中外科学家发明家丛书:希尔伯特-第1章
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大卫·希尔伯特（公元1862—1943）是上世纪末、本世纪初真正伟大的
数学家之一。作为一个数学思想家，他精力充沛，眼光深远，富于创造；他
始终深深地埋头于他的工作，他把自己的一切都献给了他的科学事业。同时，
他还多才多艺，兴趣广泛，这一切都使他成为了许多数学领域的开拓者。在
作为一名数学家的同时，他还是最好的教师和领头人——他待人豁达开朗，
诲人不倦 ，有一股不达目的绝不罢休的劲头。
“我们必须知道，我们必将知道。”是这位伟大的德国数家毕生的乐观
信念。他数学理论方面的伟大成就和他从事科学事业的那种感人的品格，一
直深深地影响着数学科学的发展，直到今天也依然如此。
一、少年时代
公元1861年1月23日下午一点钟，奥托·希尔伯特和他的夫人玛丽亚
的第一个孩子降生在靠近东普鲁士首府哥尼斯堡的韦洛。夫妇俩给这个孩子
起了个名字叫大卫。
大卫和德国国家主义几乎是同时诞生的。他来到人间前几个月，已故普
鲁士国王的兄弟到哥尼斯堡进行了一次传统的朝拜，在这座古老城堡的教堂
里，他带上了普鲁士皇冠。不久，俾斯麦被选中出任他的首相，并进行了欲
将德国统一于普鲁土的战争。战争期间，大卫的父亲做了城市法官，全家也
就随之搬到了城内。
大卫的母亲是位哥尼斯堡商人的女儿，她的名字叫玛丽亚·特里施，她
可不是一个凡俗的女人，用德国人当时的说法，她可是“一个怪人”，因为
作为一个女人，她不仅对哲学和天文学饶有兴趣，而且还醉心于素数。他之
所以对素数饶有兴趣，是因为这些数与其他数相比，它们只能被自身和1整
除。她对这些不凡的“第一等”的数的兴趣也遗传给了她的儿子——大卫·希
尔伯特。
希尔伯特一家所居住的哥尼斯堡在一百多年前就被载入了数学史。这个
城市位于普雷格尔河的两条支流之间，市内有七座颇具特色的大桥横跨普雷
格尔河，其中有五座把河岸同河中的克内福弗岛相连接。这些桥的设置引出
了一个著名的数学问题，这个问题涉及著名的拓扑学基础。1736年，欧拉发
表了一篇图论论文《哥尼斯堡七桥问题》解答了这个问题。于是这个哥尼斯
堡桥问题作为拓扑学与现代图论的发端而在数学史上变得很有名。
在克内福弗岛上还有哥尼斯堡最伟大的居民，哲学家伊曼努尔·康德的
墓地，和哥尼斯堡所有的孩子一样，大卫的成长也深受康德言论的熏陶。每
年4月22日康德诞辰纪念日，大卫总是诚心诚意地陪着爱好哲学的母亲去瞻
仰康德的半身像。
大卫的父亲给他的早期教诲，着重在于使他具有普鲁士的美德：准时、
俭朴和讲信义；勤奋、遵纪和守法。父亲的这些教诲，一直是大卫·希尔伯
特一生做人的准则。
大卫是希尔伯特家唯一的男孩，因此他的父母也就对他寄予了很高的期
望，当他6岁的时候，有了一个妹妹，教名是伊丽萨。
在大卫8岁那年，普鲁士向法国宣战。没出几个月，胜利的捷报就传遍
了东普鲁士的首都——法兰西皇帝已作了俘虏。在俾斯麦和他的军队准备包
围巴黎的时候，大卫开始上学了，其实那时的孩子一般都是在6岁时上学，
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他之所以晚了两年大概是父母为了让他在家里多接受一些家教，他的母亲那
时因病卧床，所以他的老师很可能就是他的母亲。
他先上了皇家腓特烈预科学校的初级部，学习为进入预科学校所必备的
知识，因为如果他希望成为专家、牧师或大学教授的话，那就一定得上这类
预科学校。学校的课程包括阅读和书写日耳曼语和罗马语，学习拼法和品词，
分析简单的句子和一些重要的圣经的故事。当然还有初步的算术，即小的数
的加、减、乘、除。
3年后的一天，俄籍犹太人闵可夫斯基为了躲避沙皇政府的迫害而搬到
了哥尼斯堡定居，和希尔伯特家只隔一道普累格尔河。闵可夫斯基家的三兄
弟的才华都很出众，其中老三赫尔曼的数学才能尤为突出。有一堂课，老师
因把一个数学问题理解错了而被“挂了黑板”，学生们异口同声地叫道：“闵
可夫斯基，去帮帮忙。”与赫尔曼相比，希尔伯特小时候却从未被任何人注
目过，按他自己的说法：“小时候是个笨孩子”。
希尔伯特求学的腓特烈预科学校，在哥尼斯堡是一所名牌学校，康德也
毕业于此。可是它的课程设置却是因循守旧，大部分课程非要死记硬背，数
学课的份量不多，其他自然科学课根本不学。这对于希尔伯特来说实在是莫
大的不幸，因为他的记忆力很差，理解概念的反应也极慢，然而他十分勤奋，
每当要理解一件事情时，非得通过自己的消化，彻底弄清楚不可。所以希尔
伯特家族的一个成员在许多年后回忆他时说：“全家人都认为他的脑子有点
怪，家里没有一个人真正了解他。她的母亲要帮他完成作文，可是他能给老
师讲解数学问题”。
的确，希尔伯特已经找到了一门非常适合他的心意又能给他带来无穷乐
趣的课程。正如他后来所说的，数学最合他的口胃，因为它容易，不费力，
数学用不着死记硬背，他总是能自己重新推导出结果。不过，他知道，除非
他先取得预科学校的毕业文凭，否则按规定是不能上大学和研究数学，从而
成为数学家的。于是他眼下只好放松一下自己最喜欢的课目，而集中精力通
过拉丁语和希腊语的考试。
1897年9月，预科学校的最后一学期，大卫从腓特烈预科学校转到了威
利预科学校，后者很注重数学，这使他十分高兴，老师看出了他的数学天赋，
给予了他悉心的辅导。他的成绩进步了——包括德语、拉丁语、希腊语、神
学和物理学在内的几乎所有课程都得了“优等”；数学更好，得了最高分“特
等”。在获取文凭的毕业考试中，他因笔试成绩极佳而被免去了口试，他的
毕业证书背面的品行评语写着：他的勤奋”“堪称模范”，“对科学有浓厚
的兴趣”，“他对数学表现出了极强烈的兴趣，而且理解深刻；他能用极好
的方法掌握老师讲授的课程，并能正确地、灵活地应用它们”。
二、良师益友
希尔伯特很幸运。他的家乡虽然远离柏林这个文化中心，但那里的哥尼
斯堡大学是一所具有优良科学传统的大学。高斯时代欧洲仅次于高斯的数学
家雅可比就曾执教于此。
1880年秋，希尔伯特一进大学就发现大学的生活和预科学校的严格校规
有着天壤之别，简直是要多自由就有多自由：教授们想教什么课就教什么课，
学生们想学什么就选什么课上，这里不规定最少必修课的数目，不点名，平
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时也不考试，直到为取得学位才考一次。意想不到的自由使许多学生把大学
第一年的时间全花到了饮酒和斗剑上——这些是学生互助会的传统活动。不
过，这对于18岁的希尔伯特来说，这种自由却为他提供了专心攻读数学的良
好条件。在他心目中，对他将来的职业从没有过丝毫动摇。他父亲虽然坚持
让他学习法律，可他却不顾父亲的反对报名学了数学。
当时经过19世纪前半叶的发展，数学这株枝叶繁茂的大树，在一些前辈
数学家的精心修剪下已经形整貌美。在大学的第一学期，希尔伯特听了积分
学、矩阵论和曲面的曲率论三门课，根据惯例，学生在第二学期可以转到另
一所大学听讲，他选择了海德尔堡大学。在海德尔堡，希尔伯特选听了著名
的拉撒路·富克斯的课，这位先生的课别具一格——他课前不大做准备，课
堂上习惯于把自己置于险境：对要讲的内容现想现推，好让学生得到瞧一瞧
数学思维的实际过程的一个机会。这种“现想现推”式的数学成了希尔伯特
终生难于忘怀的教益。
接下去的一学期，本来允许希尔伯特再转往柏林听课，但他深深地依恋
着他出生的家乡，于是他毅然返回了哥尼斯堡大学。1882年春季，当他再次
决定留在家乡的大学的时候，年仅17岁的赫尔曼·闵可夫斯基已在柏林学习
了三个学期后回到了哥尼斯堡。
年轻的闵可夫斯基当时胸怀壮志，完全沉浸在一项很深奥的研究之中，
他希望以此赢得巴黎科学院的数学科学大奖。那年巴黎科学院出榜征解的题
目是：将一个数表示成5个平方数之和。闵可夫斯基的研究结果大大超过了
原问题。科学院接收答案的截止日期到了，按照竞赛的要求，文章非译成法
文不可，而闵可夫斯基的文章却来不及译成法文了。事已如此，他还是决定
投搞应征。在最后一刻，他听从了大哥麦克斯的建议，在文章开头写了一个
短短的附注。他在附注中解释道：因为数学问题本身强烈地吸引着他，致使
他疏忽了竞赛规则；他并表示希望，科学院不会以为“假如我少给了些什么，
实际我给出了更多的东西。”
1883年春，比赛揭晓后，刚满18岁的闵可夫斯基果然同英国著名的数
学家亨利·史密斯共享了这份大奖。此情此景，希尔伯特看在眼里，喜在心
头。他不顾父亲的反对，很快和这个与自己家庭背景不同的年青人成了朋友。
希尔伯特比闵可夫斯基大3岁，两个人的性格在许多方面极不相象。闵可夫
斯基十分腼腆、略有些口吃。这使他与任何一个学数学的同学很难在第一年
里就建立起亲密的友谊。但是他们两个人的心是相通的，他们都深深地爱数
学，而且都怀有一种深沉的乐观主义。尽管当时许多人对一般的科学抱有极
度悲观的看法，认为某些问题无论如何是无法解答的。但是希尔伯特和闵可
夫斯基却早已确信“每一个确定的数学问题必定能得到一个准确的答案：或
者给所提问题以实际的肯定回答；或者证明问题是不可解的，因为所有企图
证明它成立的努力必然失败。”
1884年春天，年仅25岁的阿道夫·赫维茨从哥廷根到哥尼斯堡任副教
授，他像闵可夫斯基一样，也享有数学天资早熟的盛名：在预科学校上学时，
他的老师汉尼巴尔·舒伯特十分欣赏他的数学才能，所以常在星期天专门向
赫维茨传授自己擅长的学问——后来人们称之为“舒伯特演算”。在舒伯特
的鼓励下，赫维茨的父亲从朋友那借来钱供儿子继续上学。后来赫维茨在菲
力克斯·克莱因的门下获得了博士学位。
希尔伯特发现新老师的外表“谦恭、朴实”，而“他那双闪耀着聪慧和
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快意的眼睛，就像是他精神的映照”。希尔伯特和闵可夫斯基很快就与赫维
茨建立了密切的关系。每天下午“准五点”，三个人必定相会“去苹果树”
下散步。这种学习方法对希尔伯特来说，要比钻在昏暗的教室或图书馆啃书
本好了不知多少倍。
日复一日的“散步”中，他们全都埋头于讨论当前数学的实际问题，他
们之间相互交换对问题新近获得的研究体会，交流彼此的想法和研究计划，
他们以这种最悠然有趣的学习方式，考察着数学世界中的各个王国。赫维茨
有着广泛“坚实的基础知识，又经过很好的整理，”所以他是理所当然的领
头人，并使其他两位心悦诚服。从那时起，他们之间就结下了终身的友谊。
亚历山大曾对人报怨说：“父王将会征服一切，再没有什么留给我们去
攻克。”但是，希尔伯特他们没有亚历山大的担忧，因为：
数学这个世界是无穷无尽的。
三、从博士到讲师
希尔伯特在大学度过了整整八个学期，走完了取得博士学位的必经之
路，他开始考虑该选什么题目来做他的学位论文。起�
