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数学天才──高斯

科普小知识2022-10-25 14:59:41
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数学天才——高斯

高斯(约1777.4.30-1855.2.23)是德国数学家、物理学家和天文学家,出生在德国布伦兹维克的一个贫困家庭。他的父亲,格查德·迪·德里奇,先后做过护堤工、砌砖工和园丁。他的第一任妻子在和他生活了10多年后因病去世,没有给他留下孩子。迪·德里奇后来嫁给了罗迪亚。第二年,他们的孩子高斯出生了,这是他们唯一的孩子。父亲对高斯非常严格,甚至过分。他经常喜欢根据自己的经历为年轻的高斯规划人生。高斯尊敬他的父亲,继承了他父亲诚实和谨慎的性格。当迪·德里希于1806年去世时,高斯已经取得了许多划时代的成就。

在成长过程中,年轻的高斯主要集中在他的母亲和叔叔身上。高斯的祖父是一名石匠,30岁时死于肺结核,留下了两个孩子:高斯的童年主要是在他成长的过程中献给他的母亲和叔叔。高斯的祖父是石匠。他30岁时死于肺结核,留下了两个孩子:高斯的母亲罗迪亚和叔叔弗莱德·埃里希。飞人日实充满智慧、热情和智慧。他在纺织品贸易方面取得了巨大的成就。他发现他姐姐的儿子既聪明又聪明,所以他把一部分精力花在这个小天才身上,并以生动的方式发展了高斯的智力。几年后,已经成年并取得巨大成功的高斯回忆起他叔叔为他做的事情,并觉得这对他的成功非常重要。他想到了他叔叔富有成果的想法,并悲伤地说他叔叔的去世“剥夺了我们一个天才”。正是因为弗莱德·里奇有很好的天赋,经常说服他的妹夫让他的孩子成为学者,高斯才没有成为园丁或泥瓦匠。

在数学史上,很少有人像高斯一样幸运,有一个完全支持他成功的母亲。罗洁雅直到34岁才结婚。她生高斯时35岁。他有很强的性格、智慧、智慧和幽默感。自出生以来,高斯对所有的现象和事物都非常好奇,并决心找出答案。这超出了孩子的许可范围。当丈夫因此责备孩子时,他总是支持高斯,坚决反对固执的丈夫想让他的儿子像他一样无知。

罗洁亚真诚地希望他的儿子能有一个伟大的事业,并高度重视高斯的才华。然而,当时尚无法支撑他的家庭时,他也不敢轻易让儿子从事数学研究。19岁时,尽管高斯在数学上取得了许多伟大的成就,她仍然问数学的朋友波尔约(波尔约,非欧洲几何创始人之一,波尔约的父亲),高斯将来是否会有所进步。波尔约说她的儿子将成为“欧洲最伟大的数学家”。她激动得热泪盈眶。

高斯7岁时第一次上学。头两年没什么特别的。1787年,当高斯10岁时,他进入了数学班,这是第一个建立的班级。孩子们以前从未听说过这样的课程。数学老师是巴特那,他也在高斯的成长中扮演了一个角色。

根据一个在世界上广泛流传的故事,高斯计算出了布特纳10岁时给学生的1到100之间的所有整数之和。由于布特纳刚刚描述完这个问题,高斯找到了正确的答案。然而,这可能是一个不真实的传说。根据研究高斯的著名数学史家E.T .贝尔的文本研究,布特纳当时给了孩子们一个更难的加法问题:81297+81495+81693+…+100899。

当然,这也是算术级数的求和问题(容差为198,项数为100)。布特纳一写完,高斯也就完成了计算,并把答案交给了小石板。E T .贝尔写道,高斯晚年经常喜欢和人谈论这件事,他说当时只有他的答案是正确的,而其他孩子是错误的。高斯没有明确说明他是如何这么快解决这个问题的。数学史学家倾向于认为高斯当时已经掌握了算术级数求和的方法。对于一个年仅10岁的孩子来说,独立发现这种数学方法是不寻常的。贝尔晚年基于高斯自己陈述的历史叙述应该更可信。而且,它能更好地反映高斯从小就注重掌握更基本的数学方法的特点。

高斯的计算能力,主要是高斯独特的数学方法和非凡的创造力,让布特纳刮目相看。他特地从汉堡买了一本最好的算术书给高斯,说:“你已经超过我了。我没什么可教你的。”然后高斯与巴特尔的助理巴特尔建立了真诚的友谊,直到巴特尔去世。他们一起学习,互相帮助,因此高斯开始了他真正的数学研究。

1788年,11岁的高斯进入了文科学校。在他的新学校,他所有的课程都很优秀,尤其是古典文学和数学。在被巴特尔和其他人介绍后,布伦兹维克公爵召见了14岁的高斯。这个简单、聪明但贫穷的孩子赢得了公爵的同情,公爵慷慨地表示愿意做高斯的恩人,让他继续学习。

布伦兹维克公爵在高斯的成功中发挥了重要作用。不仅如此,这一角色实际上反映了欧洲现代科学发展的模式,表明在科学研究社会化之前,私人资助是科学发展的重要驱动因素之一。高斯正处于私人资助的科学研究和科学研究社会化之间的过渡时期。

1792年,高斯进入布洛涅茨威克的卡罗琳学院继续学习。1795年,公爵付给他各种费用,并把他送到著名的德国高登根。这使得高斯能够努力学习,并根据自己的理想开始创造性的研究。1799年,高斯完成了他的博士论文,回到了他的家乡布伦兹维克。就在他因为担心自己的未来和生计而生病的时候——尽管他的博士论文顺利通过,他同时获得了博士学位和讲师职位,但他没能吸引到学生,所以他不得不回到他的家乡——公爵伸出了援助之手。公爵出资印刷了高斯的长篇博士论文,给他一套公寓,并为他印刷了《算术研究》,这使得这本书于1801年问世。他还承担了高斯的所有生活费用。所有这些都让高斯非常感动。在他的博士论文和算术研究中,他写下了真诚的话:“献给大公”和“你的仁慈使我从所有的忧虑中解脱出来,并使我能够从事这项独特的研究”。

1806年,公爵在与拿破仑领导的法国军队的战斗中被杀,这给高斯以沉重的打击。他深受打击,长期以来对法国怀有深深的敌意。大公的去世给高斯带来了经济困难,德国被法国军队奴役的不幸,以及他的第一任妻子的去世,所有这些都让高斯有些沮丧,但他是一个坚强的人,从不向别人透露自己的困境,也不让朋友们安慰他的不幸。直到19世纪,当他整理未出版的数学手稿时,人们才知道他的精神状态。在对椭圆函数的手动讨论中,突然插入了一小段铅笔线:“对我来说,死亡比这样活着要好。”

慷慨仁慈的恩人去世了,所以高斯必须找到一份合适的工作来养家。由于高斯在天文学和数学方面的杰出工作,他的名声从1802年就传到了欧洲。彼得堡科学院一再暗示,自欧拉于1783年去世以来,欧拉在彼得堡科学院的职位一直在等待像高斯这样的人才。在他有生之年,公爵强烈劝阻高斯去俄罗斯。他甚至提出增加高斯的工资,并为他建立了一个天文台。现在,高斯在他的生活中面临新的选择。

为了不剥夺德国最伟大的天才,著名的德国学者冯洪堡特与其他学者和政治家一起,赢得了戈尔丁根大学数学和天文学教授和戈尔丁根高斯天文台台长的特权地位。1807年,高斯去了哥廷根工作,他的家人搬到了那里。从那以后,除了在柏林参加一个科学会议,他一直住在戈尔丁根。洪堡等人的努力不仅为高斯一家提供了一个舒适的生活环境,高斯本人也能充分发挥他的天才,而且为戈尔丁甘数学学校的建立和德国成为世界科学中心和数学中心创造了条件。同时,它也标志着科学研究社会化的良好开端。

高斯的学术地位一直受到人们的高度尊重。他有“数学王子”和“数学家之王”的美称,被认为是“人类历史上最伟大的三(或四)位数学家之一”(阿基米德、牛顿、高斯或加上欧拉)。人们还称赞高斯是“人类的骄傲”。对于高斯来说,天才、早熟、高产、永不过时的创造力以及人类智能领域中几乎所有的赞美之词都不过分。

高斯的研究领域涵盖了纯数学和应用数学的所有领域,并开辟了许多新的数学领域,从最抽象的代数数论到内在几何,留下了他的足迹。就研究风格、方法和具体成就而言,他是18-19世纪之交的中坚力量。如果我们把18世纪的数学家想象成一系列高山,那么最后一个令人敬畏的山峰就是高斯。如果你认为19世纪的数学家是河流,那么源头就是高斯。

虽然数学研究和科学工作在18世纪末仍然没有成为令人羡慕的职业,但高斯仍然在正确的时间出生,因为欧洲资本主义的发展使世界各国*在他即将进入新年时开始重视科学研究。随着拿破仑对法国科学家和科学研究的重视,俄罗斯沙皇和许多欧洲君主也开始重视科学家和科学研究。科学研究的社会化进程正在加快,科学的地位正在提高。作为当时最伟大的科学家,高斯赢得了许多荣誉,许多世界著名的科学家都以高斯为师。

1802年,高斯被俄罗斯彼得堡科学院选为喀山大学通信院士和教授。1877年,丹麦*任命他为科学顾问。那一年,德国汉诺威*也聘请他为*的科学顾问。

高斯的生活是典型学者的生活。他一直保持着农民家庭的节俭,很难想象他是一位伟大的教授和世界上最伟大的数学家。他结过两次婚,几个孩子惹恼了他。然而,这些对他的科学创造几乎没有影响。当获得很高的声誉和德国数学开始主宰世界时,一代天骄完成了它的人生旅程。