目錄數(shù)學家的故事200字 18世紀著名數(shù)學家 數(shù)學家祖沖之的故事200字左右 歐洲數(shù)學家?guī)熒P系圖 18世紀的數(shù)學家
在日常生活頌芹或是工作學習中,大家一定都或多或少地了解過一些歷史人物,下面是我為大家收集的有關數(shù)學家高斯的故事的相關內(nèi)容,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
數(shù)學家高斯的故事 篇1
高斯(Gauss,1777~1855)生于Brunswick,位于現(xiàn)在德國中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個石匠的女兒,有一個很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對小高斯很照顧,偶而會給他一些指導,而父親可以說是一名「大老粗」,認為只有力氣能掙錢,學問這種勞什子對窮人是沒有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過人才華,三歲時就能指出父親帳冊上的錯誤。七歲時進了小學,在破舊的教室里上課,老師對學生并不好,常認為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書是懷才不遇。高斯十歲時,老師考了那道著名的「從一加到一百」,終于發(fā)現(xiàn)了高斯的才華,他知道自己的能力不足以教高斯,就從漢堡買了一本較深的數(shù)學書給高斯讀。同時,高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而Bartels的能力也比老師高得多,后來成為大學教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學。
老師和助教去拜訪高斯的父親,要他讓高斯接受更高的教育,但高斯的父親認為兒子應該像他一樣,作個泥水匠,而且也沒有錢讓高斯繼續(xù)讀書,最后的結(jié)論是--去找有錢有勢的人當高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過這次的訪問,高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學,但不久之后,Bartels也沒有什么東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對進了高等學校。數(shù)學老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學課,而他的拉丁文不久也凌駕全班之上。
1791年高斯終于找到了資助人--布倫斯維克公爵費迪南(Braunschweig),答應盡一切虧櫻悄可能幫助他,高斯的父親再也沒有反對的理由。隔年,高斯進入Braunschweig學院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開始對高等數(shù)學作研究。并且獨立發(fā)現(xiàn)了二項式定理的一般形式、數(shù)論上的「二次互逆定理」(Law of Quadratic Reciprocity)、質(zhì)數(shù)分布定理(prime numer theorem)、及算術(shù)幾何平均(arithmetic-geometric mean)。
1795年高斯進入哥廷根(G.ttingen)大學,因為他在語言和數(shù)學上都極有天分,為了將來是要專攻古典語文或數(shù)學苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個數(shù)學史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。希臘時代的數(shù)學家已經(jīng)知道如何用尺規(guī)作出正2m×3n×5p邊形,其中m是正整數(shù),而n和p只能是0或1。但是對于正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來都沒有人知道。
數(shù)學家高斯的故事 篇2
高斯(C.F.Gauss,1777.4.30-1855.2.23)是德國數(shù)學家、物理學家和天文學家,出生于德國布倫茲維克的一個貧苦家庭。父親格爾恰爾德迪德里赫先后當過護堤工、泥瓦匠和園丁,第一個妻子和高斯生活了10多年后因病去世,沒有銷渣為高斯留下孩子。迪德里赫后來娶了羅捷雅,第二年高斯們的孩子高斯出生了,這是高斯們唯一的孩子。父親對高斯要求極為嚴厲,甚至有些過份,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗為年幼的高斯規(guī)劃人生。高斯尊重高斯的父親,并且秉承了其父誠實、謹慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時高斯已經(jīng)做出了許多劃時代的成就。
在成長過程中,幼年的高斯主要是力于母親和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30歲那年死于肺結(jié)核,留下了兩個孩子:高斯的母親羅捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,為人熱情而又聰明能干投身于紡織貿(mào)易頗有成就。高斯發(fā)現(xiàn)姐姐的兒子聰明伶利,因此高斯就把一部分精力花在這位小天才身上,用生動活潑的方式開發(fā)高斯的智力。若干年后,已成年并成就顯赫的高斯回想起舅舅為高斯所做的一切,深感對高斯成才之重要,高斯想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無傷感地說,舅舅去世使"我們失去了一位天才"。正是由于弗利德里?;垩圩R英才,經(jīng)常勸導姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒有成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學史上,很少有人象高斯一樣很幸運地有一位鼎力支持高斯成才的母親。羅捷雅直到34歲才出嫁,生下高斯時已有35歲了。高斯性格堅強、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來,就對一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個水落石出,這已經(jīng)超出了一個孩子能被許可的范圍。當丈夫為此訓斥孩子時,高斯總是支持高斯,堅決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟高斯一樣無知。
羅捷雅真誠地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對高斯的才華極為珍視。然而,高斯也不敢輕易地讓兒子投入當時尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學研究中。在高斯19歲那年,盡管高斯已做出了許多偉大的數(shù)學成就,但她仍向數(shù)學界的朋友W.波爾約(W.Bolyai,非歐幾何創(chuàng)立者之一J.波爾約之父)問道:高斯將來會有出息嗎?W.波爾約說她的兒子將是"歐洲最偉大的數(shù)學家",為此她激動得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學了。頭兩年沒有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,高斯進入了學習數(shù)學的班次,這是一個首次創(chuàng)辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術(shù)這么一門課程。數(shù)學教師是布特納(Buttner),高斯對高斯的成長也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說,高斯10歲時算出布特納給學生們出的將1到100的所有整數(shù)加起來的算術(shù)題,布特納剛敘述完題目,高斯就算出了正確答案。不過,這很可能是一個不真實的傳說。據(jù)對高斯素有研究的著名數(shù)學史家ET貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當時給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當然,這也是一個等差數(shù)列的求和問題(公差為198,項數(shù)為100)。當布特納剛一寫完時,高斯也算完并把寫有答案的小石板交了上去。ET貝爾寫道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談論這件事,說當時只有高斯寫的答案是正確的,而其高斯的孩子們都錯了。高斯沒有明確地講過,高斯是用什么方法那么快就解決了這個問題。數(shù)學史家們傾向于認為,高斯當時已掌握了等差數(shù)列求和的方法。一位年僅10歲的孩子,能獨立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學方法實屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說法而敘述的史實,應該是比較可信的。而且,這更能反映高斯從小就注意把握更本質(zhì)的數(shù)學方法這一特點。
高斯的計算能力,更主要地是高斯獨到的數(shù)學方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對高斯刮目相看。高斯特意從漢堡買了最好的算術(shù)書送給高斯,說:"你已經(jīng)超過了我,我沒有什么東西可以教你了。"接著,高斯與布特納的助手巴特爾斯(J.M.Bartels)建立了真誠的友誼,直到巴特爾斯逝世。高斯們一起學習,互相幫助,高斯由此開始了真正的數(shù)學研究。
1788年,11歲的高斯進入了文科學校,高斯在新的學校里,所有的功課都極好,特別是古典文學、數(shù)學尤為突出。經(jīng)過巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見了14歲的高斯。這位樸實、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的資助人,讓高斯繼續(xù)學習。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實際上反映了歐洲近代科學發(fā)展的一種模式,表明在科學研究社會化以前,私人的資助是科學發(fā)展的重要推動因素之一。高斯正處于私人資助科學研究與科學研究社會化的'轉(zhuǎn)變時期。
1792年,高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續(xù)學習。1795年,公爵又為高斯支付各種費用,送高斯入德國著名的哥丁根大家,這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創(chuàng)造性的研究。1799年,高斯完成了博士論文,回到家鄉(xiāng)布倫茲維克,正當高斯為自己的前途、生計擔憂而病倒時雖然高斯的博士論文順利通過了,已被授予博士學位,同時獲得了講師職位,但高斯沒有能成功地吸引學生,因此只能回老家-又是公爵伸手救援高斯。公爵為高斯付諸了長篇博士論文的印刷費用,送給高斯一幢公寓,又為高斯印刷了《算術(shù)研究》,使該書得以在1801年問世;還負擔了高斯的所有生活費用。所有這一切,令高斯十分感動。高斯在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫下了情真意切的獻詞:"獻給大公","你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究"。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。高斯悲痛欲絕,長時間對法國人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來了經(jīng)濟上的拮據(jù),德國處于法軍奴役下的不幸,以及第一個妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但高斯是位剛強的漢子,從不向高斯人透露自己的窘?jīng)r,也不讓朋友安慰自己的不幸。人們只是在19世紀整理高斯的未公布于眾的數(shù)學手稿時才得知高斯那時的心態(tài)。在一篇討論橢圓函數(shù)的手搞中,突然插入了一段細微的鉛筆字:"對我來說,死去也比這樣的生活更好受些。"
慷慨、仁慈的資助人去世了,因此高斯必須找一份合適的工作,以維持一家人的生計。由于高斯在天文學、數(shù)學方面的杰出工作,高斯的名聲從1802年起就已開始傳遍歐洲。彼得堡科學院不斷暗示高斯,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,高斯甚至愿意給高斯增加薪金,為高斯建立天文臺。現(xiàn)在,高斯又在高斯的生活中面臨著新的選擇。
為了不使德國失去最偉大的天才,德國著名學者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其高斯學者和政界人物,為高斯爭取到了享有特權(quán)的哥丁根大學數(shù)學和天文學教授,以及哥丁根天文臺臺長的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居于此。從這時起,除了一次到柏林去參加科學會議以外,高斯一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不僅使得高斯一家人有了舒適的生活環(huán)境,高斯本人可以充分發(fā)揮其天才,而且為哥丁根數(shù)學學派的創(chuàng)立、德國成為世界科學中心和數(shù)學中心創(chuàng)造了條件。同時,這也標志著科學研究社會化的一個良好開端。
高斯的學術(shù)地位,歷來為人們推崇得很高。高斯有"數(shù)學王子"、"數(shù)學家之王"的美稱、被認為是人類有史以來"最偉大的三位(或四位)數(shù)學家之一"(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱贊高斯是"人類的驕傲"。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,對于高斯都不過份。
高斯的研究領域,遍及純粹數(shù)學和應用數(shù)學的各個領域,并且開辟了許多新的數(shù)學領域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊幾何學,都留下了高斯的足跡。從研究風格、方法乃至所取得的具體成就方面,高斯都是1819世紀之交的中堅人物。如果我們把18世紀的數(shù)學家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀的數(shù)學家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學研究、科學工作在18世紀末仍然沒有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時,因為在高斯快步入而立之年之際,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國政府都開始重視科學研究。隨著拿破侖對法國科學家、科學研究的重視,俄國的沙皇以及歐洲的許多君主也開始對科學家、科學研究刮目相看,科學研究的社會化進程不斷加快,科學的地位不斷提高。作為當時最偉大的科學家,高斯獲得了不少的榮譽,許多世界著名的科學泰斗都把高斯當作自己的老師。
1802年,高斯被俄國彼得堡科學院選為通訊院士、喀山大學教授;1877年,丹麥政府任命高斯為科學顧問,這一年,德國漢諾威政府也聘請高斯擔任政府科學顧問。
高斯的一生,是典型的學者的一生。高斯始終保持著農(nóng)家的儉樸,使人難以想象高斯是一位大教授,世界上最偉大的數(shù)學家。高斯先后結(jié)過兩次婚,幾個孩子曾使高斯頗為惱火。不過,這些對高斯的科學創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽、德國數(shù)學開始主宰世界之時,一代天驕走完了生命旅程。

高斯是德國數(shù)學家 ,也是科學家,他和牛頓、阿基米德,被譽為有史以豎首改來的三大數(shù)學家。高斯是近代數(shù)學奠基者之一,在歷史上影響之大, 可以和阿基米德、牛頓、歐拉并列,有“數(shù)學王子”之稱。
他幼年時就表現(xiàn)出超人的數(shù)學天才。1795年芹源進入格丁根大學學習。第二年他就發(fā)現(xiàn)正十七邊形的尺規(guī)作圖法。并給出可用尺規(guī)作出的正多邊形的條件,解決了歐幾里得以來懸而未決的問題。
高斯的數(shù)學研究幾乎遍及所有領域,在數(shù)論、代數(shù)學、非歐幾何、復變函數(shù)和微分幾何等方面都做出了開創(chuàng)性的貢獻。他還把數(shù)學應用于天文學、大地測量學和磁學的研究,發(fā)明了最小二乘法原理。高理的數(shù)論研究 總結(jié) 在《算術(shù)研究》(1801)中,這本書奠定了近代數(shù)論的基礎,它不僅是數(shù)論方面的劃時代之作,也是數(shù)學史上不可多得的經(jīng)典著作之一。高斯對代數(shù)學的重要貢獻是證明了代數(shù)基本定理,他的存在性證明開創(chuàng)了數(shù)學研究的新途徑。高斯在1816年左右就得到非歐幾何的原理。他還深入研究復變函數(shù),建立了一些基本概念發(fā)現(xiàn)了著名的柯西積分定理。他還發(fā)現(xiàn)橢圓函數(shù)的雙周期性,但這些工作在他生前都沒發(fā)表出來。1828年高斯出版了《關于曲面的一般研究》,全面地闡述了空間曲面的微分幾何學,并提出內(nèi)蘊曲面理論。高斯的曲面理論后來由黎曼發(fā)展。 高斯一生共發(fā)表155篇論文,他對待學問十分嚴謹,只是把他自己認為是十分成熟的作品發(fā)表出來。其著作還有《地磁概念》和《論與距離平方成反比的引力和斥力的普遍定律》等。
1801年高斯有機會戲劇性地施展他的優(yōu)勢的計算技巧。那年的元旦,有一個后來被證認為小行星并被命名為谷神星的天體被發(fā)現(xiàn)當時它好像在向太陽靠近,天文學家雖然有40天的時間可以觀察它,但還不能計算出它的軌道。高斯只作了3次觀測就提出了一種計算軌道參數(shù)的方法,而且達到的精確度使得天文學家在1801年末和1802年初能夠毫無困難地再確定谷神星的位置。高斯在這一計算方法中用到了他大約在1794年創(chuàng)造的最小二乘法(一種可從特定計算得到最小的方差和中求出最佳估值的方法在天文學中這一成就立即得到公認。他在《天余判體運動理論》中敘述的方法今天仍在使用,只要稍作修改就能適應現(xiàn)代計算機的要求。高斯在小行星“智神星”方面也獲得類似的成功。
由于高斯在數(shù)學、天文學、大地測量學和物理學中的杰出研究成果,他被選為許多科學院和學術(shù)團體的成員?!皵?shù)學之王”的稱號是對他一生恰如其分的贊頌。
卡爾.弗里德里希.高斯(Carl Friedrich Gau?,1777.4.30~1855.2.23),德國數(shù)學家、物理學家和天文學家,出生于德國布倫茲維克的一個貧苦家庭。父親格爾恰爾德·迪德里赫先后當過護堤工、泥瓦匠和園丁,第一個妻子和他生活了10多年后因病去世,沒有為他留下孩子。迪德里赫后來娶了羅捷雅,第二年他們的孩子高斯出生了,這是他們唯一的孩子。父親對高斯要求極為嚴厲,甚至有些過分,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗為年幼的高斯規(guī)劃人生。高斯尊重他的父親,并且秉承了其父誠實、謹慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時高斯已經(jīng)做出了許多劃時代的成就。
在成長過程中,幼年的高斯主要是力于母親和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30歲那年死于肺結(jié)核,留下了兩個孩子:高斯的母親羅捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,為人熱情而又聰明能干投身于紡織貿(mào)易頗有成就。他發(fā)現(xiàn)姐姐的兒子聰明伶利,因此他就把一部分精力花在這位小天才身上,用生動活潑的方式開發(fā)高斯的敗薯碰智力。若干年后,已成年并成就顯赫的高斯回想起舅舅為他所做的一切,深感對他成才之重要,他想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無傷感地說,舅舅去世使“我們失去了一位天才”。正是由于弗利德里希慧眼識英才,經(jīng)常勸導姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒有成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學史上,很少有人象高斯一樣很幸運地有一位鼎力支持他成才的母親。羅捷雅直到34歲才出嫁,生下高斯時已有35歲了。他性格堅強、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來,就對一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個水落石出,這已經(jīng)超出了一個孩子能被許可的范圍。當丈夫為此訓斥孩子時,他總是支持高斯,堅決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無知。
羅捷雅真誠地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對高斯的才華極為珍視。然而,他也不敢輕易地讓兒子投入當時尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學研究中。在高斯19歲那年,盡管他已做出了許多偉大的數(shù)學成就,但她仍向數(shù)學界的朋友W.波爾約(W.Bolyai,非歐幾何創(chuàng)立者之一J.波爾約之父)問道:高斯將來會有出息嗎?W.波爾約說她的兒子將是“歐洲最偉大的數(shù)學家”,為此她激動得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學了。頭兩年沒有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,他進入了學習數(shù)學的班次,這是一個首次創(chuàng)辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術(shù)這么一門課程。數(shù)學教師是布特納(Buttner),他對高斯的成長也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說,高斯最出名的故事就是他十歲時,小學老師出了一道算術(shù)難題:“計算1+2+3…+100=?” 。這可難為初學算術(shù)的學生,但是高斯手改卻在幾秒后將答案解了出來,他利用算術(shù)級數(shù)(等差級數(shù))的對稱性,然后就像求得一般算術(shù)級數(shù)和的過程一樣,把數(shù)目一對對的湊在一起:1+100,2+ 99,3+98,……49+52,50+51 而這樣的組合有50組,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050。不過,這很可能是一個不真實的傳說。據(jù)對高斯素有研究的著名數(shù)學史家E·T·貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當時給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當然,這也是一個等差數(shù)列的求和問題(公差為198,項數(shù)為100)。當布特納剛一寫完時,高斯也算完并把寫有答案的小石板交了上去。E·T·貝爾寫道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談論這件事,說當時只有他寫的答案是正確的,而其他的孩子們都錯了。高斯沒有明確地講過,他是用什么方法那么快就解決了這個察談問題。數(shù)學史家們傾向于認為,高斯當時已掌握了等差數(shù)列求和的方法。一位年僅10歲的孩子,能獨立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學方法實屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說法而敘述的史實,應該是比較可信的。而且,這更能反映高斯從小就注意把握更本質(zhì)的數(shù)學方法這一特點。
高斯的計算能力,更主要地是高斯獨到的數(shù)學方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術(shù)書送給高斯,說:“你已經(jīng)超過了我,我沒有什么東西可以教你了?!苯又?,高斯與布特納的助手巴特爾斯(J.M.Bartels)建立了真誠的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學習,互相幫助,高斯由此開始了真正的數(shù)學研究。
1788年,11歲的高斯進入了文科學校,他在新的學校里,所有的功課都極好,特別是古典文學、數(shù)學尤為突出。經(jīng)過巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見了14歲的高斯。這位樸實、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的資助人,讓他繼續(xù)學習。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實際上反映了歐洲近代科學發(fā)展的一種模式,表明在科學研究社會化以前,私人的資助是科學發(fā)展的重要推動因素之一。高斯正處于私人資助科學研究與科學研究社會化的轉(zhuǎn)變時期。
1792年,高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續(xù)學習。1795年,公爵又為他支付各種費用,送他入德國著名的哥丁根大學,這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創(chuàng)造性的研究。1799年,高斯完成了博士論文,回到家鄉(xiāng)布倫茲維克,正當他為自己的前途、生計擔憂而病倒時----雖然他的博士論文順利通過了,已被授予博士學位,同時獲得了講師職位,但他沒有能成功地吸引學生,因此只能回老家,又是公爵伸手救援他。公爵為高斯付諸了長篇博士論文的印刷費用,送給他一幢公寓,又為他印刷了《算術(shù)研究》,使該書得以在1801年問世;還負擔了高斯的所有生活費用。所有這一切,令高斯十分感動。他在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫下了情真意切的獻詞:“獻給大公”,“你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究”。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長時間對法國人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來了經(jīng)濟上的拮據(jù),德國處于法軍奴役下的不幸,以及第一個妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位剛強的漢子,從不向他人透露自己的窘?jīng)r,也不讓朋友安慰自己的不幸。人們只是在19世紀整理他的未公布于眾的數(shù)學手稿時才得知他那時的心態(tài)。在一篇討論橢圓函數(shù)的手搞中,突然插入了一段細微的鉛筆字:“對我來說,死去也比這樣的生活更好受些?!?
慷慨、仁慈的資助人去世了,因此高斯必須找一份合適的工作,以維持一家人的生計。由于高斯在天文學、數(shù)學方面的杰出工作,他的名聲從1802年起就已開始傳遍歐洲。彼得堡科學院不斷暗示他,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,他甚至愿意給高斯增加薪金,為他建立天文臺?,F(xiàn)在,高斯又在他的生活中面臨著新的選擇。
為了不使德國失去最偉大的天才,德國著名學者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其他學者和政界人物,為高斯爭取到了享有特權(quán)的哥丁根大學數(shù)學和天文學教授,以及哥丁根天文臺臺長的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居于此。從這時起,除了一次到柏林去參加科學會議以外,他一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不僅使得高斯一家人有了舒適的生活環(huán)境,高斯本人可以充分發(fā)揮其天才,而且為哥丁根數(shù)學學派的創(chuàng)立、德國成為世界科學中心和數(shù)學中心創(chuàng)造了條件。同時,這也標志著科學研究社會化的一個良好開端。
高斯的學術(shù)地位,歷來為人們推崇得很高。他有“數(shù)學王子”、“數(shù)學家之王”的美稱、被認為是人類有史以來“最偉大的三位(或四位)數(shù)學家之一”(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱贊高斯是“人類的驕傲”。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,對于高斯都不過份。
高斯的研究領域,遍及純粹數(shù)學和應用數(shù)學的各個領域,并且開辟了許多新的數(shù)學領域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊幾何學,都留下了他的足跡。從研究風格、方法乃至所取得的具體成就方面,他都是18----19世紀之交的中堅人物。如果我們把18世紀的數(shù)學家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀的數(shù)學家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學研究、科學工作在18世紀末仍然沒有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時,因為在他快步入而立之年之際,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國政府都開始重視科學研究。隨著拿破侖對法國科學家、科學研究的重視,俄國的沙皇以及歐洲的許多君主也開始對科學家、科學研究刮目相看,科學研究的社會化進程不斷加快,科學的地位不斷提高。作為當時最偉大的科學家,高斯獲得了不少的榮譽,許多世界著名的科學泰斗都把高斯當作自己的老師。
1802年,高斯被俄國彼得堡科學院選為通訊院士、喀山大學教授;1877年,丹麥政府任命他為科學顧問,這一年,德國漢諾威政府也聘請他擔任政府科學顧問。
高斯的一生,是典型的學者的一生。他始終保持著農(nóng)家的儉樸,使人難以想象他是一位大教授,世界上最偉大的數(shù)學家。他先后結(jié)過兩次婚,幾個孩子曾使他頗為惱火。不過,這些對他的科學創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽、德國數(shù)學開始主宰世界之時,一代天驕走完了生命旅程。
在處理相片的 photoshop 中,有一種菜單叫高斯模糊,這種功能對模糊一些不必要的地方很有作用。高斯(Gauss 1777~1855)生於Brunswick,位於現(xiàn)在德國中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個石匠的女兒,有一個很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對小高斯很照顧,偶而會給他一些指導,而父親可以說是一名「大老粗」,認為只有力氣能掙錢,學問這種勞什子對窮人是沒有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過人才華,三歲時就能指出父親帳冊上的錯誤。七歲時進了小學,在破舊的教室里上課,老師對學生并不好,常認為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書是懷才不遇。高斯十歲時,老師考了那道著名的「從一加到一百」,終於發(fā)現(xiàn)了高斯的才華,他知道自己的能力不足以教高斯,就從漢堡買了一本較深的數(shù)學書給高斯讀。同時,高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而Bartels的能力也比老師高得多,后來成為大學教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學。
老師和助教去拜訪高斯的父親,要他讓高斯接受更高的教育,但高斯的父親認為兒子應該像他一樣,作個泥水匠,而且也沒有錢讓高斯繼續(xù)讀書,最后的結(jié)論是--去找有錢有勢的人當高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過這次的訪問,高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學,但不久之后,Bartels也沒有什麼東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對進了高等學校。數(shù)學老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學課,而他的拉丁文不久也凌駕全班之上。
1791年高斯終於找到了資助人--布倫斯維克公爵費迪南(Braunschweig),答應盡一切可能幫助他,高斯的父親再也沒有反對的理由。隔年,高斯進入Braunschweig學院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開始對高等數(shù)學作研究。并且獨立發(fā)現(xiàn)了二項式定理的一般形式、數(shù)論上的「二次互逆定理」(Law of Quadratic Reciprocity)、質(zhì)數(shù)分布定理(prime numer theorem)、及算術(shù)幾何平均(arithmetic-geometric mean)。
1795年高斯進入哥廷根(G?ttingen)大學,因為他在語言和數(shù)學上都極有天分,為了將來是要專攻古典語文或數(shù)學苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個數(shù)學史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。
希臘時代的數(shù)學家已經(jīng)知道如何用尺規(guī)作出正 2m×3n×5p 邊形,其中 m 是正整數(shù),而 n 和 p 只能是0或1。但是對於正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來都沒有人知道。而高斯證明了:
一個正 n 邊形可以尺規(guī)作圖若且唯若 n 是以下兩種形式之一:
1、n = 2k,k = 2, 3,…
2、n = 2k × (幾個不同「費馬質(zhì)數(shù)」的乘積),k = 0,1,2,…
費馬質(zhì)數(shù)是形如 Fk = 22k 的質(zhì)數(shù)。像 F0 = 3,F(xiàn)1 = 5,F(xiàn)2 = 17,F(xiàn)3 = 257, F4 = 65537,都是質(zhì)數(shù)。高斯用代數(shù)的方法解決二千多年來的幾何難題,他也視此為生平得意之作,還交待要把正十七邊形刻在他的墓碑上,但后來他的墓碑上并沒有刻上十七邊形,而是十七角星,因為負責刻碑的雕刻家認為,正十七邊形和圓太像了,大家一定分辨不出來。
1799年高斯提出了他的博士論文,這論文證明了代數(shù)一個重要的定理:
任一多項式都有(復數(shù))根。這結(jié)果稱為「代數(shù)學基本定理」(Fundamental Theorem of Algebra)。
事實上在高斯之前有許多數(shù)學家認為已給出了這個結(jié)果的證明,可是沒有一個證明是嚴密的。高斯把前人證明的缺失一一指出來,然后提出自己的見解,他一生中一共給出了四個不同的證明。
在1801年,高斯二十四歲時出版了《算學研究》(Disquesitiones Arithmeticae),這本書以拉丁文寫成,原來有八章,由於錢不夠,只好印七章。 這本書除了第七章介紹代數(shù)基本定理外,其余都是數(shù)論,可以說是數(shù)論第一本有的著作,高斯第一次介紹「同余」(Congruent)的概念?!付位ツ娑ɡ怼挂苍谄渲小?
二十四歲開始,高斯放棄在純數(shù)學的研究,作了幾年天文學的研究。
當時的天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已,認為火星和木星間應該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。在1801年,意大利的天文學家Piazzi,發(fā)現(xiàn)在火星和木星間有一顆新星。它被命名為「谷神星」(Cere)。現(xiàn)在我們知道它是火星和木星的小行星帶中的一個,但當時天文學界爭論不休,有人說這是行星,有人說這是彗星。必須繼續(xù)觀察才能判決,但是Piazzi只能觀察到它9度的軌道,再來,它便隱身到太陽后面去了。因此無法知道它的軌道,也無法判定它是行星或彗星。
高斯這時對這個問是產(chǎn)生興趣,他決定解決這個捉摸不到的星體軌跡的問題。高斯自己獨創(chuàng)了只要三次觀察,就可以來計算星球軌道的方法。他可以極準確地預測行星的位置。果然,谷神星準確無誤的在高斯預測的地方出現(xiàn)。這個方法--雖然他當時沒有公布--就是「最小平方法」(Method of Least Square)。
1802年,他又準確預測了小行星二號--智神星(Pallas)的位置,這時他的聲名遠播,榮譽滾滾而來,俄國圣彼得堡科學院選他為會員,發(fā)現(xiàn)Pallas的天文學家Olbers請他當哥廷根天文臺主任,他沒有立刻答應,到了1807年才前往哥廷根就任。
1809年他寫了《天體運動理論》二冊,第一冊包含了微分方程、圓椎截痕和橢圓軌道,第二冊他展示了如何估計行星的軌道。高斯在天文學上的貢獻大多在1817年以前,但他仍一直做著觀察的工作到他七十歲為止。雖然做著天文臺的工作,他仍抽空做其他研究。為了用積分解天體運動的微分力程,他考慮無窮級數(shù),并研究級數(shù)的收斂問題,在1812年,他研究了超幾何級數(shù)(Hypergeometric Series),并且把研究結(jié)果寫成專題論文,呈給哥廷根皇家科學院。
1820到1830年間,高斯為了測繪汗諾華(Hanover)公國(高斯住的地方)的地圖,開始做測地的工作,他寫了關於測地學的書,由於測地上的需要,他發(fā)明了日觀測儀(Heliotrope)。為了要對地球表面作研究,他開始對一些曲面的幾何性質(zhì)作研究。
1827年他發(fā)表了《曲面的一般研究》 (Disquisitiones generales circa superficies curva),涵蓋一部分現(xiàn)在大學念的「微分幾何」
在1830到1840年間,高斯和一個比他小廿七歲的年輕物理學家-韋伯(Withelm Weber) 一起從事磁的研究,他們的合作是很理想的:韋伯作實驗,高斯研究理論,韋伯引起高斯對物理問題的興趣,而高斯用數(shù)學處理物理問題,影響韋伯的思考工作方法。
1833年高斯從他的天文臺拉了一條長八千尺的電線,跨過許多人家的屋頂,一直到韋伯的實驗室,以伏特電池為電源,構(gòu)造了世界第一個電報機。
1835年高斯在天文臺里設立磁觀測站,并且組織「磁協(xié)會」發(fā)表研究結(jié)果,引起世界廣大地區(qū)對地磁作研究和測量。
高斯已經(jīng)得到了地磁的準確理,他為了要獲得實驗數(shù)據(jù)的證明,他的書《地磁的一般理論》拖到1839年才發(fā)表。
1840年他和韋伯畫出了世界第一張地球磁場圖,而且定出了地球磁南極和磁北極的位置。1841年美國科學家證實了高斯的理論,找到了磁南極和磁北極的確實位置。
高斯對自己的工作態(tài)度是精益求精,非常嚴格地要求自己的研究成果。他自己曾說:寧可發(fā)表少,但發(fā)表的東西是成熟的成果?!乖S多當代的數(shù)學家要求他,不要太認真,把結(jié)果寫出來發(fā)表,這對數(shù)學的發(fā)展是很有幫助的。其中一個有名的例子是關於非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開山祖師有三人,高斯、 Lobatchevsky(羅巴切烏斯基,1793~1856), Bolyai(波埃伊,1802~1860)。其中Bolyai的父親是高斯大學的同學,他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對他繼續(xù)從事這種看起來毫無希望的研究,小Bolyai還是沉溺於平行公理。最后發(fā)展出了非歐幾何,并且在1832~1833年發(fā)表了研究結(jié)果,老Bolyai把兒子的成果寄給老同學高斯,想不到高斯卻回信道:
to preise it would mean to praise myself. 我無法夸贊他,因為夸贊他就等於夸獎我自己。 早在幾十年前,高斯就已經(jīng)得到了相同的結(jié)果,只是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。美國的著名數(shù)學家貝爾(E.T.Bell),在他著的《數(shù)學工作者》(Men of Mathematics)一書里曾經(jīng)這樣批評高斯:
在高斯死后,人們才知道他早就預見一些十九世的數(shù)學,而且在1800年之前已經(jīng)期待它們的出現(xiàn)。如果他能把他所知道的一些東西泄漏,很可能現(xiàn)在數(shù)學早比目前還要先進半個世紀或更多的時間。阿貝爾(Abel)和雅可比(Jacobi)可以從高斯所停留的地方開始工作,而不是把他們最好的努力花在發(fā)現(xiàn)高斯早在他們出生時就知道的東西。而那些非歐幾何學的創(chuàng)造者,可以把他們的天才用到其他力面去。
在1855年二月23日清晨,高斯在他的睡夢中安詳?shù)娜ナ懒?
[2]物理單位
高斯(G),非國際通用的磁感應強度單位。為紀念德國物理學家和數(shù)學家高斯而命名。
一段導線,若放在磁感應強度均勻的磁場中,方向與磁感應強度方向垂直的長直導在線通有1電磁系單位(emu)的穩(wěn)恒電流(等于10安培)時,在每厘米長度的導線受到電磁力為1達因,則該磁感應強度就定義為1高斯。
高斯是很小的單位,10000高斯等于1特斯拉。
補充
高斯是德國數(shù)學家 ,也是科學家,他和牛頓、阿基米德,被譽為有史以來的三大數(shù)學家。高斯是近代數(shù)學奠基者之一,在歷史上影響之大, 可以和阿基米德、牛頓、歐拉并列,有“數(shù)學王子”之稱。
他幼年時就表現(xiàn)出超人的數(shù)學天才。1795年進入格丁根大學學習。第二年他就發(fā)現(xiàn)正十七邊形的尺規(guī)作圖法。并給出可用尺規(guī)作出的正多邊形的條件,解決了歐幾里得以來懸而未決的問題。
高斯的數(shù)學研究幾乎遍及所有領域,在數(shù)論、代數(shù)學、非歐幾何、復變函數(shù)和微分幾何等方面都做出了開創(chuàng)性的貢獻。他還把數(shù)學應用于天文學、大地測量學和磁學的研究,發(fā)明了最小二乘法原理。高理的數(shù)論研究 總結(jié) 在《算術(shù)研究》(1801)中,這本書奠定了近代數(shù)論的基礎,它不僅是數(shù)論方面的劃時代之作,也是數(shù)學史上不可多得的經(jīng)典著作之一。高斯對代數(shù)學的重要貢獻是證明了代數(shù)基本定理,他的存在性證明開創(chuàng)了數(shù)學研究的新途徑。高斯在1816年左右就得到非歐幾何的原理。他還深入研究復變函數(shù),建立了一些基本概念發(fā)現(xiàn)了著名的柯西積分定理。他還發(fā)現(xiàn)橢圓函數(shù)的雙周期性,但這些工作在他生前都沒發(fā)表出來。1828年高斯出版了《關于曲面的一般研究》,全面地闡述了空間曲面的微分幾何學,并提出內(nèi)蘊曲面理論。高斯的曲面理論后來由黎曼發(fā)展。 高斯一生共發(fā)表155篇論文,他對待學問十分嚴謹,只是把他自己認為是十分成熟的作品發(fā)表出來。其著作還有《地磁概念》和《論與距離平方成反比的引力和斥力的普遍定律》等。
高斯最出名的故事就是他十歲時,小學老師出了一道算術(shù)難題:“計算1+2+3…+100=?”。 這可難為初學算術(shù)的學生,但是高斯卻在幾秒后將答案解了出來,他利用算術(shù)級數(shù)(等差級數(shù))的對稱性,然后就像求得一般算術(shù)級數(shù)和的過程一樣,把數(shù)目一對對的湊在一起:1+100,2+ 99,3+98,……49+52,50+51 而這樣的組合有50組,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050。
1801年高斯有機會戲劇性地施展他的優(yōu)勢的計算技巧。那年的元旦,有一個后來被證認為小行星并被命名為谷神星的天體被發(fā)現(xiàn)當時它好像在向太陽靠近,天文學家雖然有40天的時間可以觀察它,但還不能計算出它的軌道。高斯只作了3次觀測就提出了一種計算軌道參數(shù)的方法,而且達到的精確度使得天文學家在1801年末和1802年初能夠毫無困難地再確定谷神星的位置。高斯在這一計算方法中用到了他大約在1794年創(chuàng)造的最小二乘法(一種可從特定計算得到最小的方差和中求出最佳估值的方法在天文學中這一成就立即得到公認。他在《天體運動理論》中敘述的方法今天仍在使用,只要稍作修改就能適應現(xiàn)代計算機的要求。高斯在小行星”智神星”方面也獲得類似的成功。
由于高斯在數(shù)學、天文學、大地測量學和物理學中的杰出研究成果,他被選為許多科學院和學術(shù)團體的成員?!皵?shù)學之王”的稱號是對他一生恰如其分的贊頌。
高斯生于布倫瑞克,卒于哥廷根。德國著名數(shù)學家、物理學家、天文學家、幾何學家,大地測量學家。享有“數(shù)學王子”的美譽。
高斯在數(shù)個領域進行研究,但只把他認為已經(jīng)成熟的理論發(fā)表出來。他經(jīng)常對他的同事表示,該同事的結(jié)論已經(jīng)被自己以前證明過了,只是因為基礎理論的不完備而沒有發(fā)表。批評者說他這樣做是因為喜歡搶出風頭。事實上高斯把他卜蘆的研究結(jié)果都記錄起來了。他死后,他的20部紀錄著他的研究結(jié)果和想法的筆記被發(fā)現(xiàn),證明高斯所說的是事實。一般人認為,20部筆記并非高斯筆記的全部。
下薩克森州和辯帶哥廷根大學圖書館已經(jīng)將高斯的全部著作數(shù)位化,并放置于互聯(lián)網(wǎng)上。
高斯的肖像曾被印刷在從1989年至2001年流通的10元德國馬克紙幣上。
擴展資料
雖然高斯作為一個數(shù)學家而聞名于世,但這并不意味著他熱愛教書。盡管如此,他越來越多的學生成為有影響的數(shù)學家,如后來聞名于世的戴德金和黎曼。
高斯非常信教且保守。他的父親死于1808年4月14日,晚些時候的1809年10月11日,他的第一位妻子Johanna也離開人世。次年8月4日高斯迎娶第二位妻子Friederica Wilhelmine (1788-1831)。
18歲的高斯發(fā)現(xiàn)了質(zhì)數(shù)分布定理和最小二乘法。通過對足夠多的測量數(shù)據(jù)的處理后,可以得到一個新的、概率性質(zhì)的測量結(jié)果。在這些基礎之上,高斯隨后專注于曲面與曲線的計算,并成功得到高斯鐘形曲線(正態(tài)分布曲線)。其函數(shù)被命名為標準正態(tài)分布(或高斯分布),并在概率計攜弊蘆算中大量使用。
在高斯19歲時,僅用尺規(guī)便構(gòu)造出了17邊形。并為流傳了2000年的歐氏幾何提供了自古希臘時代以來的第一次重要補充。
參考資料來源:-約翰·卡爾·弗里德里?!じ咚?/p>

還有更全的:
卡爾·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss),德國數(shù)學家、物理學家和天文學家。
高斯學習非常勤奮,11歲時發(fā)現(xiàn)了二項式定理,17歲時發(fā)明了二次互反律,18歲時發(fā)明了用圓規(guī)和直尺作正17邊形的方法,解決了兩千多年來懸而未決的難題。21歲大學畢業(yè),22歲時獲博士學位。1804年被選為英國皇家學會會員。從1807年到1855年逝世,一直擔任格丁根大學教授兼格丁根天文臺臺長。他還是法國科學院和其他許多科學院的院士,被譽為歷史上最偉大的數(shù)學家之一。他善于把數(shù)學成果有效地應用于天文學、物理學等科學領域,又是著名的天文學家和物理學家,是與阿基米德、牛頓等同享盛名的科學家。
高斯出生于德國布倫茲維克的一個貧苦家庭。父親格爾恰爾德?迪德里赫先后當過護堤工、泥瓦匠和園丁,第一個妻子和他生活了10多年后因病去世,沒有為他留下孩子。迪德里赫后來娶了羅捷雅,第二年他們的孩子高斯出生了,這是他們唯一的孩子。父親對高斯要求極為嚴厲,甚至有些過分,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗為年幼的高斯規(guī)劃人生。高斯尊重他的父親,并且秉承了其父誠實、謹慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時高斯已經(jīng)做出了許多劃時代的成就。
在成長過程中,幼年的高斯主要是力于母親和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30歲那年死于肺結(jié)核,留下了兩個孩子:高斯的母親羅捷雅、舅舅弗利德里希。弗利德里希富有智慧,為人熱情而又聰明能干投身于紡織貿(mào)易頗有成就。他發(fā)現(xiàn)姐姐的兒子聰明伶利,因此他就把一部分精力花在這悉殲位小天才身上,用生動活潑的方式開發(fā)高斯的智力。若干年后,已成年并成就顯赫的高斯回想起舅舅為他所做的一切,深感對他成才之重要,他想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無傷感地說,舅舅去世使“我們失去了一位天才”。正是由于弗利德里?;垩圩R英才,經(jīng)常勸導姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒有信局成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學史上,很少有人象高斯一樣很幸運地有一位鼎力支持他成才的母親。睜坦沖羅捷雅直到34歲才出嫁,生下高斯時已有35歲了。她性格堅強、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來,就對一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個水落石出,這已經(jīng)超出了一個孩子能被許可的范圍。當丈夫為此訓斥孩子時,她總是支持高斯,堅決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無知。
羅捷雅真誠地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對高斯的才華極為珍視。然而,她也不敢輕易地讓兒子投入當時尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學研究中。在高斯19歲那年,盡管他已做出了許多偉大的數(shù)學成就,但她仍向數(shù)學界的朋友W.波爾約問道:高斯將來會有出息嗎?W.波爾約說她的兒子將是“歐洲最偉大的數(shù)學家”,為此她激動得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學了。頭兩年沒有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,他進入了學習數(shù)學的班次,這是一個首次創(chuàng)辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術(shù)這么一門課程。數(shù)學教師是布特納,他對高斯的成長也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說,高斯最出名的故事就是他十歲時,小學老師出了一道算術(shù)難題:“計算1+2+3…+100=?” 。這可難為初學算術(shù)的學生,但是高斯卻在幾秒后將答案解了出來,他利用算術(shù)級數(shù)(等差級數(shù))的對稱性,然后就像求得一般算術(shù)級數(shù)和的過程一樣,把數(shù)目一對對的湊在一起:1+100,2+ 99,3+98,……49+52,50+51 而這樣的組合有50組,所以答案很快的就可以求出是: 101×50=5050。不過,這很可能是一個不真實的傳說。據(jù)對高斯素有研究的著名數(shù)學史家E?T?貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當時給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當然,這也是一個等差數(shù)列的求和問題。當布特納剛一寫完時,高斯也算完并把寫有答案的小石板交了上去。E?T?貝爾寫道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談論這件事,說當時只有他寫的答案是正確的,而其他的孩子們都錯了。高斯沒有明確地講過,他是用什么方法那么快就解決了這個問題。數(shù)學史家們傾向于認為,高斯當時已掌握了等差數(shù)列求和的方法。一位年僅10歲的孩子,能獨立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學方法實屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說法而敘述的史實,應該是比較可信的。而且,這更能反映高斯從小就注意把握更本質(zhì)的數(shù)學方法這一特點。
高斯的計算能力,更主要地是高斯獨到的數(shù)學方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術(shù)書送給高斯,說:“你已經(jīng)超過了我,我沒有什么東西可以教你了?!苯又?,高斯與布特納的助手巴特爾斯建立了真誠的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學習,互相幫助,高斯由此開始了真正的數(shù)學研究。
1788年,11歲的高斯進入了文科學校,他在新的學校里,所有的功課都極好,特別是古典文學、數(shù)學尤為突出。經(jīng)過巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見了14歲的高斯。這位樸實、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的資助人,讓他繼續(xù)學習。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實際上反映了歐洲近代科學發(fā)展的一種模式,表明在科學研究社會化以前,私人的資助是科學發(fā)展的重要推動因素之一。高斯正處于私人資助科學研究與科學研究社會化的轉(zhuǎn)變時期。
1792年,高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續(xù)學習。1795年,公爵又為他支付各種費用,送他入德國著名的格丁根大學,這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創(chuàng)造性的研究。1799年,高斯完成了博士論文,回到家鄉(xiāng)布倫茲維克,正當他為自己的前途、生計擔憂而病倒時----雖然他的博士論文順利通過了,已被授予博士學位,同時獲得了講師職位,但他沒有能成功地吸引學生,因此只能回老家,又是公爵伸手救援他。公爵為高斯付諸了長篇博士論文的印刷費用,送給他一幢公寓,又為他印刷了《算術(shù)研究》,使該書得以在1801年問世;還負擔了高斯的所有生活費用。所有這一切,令高斯十分感動。他在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫下了情真意切的獻詞:“獻給大公”,“你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究”。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長時間對法國人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來了經(jīng)濟上的拮據(jù),德國處于法軍奴役下的不幸,以及第一個妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位剛強的漢子,從不向他人透露自己的窘?jīng)r,也不讓朋友安慰自己的不幸。人們只是在19世紀整理他的未公布于眾的數(shù)學手稿時才得知他那時的心態(tài)。在一篇討論橢圓函數(shù)的手搞中,突然插入了一段細微的鉛筆字:“對我來說,死去也比這樣的生活更好受些?!?/p>
慷慨、仁慈的資助人去世了,因此高斯必須找一份合適的工作,以維持一家人的生計。由于高斯在天文學、數(shù)學方面的杰出工作,他的名聲從1802年起就已開始傳遍歐洲。彼得堡科學院不斷暗示他,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,他甚至愿意給高斯增加薪金,為他建立天文臺?,F(xiàn)在,高斯又在他的生活中面臨著新的選擇。
為了不使德國失去最偉大的天才,德國著名學者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其他學者和政界人物,為高斯爭取到了享有特權(quán)的格丁根大學數(shù)學和天文學教授,以及格丁根天文臺臺長的職位。1807年,高斯赴格丁根就職,全家遷居于此。從這時起,除了一次到柏林去參加科學會議以外,他一直住在格丁根。洪堡等人的努力,不僅使得高斯一家人有了舒適的生活環(huán)境,高斯本人可以充分發(fā)揮其天才,而且為哥丁根數(shù)學學派的創(chuàng)立、德國成為世界科學中心和數(shù)學中心創(chuàng)造了條件。同時,這也標志著科學研究社會化的一個良好開端。
高斯的學術(shù)地位,歷來為人們推崇得很高。他有“數(shù)學王子”、“數(shù)學家之王”的美稱、被認為是人類有史以來“最偉大的三位(或四位)數(shù)學家之一”(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱贊高斯是“人類的驕傲”。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,對于高斯都不過份。
高斯的研究領域,遍及純粹數(shù)學和應用數(shù)學的各個領域,并且開辟了許多新的數(shù)學領域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊幾何學,都留下了他的足跡。從研究風格、方法乃至所取得的具體成就方面,他都是18----19世紀之交的中堅人物。如果我們把18世紀的數(shù)學家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀的數(shù)學家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學研究、科學工作在18世紀末仍然沒有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時,因為在他快步入而立之年之際,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國政府都開始重視科學研究。隨著拿破侖對法國科學家、科學研究的重視,俄國的沙皇以及歐洲的許多君主也開始對科學家、科學研究刮目相看,科學研究的社會化進程不斷加快,科學的地位不斷提高。作為當時最偉大的科學家,高斯獲得了不少的榮譽,許多世界著名的科學泰斗都把高斯當作自己的老師。
1802年,高斯被俄國彼得堡科學院選為通訊院士、喀山大學教授;1877年,丹麥政府任命他為科學顧問,這一年,德國漢諾威政府也聘請他擔任政府科學顧問。
高斯的一生,是典型的學者的一生。他始終保持著農(nóng)家的儉樸,使人難以想象他是一位大教授,世界上最偉大的數(shù)學家。他先后結(jié)過兩次婚,幾個孩子曾使他頗為惱火。不過,這些對他的科學創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽、德國數(shù)學開始主宰世界之時,一代天驕走完了生命旅程。
在處理相片的photoshop中,有一種菜單叫高斯模糊,這種功能對模糊一些不必要的地方很有作用。高斯生于Brunswick,位于現(xiàn)在德國中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個石匠的女兒,有一個很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對小高斯很照顧,偶爾會給他一些指導,而父親可以說是一名大老粗,認為只有力氣能掙錢,學問這種勞什子對窮人是沒有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過人才華,三歲時就能指出父親帳冊上的錯誤。七歲時進了小學,在破舊的教室里上課,老師對學生并不好,常認為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書是懷才不遇。高斯十歲時,老師考了那道著名的「從一加到一百」,終於發(fā)現(xiàn)了高斯的才華,他知道自己的能力不足以教高斯,就從漢堡買了一本較深的數(shù)學書給高斯讀。同時,高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而Bartels的能力也比老師高得多,后來成為大學教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學。
老師和助教去拜訪高斯的父親,要他讓高斯接受更高的教育,但高斯的父親認為兒子應該像他一樣,作個泥水匠,而且也沒有錢讓高斯繼續(xù)讀書,最后的結(jié)論是--去找有錢有勢的人當高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過這次的訪問,高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學,但不久之后,Bartels也沒有什么東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對進了高等學校。數(shù)學老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學課,而他的拉丁文不久也凌駕全班之上。
1791年高斯終于找到了資助人--布倫斯維克公爵費迪南,答應盡一切可能幫助他,高斯的父親再也沒有反對的理由。隔年,高斯進入Braunschweig學院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開始對高等數(shù)學作研究。并且獨立發(fā)現(xiàn)了二項式定理的一般形式、數(shù)論上的「二次互逆定理」、質(zhì)數(shù)分布定理、及算術(shù)幾何平均。
1795年高斯進入格丁根大學,因為他在語言和數(shù)學上都極有天分,為了將來是要專攻古典語文或數(shù)學苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個數(shù)學史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。
希臘時代的數(shù)學家已經(jīng)知道如何用尺規(guī)作出正 2m×3n×5p 邊形,其中 m 是正整數(shù),而 n 和 p 只能是0或1。但是對於正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來都沒有人知道。而高斯證明了:一個正 n 邊形可以尺規(guī)作圖若且唯若 n 是以下兩種形式之一:
1、n = 2^k,k = 2, 3,…
2、n = 2^k × (幾個不同「費馬質(zhì)數(shù)」的乘積),k = 0,1,2,…
費馬質(zhì)數(shù)是形如 Fk = 2^(2^k)+1 的質(zhì)數(shù)。像 F0 = 3,F(xiàn)1 = 5,F(xiàn)2 = 17,F(xiàn)3 = 257, F4 = 65537,都是質(zhì)數(shù)。高斯用代數(shù)的方法解決二千多年來的幾何難題,他也視此為生平得意之作,還交待要把正十七邊形刻在他的墓碑上,但后來他的墓碑上并沒有刻上十七邊形,而是十七角星,因為負責刻碑的雕刻家認為,正十七邊形和圓太像了,大家一定分辨不出來。
1799年高斯提出了他的博士論文,這論文證明了代數(shù)一個重要的定理:
任一多項式都有根。這結(jié)果稱為「代數(shù)學基本定理」。
事實上在高斯之前有許多數(shù)學家認為已給出了這個結(jié)果的證明,可是沒有一個證明是嚴密的。高斯把前人證明的缺失一一指出來,然后提出自己的見解,他一生中一共給出了四個不同的證明。
在1801年,高斯二十四歲時出版了《算學研究》(Disquesitiones Arithmeticae),這本書以拉丁文寫成,原來有八章,由于錢不夠,只好印七章。 這本書除了第七章介紹代數(shù)基本定理外,其余都是數(shù)論,可以說是數(shù)論第一本有的著作,高斯第一次介紹「同余」(Congruent)的概念?!付位ツ娑ɡ怼挂苍谄渲小?/p>
二十四歲開始,高斯放棄在純數(shù)學的研究,作了幾年天文學的研究。
當時的天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已,認為火星和木星間應該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。在1801年,意大利的天文學家Piazzi,發(fā)現(xiàn)在火星和木星間有一顆新星。它被命名為「谷神星」。現(xiàn)在我們知道它是火星和木星的小行星帶中的一個,但當時天文學界爭論不休,有人說這是行星,有人說這是彗星。必須繼續(xù)觀察才能判決,但是Piazzi只能觀察到它9度的軌道,再來,它便隱身到太陽后面去了。因此無法知道它的軌道,也無法判定它是行星或彗星。
高斯這時對這個問是產(chǎn)生興趣,他決定解決這個捉摸不到的星體軌跡的問題。高斯自己獨創(chuàng)了只要三次觀察,就可以來計算星球軌道的方法。他可以極準確地預測行星的位置。果然,谷神星準確無誤的在高斯預測的地方出現(xiàn)。這個方法--雖然他當時沒有公布--就是「最小平方法」(Method of Least Square)。
1802年,他又準確預測了小行星二號--智神星的位置,這時他的聲名遠播,榮譽滾滾而來,俄國圣彼得堡科學院選他為會員,發(fā)現(xiàn)Pallas的天文學家Olbers請他當哥廷根天文臺主任,他沒有立刻答應,到了1807年才前往哥廷根就任。
1809年他寫了《天體運動理論》二冊,第一冊包含了微分方程、圓椎截痕和橢圓軌道,第二冊他展示了如何估計行星的軌道。高斯在天文學上的貢獻大多在1817年以前,但他仍一直做著觀察的工作到他七十歲為止。雖然做著天文臺的工作,他仍抽空做其他研究。為了用積分解天體運動的微分力程,他考慮無窮級數(shù),并研究級數(shù)的收斂問題,在1812年,他研究了超幾何級數(shù),并且把研究結(jié)果寫成專題論文,呈給哥廷根皇家科學院。
1820到1830年間,高斯為了測繪汗諾華公國的地圖,開始做測地的工作,他寫了關於測地學的書,由於測地上的需要,他發(fā)明了日觀測儀。為了要對地球表面作研究,他開始對一些曲面的幾何性質(zhì)作研究。
1827年他發(fā)表了《曲面的一般研究》,涵蓋一部分現(xiàn)在大學念的「微分幾何」。
在1830到1840年間,高斯和一個比他小廿七歲的年輕物理學家-韋伯(Withelm Weber) 一起從事磁的研究,他們的合作是很理想的:韋伯作實驗,高斯研究理論,韋伯引起高斯對物理問題的興趣,而高斯用數(shù)學處理物理問題,影響韋伯的思考工作方法。
1833年高斯從他的天文臺拉了一條長八千尺的電線,跨過許多人家的屋頂,一直到韋伯的實驗室,以伏特電池為電源,構(gòu)造了世界第一個電報機。
1835年高斯在天文臺里設立磁觀測站,并且組織「磁協(xié)會」發(fā)表研究結(jié)果,引起世界廣大地區(qū)對地磁作研究和測量。
高斯已經(jīng)得到了地磁的準確理,他為了要獲得實驗數(shù)據(jù)的證明,他的書《地磁的一般理論》拖到1839年才發(fā)表。
1840年他和韋伯畫出了世界第一張地球磁場圖,而且定出了地球磁南極和磁北極的位置。1841年美國科學家證實了高斯的理論,找到了磁南極和磁北極的確實位置。
高斯對自己的工作態(tài)度是精益求精,非常嚴格地要求自己的研究成果。他自己曾說:寧可發(fā)表少,但發(fā)表的東西是成熟的成果。許多當代的數(shù)學家要求他,不要太認真,把結(jié)果寫出來發(fā)表,這對數(shù)學的發(fā)展是很有幫助的。其中一個有名的例子是關于非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開山祖師有三人,高斯、 羅巴切烏斯基,波埃伊。其中Bolyai的父親是高斯大學的同學,他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對他繼續(xù)從事這種看起來毫無希望的研究,小Bolyai還是沉溺於平行公理。最后發(fā)展出了非歐幾何,并且在1832~1833年發(fā)表了研究結(jié)果,老Bolyai把兒子的成果寄給老同學高斯,想不到高斯卻回信道:
to preise it would mean to praise myself. 我無法夸贊他,因為夸贊他就等于夸獎我自己。 早在幾十年前,高斯就已經(jīng)得到了相同的結(jié)果,只是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。美國的著名數(shù)學家貝爾,在他著的《數(shù)學工作者》一書里曾經(jīng)這樣批評高斯:
在高斯死后,人們才知道他早就預見一些十九世的數(shù)學,而且在1800年之前已經(jīng)期待它們的出現(xiàn)。如果他能把他所知道的一些東西泄漏,很可能現(xiàn)在數(shù)學早比目前還要先進半個世紀或更多的時間。阿貝爾和雅可比可以從高斯所停留的地方開始工作,而不是把他們最好的努力花在發(fā)現(xiàn)高斯早在他們出生時就知道的東西。而那些非歐幾何學的創(chuàng)造者,可以把他們的天才用到其他力面去。
在1855年二月23日清晨,高斯在他的睡夢中安詳?shù)娜ナ懒恕?/p>
