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數(shù)學(xué)之神是誰,數(shù)學(xué)界公認(rèn)的四大巨頭

  • 數(shù)學(xué)
  • 2023-05-26
目錄
  • 英語之神是誰
  • 數(shù)學(xué)界三大神
  • 數(shù)字之神是誰
  • 數(shù)學(xué)之王是高斯還是歐拉
  • 數(shù)學(xué)界公認(rèn)的四大巨頭

  • 英語之神是誰

    阿基米德(前287一前212)出身在現(xiàn)今意大利西西里島的海濱敘拉古城,這是一個由希臘移民建立的城邦國家。曾經(jīng)創(chuàng)造了燦爛文化,出現(xiàn)了亞里士多德、亞歷山大大帝等名人的希臘文明此時已如西照的夕陽,步入了傍晚時分。鬧搭在環(huán)地中海周邊,北部,羅馬國家在意大利半島崛起;南部,是腓尼基人建立的迦太基強國;在東部的廣大區(qū)域,是仍然屬于希臘世界的大小不等的數(shù)個國家。阿基米德就是在這樣的環(huán)境中度過了一生。

    阿基米德家屬于貴族階層,與敘拉古國王希耶隆二世是親戚,但家境并不富裕。他的父親菲迪阿斯是位天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家,使阿基米德自小得到良好的教育,飽受科學(xué)知識的熏陶。少時的阿基米德天資聰慧,勤奮好學(xué),善于鉆研、思考各種問題,并常常達(dá)到癡迷的程度。據(jù)說在他年輕時就設(shè)計出在港口用的裝卸貨物的機器。但這時,他的理論知識還不夠,講不出它的道理。在國王的幫助下,他來到埃及亞歷山大里亞留學(xué),以求深造。

    亞歷山大里亞位于尼羅河港口,是當(dāng)時希臘世界的最大城市之一,也是文化與學(xué)術(shù)中心,人才薈萃之地,有藏書豐富的圖書館和博學(xué)園。幾何學(xué)之父歐幾里得曾在這里開辦學(xué)校,講授《幾何原本》,培養(yǎng)了一批人才。阿基米德來到這里,跟隨歐幾里得的學(xué)生柯農(nóng)學(xué)習(xí)。他與青年學(xué)者埃拉托色尼(任圖書館館長)結(jié)為好友,兩人常在一起探討問題。埃拉托色尼測出的地球直徑,與人們現(xiàn)在得出的長度僅相差一百余公里。學(xué)者們在這里展開的日心說與地心說的辯論,雖然日心說未能取勝,卻開闊了阿基米德的思路,給他以啟迪。

    學(xué)習(xí)之余,阿基米德常常到尼羅河畔散步。在久旱無雨的季節(jié),他看到農(nóng)民們一桶一桶地從河里提水澆田,非常吃力。為解決用尼羅河水灌溉農(nóng)田的問題,他制造了一個螺旋抽水機,可以將水連續(xù)地從低處抽到高處,這就是人們稱為“阿基米德螺旋”的機械。這種排水的機械后來用途越來越廣,如攪拌機、絞肉機等,都是利用了阿基米德螺旋的原理。

    前240年,阿基米德回到家鄉(xiāng),當(dāng)上了國王的顧問,幫助國王解決生產(chǎn)、軍事以及各種生活中出現(xiàn)的問題。這促使他將理論與實際相結(jié)合,取得許多新的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。

    “假如給我一個支點,我就能移動地球。”這是阿基米德強調(diào)杠桿作用的名言。杠桿很早就為人們所熟悉和使用了,但是還沒有人進(jìn)行的論述。阿基米德總結(jié)了前人驗證的散亂的論述,經(jīng)過對杠桿平衡條件的數(shù)學(xué)證明,寫出了《論平面圖形的平衡》,對杠桿原理進(jìn)行了、全面、科學(xué)的總結(jié),并得出重量比等于距離反比的杠桿定律。這個定律后來成為一切機械設(shè)計的基礎(chǔ),直接指導(dǎo)了人們的生產(chǎn)和生活實踐。據(jù)說,希耶隆國王曾抱怨阿基米德的理論研究沒有實際用處,但不久后發(fā)生的一件事卻使國王信服了。國王命人造了一只大船,船造好后卻無法下水。正當(dāng)大家束手無策之時,阿基米德主動請戰(zhàn),設(shè)計、制造了一套杠桿滑輪,然后將繩子的一頭交給國王。國王輕輕一拉,船就慢慢地移動起來,下到水里了。國王高興萬分,特發(fā)出布告,命“從今以后,凡是阿基米德所說的話,務(wù)須一律聽從”。

    在古希臘時代,人們求圓的周長和面積時,利用的是前人總結(jié)出的直徑為一而周長為三(即徑一周三)數(shù)值,然而,這樣計算出的圓的周長和面積總是偏小。阿基液運拿米德經(jīng)過反復(fù)計算與求證,得出了用小數(shù)表示即3.1409<π<3.1429的數(shù)值,取平均值即3.1419,大大地提高了計算的精確度。他在《論球和圓柱》中提出了5條公理作為嚴(yán)格證明的依據(jù)。在《圓的度量》一書中,求出了計算球體、圓柱體和更復(fù)雜立體的體積、表面和周長的公式。更重要的是,在推演這些公式的過程中,他運用了窮竭法,即逐步求近似而求極限的方法,從而奠定了現(xiàn)代微積分計算的基礎(chǔ)。以至在一千多年以后,萊布尼茨發(fā)明微積分法時,還聲稱得益于阿基米德的創(chuàng)造。

    一則流傳最廣的故事是:希耶隆二世交給工匠15兩金子,讓悄皮工匠為他制造了一頂純金的王冠。許多天以后,王冠做成了,纖細(xì)的金絲密密地織成各種花樣,十分精美,稱一下,正好15兩。國王拿到手里,滿心歡喜,但又懷疑工匠偷了金子,摻進(jìn)銀子。國王命人拿去檢驗成色,并且不能碰壞一根金絲。誰也沒辦法完成這個重任,只好將其交給阿基米德。接受任務(wù)后阿基米德整日冥思苦想,也想不出什么好辦法。但他并不放棄,腦中始終為這個難題所縈繞。一天,他去澡堂洗澡,當(dāng)坐進(jìn)澡盆時,他看見盆里的水慢慢地溢了出來,而身體則微微上浮。突然,他眼前一亮,一個靈感閃現(xiàn)在腦海:相同重量的物體,由于其體積不同,排出的水量也不同。干是,他不顧赤裸的身體,大喊著“我找到了,我找到了”,跑回家去。經(jīng)過實驗與嚴(yán)格的計算,證明王冠中摻有銀子,并且得出準(zhǔn)確的數(shù)量,令工匠心服口服。由此,他發(fā)現(xiàn)了流體靜力學(xué)的基本原理——物體在液體中減輕的重量,等于它所排出的液體的重量。后來,他在《論浮力》一書中對此做了詳述,這個原理被人們稱為阿基米德原理。

    到了前3世紀(jì)末,阿基米德已進(jìn)入高齡之時,羅馬與迦太基之間的戰(zhàn)爭越來越激烈了。夾在兩強之間的敘拉古地位十分微妙,不得不左右逢源,茍且圖存。前218年,兩強間的第二次布匿戰(zhàn)爭爆發(fā)。戰(zhàn)爭初期,迦太基的名將漢尼拔率軍突然出現(xiàn)在意大利的北部,令羅馬軍隊大敗。敘拉古趁機脫離羅馬,宣布與迦太基結(jié)盟。當(dāng)羅馬軍隊從失敗中恢復(fù)過來后,立刻對背叛它們的城邦實行報復(fù)。羅馬元老院命令執(zhí)政官馬賽拉斯統(tǒng)帥4個軍團(tuán),40艘戰(zhàn)船向敘拉古發(fā)動攻擊。阿基米德責(zé)無旁貸地投入了保衛(wèi)祖國的戰(zhàn)斗,在他的指導(dǎo)下,敘拉古人制造的機械在戰(zhàn)爭中發(fā)揮了巨大威力。

    當(dāng)敵人的戰(zhàn)艦從海上襲來時,城墻里飛出了大大小小的石塊,打向戰(zhàn)船。待戰(zhàn)船好不容易靠近城墻時,城墻上又伸出了相當(dāng)先進(jìn)的長長的機械吊臂,吊臂下懸著的巨大的鐵爪和鐵鉤,用以鉤住羅馬戰(zhàn)船,慢慢上升,再慢慢傾斜,將它掀翻在海上。還有一個傳說:在羅馬戰(zhàn)船靠近時,城墻上集中的許多鏡子把太陽光反射到敵人的船帆上,使戰(zhàn)船起火燃燒,損失慘重(人們對這個傳說一直半信半疑。17世紀(jì)牛頓對光進(jìn)行了研究之后,認(rèn)為這種情況完全是可能的)。海軍司令克勞狄烏斯說:“我們簡直是在跟木桶打仗,災(zāi)難連續(xù)不斷地向我們襲來,可是我們卻看不見一個敵人。我們還是不要和科學(xué)家打仗吧?!焙\娭坏猛顺隽藨?zhàn)斗。羅馬陸軍的命運似乎更慘,當(dāng)軍隊接近城墻時,投石機將大石塊投向敵軍;在軍隊后退時,又飛出利箭,打得敵人望風(fēng)而逃。

    馬賽拉斯無計可施,只得命令將敘拉古城團(tuán)團(tuán)圍住。一年、兩年過去了,敘拉古仍然安然無恙。但是,城里的糧食越來越緊張,人心混亂,一部分人產(chǎn)生了投降情緒。前212年的春天,一個雇傭軍頭目叛變,在黑夜偷偷地打開城門,放進(jìn)了敵人。等待了這么長久的敵人沖進(jìn)城,按捺不住地在城里大肆燒殺劫掠。盡管馬賽拉斯命令不許碰阿基米德,并派一名士兵去請他。但是,覆巢之下,安有完卵。當(dāng)時,阿基米德正在全神貫注地求證著眼前的一個幾何圖形,突然一名士兵的黑影遮住了光線。阿基米德憤怒地大喊:快走開!你弄壞了我的圖形。那個士兵要帶他去見馬賽拉斯,他說:“等等,讓我證出這道題?!笔勘K于不耐煩,拔劍刺進(jìn)了阿基米德的胸膛。一位偉大的科學(xué)家就這樣離開了人世。

    阿基米德死后,人們遵照他早年的囑托,在他的墓碑上刻下了標(biāo)明其體積比為3:2的一個圓柱體和一個內(nèi)切球(他的一項發(fā)現(xiàn):直徑相同的一個內(nèi)接球體與一個圓柱體體積之比是2:3)。

    阿基米德將數(shù)學(xué)與物理學(xué)緊密結(jié)合,不僅用力學(xué)方法解決數(shù)學(xué)問題,而且用數(shù)學(xué)方法研究力學(xué)及其他實際問題,在數(shù)學(xué)和物理學(xué)上都做出了杰出的貢獻(xiàn)。他是現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析的先驅(qū)、靜力學(xué)的奠基人、液體靜力學(xué)的創(chuàng)始者、螺旋抽水機的發(fā)明人。他的這些發(fā)現(xiàn)和發(fā)明在今天已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在科學(xué)發(fā)展史上,他和牛頓標(biāo)志著力學(xué)和數(shù)學(xué)史上的兩個主要時代。

    數(shù)學(xué)界三大神

    是阿基米德。阿基米德是古希臘最偉大的數(shù)學(xué)家。早在公元1世紀(jì),就有人出自對阿基米德的狂熱崇拜,稱他是“數(shù)學(xué)的神”。

    拓展:阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學(xué)家、州兆跡百科式科學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、力學(xué)家,靜態(tài)力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人冊并,并且享有“力學(xué)之父”的美稱,阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數(shù)學(xué)家。[1]阿基米德曾說過:“給我一個支點,我猜碼就能撬起整個地球?!?/p>

    公元前267年,阿基米德被父親送到埃及的亞歷山大城跟隨歐幾里得的學(xué)生埃拉托塞和卡農(nóng)學(xué)習(xí)。亞歷山大城位于尼羅河口,是當(dāng)時世界的知識、文化貿(mào)易中心,學(xué)者云集,人才薈萃,被世人譽為“智慧之都”。

    數(shù)字之神是誰

    "數(shù)學(xué)之神"──阿基米德

    阿基米德公元前287年出生在意大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數(shù)學(xué)家兼天文學(xué)家。阿基米德從小有良好的家庭教養(yǎng),11歲就被送到當(dāng)時希臘文化中心的亞歷山大城去學(xué)習(xí)。在這座號稱"智慧之都"的名城里,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,并且做了歐幾里得學(xué)生埃拉托塞和卡農(nóng)的門生,鉆研《幾何原本》。

    后來阿基米德成為兼數(shù)學(xué)家與力學(xué)家的偉大學(xué)者,并且享有"力學(xué)之父"的美稱。其原因在于他通過大量實驗發(fā)現(xiàn)了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴(yán)格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數(shù)學(xué)上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數(shù)是幾何著作,這對于推動數(shù)學(xué)的發(fā)展,起著決定性的作用。

    《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內(nèi)的砂粒數(shù)量,他運用了很奇特的想象,建立了新的量級計數(shù)法,確定了新單位,提出了表示任何大數(shù)量的模式,這與對數(shù)運算是密切相關(guān)的。

    《圓的度量》,利用圓的外切與內(nèi)接96邊形,求得圓周率π為: 3<π<4 ,這是數(shù)學(xué)史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等于以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。

    《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等于球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等于球的大圓,高等于球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內(nèi)切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 。在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理"。

    《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,并用窮竭法建立了這樣的結(jié)論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學(xué)權(quán)重方法再次驗證這個結(jié)論,使數(shù)學(xué)與力學(xué)成功地結(jié)合起來。

    《論螺線》,是阿基米德對數(shù)學(xué)的出色貢獻(xiàn)。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導(dǎo)出幾何級數(shù)和算術(shù)級數(shù)求和的幾何方法。

    《平面的平衡》,是關(guān)于力學(xué)的最早的科學(xué)論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。

    《浮體》,是流體靜力學(xué)的第一部專著,阿基米德把數(shù)學(xué)推理成功地運用于分析浮體的平衡上,并用數(shù)學(xué)公式表示浮體平衡的規(guī)律。

    《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉(zhuǎn)而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉(zhuǎn)而成的球型體的體積。

    丹麥數(shù)學(xué)史家海伯格,于1906年發(fā)現(xiàn)了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發(fā)現(xiàn),這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質(zhì)卻伸展到17世紀(jì)趨于成熟的無窮小分析領(lǐng)域里去,預(yù)告了微積分的誕生。

    正因為他的杰出貢獻(xiàn),美國的E.T.貝爾在《數(shù)學(xué)人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來山畢毀三個最偉大的數(shù)學(xué)家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業(yè)績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當(dāng)代和后世的深邃久遠(yuǎn)來比較,還應(yīng)首推阿基米德。

    阿基米德的成就是多方面的。他是采用積分方法的第一人,同時開創(chuàng)了圓周率 值的科學(xué)計算的悠久歷史,寫出了關(guān)于數(shù)學(xué)物理的第一篇重要論文。歷史上有許多關(guān)于阿基米德的生動有趣的故事,如海埃羅國王和可疑的首飾匠。敘拉古國王海埃羅讓一個首飾匠給他逗備制作一頂金王冠,完成后,國王懷疑首飾匠在其中加入了白銀而竊取了黃金。他想要弄清情況,但又不愿損壞王冠,于是他向阿基米德請教。有一天,正當(dāng)阿基米德在浴池數(shù)春洗澡時,他想出了解決這個問題的關(guān)鍵,即浮力第一定律:浸入流體中的物體所受的浮力等于物體排開流體的重量。這一發(fā)現(xiàn)使他興奮之極,他從水池中跳出來,連衣服都忘記穿了。就從房間跑出去。在大街上,他一邊跑,一邊喊:“知道啦!知道啦!”

    阿基米德隨時都在思考,她的許多幾何學(xué)發(fā)現(xiàn)都是利用在爐灰上和泥地上所畫的圖形而得到的。事實上,他就是正在潛心研究畫在地上的一個幾何圖形時被殺害的。公元前215年,敘拉古城被羅馬軍隊侵犯。后來,由于叛徒的出賣,敘拉古城終于陷落。當(dāng)時阿基米德正在專心思考,以至沒有聽到羅馬士兵沉重的腳步聲和粗暴的喝問聲。一只皮靴踩在阿基米德畫在地上的圖形,阿基米德抬起頭來,憤怒地吼道:“滾開些,不要踩壞了我的圖!”……結(jié)果士兵就用長矛把他刺死了。

    阿基米德的逝世是古希臘科學(xué)的巨大損失,連他的敵人也感到非常惋惜。當(dāng)羅馬將軍馬塞拉得知阿基米德被殺后,把殺害阿基米德的那個士兵當(dāng)作犯處決了。他為阿基米德舉行了隆重的葬禮,并在墓地上立了一塊碑,上面刻有一個幾何圖形。相傳,它是阿基米德生前最引以為豪的一個定理:

    “如果圓柱的底等于球的大圓,圓柱的高等于球的直徑,則圓柱的總面積(包括側(cè)面積和兩底)恰好等于球的表面積的2/3,圓柱的體積恰好等于球的體積的3/2。

    數(shù)學(xué)之王是高斯還是歐拉

    阿基米德(公元前287~前212年),出生于西西里島的敘拉古城。他是古希臘后期一位最偉大的科學(xué)家,在數(shù)學(xué)和力學(xué)方面取得了極大的成就。被稱為“數(shù)學(xué)之神”。

    公元前214年,羅馬的執(zhí)政官馬賽拉斯率領(lǐng)軍隊攻打敘拉古。當(dāng)羅馬的艦隊和陸軍逼近敘拉古城時,許多又大又重的石頭以飛快的速度投向羅馬陸軍,而一些粗梁則撞沉了羅馬人的軍艦;有的軍艦還被一種起重機式的機械抓吊到空中,掀翻過來,或摔在巖石上,掉入海里,連人帶船粉身碎骨。這些機械都是阿基米德多年前造的。

    馬賽拉斯不能取勝,只好采用長期圍困的辦法,這樣整整過了兩年,到公元前212年才占領(lǐng)了敘陵基拉古。馬賽拉斯十分敬佩使他屢次敗北的阿基米德,下令不準(zhǔn)傷害他,還派了一個士兵去請他念汪指。誰知阿基米德還不知道城池已破,此時正全神貫注地凝視著幾何圖形沉思呢。他要求把問題證完再去,激怒了這個魯莽而無知的士兵,拔出劍來刺死了這位仔配75歲的老科學(xué)家。

    馬賽拉斯對阿基米德的死十分痛心,嚴(yán)懲了那個士兵,撫恤了阿基米德的親屬,隆重地追悼了阿基米德,為他建了陵墓。

    數(shù)學(xué)界公認(rèn)的四大巨頭

    阿基米德(公元前287年—公元前舉型前212年),是舉世公認(rèn)的上古亞歷山大里亞時期最偉大的數(shù)學(xué)家、發(fā)答局明家,天才的思想家慧猜和偉大的愛國者。阿基米德在力學(xué)方面的成績最為突出。他并嚴(yán)格地證明了杠桿定律,為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。他還發(fā)現(xiàn)了浮力定律,即有名的阿基米德定律。被稱為數(shù)學(xué)之神。

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