化学数学的科学史：“我对科学海洋的贡献，不是一滴水，而是一杯水”

本篇短文由塞尔维亚化学家和数学家伊万·古特曼博士（Ivan Gutman）为Core Academy撰写（以下文字为伊万·古特曼博士第一人称叙述,科睿秘书处适当添加注释内容和补充图片）

在我发表了第1500篇学术论文之际，塞尔维亚克拉古耶瓦茨大学校长邀请我就这一问题发表演讲。事实上，我的演讲是对我五十多年来在数学和化学领域研究的简要概述。

就用数学学科的方法论去研究化学（Mathematical Chemistry 数学化学）这一话题来说，实际上有着更古老的历史。我认为其他大众会对这一段科学史更感兴趣，故而我将这一段演讲撰写成文字，投稿至Core Academy。

1）2400年前，希腊雅典的学者柏拉图（公元前427~347）研究了正多面体，并证明了正多面体有五种：四面体、立方体、八面体、二十面体。

柏拉图雕塑

他声称：当时已知的四种元素（火、气、水、土）都是由特定的多面体组成的。火是四面体，空气是八面体，水是二十面体，土是立方体。当时的天体则是由十二面体构成的。今天我们把它看作是物质的早期数学模型。

译者注：柏拉图受到毕达哥拉斯学派的影响，对四元素说作了改造。他把它们还原成三角形。一个三角形当然是平面的，但几个三角形适当地组合起来，就成了三维粒子，这种三维粒子每个不同的形状对应一种元素，再由这些元素组成万物。“在柏拉图的时代，人们已经知道，存在而且只存在五种几何正多面体(就是由完全相同的平面组成的对称几何体)，它们是：四面体(四个等边三角形)、立方体(六个正方形)、八面体(八个等边三角形)、十二面体(十二个等边五边形)和二十面体(二十个等边三角形)。柏拉图将每种元素与这些图形中的一种联系起来——火与四面体(最小、最锐利和最易变动的正多面体)，气与八面体，水与二十面体，土与最稳定的正多面体，即立方体。最后，柏拉图把十二面体(最接近球体的正多面体)等同于整个宇宙。”

2）1200年前，当时最伟大的化学家贾比尔·伊本·海扬（712~815）声称，数字1、3、5、8，尤其是它们加起来的总和17，是非常重要的。世界上的一切都是由17决定的。特别是金属有17种“力量”（品质）。

贾比尔·伊本·海扬

3）300~500年前，美国的许多炼金术士使用几何结构来寻找魔法石。

译者注：炼金术（Alchemy）是中世纪的一种化学哲学的思想和始祖，是当代化学的雏形。其主要目标是将贱金属转变为贵金属，尤其是黄金。

4）250年前，俄国学者米哈伊尔·罗蒙诺索夫（1711~1765）写了一本名为《数学化学原理》的书，第一次提出“数学化学”这个概念。

5）150年前，英国数学家亚瑟·凯利（1821~1895）发表了一篇论文，题为《论同分异构体的数学理论》，这是数学化学领域第一个真正意义上的研究。另一位英裔美国数学家詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特发表一篇题为《化学与代数》的论文。

译者注：在有机化学中，将分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体，也称为结构异构体。

6）90年前，匈牙利&瑞士裔美国数学家戈尔吉·波利亚（1887-1985）解决了化学同分异构体的枚举问题。     

戈尔吉·波利亚

7）50年前，伊万·古特曼开始了他的研究并进入了这一科研领域

以上简短但并非完全精准的历史旅程，展示了针对数学化学的研究有着深远的根源。结论性发言如下：

我对科学海洋的贡献，不是一滴水，而是一杯水。

*伊万·古特曼博士是Core Academy数学学部与自然科学部成员

伊万·古特曼博士

伊万·古特曼教授是一名国际知名的数学家与化学家，他于1947年出生于南斯拉夫松博尔的家庭。1970 年，他从贝尔格莱德大学化学专业毕业，并在化学系短暂担任助理。1971 年至 1976 年，他在萨格勒布 Ruđer Bošković 研究所物理化学系担任研究助理和高级研究助理。1973年，他获得了硕士学位，同年获得萨格勒布大学化学博士学位。从 1977 年起，他在克拉古耶瓦茨大学工作，最终于 1982 年成为一名全职研究教授。1981 年，他获得贝尔格莱德大学数学博士学位。

他的研究兴趣是理论有机化学、物理化学、数学化学、图论、谱图论和离散数学。古特曼教授以其在化学图论和拓扑描述子方面的工作而闻名。在数学方面，他引入了图能量的概念，这是一个源自理论化学的概念。

因为他对数学与化学界的杰出贡献，他于1997当选塞尔维亚国家科学院院士；并先后当选欧洲科学院（Academia Europea）院士、国际非线性科学院院士、国际数学化学科学院院士等荣誉。

他发表了20余本著作、参与编辑了20余本书籍并发表了超过1500篇科学论文，并多次获得塞尔维亚数学领袖奖。他的发表被引用了超50000次；根据Research.com数据，他是塞尔维亚全国“数学”和“工程与技术”领域最高引用学者。

古特曼教授在Core Acad的个人页面

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