数学史 · 中文镜像

数学家传记

威廉·休厄尔William Whewell

出生
1794年5月24日 英格兰兰开夏郡兰开斯特
逝世
1866年3月6日 英格兰剑桥

威廉·休厄尔今天最为人所知的是他在科学哲学、科学史和道德哲学方面的工作。

完整传记

威廉·休厄尔的父母是John Whewell,一位木匠大师,和Elizabeth Bennison。这是一个大家庭,休厄尔是父母七个孩子中的长子。他就读于兰开斯特的蓝学校,他的父亲打算让他从那里继续成为木匠学徒。然而,兰开斯特文法学校校长兼教区牧师Revd Joseph Rowley认识到了休厄尔的才能,并为他提供了在兰开斯特文法学校的免费教育。几年后,他说服弗瑞兹·约翰让休厄尔就读于威斯特摩兰的Heversham文法学校,该学校位于他家乡以北约20公里处,在那里他将接受指导,以便竞争剑桥大学三一学院的奖学金。1810年,休厄尔去了Heversham,在那里度过了两年。他还从肯德尔的盲人数学家约翰 Gough那里接受了一些私人数学辅导,在:-

……圆锥曲线、流数术和力学。

他赢得了三一学院的一个展览奖学金,但这不足以支持他的学业,因此通过私人订阅筹集了进一步支持他的资金。

休厄尔于1812年10月进入剑桥,但此时家庭已经遭受了一系列悲剧,他的母亲于1807年去世,他的三个弟弟在休厄尔开始大学学习之前去世。他自己的健康状况一直不佳,但在剑桥开始学习一个月后,他写信给他的父亲:-

我离开兰开斯特以来身体一直很好。

他的母亲曾是一位诗人,在当地报纸上发表过诗作,休厄尔一定继承了他母亲的诗歌天赋,因为1814年,他凭借一首题为Boadicea的史诗赢得了校长奖。他开始融入大学生活,尽管鉴于他的背景,这并不容易。他在1815年将自己的社交活动描述为[1]:-

……射燕子,成群结队地洗澡,航行到切斯特顿,在乡村集市上跳舞,打台球,把烧杯变成音乐玻璃杯,制作火箭,成群骑马外出……

他还在数学荣誉学位考试中表现出色,于1816年1月以第二名数学荣誉学位考试一等及格者(Wrangler)毕业,随后成为第二名史密斯奖获得者。这是休厄尔第一次没有在班级中取得第一名,但他坦然接受,在给家人的信中解释说,他写得不够快。1816年7月,他的父亲在他毕业前去世。1817年10月,他被选为三一学院的 fellowship,并写信给他的姐妹们说,他收到了[1]:-

……你曾与我一同欢庆的最实质性的好处。它确保了我一生舒适的地位,至少只要我的生活简单。

在这个阶段,我们应该注意到,休厄尔在剑桥大学本科期间结交了许多顶尖学者,包括约翰·赫歇尔、查尔斯·巴贝奇、乔治·皮科克以及分析学会的其他成员。休厄尔于1818年被任命为剑桥大学的数学讲师和助理导师。他是1819年剑桥哲学学会的创始成员之一。

在剑桥仍在接受欧洲大陆优越数学方法的时代,休厄尔通过他的教科书An Elementary Treatise on Mechanics(1819年)和A Treatise on Dynamics(1823年)在现代化他们的方法方面发挥了重要作用。他1819年的文本是第一部采用欧洲大陆数学符号的英语应用数学著作,而他的第二部著作是一部使用法国分析技巧的优美文本。他的成就很快得到认可,于1820年当选为伦敦皇家学会。此时他正在与年轻的剑桥人如奥古斯塔斯·德摩根威廉·哈密顿交朋友。尽管他在上述两部著作的第一版中表现出对法国分析方法的极大热情,但我们应该说,多年来休厄尔开始担心缺乏几何方法会损害学生的直觉理解,因此他减少了分析工具,在后来版本的书中增加了几何方法。他还出版了The Mechanical Euclid, containing the Elements of Mechanics and Hydrostatics demonstrated after the Manner of the Elements of Geometry (1837年),其中他采用了完全几何的方法。

直到19世纪20年代中期,休厄尔一直教授、写作和研究数学。然而,这种情况发生了变化,他转向更广泛的科学兴趣,出版了诸如Essay on Mineralogical Classification and Nomenclature(1828年)、Architectural Notes on German Churches, with Remarks on the Origin of Gothic Architecture (1830年)、Astronomy and General Physics(1833年)、History of the Inductive Sciences(3卷)(1837年)和The Philosophy of the Inductive Sciences(2卷)(1840年)等书籍。正如人们所料,这导致他在剑桥的角色发生变化,他于1828年被任命为矿物学教授,然后于1838年被任命为道德哲学教授。1841年6月,他与Cordelia Marshall订婚,他们于1841年10月12日在Cumberland结婚。五天后,休厄尔收到首相Robert Peel爵士的一封信,说女王已接受他的推荐,任命休厄尔为三一学院院长。他于1842年和1855年担任剑桥大学副校长,那一年他的妻子Cordelia去世。

休厄尔的贡献之广列于[3]中:-

除了在教育改革中的作用外,休厄尔还证明自己是一位热忱而多产的研究者。他在实验物理学、晶体学、矿物学、物理天文学、科学教育、建筑学、诗歌和宗教方面发表了重要著作,此外还有数量多得令人眼花缭乱的更通俗的评论、讲座和布道。他是自记风速计的发明者,也是许多新科学术语的创造者,包括“ion”“cathode”“Eocene”“Miocene”“physicist”和“scientist”。

事实上,其中许多词是由休厄尔应朋友之请创造的,例如“anode”、“cathode”和“ion”这些术语是为麦可·法拉第创造的,而“scientist”则是应诗人皮埃尔·萨米埃尔 Taylor Coleridge之请产生的。然而,不应给人留下休厄尔远离应用数学的印象,相反,他在继续研究应用数学领域的同时,将许多其他领域纳入其广泛的兴趣范围。例如,他在1833年至1850年间发表了十四篇关于潮汐研究的重要论文。事实上,他因这项关于潮汐的杰出工作而获得了皇家学会的皇家奖章。

另一项重要贡献是他对英国协会 for the Advancement of Science的支持和为之所做的工作。他大力支持该协会于1831年成立;尽管他没有出席该协会当年在约克举行的第一次会议,但正是他建议他们征求各门科学的年度报告。他为1832年的会议撰写了矿物学报告,为1835年的会议撰写了电学和磁学报告。他在1832年牛津会议上担任英国协会副主席,1835年又在都柏林担任此职;1833年协会在剑桥开会时,他是当地秘书;后来他在1841年于普利茅斯担任主席。事实上,正是在他向1833年英国协会会议所作的演讲中,他第一次使用了“scientist”一词,并解释说他是类比“artist”创造了这个词。他后来写道[10]:-

……正如Artist是Musician、Painter或Poet,Scientist是Mathematician、Physicist或Naturalist。

请注意,休厄尔在这段引文中使用的“Physicist”一词也是他创造的。

今天休厄尔最为人所知的领域是科学哲学、科学史和道德哲学。他考察了“知识”,并声称[10]:-

……在每一次认识活动中……都有两个对立的要素,我们可以称之为观念和知觉。

他声称基本观念[10]:-

……不是经验的产物,而是心灵特定构造与活动的结果,其起源独立于一切经验,尽管在运用中始终与经验相结合。

作为基本观念的例子,他给出了时间、数、原因、实体和相似性。他写道[10]:-

没有空间的观念,我们就不能看见一个对象;没有相似或差异的观念,我们就不能看见两个对象。

他发展了一种归纳理论,试图解释物理定律是如何被发现的。他认为,除了考察定律实例的过程之外[10]:-

……正是通过将它们组合起来的思维活动本身,一个新的元素被添加到了[实例的]组合之中。

在通过归纳产生一条定律之后,休厄尔认为接下来需要一个确认阶段。他还主张一个他称之为必然真理的概念。他举了7 + 8 = 15这个真理作为例子[10]:-

……我们参照我们对七、八和加法的概念,一旦我们清晰地拥有这些概念,我们就看到和必定是15。也就是说,仅仅通过知道“七”、“八”和“加法”的含义,我们就看到“7 + 8 = 15”必然成立。

休厄尔他在科学史方面的工作是科学哲学工作不可分割的一部分,两者都对知识有所贡献。他感到科学史极其重要[10]:-

……当今一代发现自己是一笔巨大科学遗产的继承人;我们必须关心这些财产是通过哪些步骤获得的,以及通过哪些文献它们被确保为我们和我们的后代永远所有。

休厄尔晚年的生活充满悲伤。他的妻子科迪莉亚在长期患病后于1855年12月18日去世。随后,他于1858年7月1日与吉尔伯特·阿弗莱克爵士的遗孀埃弗琳娜·弗朗西丝·阿弗莱克夫人结婚。她于1865年4月1日去世。1866年2月24日,休厄尔在剑桥郊外骑马时,因马匹受惊而坠落。他被用马车送回三一学院,但发现已瘫痪。他于3月6日在三一学院的房间内去世,最后的请求是拉开窗帘,以便他能最后一次眺望三一学院的大庭院。

关于他的性格,莱斯利·斯蒂芬在其1899年的传记中写道[24]:-

他喜欢争论,而作为小圈子里的伟人,他的地位往往使争论变得片面。他作为导师很受欢迎;但有一段时间,他作为院长招致了不少敌意。早年他几乎没有机会获得社交上的优雅;尽管他渴望好客,但他对自己地位尊严的意识导致了一种拘谨,使得院长住所的客厅绝不是一个轻松社交的场所。晚年,年龄和悲伤使他明显变得温和,不仅成为大学的骄傲,也成为大学热爱的对象。尽管有时粗鲁,但他从一开始就宽宏大量;他从不怀恨在心,坦率承认失败,并以非凡的礼貌接受年轻和微不足道的人的意见。也很少有人拥有更多的朋友或更小心地保持友谊。他有许多争论,但没有个人恩怨。

在如此多不同领域取得如此多成就,显然我们在本文中未能提及他贡献的许多重要方面。也许我们应该提到最后一个至今未提及的事实,即他作为牧师的角色。他于1825年三一主日被任命为牧师,这是三一学院会士的要求,次年被任命为执事。他定期在大学布道,特别是他在1837年布道了四次On the Foundation of Morals,并于当年出版。十年后,他出版了Sermons preached in the Chapel of Trinity College, Cambridge,其中包含他的二十二篇布道。

让我们引用他多年的朋友约翰·赫歇尔的话来结束这篇休厄尔的传记[3]:-

……在人类探究的几乎每一个领域,如此奇妙多样的知识量,或许从未有人在同样的时间间隔内积累过。

参考文献

正文里的方括号编号指向这里,悬停即可直接看到条目。书目保留原文——译了书名反而查不到文献。

延伸资源

原站列出的延伸阅读与外部数据库,照原样保留,目标多为英文页面。

相关专题

原站的交叉引用。指向本站已镜像专题的留在站内,其余仍指回原站。