威廉·華萊士 (數學家)
| 威廉·華萊士 | |
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| 出生 | 1768年9月23日  戴撒 |
| 逝世 | 1843年4月28日 （74歲） 愛丁堡 |
| 母校 | |
| 職業 | 數學家、土木工程師、工程師、天文學家 |
威廉·華萊士（英語：William Wallace，1768年9月23日—1843年4月28日），為蘇格蘭數學家和天文學家，同時是愛丁堡皇家學會會員和皇家天文學會院士，主要研究幾何學，並發現三角形的西姆松定理。同時，他還發明了集電弓。
生平
[編輯]威廉·華萊士出生於蘇格蘭法夫地區的戴薩特小鎮。父親亞歷山大·華萊士是一名皮革製造商，母親是珍妮特·西姆松。[1]在童年時代，亞歷山大教他兒子基本的算數，威廉在11歲之後就沒有接受過正規的學校教育。直到16歲，威廉都在小鎮中當裝訂工學徒。1784年，華萊士一家舉家搬遷到愛丁堡。他在那裡自學數學，在一家書店工作的同時還私下進行數學輔導。他利用閒暇時間參與並旁聽了愛丁堡大學的數學課，並發展了幾何，代數和天文學方面的興趣。約翰·羅賓遜和約翰·普萊費爾均教導過威廉——他們都意識到這個年輕人有相當的數學天賦。
1794年，華萊士成為了珀斯學院（蘇格蘭中學）的數學助理教師。[2]同年，他步入了婚姻殿堂。此時的華萊士開始發表論文，他的第一篇論文發表在1796年的《愛丁堡皇家學會會刊》（Proceedings of the Royal Society of Edinburgh）。1801年－1810年期間，他為《大英百科全書》撰寫了代數，圓錐截面，三角學等關於數學和物理科學的文章。
約翰·普萊費爾建議華萊士申請皇家軍事學院的教授職位（從1803年起該職位一直空缺），一年後他和另一位蘇格蘭數學家詹姆斯·艾沃里一起被成功錄用。[3] 托馬斯·萊伯恩的《數學資料庫》是由皇家軍事學院的教師們一同編撰的，華萊士很快就加入了投稿行列。除了繼續為《不列顛百科全書》和《愛丁堡百科全書》撰寫更多文章之外，他還着手為軍事學院的學生們編寫教科書。
1819年，華萊士被任命為愛丁堡大學的數學教授。此職位原先屬於約翰·萊斯利——他在被任命為更負盛名的自然哲學教授之後辭去了該職務。當時，空缺職位的候選人包括了華萊士，羅伯特·霍爾丹以及查爾斯·巴貝奇。愛丁堡大學的主席職位被認為是為蘇格蘭人所設置的席位。因此，作為英國人的查爾斯·巴貝奇雖然有同為蘇格蘭數學家的艾沃里支持，但還是並沒有被考慮。華萊士得到了前主席萊斯利的支持。而羅伯特·霍爾丹則在因為政治原因而得到聖安德魯斯大學的職位後希望在愛丁堡大學的席位之爭中複製此成功。[1]
華萊士得到許多人的推薦，包括約翰·普萊費爾，杜格爾德·斯圖爾特，內維爾·馬斯克林，查爾斯·赫頓，弗雷德里克·赫謝爾以及弗朗西斯·馬塞雷斯。萊斯利還寫了一封支持信。華萊士在直接投票中以18對10票勝出，擊敗了霍爾丹。[4]
上任後，華萊士很快對愛丁堡大學的教學產生影響。他決定使用普萊費爾編撰的幾何原本替代原先使用的萊斯利的書。這使得萊斯利的態度急轉直下——他後悔自己支持了華萊士而不是霍爾丹，甚至後悔自己辭去了數學主席的職務。兩人的爭端在凱雷寫給朋友的信中可見一斑：「…我今天去看望的華萊士是一個大約50歲的人，個子矮小，光頭，一副冷酷而聰明的面孔。他的態度直率；他說話帶着蘇格蘭口音，我無法斷言或否認，如果他不做作、耐心的舉止伴隨着哲學思考的表現的話——他肯定會成為公眾的最愛。據說萊斯利和他正處於戰鬥的前夜——因為萊斯利編寫的《幾何原本》和二階曲線將被普萊費爾的《幾何原本》取代！格言說，愛我，愛我的狗——；更應該說：愛我，愛我的書。你看，科學和宗教一樣，有時也會被教授之間的不和所困擾。除了希望這些有價值的人得到公平的待遇而不受任何恩惠之外，我們還有什麼好說的呢？」 [5]
華萊士的工作是關於幾何學的。西姆松定理首先出現在他在1799年發表的論文中。華萊士寫道：「…如果4條線相交形成4個三角形（依次省略一條線），則三角形的外接圓有一個共同點…」[6]該定理被威廉·克里福德所概括。
華萊士另外的成就和最重要的貢獻在於他對歐洲大陸微積分的提倡——他是英國第一個這樣做的人。[7]在1810年發表在《不列顛百科全書》上的《微積分》（Fluxions）一文的序言中，他寫道：「…在解釋該方法的基礎時，我們努力表明它依賴於純粹的分析，即極限比率理論，在這種情況下，該主題可以被視為純數學的一個分支，而沒有機會引入任何幾何學以外的思想...」 [8]
在這篇文章中，華萊士使用了牛頓的符號。但是在1815年出版的《愛丁堡百科全書的微積分》中，他使用了萊布尼茨的微分符號——他是第一個用微分符號寫了一片關於微積分的英文論文的人。在《致約翰·皮科克的一封信》[9]中，華萊士指出他在英國引入微分符號的貢獻——然而皮科克似乎選擇忽略。取而代之的是，皮科克聲稱微分符號在英國的引入的主要貢獻者是劍橋數學家們，尤其是分析學會成員們。
華萊士還發明了集電弓，那是一種以縮小或放大的比例複製幾何形狀的工具。除了數學論文之外，他還在《皇家天文學會學報》上發表了天文學論文。
1838年，由於身體狀態持續欠安，華萊士退休。他擔任了愛丁堡數學主席這一職務近20年。雖然並沒有證據表明他在原創研究上作出很多貢獻，但他還是以優秀教師的身份而聞名，其學生中有瑪麗·薩默維爾。事實上，他的健康狀況於1835年開始急轉直下，在任教的最後3年，他甚至沒有上台教書。而在他退休後，他的身體狀況得到明顯改善：「…經過三年多的隱居，大部分時間被限制在床上，我又出現了…在人類生存的舞台上。儘管我無法行走，幾乎無法站立，但我從未停止思考[並寫關於幾何和圓錐曲線的書]…我的康復在這裡是一個相當普遍的現象…今天，我在凱蘭先生的陪同下，成功地擔任了這裡的數學教授，登上了800英尺高的亞瑟王寶座…」[10]
華萊士的健康並沒有持續很長時間。他於1843年，即退休5年後，在愛丁堡南側勞里斯頓巷6號的家中逝世。[11]
貢獻
[編輯]華萊士的貢獻主要為數學資料的編撰。他參與了托馬斯·萊伯恩的《數學資料庫》的編寫工作，並在《大英百科全書（第四版）》和《愛丁堡百科全書》中編寫了數篇關於數學文章。他還未《愛丁堡皇家學會學報》撰寫了許多重要論文。
- 華萊士主要研究幾何領域。
- 1799年，他第一個發表西姆松線概念。
- 1807年，他證明了一個關於面積相等的多邊形，後來被稱為華勒斯·波埃伊·格維也納定理[12]（Wallace-Bolyai-Gerwien theorem）
- 華萊士還是最早引入和促進歐洲大陸版微積分來到英國的數學家之一。
- 華萊士同樣從事天文學的研究，他是縮放繪圖儀（eidograph）的發明者，並引出了集電弓。
作品
[編輯]- 關於圓錐截面的幾何論及其求積公式的附錄 A Geometrical Treatise on the Conic Sections with an Appendix Containing Formulae for their Quadrature[13]（1838年）
- 幾何定理和解析公式及其在某些大地測量問題求解中的應用及附錄 Geometrical Theorems and Analytical Formulae with their application to the Solution of Certain Geodetical Problems and an Appendix [14]（1839年）
參考資料
[編輯]連結
[編輯]- ^ 1.0 1.1 William Wallace. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2018-10-01）.
Leslie had been the professor of mathematics at Edinburgh since 1805, but he resigned the chair when appointed to the more prestigious post of professor of natural philosophy. Candidates for the vacant chair included Wallace, Haldane (who was professor at St Andrews) and Charles Babbage. The Edinburgh chair was considered to be the leading mathematics chair for a Scot to hold, and certainly the Englishman Babbage was not seriously considered although he was supported by Ivory. Wallace was supported by Leslie, the previous occupant of the chair, while Haldane had been successful in obtaining the St Andrews chair on political grounds in preference to considerably more talented mathematicians (including Wallace and Ivory) and hoped to repeat the same success again.
- ^ Perth, Perth & Kinross. Mathematical Gazetteer of the British Isles. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2023-07-04）.
William Wallace (1768-1843) was assistant teacher of mathematics at Perth Academy, Perth, in 1794-1803
- ^ London Scientific Institutions. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2023-06-28）.
James Ivory (1765-1842: professor 1804-1816) and William Wallace (1768-1843) were Professors at the Royal Military Academy, which subsequently became Sandhurst
- ^ William Wallace. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2018-10-01）.
Wallace had an impressive collection of testimonials including ones written by Playfair, Dugald Stewart, Maskelyne, Charles Hutton, William Herschel and Maseres. Leslie also wrote a letter of support. In a straight vote between Wallace and Haldane, Wallace was appointed by 18 votes to 10. He soon made an impact on the teaching at Edinburgh, deciding to change from using Leslie's book to teach instead from Playfair's edition of Euclid's Elements. This really annoyed Leslie who now regretted that he had supported Wallace over Haldane and even regretted resigning the mathematics chair himself.
- ^ Craik, Alex D. Geometry versus Analysis in Early 19th-Century Scotland: John Leslie, William Wallace, and Thomas Carlyle. Historia Mathematica. 2000, 27: 133–163 [2023-07-04]. doi:10.1006/hmat.1999.2264. （原始內容存檔於2023-06-25）.
- ^ The Simson line configuration. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2023-01-28）.
- ^ Marlow, Buckinghamshire. Mathematical Gazetteer of the British Isles. [2023-07-03]. （原始內容存檔於2023-07-04）.
Wallace produced the article Fluxions for Brewster's Edinburgh Encyclopedia in 1815, which, despite its title, was the first complete account of the calculus in differential notation in English -186 pages of small print.
- ^ Craik, Alex D. Calculus and Analysis in Early 19th-Century Britain: The Work of William Wallace. Historia Mathematica. 1999, 26 (3): 239–267 [2023-07-04]. doi:10.1006/hmat.1999.2250. （原始內容存檔於2023-07-04）.
- ^ Panteki, M. William Wallace and the introduction of continental calculus to Britain: A letter to George Peacock. Historia Mathematica: 119–132. [2023-07-04]. doi:10.1016/0315-0860(87)90016-4. （原始內容存檔於2023-07-04）.
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- ^ Post-Office Annual directory 1835-36. Edinburgh: Post Office.
- ^ Stewart, Ian. From here to infinity 3. New York: Oxford University Press. 1996: 169.
- ^ Wallace, William. A Geometrical Treatise on the Conic Sections with an Appendix Containing Formulae for their Quadrature. Edinburgh: Edinburgh, A. and C. Black. 1837.
- ^ Wallace, William. Geometrical Theorems and Analytical Formulae with their application to the Solution of Certain Geodetical Problems and an Appendix. 1839.
來源
[編輯]- 本條目包含來自公有領域出版物的文本: Chisholm, Hugh (編). Wallace, William. Encyclopædia Britannica 28 (第11版). London: Cambridge University Press: 278. 1911.
外部連結
[編輯]- 約翰·J·奧康納; 埃德蒙·F·羅伯遜, Wallace, MacTutor數學史檔案 （英語）
- 威廉·華萊士的簡略傳記 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）（蘇格蘭地名詞典）