,压力就大。速度大,压力就小。”后人称之为“伯努利原理”。
这个小发现让丹尼尔更加出名了。然而,丹尼尔却不太高兴。这一年,他的弟弟尼古拉二世因阑尾炎去世。丹尼尔非常伤心,想起了他的好朋友欧拉,也是他父亲的学生,就邀请他来俄罗斯圣彼得堡科学院工作。
欧拉于1727年5月17日抵达彼得堡。1733年,26岁的欧拉成为彼得堡科学院数学教授和丹尼尔的助手。丹尼尔感觉很棒,因为无论他想什么,欧拉都能立即理解。欧拉在圣彼得堡停留了31年,为俄罗斯数学的发展留下了大量宝贵的财富。
十年育树,一百年育人。圣彼得堡学校经历了几代人的努力才成为一所主流学校。俄罗斯数学的起点虽然不如老欧洲,但也取得了长足的发展。第一个脱颖而出的是罗巴切夫斯基(1792-1856)和切比雪夫(1821-1894)。
罗巴切夫斯基是非欧几里得几何的创始人,赢得了“几何学哥白尼”的美誉。切比雪夫是圣彼得堡学派的创始人和代表人物。切比雪夫的主要研究方向是分析。他在概率论、数论、函数论方面取得了杰出成就。
切比雪夫有两个非常著名的学生马尔可夫(1856-1922)和李亚普洛夫(1857-1918)。马尔可夫是随机过程理论的创始人。他创建的领域影响了科学许多方面的发展。他还在统计学和数论方面取得了成就。李亚普洛夫是微分方程稳定性理论的创始人之一。他介绍了特色功能这个强大的工具,简洁地解决了很多问题。凡是学过自动控制理论的人都应该崇拜这位神。
莫斯科学派
19世纪末20世纪初,俄罗斯数学的另一大流派莫斯科学派还很薄弱,其代表人物是叶戈洛夫。在莫斯科国立大学期间,叶戈罗夫经常举办数学研讨会,鼓励学术交流,为数学从古典数学向现代数学的转变做出了杰出贡献。
叶戈罗夫研讨会的最大成果是发现了数学大师陆进。鲁金比叶戈罗夫年轻得多,后来成为莫斯科学派的关键人物。卢进不仅研究出色,而且教学出色。他编写了一些经典教材,培养了一大批大师。比如著名的20世纪拓扑学奠基人之一的柯尔莫哥洛夫和亚历山大·洛夫。 20年代的莫斯科学派主要专注于函数论的研究,但该学派的才华横溢的成员不再满足于仅仅研究函数论。他们开始转向拓扑、微分方程、几何和数论。
数学天才柯尔莫哥洛夫的出现,使苏联和莫斯科大学的名声响彻世界。他的研究几乎涵盖了数学的所有领域。我大学最后一年发表了8篇论文!每篇论文都有新概念、新想法、新方法!
20世纪30年代,柯尔莫哥洛夫发表了概率论、射影几何、数理统计、实变函数论、拓扑、逼近论、微分方程、数理逻辑、生物数学、哲学、数学史和数学方法论等方面的论文。文章80余篇。平均每年8篇文章,而且是不同领域的! 20 世纪40 年代,这家伙又回到了湍流理论。 1941年,他一口气发表了三篇文章,奠定了他在流体力学领域大师的地位。世人称之为K41理论。该理论是空气动力学(飞机设计)和潜艇设计的基础。美国统计学家沃尔福威茨曾说过:“我来苏联的一个特殊目的就是要确定柯尔莫哥洛夫是一个人还是一个研究机构。”
之后邦德里亚金、康托罗维奇、阿诺德、诺维科夫、曼宁等数学家一一出现,使苏联成为当时世界数学第一霸主。而莫斯科大学涌现出的杰出数学家数量和质量之高,除了19世纪末20世纪初的哥廷根大学之外,连著名的普林斯顿大学都不敢称莫斯科大学。一个兄弟。
美苏进入冷战后,苏联深知科技的竞争首先是基础科学的竞争。因此,苏联将教育提升到国家安全战略层面,将很大比例的政府资金投入到学校的STEM科目(即科学、技术、工程和数学)。
苏联对数学精英的定义是这样的:首先,他应该在22岁左右解决一个许多著名数学家都无法解决的大问题(即证明最后一个定理),并公开发表结果。这个问题/定理有多大,将决定他未来的成就有多大。 30-35岁,根据以前对各种实际问题的解决方案建立自己的理论并被同行接受。 40-45岁时,他在国际学术界建立了自己的学派,并拥有了相当数量的追随者。
苏联没有开设任何数学奥林匹克课程。来自各大学的数学教授为学生们进行了数学讲座和报告。莫斯科国立大学数学夏令营最受欢迎,每年报名的人都是人满为患。每个人都希望看到数学大师的威严,听数学大师的讲座、做报告。在柯尔莫哥洛夫的提议下,从20世纪70年代开始,苏联大部分著名大学都建立了科学中学,其中最著名的无疑是莫斯科国立大学柯尔莫哥洛夫科学中学。这所学校面向全国招收数学、物理方面的人才,而且完全免费。
拥有一流的学生不一定能培养出一流的数学家,但还需要严谨的学术作风。莫大的规定相当严格。有必修课。如果您未通过一门课程,您将留级。如果你不及格两门课程,你将被开除。莫大的考试方式很特别,完全是口试。数学分析或现代几何、物理、理论力学等主要课程需要在一学期内考好、考好几次。比如数学分析需要考7-8次。
在中国,数学专业经常是老师在课堂上讲课,学生在听。最糟糕的是,有些老师重复课文中的讲课,成了复读者。 Moda的老师基本上不按照教学大纲授课,也没有固定的教材。他们指定几本书为教材,但实际上都是作为参考书!科大大部分课程都有相应的讨论课,每门课程的讨论课与讲座的比例至少为1:1。
俄罗斯人有句话:“只要莫斯科数学系还在,即使俄罗斯陷入废墟,也一定能够东山再起”。这表明俄罗斯在基础科学特别是数学方面的教育方法具有很高的水平。
我们清华北大用的数学书大部分都是俄罗斯人编的。尽管中国还没有学到老大哥的精髓,但每年通过抄袭工作,培养出数以百万计的合格工程师,这让西方很头疼。苏联的这套体系为俄罗斯培养了大量的基础学科人才,让前苏联与美国竞争了这么多年,占美国GDP的比例还不到60%。莫斯科国立大学数理系为苏俄培养了一批航空、导弹、新型战机、核武器升级等军事科学领域的顶尖人才,令老美垂涎。
随着苏联解体,俄罗斯经济发展开始放缓。许多高水平数学人才被欧美丰厚的薪资吸引,纷纷涌向欧美等发达国家。随着人才的流失,曾经的数学强国俄罗斯在数学领域开始走下坡路。
如今的俄罗斯数学已经大不如前,很多时候还在吃老本。由彼得大帝创办、产生过20名诺贝尔奖获得者的俄罗斯科学院这几年也出现了大裁员。坦白说,俄罗斯即使是靠数学为根,但在数学方面仍然比中国强。前苏联有一套完整的人才培养和选拔体系,形成了完整的生态系统。我国数学教育和物理教育在产学研环节脱节。天才儿童接触不到前沿科学,牛逼的博士生导师、教授根本不教书。无论数学、物理有多深,中国制造都能达到相应的高度……比如飞机等涡扇发动机的燃烧模型。一些空气动力学等等的设计,芯片的气相沉积工艺等等,说到底都是数学问题,保持不变。
无论是哥廷根学派还是苏联学派(圣彼得堡/莫斯科),基础科学已经从落后走向了世界无可比拟。它经历了一代又一代的传承和发展。教育兴国,薪火代代相传。
相关问答
答: 俄罗斯的数学之所以强大,主要是因为他们在数学教育上长期坚持投入,重视基础数学科目的学习。从学生时代开始,就注重培养学生的逻辑思维能力和解题技巧。此外,俄罗斯也拥有许多优秀的数学家,他们的研究成果和学术思想为国家整体数学水平提升做出了巨大贡献。
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答: 俄罗斯对教育的重视程度也很高,尤其是在科学领域。他们非常强调基础教育的全面性,包括数学、物理等学科。这样能够培养学生的批判性思维能力和解决问题的能力,从而为深入学习高级数学打下坚实的基础。
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