马林•梅森(Marin Mersenne)是十七世纪欧洲著名的数学家、科学家和神学家。他1588年生于法国奥泽的一个工人家庭,16岁时进入耶稣会办的学校学习,1609年从巴黎的索邦神学院(现称“索邦大学”)毕业后任神职人员,1619年到拉农西亚德女修道院教授神学和哲学,1648年因肺病逝于巴黎,享年60岁。
梅森热心于宗教,但更喜爱科学。他对摆钟的原理、琴弦的振动和声音的一些物理学问题的研究都有重要的贡献,比如他最先发现钟摆的摆动频率与重力加速度的平方根成反比的规律,这一结果后来由伽利略重新发表。因此,梅森享有“声学之父”的美称。他的著作有《数学概要》《普遍的和谐》等。他在《数学概要》中吸收了欧几里得、阿基米德等古希腊科学家的学说,该书影响很大。
梅森交往广泛、热情诚挚,虽然他是一位神职人员,但他却是科学的热心拥护者和守望者,在教会中为了保卫科学事业做了很多有益的工作,是当时欧洲科学界一位独特的中心人物。梅森具有很高的科学素养,其研究涉及哲学、数学、物理学等多种学科;而他对科学所作的主要贡献还是他起了一个极不平常的学术思想通道作用。
17世纪30年代以前,学术刊物和国际会议等还远远没有出现,甚至连科学研究机构都没有创立,学识渊博、为人诚实的梅森成了欧洲科学家之间的联系桥梁。许多科学家都乐于将成果告诉他,然后再由他转告给更多的人;因此,他被人们誉为“有定期学术刊物之前的科学信息交换站”。1987年邓普顿奖得主、美国物理学家亚基就认为,梅森是17世纪早期学术成果优劣的最佳鉴定者。
由于梅森是当时欧洲科学界一位独特的中心人物,其寓所是大科学家伽利略、笛卡尔、费尔马、帕斯卡、开普勒、迈多治、伽桑狄、罗伯瓦等常去之处;他们每周一次轮流讨论哲学、数学、物理学等方面的问题,这种民间学术组织被称为“梅森学院”,它就是世界闻名的法兰西科学院的前身。梅森与这些学者保持长期的书信交往,它们目前都保存在法兰西科学院。
梅森的学术成就以数论研究最为著名。千百年来,许多著名数学家(包括欧几里得、笛卡尔、费尔马、哥德巴赫、高斯、欧拉、图灵等)和无数数学家爱好者都对2^P-1型素数(其中P也是素数)做过探究,而梅森是其中成果最为卓著的一位。为了纪念他,数学界将这种特殊形式的素数命名为“梅森素数”。至今为止,人类仅发现51个梅森素数。
值得一提的是,在梅森素数的素性判断方面,法国数学家鲁卡斯和美国数学家雷默都做出了重要贡献;以他们命名的“鲁卡斯-雷默方法”是目前已知的检测梅森素数素性的最佳方法。在梅森素数分布的探究方面,中国数学家、语言学家周海中给出了梅森素数分布的精确表达式;这一研究成果被国际上命名为“周氏猜测”。
顺带一提,梅森曾听到友人介绍:在遥远的东方有个神秘的文明大国,名字叫“中国”;那里的人们勤奋好学、思想自由。因此,他曾渴望到中国传教和交流学术;但遗憾的是,他的愿望最终未能实现。
文/张敏(作者单位:北京师范大学数学科学学院)