費瑪〈Pierre de Fermat,1601-1665〉

費瑪生於法國的博蒙德洛馬涅(Beaumont-de-Lomagne),父親是皮革商人,費瑪的正職是律師、法院法官。1620中期就讀於圖盧茲大學,同年後半期搬到波爾多居住,他開始了第一次嚴肅的數學研究。大學畢業後在一家律師事務工作,閒餘時間就愛讀希臘數學名著,平時常和志同道合的朋友藉信件往來討論數學包括梅森 笛卡兒、柏格朗(Jean de Beaugrand)戴奧弗多斯(Diophantus),1629年參與重建阿波羅尼奧斯(Apollonius)著作《平面軌跡》(Plane Loci)。朱利安(Julian Coolidge)在《業餘大數學家的數學》 (Mathematics of Great Amateurs)著作中讚譽費瑪是一位出色的專業數學家。

費瑪在1636年4月26日給數學家梅森(Mersenne)信裡指出伽利略在描述自由落體的錯誤,並提到自己在螺旋線方面的工作以及修復重建阿波羅尼烏斯(Apollonius)的著作《平面軌跡》費馬研究螺旋線的動機是想明白自由落體的路徑,他從阿基米德《螺旋論》所推廣出來的方法來計算螺旋下的面積。這段時間費瑪研究利用曲線的切線求極值,使用無限小增量,雖然還沒有發展出嚴謹的極限概念,卻已經為將來的微分學建立基礎。

1637年,費瑪在閱讀丟番圖《算術》的拉丁文譯本時,在第11卷第8命題旁寫道:xn+yn=zn,n>2,沒有正整數解。我確信我發現一種美妙的證法,可惜這裡的空白處不夠,以致無法寫下證明。」直到1993年才由美國數學家懷爾斯提出證明費瑪猜想是正確的。

1636年,費瑪的《平面與立體軌跡引論》(Ad locos planos et solidos isagoge),早於笛卡兒的《方法論》,費馬熟悉韋達以代數解幾何的方法,以至於他能用代數式描述阿波羅尼奧斯的圓錐曲線。然而笛卡兒引入平面坐標的概念從幾何曲線開始,最終以方程式表示曲線,即幾何代數化,兩人對於解析幾何的發展都有重大的貢獻。

1640年,費瑪提出一個猜想,認為當n是自然數,則費瑪數$2^{2^n}+1$都是質數。費瑪死後67年的1732年,25歲的尤拉發現$2^{2^5}+1$=641×6700417,所以費瑪數$2^{2^n}+1$只有在n=0、1、2、3、4才是質數,總共5個費瑪質數。

數論的知名定理,費瑪小定理、費瑪平方和定理、費瑪最後定理,都冠上費瑪為名,費瑪在數論貢獻卓著。

 

延伸閱讀:

薛密(譯)(1998)。瑪最後定理(原作者︰Simon Singh)。台北市︰台灣商務印書館

Pierre Fermat (1601 - 1665) - Biography - MacTutor History of Mathematics (st-andrews.ac.uk)


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