目錄數(shù)學(xué)家的故事200字 18世紀(jì)著名數(shù)學(xué)家 數(shù)學(xué)家祖沖之的故事200字左右 歐洲數(shù)學(xué)家?guī)熒P(guān)系圖 18世紀(jì)的數(shù)學(xué)家
在日常生活頌芹或是工作學(xué)習(xí)中,大家一定都或多或少地了解過(guò)一些歷史人物,下面是我為大家收集的有關(guān)數(shù)學(xué)家高斯的故事的相關(guān)內(nèi)容,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
數(shù)學(xué)家高斯的故事 篇1
高斯(Gauss,1777~1855)生于Brunswick,位于現(xiàn)在德國(guó)中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個(gè)石匠的女兒,有一個(gè)很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對(duì)小高斯很照顧,偶而會(huì)給他一些指導(dǎo),而父親可以說(shuō)是一名「大老粗」,認(rèn)為只有力氣能掙錢(qián),學(xué)問(wèn)這種勞什子對(duì)窮人是沒(méi)有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過(guò)人才華,三歲時(shí)就能指出父親帳冊(cè)上的錯(cuò)誤。七歲時(shí)進(jìn)了小學(xué),在破舊的教室里上課,老師對(duì)學(xué)生并不好,常認(rèn)為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書(shū)是懷才不遇。高斯十歲時(shí),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(mǎi)了一本較深的數(shù)學(xué)書(shū)給高斯讀。同時(shí),高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而B(niǎo)artels的能力也比老師高得多,后來(lái)成為大學(xué)教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學(xué)。
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(rèn)為兒子應(yīng)該像他一樣,作個(gè)泥水匠,而且也沒(méi)有錢(qián)讓高斯繼續(xù)讀書(shū),最后的結(jié)論是--去找有錢(qián)有勢(shì)的人當(dāng)高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過(guò)這次的訪問(wèn),高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學(xué),但不久之后,Bartels也沒(méi)有什么東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對(duì)進(jìn)了高等學(xué)校。數(shù)學(xué)老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學(xué)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(fèi)迪南(Braunschweig),答應(yīng)盡一切虧?rùn)亚目赡軒椭咚沟母赣H再也沒(méi)有反對(duì)的理由。隔年,高斯進(jìn)入Braunschweig學(xué)院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開(kāi)始對(duì)高等數(shù)學(xué)作研究。并且獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)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(jìn)入哥廷根(G.ttingen)大學(xué),因?yàn)樗谡Z(yǔ)言和數(shù)學(xué)上都極有天分,為了將來(lái)是要專(zhuān)攻古典語(yǔ)文或數(shù)學(xué)苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個(gè)數(shù)學(xué)史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學(xué)之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。希臘時(shí)代的數(shù)學(xué)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(duì)于正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來(lái)都沒(méi)有人知道。
數(shù)學(xué)家高斯的故事 篇2
高斯(C.F.Gauss,1777.4.30-1855.2.23)是德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和天文學(xué)家,出生于德國(guó)布倫茲維克的一個(gè)貧苦家庭。父親格爾恰爾德迪德里赫先后當(dāng)過(guò)護(hù)堤工、泥瓦匠和園丁,第一個(gè)妻子和高斯生活了10多年后因病去世,沒(méi)有銷(xiāo)渣為高斯留下孩子。迪德里赫后來(lái)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(duì)高斯要求極為嚴(yán)厲,甚至有些過(guò)份,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗(yàn)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(chéng)實(shí)、謹(jǐn)慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時(shí)高斯已經(jīng)做出了許多劃時(shí)代的成就。
在成長(zhǎng)過(guò)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(gè)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(dòng)活潑的方式開(kāi)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(duì)高斯成才之重要,高斯想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無(wú)傷感地說(shuō),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(shí)英才,經(jīng)常勸導(dǎo)姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒(méi)有成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學(xué)史上,很少有人象高斯一樣很幸運(yùn)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(shí)已有35歲了。高斯性格堅(jiān)強(qiáng)、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來(lái),就對(duì)一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個(gè)水落石出,這已經(jīng)超出了一個(gè)孩子能被許可的范圍。當(dāng)丈夫?yàn)榇擞?xùn)斥孩子時(shí),高斯總是支持高斯,堅(jiān)決反對(duì)頑固的丈夫想把兒子變得跟高斯一樣無(wú)知。
羅捷雅真誠(chéng)地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對(duì)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(dāng)時(shí)尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學(xué)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(xué)成就,但她仍向數(shù)學(xué)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(wèn)道:高斯將來(lái)會(huì)有出息嗎?W.波爾約說(shuō)她的兒子將是"歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家",為此她激動(dòng)得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學(xué)了。頭兩年沒(méi)有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,高斯進(jìn)入了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的班次,這是一個(gè)首次創(chuàng)辦的班,孩子們?cè)谶@之前都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)算術(shù)這么一門(mén)課程。數(shù)學(xué)教師是布特納(Buttner),高斯對(duì)高斯的成長(zhǎng)也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說(shuō),高斯10歲時(shí)算出布特納給學(xué)生們出的將1到100的所有整數(shù)加起來(lái)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(guò),這很可能是一個(gè)不真實(shí)的傳說(shuō)。據(jù)對(duì)高斯素有研究的著名數(shù)學(xué)史家ET貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當(dāng)時(shí)給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當(dāng)然,這也是一個(gè)等差數(shù)列的求和問(wèn)題(公差為198,項(xiàng)數(shù)為100)。當(dāng)布特納剛一寫(xiě)完時(shí),高斯也算完并把寫(xiě)有答案的小石板交了上去。ET貝爾寫(xiě)道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談?wù)撨@件事,說(shuō)當(dāng)時(shí)只有高斯寫(xiě)的答案是正確的,而其高斯的孩子們都錯(cuò)了。高斯沒(méi)有明確地講過(guò),高斯是用什么方法那么快就解決了這個(gè)問(wèn)題。數(shù)學(xué)史家們傾向于認(rèn)為,高斯當(dāng)時(shí)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(dú)立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學(xué)方法實(shí)屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說(shuō)法而敘述的史實(shí),應(yīng)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(xué)方法這一特點(diǎn)。
高斯的計(jì)算能力,更主要地是高斯獨(dú)到的數(shù)學(xué)方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對(duì)高斯刮目相看。高斯特意從漢堡買(mǎi)了最好的算術(shù)書(shū)送給高斯,說(shuō):"你已經(jīng)超過(guò)了我,我沒(méi)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(chéng)的友誼,直到巴特爾斯逝世。高斯們一起學(xué)習(xí),互相幫助,高斯由此開(kāi)始了真正的數(shù)學(xué)研究。
1788年,11歲的高斯進(jìn)入了文科學(xué)校,高斯在新的學(xué)校里,所有的功課都極好,特別是古典文學(xué)、數(shù)學(xué)尤為突出。經(jīng)過(guò)巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見(jiàn)了14歲的高斯。這位樸實(shí)、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(xué)習(xí)。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過(guò)程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實(shí)際上反映了歐洲近代科學(xué)發(fā)展的一種模式,表明在科學(xué)研究社會(huì)化以前,私人的資助是科學(xué)發(fā)展的重要推動(dòng)因素之一。高斯正處于私人資助科學(xué)研究與科學(xué)研究社會(huì)化的'轉(zhuǎn)變時(shí)期。
1792年,高斯進(jìn)入布倫茲維克的卡羅琳學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)。1795年,公爵又為高斯支付各種費(fèi)用,送高斯入德國(guó)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(xué)習(xí)和開(kāi)始進(jìn)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(dāng)高斯為自己的前途、生計(jì)擔(dān)憂(yōu)而病倒時(shí)雖然高斯的博士論文順利通過(guò)了,已被授予博士學(xué)位,同時(shí)獲得了講師職位,但高斯沒(méi)有能成功地吸引學(xué)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(zhǎng)篇博士論文的印刷費(fèi)用,送給高斯一幢公寓,又為高斯印刷了《算術(shù)研究》,使該書(shū)得以在1801年問(wèn)世;還負(fù)擔(dān)了高斯的所有生活費(fèi)用。所有這一切,令高斯十分感動(dòng)。高斯在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫(xiě)下了情真意切的獻(xiàn)詞:"獻(xiàn)給大公","你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來(lái),使我能從事這種獨(dú)特的研究"。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時(shí)不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。高斯悲痛欲絕,長(zhǎng)時(shí)間對(duì)法國(guó)人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的拮據(jù),德國(guó)處于法軍奴役下的不幸,以及第一個(gè)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(qiáng)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(jì)整理高斯的未公布于眾的數(shù)學(xué)手稿時(shí)才得知高斯那時(shí)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(xì)微的鉛筆字:"對(duì)我來(lái)說(shuō),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(jì)。由于高斯在天文學(xué)、數(shù)學(xué)方面的杰出工作,高斯的名聲從1802年起就已開(kāi)始傳遍歐洲。彼得堡科學(xué)院不斷暗示高斯,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學(xué)院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時(shí)堅(jiān)決勸阻高斯去俄國(guó),高斯甚至愿意給高斯增加薪金,為高斯建立天文臺(tái)。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(guó)失去最偉大的天才,德國(guó)著名學(xué)者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其高斯學(xué)者和政界人物,為高斯?fàn)幦〉搅讼碛刑貦?quán)的哥丁根大學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)教授,以及哥丁根天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居于此。從這時(shí)起,除了一次到柏林去參加科學(xué)會(huì)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(xué)學(xué)派的創(chuàng)立、德國(guó)成為世界科學(xué)中心和數(shù)學(xué)中心創(chuàng)造了條件。同時(shí),這也標(biāo)志著科學(xué)研究社會(huì)化的一個(gè)良好開(kāi)端。
高斯的學(xué)術(shù)地位,歷來(lái)為人們推崇得很高。高斯有"數(shù)學(xué)王子"、"數(shù)學(xué)家之王"的美稱(chēng)、被認(rèn)為是人類(lèi)有史以來(lái)"最偉大的三位(或四位)數(shù)學(xué)家之一"(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱(chēng)贊高斯是"人類(lèi)的驕傲"。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類(lèi)智力領(lǐng)域的幾乎所有褒獎(jiǎng)之詞,對(duì)于高斯都不過(guò)份。
高斯的研究領(lǐng)域,遍及純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,并且開(kāi)辟了許多新的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊(yùn)幾何學(xué),都留下了高斯的足跡。從研究風(fēng)格、方法乃至所取得的具體成就方面,高斯都是1819世紀(jì)之交的中堅(jiān)人物。如果我們把18世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個(gè)令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學(xué)研究、科學(xué)工作在18世紀(jì)末仍然沒(méi)有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時(shí),因?yàn)樵诟咚箍觳饺攵⒅曛H,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國(guó)政府都開(kāi)始重視科學(xué)研究。隨著拿破侖對(duì)法國(guó)科學(xué)家、科學(xué)研究的重視,俄國(guó)的沙皇以及歐洲的許多君主也開(kāi)始對(duì)科學(xué)家、科學(xué)研究刮目相看,科學(xué)研究的社會(huì)化進(jìn)程不斷加快,科學(xué)的地位不斷提高。作為當(dāng)時(shí)最偉大的科學(xué)家,高斯獲得了不少的榮譽(yù),許多世界著名的科學(xué)泰斗都把高斯當(dāng)作自己的老師。
1802年,高斯被俄國(guó)彼得堡科學(xué)院選為通訊院士、喀山大學(xué)教授;1877年,丹麥政府任命高斯為科學(xué)顧問(wèn),這一年,德國(guó)漢諾威政府也聘請(qǐng)高斯擔(dān)任政府科學(xué)顧問(wèn)。
高斯的一生,是典型的學(xué)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(xué)家。高斯先后結(jié)過(guò)兩次婚,幾個(gè)孩子曾使高斯頗為惱火。不過(guò),這些對(duì)高斯的科學(xué)創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽(yù)、德國(guó)數(shù)學(xué)開(kāi)始主宰世界之時(shí),一代天驕走完了生命旅程。

高斯是德國(guó)數(shù)學(xué)家 ,也是科學(xué)家,他和牛頓、阿基米德,被譽(yù)為有史以豎首改來(lái)的三大數(shù)學(xué)家。高斯是近代數(shù)學(xué)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(xué)王子”之稱(chēng)。
他幼年時(shí)就表現(xiàn)出超人的數(shù)學(xué)天才。1795年芹源進(jìn)入格丁根大學(xué)學(xué)習(xí)。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(lái)懸而未決的問(wèn)題。
高斯的數(shù)學(xué)研究幾乎遍及所有領(lǐng)域,在數(shù)論、代數(shù)學(xué)、非歐幾何、復(fù)變函數(shù)和微分幾何等方面都做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。他還把數(shù)學(xué)應(yīng)用于天文學(xué)、大地測(cè)量學(xué)和磁學(xué)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(shū)奠定了近代數(shù)論的基礎(chǔ),它不僅是數(shù)論方面的劃時(shí)代之作,也是數(shù)學(xué)史上不可多得的經(jīng)典著作之一。高斯對(duì)代數(shù)學(xué)的重要貢獻(xiàn)是證明了代數(shù)基本定理,他的存在性證明開(kāi)創(chuàng)了數(shù)學(xué)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(fù)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(méi)發(fā)表出來(lái)。1828年高斯出版了《關(guān)于曲面的一般研究》,全面地闡述了空間曲面的微分幾何學(xué),并提出內(nèi)蘊(yùn)曲面理論。高斯的曲面理論后來(lái)由黎曼發(fā)展。 高斯一生共發(fā)表155篇論文,他對(duì)待學(xué)問(wèn)十分嚴(yán)謹(jǐn),只是把他自己認(rèn)為是十分成熟的作品發(fā)表出來(lái)。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(jī)會(huì)戲劇性地施展他的優(yōu)勢(shì)的計(jì)算技巧。那年的元旦,有一個(gè)后來(lái)被證認(rèn)為小行星并被命名為谷神星的天體被發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)它好像在向太陽(yáng)靠近,天文學(xué)家雖然有40天的時(shí)間可以觀察它,但還不能計(jì)算出它的軌道。高斯只作了3次觀測(cè)就提出了一種計(jì)算軌道參數(shù)的方法,而且達(dá)到的精確度使得天文學(xué)家在1801年末和1802年初能夠毫無(wú)困難地再確定谷神星的位置。高斯在這一計(jì)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(jì)算得到最小的方差和中求出最佳估值的方法在天文學(xué)中這一成就立即得到公認(rèn)。他在《天余判體運(yùn)動(dòng)理論》中敘述的方法今天仍在使用,只要稍作修改就能適應(yīng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的要求。高斯在小行星“智神星”方面也獲得類(lèi)似的成功。
由于高斯在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、大地測(cè)量學(xué)和物理學(xué)中的杰出研究成果,他被選為許多科學(xué)院和學(xué)術(shù)團(tuán)體的成員。“數(shù)學(xué)之王”的稱(chēng)號(hào)是對(duì)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(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和天文學(xué)家,出生于德國(guó)布倫茲維克的一個(gè)貧苦家庭。父親格爾恰爾德·迪德里赫先后當(dāng)過(guò)護(hù)堤工、泥瓦匠和園丁,第一個(gè)妻子和他生活了10多年后因病去世,沒(méi)有為他留下孩子。迪德里赫后來(lái)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(duì)高斯要求極為嚴(yán)厲,甚至有些過(guò)分,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗(yàn)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(chéng)實(shí)、謹(jǐn)慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時(shí)高斯已經(jīng)做出了許多劃時(shí)代的成就。
在成長(zhǎng)過(guò)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(gè)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(dòng)活潑的方式開(kāi)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(duì)他成才之重要,他想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無(wú)傷感地說(shuō),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(shí)英才,經(jīng)常勸導(dǎo)姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒(méi)有成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學(xué)史上,很少有人象高斯一樣很幸運(yùn)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(shí)已有35歲了。他性格堅(jiān)強(qiáng)、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來(lái),就對(duì)一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個(gè)水落石出,這已經(jīng)超出了一個(gè)孩子能被許可的范圍。當(dāng)丈夫?yàn)榇擞?xùn)斥孩子時(shí),他總是支持高斯,堅(jiān)決反對(duì)頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無(wú)知。
羅捷雅真誠(chéng)地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對(duì)高斯的才華極為珍視。然而,他也不敢輕易地讓兒子投入當(dāng)時(shí)尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學(xué)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(xué)成就,但她仍向數(shù)學(xué)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(wèn)道:高斯將來(lái)會(huì)有出息嗎?W.波爾約說(shuō)她的兒子將是“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”,為此她激動(dòng)得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學(xué)了。頭兩年沒(méi)有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,他進(jìn)入了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的班次,這是一個(gè)首次創(chuàng)辦的班,孩子們?cè)谶@之前都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)算術(shù)這么一門(mén)課程。數(shù)學(xué)教師是布特納(Buttner),他對(duì)高斯的成長(zhǎng)也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說(shuō),高斯最出名的故事就是他十歲時(shí),小學(xué)老師出了一道算術(shù)難題:“計(jì)算1+2+3…+100=?” 。這可難為初學(xué)算術(shù)的學(xué)生,但是高斯手改卻在幾秒后將答案解了出來(lái),他利用算術(shù)級(jí)數(shù)(等差級(jí)數(shù))的對(duì)稱(chēng)性,然后就像求得一般算術(shù)級(jí)數(shù)和的過(guò)程一樣,把數(shù)目一對(duì)對(duì)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(guò),這很可能是一個(gè)不真實(shí)的傳說(shuō)。據(jù)對(duì)高斯素有研究的著名數(shù)學(xué)史家E·T·貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當(dāng)時(shí)給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當(dāng)然,這也是一個(gè)等差數(shù)列的求和問(wèn)題(公差為198,項(xiàng)數(shù)為100)。當(dāng)布特納剛一寫(xiě)完時(shí),高斯也算完并把寫(xiě)有答案的小石板交了上去。E·T·貝爾寫(xiě)道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談?wù)撨@件事,說(shuō)當(dāng)時(shí)只有他寫(xiě)的答案是正確的,而其他的孩子們都錯(cuò)了。高斯沒(méi)有明確地講過(guò),他是用什么方法那么快就解決了這個(gè)察談問(wèn)題。數(shù)學(xué)史家們傾向于認(rèn)為,高斯當(dāng)時(shí)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(dú)立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學(xué)方法實(shí)屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說(shuō)法而敘述的史實(shí),應(yīng)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(xué)方法這一特點(diǎn)。
高斯的計(jì)算能力,更主要地是高斯獨(dú)到的數(shù)學(xué)方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對(duì)他刮目相看。他特意從漢堡買(mǎi)了最好的算術(shù)書(shū)送給高斯,說(shuō):“你已經(jīng)超過(guò)了我,我沒(méi)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(chéng)的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學(xué)習(xí),互相幫助,高斯由此開(kāi)始了真正的數(shù)學(xué)研究。
1788年,11歲的高斯進(jìn)入了文科學(xué)校,他在新的學(xué)校里,所有的功課都極好,特別是古典文學(xué)、數(shù)學(xué)尤為突出。經(jīng)過(guò)巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見(jiàn)了14歲的高斯。這位樸實(shí)、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(xué)習(xí)。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過(guò)程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實(shí)際上反映了歐洲近代科學(xué)發(fā)展的一種模式,表明在科學(xué)研究社會(huì)化以前,私人的資助是科學(xué)發(fā)展的重要推動(dòng)因素之一。高斯正處于私人資助科學(xué)研究與科學(xué)研究社會(huì)化的轉(zhuǎn)變時(shí)期。
1792年,高斯進(jìn)入布倫茲維克的卡羅琳學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)。1795年,公爵又為他支付各種費(fèi)用,送他入德國(guó)著名的哥丁根大學(xué),這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學(xué)習(xí)和開(kāi)始進(jìn)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(dāng)他為自己的前途、生計(jì)擔(dān)憂(yōu)而病倒時(shí)----雖然他的博士論文順利通過(guò)了,已被授予博士學(xué)位,同時(shí)獲得了講師職位,但他沒(méi)有能成功地吸引學(xué)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(zhǎng)篇博士論文的印刷費(fèi)用,送給他一幢公寓,又為他印刷了《算術(shù)研究》,使該書(shū)得以在1801年問(wèn)世;還負(fù)擔(dān)了高斯的所有生活費(fèi)用。所有這一切,令高斯十分感動(dòng)。他在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫(xiě)下了情真意切的獻(xiàn)詞:“獻(xiàn)給大公”,“你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來(lái),使我能從事這種獨(dú)特的研究”。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時(shí)不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長(zhǎng)時(shí)間對(duì)法國(guó)人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的拮據(jù),德國(guó)處于法軍奴役下的不幸,以及第一個(gè)妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位剛強(qiáng)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(jì)整理他的未公布于眾的數(shù)學(xué)手稿時(shí)才得知他那時(shí)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(xì)微的鉛筆字:“對(duì)我來(lái)說(shuō),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(jì)。由于高斯在天文學(xué)、數(shù)學(xué)方面的杰出工作,他的名聲從1802年起就已開(kāi)始傳遍歐洲。彼得堡科學(xué)院不斷暗示他,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學(xué)院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時(shí)堅(jiān)決勸阻高斯去俄國(guó),他甚至愿意給高斯增加薪金,為他建立天文臺(tái)。現(xiàn)在,高斯又在他的生活中面臨著新的選擇。
為了不使德國(guó)失去最偉大的天才,德國(guó)著名學(xué)者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其他學(xué)者和政界人物,為高斯?fàn)幦〉搅讼碛刑貦?quán)的哥丁根大學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)教授,以及哥丁根天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居于此。從這時(shí)起,除了一次到柏林去參加科學(xué)會(huì)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(xué)學(xué)派的創(chuàng)立、德國(guó)成為世界科學(xué)中心和數(shù)學(xué)中心創(chuàng)造了條件。同時(shí),這也標(biāo)志著科學(xué)研究社會(huì)化的一個(gè)良好開(kāi)端。
高斯的學(xué)術(shù)地位,歷來(lái)為人們推崇得很高。他有“數(shù)學(xué)王子”、“數(shù)學(xué)家之王”的美稱(chēng)、被認(rèn)為是人類(lèi)有史以來(lái)“最偉大的三位(或四位)數(shù)學(xué)家之一”(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱(chēng)贊高斯是“人類(lèi)的驕傲”。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類(lèi)智力領(lǐng)域的幾乎所有褒獎(jiǎng)之詞,對(duì)于高斯都不過(guò)份。
高斯的研究領(lǐng)域,遍及純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,并且開(kāi)辟了許多新的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊(yùn)幾何學(xué),都留下了他的足跡。從研究風(fēng)格、方法乃至所取得的具體成就方面,他都是18----19世紀(jì)之交的中堅(jiān)人物。如果我們把18世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個(gè)令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學(xué)研究、科學(xué)工作在18世紀(jì)末仍然沒(méi)有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時(shí),因?yàn)樵谒觳饺攵⒅曛H,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國(guó)政府都開(kāi)始重視科學(xué)研究。隨著拿破侖對(duì)法國(guó)科學(xué)家、科學(xué)研究的重視,俄國(guó)的沙皇以及歐洲的許多君主也開(kāi)始對(duì)科學(xué)家、科學(xué)研究刮目相看,科學(xué)研究的社會(huì)化進(jìn)程不斷加快,科學(xué)的地位不斷提高。作為當(dāng)時(shí)最偉大的科學(xué)家,高斯獲得了不少的榮譽(yù),許多世界著名的科學(xué)泰斗都把高斯當(dāng)作自己的老師。
1802年,高斯被俄國(guó)彼得堡科學(xué)院選為通訊院士、喀山大學(xué)教授;1877年,丹麥政府任命他為科學(xué)顧問(wèn),這一年,德國(guó)漢諾威政府也聘請(qǐng)他擔(dān)任政府科學(xué)顧問(wèn)。
高斯的一生,是典型的學(xué)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(xué)家。他先后結(jié)過(guò)兩次婚,幾個(gè)孩子曾使他頗為惱火。不過(guò),這些對(duì)他的科學(xué)創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽(yù)、德國(guó)數(shù)學(xué)開(kāi)始主宰世界之時(shí),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(duì)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(guó)中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個(gè)石匠的女兒,有一個(gè)很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對(duì)小高斯很照顧,偶而會(huì)給他一些指導(dǎo),而父親可以說(shuō)是一名「大老粗」,認(rèn)為只有力氣能掙錢(qián),學(xué)問(wèn)這種勞什子對(duì)窮人是沒(méi)有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過(guò)人才華,三歲時(shí)就能指出父親帳冊(cè)上的錯(cuò)誤。七歲時(shí)進(jìn)了小學(xué),在破舊的教室里上課,老師對(duì)學(xué)生并不好,常認(rèn)為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書(shū)是懷才不遇。高斯十歲時(shí),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(mǎi)了一本較深的數(shù)學(xué)書(shū)給高斯讀。同時(shí),高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而B(niǎo)artels的能力也比老師高得多,后來(lái)成為大學(xué)教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學(xué)。
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(rèn)為兒子應(yīng)該像他一樣,作個(gè)泥水匠,而且也沒(méi)有錢(qián)讓高斯繼續(xù)讀書(shū),最后的結(jié)論是--去找有錢(qián)有勢(shì)的人當(dāng)高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過(guò)這次的訪問(wèn),高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學(xué),但不久之后,Bartels也沒(méi)有什麼東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對(duì)進(jìn)了高等學(xué)校。數(shù)學(xué)老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學(xué)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(fèi)迪南(Braunschweig),答應(yīng)盡一切可能幫助他,高斯的父親再也沒(méi)有反對(duì)的理由。隔年,高斯進(jìn)入Braunschweig學(xué)院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開(kāi)始對(duì)高等數(shù)學(xué)作研究。并且獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)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(jìn)入哥廷根(G?ttingen)大學(xué),因?yàn)樗谡Z(yǔ)言和數(shù)學(xué)上都極有天分,為了將來(lái)是要專(zhuān)攻古典語(yǔ)文或數(shù)學(xué)苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個(gè)數(shù)學(xué)史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學(xué)之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。
希臘時(shí)代的數(shù)學(xué)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(duì)於正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來(lái)都沒(méi)有人知道。而高斯證明了:
一個(gè)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(gè)不同「費(fèi)馬質(zhì)數(shù)」的乘積),k = 0,1,2,…
費(fèi)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(lái)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(lái)他的墓碑上并沒(méi)有刻上十七邊形,而是十七角星,因?yàn)樨?fù)責(zé)刻碑的雕刻家認(rèn)為,正十七邊形和圓太像了,大家一定分辨不出來(lái)。
1799年高斯提出了他的博士論文,這論文證明了代數(shù)一個(gè)重要的定理:
任一多項(xiàng)式都有(復(fù)數(shù))根。這結(jié)果稱(chēng)為「代數(shù)學(xué)基本定理」(Fundamental Theorem of Algebra)。
事實(shí)上在高斯之前有許多數(shù)學(xué)家認(rèn)為已給出了這個(gè)結(jié)果的證明,可是沒(méi)有一個(gè)證明是嚴(yán)密的。高斯把前人證明的缺失一一指出來(lái),然后提出自己的見(jiàn)解,他一生中一共給出了四個(gè)不同的證明。
在1801年,高斯二十四歲時(shí)出版了《算學(xué)研究》(Disquesitiones Arithmeticae),這本書(shū)以拉丁文寫(xiě)成,原來(lái)有八章,由於錢(qián)不夠,只好印七章。 這本書(shū)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(shuō)是數(shù)論第一本有的著作,高斯第一次介紹「同余」(Congruent)的概念。「二次互逆定理」也在其中。
二十四歲開(kāi)始,高斯放棄在純數(shù)學(xué)的研究,作了幾年天文學(xué)的研究。
當(dāng)時(shí)的天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已,認(rèn)為火星和木星間應(yīng)該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。在1801年,意大利的天文學(xué)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(gè),但當(dāng)時(shí)天文學(xué)界爭(zhēng)論不休,有人說(shuō)這是行星,有人說(shuō)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(lái),它便隱身到太陽(yáng)后面去了。因此無(wú)法知道它的軌道,也無(wú)法判定它是行星或彗星。
高斯這時(shí)對(duì)這個(gè)問(wèn)是產(chǎn)生興趣,他決定解決這個(gè)捉摸不到的星體軌跡的問(wèn)題。高斯自己獨(dú)創(chuàng)了只要三次觀察,就可以來(lái)計(jì)算星球軌道的方法。他可以極準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)行星的位置。果然,谷神星準(zhǔn)確無(wú)誤的在高斯預(yù)測(cè)的地方出現(xiàn)。這個(gè)方法--雖然他當(dāng)時(shí)沒(méi)有公布--就是「最小平方法」(Method of Least Square)。
1802年,他又準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了小行星二號(hào)--智神星(Pallas)的位置,這時(shí)他的聲名遠(yuǎn)播,榮譽(yù)滾滾而來(lái),俄國(guó)圣彼得堡科學(xué)院選他為會(huì)員,發(fā)現(xiàn)Pallas的天文學(xué)家Olbers請(qǐng)他當(dāng)哥廷根天文臺(tái)主任,他沒(méi)有立刻答應(yīng),到了1807年才前往哥廷根就任。
1809年他寫(xiě)了《天體運(yùn)動(dòng)理論》二冊(cè),第一冊(cè)包含了微分方程、圓椎截痕和橢圓軌道,第二冊(cè)他展示了如何估計(jì)行星的軌道。高斯在天文學(xué)上的貢獻(xiàn)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(tái)的工作,他仍抽空做其他研究。為了用積分解天體運(yùn)動(dòng)的微分力程,他考慮無(wú)窮級(jí)數(shù),并研究級(jí)數(shù)的收斂問(wèn)題,在1812年,他研究了超幾何級(jí)數(shù)(Hypergeometric Series),并且把研究結(jié)果寫(xiě)成專(zhuān)題論文,呈給哥廷根皇家科學(xué)院。
1820到1830年間,高斯為了測(cè)繪汗諾華(Hanover)公國(guó)(高斯住的地方)的地圖,開(kāi)始做測(cè)地的工作,他寫(xiě)了關(guān)於測(cè)地學(xué)的書(shū),由於測(cè)地上的需要,他發(fā)明了日觀測(cè)儀(Heliotrope)。為了要對(duì)地球表面作研究,他開(kāi)始對(duì)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(xué)念的「微分幾何」
在1830到1840年間,高斯和一個(gè)比他小廿七歲的年輕物理學(xué)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(shí)驗(yàn),高斯研究理論,韋伯引起高斯對(duì)物理問(wèn)題的興趣,而高斯用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題,影響韋伯的思考工作方法。
1833年高斯從他的天文臺(tái)拉了一條長(zhǎng)八千尺的電線,跨過(guò)許多人家的屋頂,一直到韋伯的實(shí)驗(yàn)室,以伏特電池為電源,構(gòu)造了世界第一個(gè)電報(bào)機(jī)。
1835年高斯在天文臺(tái)里設(shè)立磁觀測(cè)站,并且組織「磁協(xié)會(huì)」發(fā)表研究結(jié)果,引起世界廣大地區(qū)對(duì)地磁作研究和測(cè)量。
高斯已經(jīng)得到了地磁的準(zhǔn)確理,他為了要獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的證明,他的書(shū)《地磁的一般理論》拖到1839年才發(fā)表。
1840年他和韋伯畫(huà)出了世界第一張地球磁場(chǎng)圖,而且定出了地球磁南極和磁北極的位置。1841年美國(guó)科學(xué)家證實(shí)了高斯的理論,找到了磁南極和磁北極的確實(shí)位置。
高斯對(duì)自己的工作態(tài)度是精益求精,非常嚴(yán)格地要求自己的研究成果。他自己曾說(shuō):寧可發(fā)表少,但發(fā)表的東西是成熟的成果。」許多當(dāng)代的數(shù)學(xué)家要求他,不要太認(rèn)真,把結(jié)果寫(xiě)出來(lái)發(fā)表,這對(duì)數(shù)學(xué)的發(fā)展是很有幫助的。其中一個(gè)有名的例子是關(guān)於非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開(kāi)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(xué)的同學(xué),他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對(duì)他繼續(xù)從事這種看起來(lái)毫無(wú)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(xué)高斯,想不到高斯卻回信道:
to preise it would mean to praise myself. 我無(wú)法夸贊他,因?yàn)榭滟澦偷褥犊洫?jiǎng)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(méi)有公布而已。美國(guó)的著名數(shù)學(xué)家貝爾(E.T.Bell),在他著的《數(shù)學(xué)工作者》(Men of Mathematics)一書(shū)里曾經(jīng)這樣批評(píng)高斯:
在高斯死后,人們才知道他早就預(yù)見(jiàn)一些十九世的數(shù)學(xué),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(xué)早比目前還要先進(jìn)半個(gè)世紀(jì)或更多的時(shí)間。阿貝爾(Abel)和雅可比(Jacobi)可以從高斯所停留的地方開(kāi)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(shí)就知道的東西。而那些非歐幾何學(xué)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(mèng)中安詳?shù)娜ナ懒?
[2]物理單位
高斯(G),非國(guó)際通用的磁感應(yīng)強(qiáng)度單位。為紀(jì)念德國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家高斯而命名。
一段導(dǎo)線,若放在磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻的磁場(chǎng)中,方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)在線通有1電磁系單位(emu)的穩(wěn)恒電流(等于10安培)時(shí),在每厘米長(zhǎng)度的導(dǎo)線受到電磁力為1達(dá)因,則該磁感應(yīng)強(qiáng)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(bǔ)充
高斯是德國(guó)數(shù)學(xué)家 ,也是科學(xué)家,他和牛頓、阿基米德,被譽(yù)為有史以來(lái)的三大數(shù)學(xué)家。高斯是近代數(shù)學(xué)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(xué)王子”之稱(chēng)。
他幼年時(shí)就表現(xiàn)出超人的數(shù)學(xué)天才。1795年進(jìn)入格丁根大學(xué)學(xué)習(xí)。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(lái)懸而未決的問(wèn)題。
高斯的數(shù)學(xué)研究幾乎遍及所有領(lǐng)域,在數(shù)論、代數(shù)學(xué)、非歐幾何、復(fù)變函數(shù)和微分幾何等方面都做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。他還把數(shù)學(xué)應(yīng)用于天文學(xué)、大地測(cè)量學(xué)和磁學(xué)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(shū)奠定了近代數(shù)論的基礎(chǔ),它不僅是數(shù)論方面的劃時(shí)代之作,也是數(shù)學(xué)史上不可多得的經(jīng)典著作之一。高斯對(duì)代數(shù)學(xué)的重要貢獻(xiàn)是證明了代數(shù)基本定理,他的存在性證明開(kāi)創(chuàng)了數(shù)學(xué)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(fù)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(méi)發(fā)表出來(lái)。1828年高斯出版了《關(guān)于曲面的一般研究》,全面地闡述了空間曲面的微分幾何學(xué),并提出內(nèi)蘊(yùn)曲面理論。高斯的曲面理論后來(lái)由黎曼發(fā)展。 高斯一生共發(fā)表155篇論文,他對(duì)待學(xué)問(wèn)十分嚴(yán)謹(jǐn),只是把他自己認(rèn)為是十分成熟的作品發(fā)表出來(lái)。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(shí),小學(xué)老師出了一道算術(shù)難題:“計(jì)算1+2+3…+100=?”。 這可難為初學(xué)算術(shù)的學(xué)生,但是高斯卻在幾秒后將答案解了出來(lái),他利用算術(shù)級(jí)數(shù)(等差級(jí)數(shù))的對(duì)稱(chēng)性,然后就像求得一般算術(shù)級(jí)數(shù)和的過(guò)程一樣,把數(shù)目一對(duì)對(duì)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(jī)會(huì)戲劇性地施展他的優(yōu)勢(shì)的計(jì)算技巧。那年的元旦,有一個(gè)后來(lái)被證認(rèn)為小行星并被命名為谷神星的天體被發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)它好像在向太陽(yáng)靠近,天文學(xué)家雖然有40天的時(shí)間可以觀察它,但還不能計(jì)算出它的軌道。高斯只作了3次觀測(cè)就提出了一種計(jì)算軌道參數(shù)的方法,而且達(dá)到的精確度使得天文學(xué)家在1801年末和1802年初能夠毫無(wú)困難地再確定谷神星的位置。高斯在這一計(jì)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(jì)算得到最小的方差和中求出最佳估值的方法在天文學(xué)中這一成就立即得到公認(rèn)。他在《天體運(yùn)動(dòng)理論》中敘述的方法今天仍在使用,只要稍作修改就能適應(yīng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的要求。高斯在小行星”智神星”方面也獲得類(lèi)似的成功。
由于高斯在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、大地測(cè)量學(xué)和物理學(xué)中的杰出研究成果,他被選為許多科學(xué)院和學(xué)術(shù)團(tuán)體的成員。“數(shù)學(xué)之王”的稱(chēng)號(hào)是對(duì)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(guó)著名數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家、幾何學(xué)家,大地測(cè)量學(xué)家。享有“數(shù)學(xué)王子”的美譽(yù)。
高斯在數(shù)個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究,但只把他認(rèn)為已經(jīng)成熟的理論發(fā)表出來(lái)。他經(jīng)常對(duì)他的同事表示,該同事的結(jié)論已經(jīng)被自己以前證明過(guò)了,只是因?yàn)榛A(chǔ)理論的不完備而沒(méi)有發(fā)表。批評(píng)者說(shuō)他這樣做是因?yàn)橄矚g搶出風(fēng)頭。事實(shí)上高斯把他卜蘆的研究結(jié)果都記錄起來(lái)了。他死后,他的20部紀(jì)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(shuō)的是事實(shí)。一般人認(rèn)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(xué)圖書(shū)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(guó)馬克紙幣上。
擴(kuò)展資料
雖然高斯作為一個(gè)數(shù)學(xué)家而聞名于世,但這并不意味著他熱愛(ài)教書(shū)。盡管如此,他越來(lái)越多的學(xué)生成為有影響的數(shù)學(xué)家,如后來(lái)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(shí)候的1809年10月11日,他的第一位妻子Johanna也離開(kāi)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(guò)對(duì)足夠多的測(cè)量數(shù)據(jù)的處理后,可以得到一個(gè)新的、概率性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果。在這些基礎(chǔ)之上,高斯隨后專(zhuān)注于曲面與曲線的計(jì)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(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布(或高斯分布),并在概率計(jì)攜弊蘆算中大量使用。
在高斯19歲時(shí),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(shí)代以來(lái)的第一次重要補(bǔ)充。
參考資料來(lái)源:-約翰·卡爾·弗里德里希·高斯

還有更全的:
卡爾·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss),德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和天文學(xué)家。
高斯學(xué)習(xí)非常勤奮,11歲時(shí)發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理,17歲時(shí)發(fā)明了二次互反律,18歲時(shí)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(lái)懸而未決的難題。21歲大學(xué)畢業(yè),22歲時(shí)獲博士學(xué)位。1804年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。從1807年到1855年逝世,一直擔(dān)任格丁根大學(xué)教授兼格丁根天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)。他還是法國(guó)科學(xué)院和其他許多科學(xué)院的院士,被譽(yù)為歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家之一。他善于把數(shù)學(xué)成果有效地應(yīng)用于天文學(xué)、物理學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域,又是著名的天文學(xué)家和物理學(xué)家,是與阿基米德、牛頓等同享盛名的科學(xué)家。
高斯出生于德國(guó)布倫茲維克的一個(gè)貧苦家庭。父親格爾恰爾德?迪德里赫先后當(dāng)過(guò)護(hù)堤工、泥瓦匠和園丁,第一個(gè)妻子和他生活了10多年后因病去世,沒(méi)有為他留下孩子。迪德里赫后來(lái)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(duì)高斯要求極為嚴(yán)厲,甚至有些過(guò)分,常常喜歡憑自己的經(jīng)驗(yàn)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(chéng)實(shí)、謹(jǐn)慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時(shí)高斯已經(jīng)做出了許多劃時(shí)代的成就。
在成長(zhǎng)過(guò)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(gè)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(dòng)活潑的方式開(kāi)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(duì)他成才之重要,他想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無(wú)傷感地說(shuō),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(shí)英才,經(jīng)常勸導(dǎo)姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展,才使得高斯沒(méi)有信局成為園丁或者泥瓦匠。
在數(shù)學(xué)史上,很少有人象高斯一樣很幸運(yùn)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(shí)已有35歲了。她性格堅(jiān)強(qiáng)、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來(lái),就對(duì)一切現(xiàn)象和事物十分好奇,而且決心弄個(gè)水落石出,這已經(jīng)超出了一個(gè)孩子能被許可的范圍。當(dāng)丈夫?yàn)榇擞?xùn)斥孩子時(shí),她總是支持高斯,堅(jiān)決反對(duì)頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無(wú)知。
羅捷雅真誠(chéng)地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),對(duì)高斯的才華極為珍視。然而,她也不敢輕易地讓兒子投入當(dāng)時(shí)尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學(xué)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(xué)成就,但她仍向數(shù)學(xué)界的朋友W.波爾約問(wèn)道:高斯將來(lái)會(huì)有出息嗎?W.波爾約說(shuō)她的兒子將是“歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家”,為此她激動(dòng)得熱淚盈眶。
7歲那年,高斯第一次上學(xué)了。頭兩年沒(méi)有什么特殊的事情。1787年高斯10歲,他進(jìn)入了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的班次,這是一個(gè)首次創(chuàng)辦的班,孩子們?cè)谶@之前都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)算術(shù)這么一門(mén)課程。數(shù)學(xué)教師是布特納,他對(duì)高斯的成長(zhǎng)也起了一定作用。
在全世界廣為流傳的一則故事說(shuō),高斯最出名的故事就是他十歲時(shí),小學(xué)老師出了一道算術(shù)難題:“計(jì)算1+2+3…+100=?” 。這可難為初學(xué)算術(shù)的學(xué)生,但是高斯卻在幾秒后將答案解了出來(lái),他利用算術(shù)級(jí)數(shù)(等差級(jí)數(shù))的對(duì)稱(chēng)性,然后就像求得一般算術(shù)級(jí)數(shù)和的過(guò)程一樣,把數(shù)目一對(duì)對(duì)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(guò),這很可能是一個(gè)不真實(shí)的傳說(shuō)。據(jù)對(duì)高斯素有研究的著名數(shù)學(xué)史家E?T?貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當(dāng)時(shí)給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。
當(dāng)然,這也是一個(gè)等差數(shù)列的求和問(wèn)題。當(dāng)布特納剛一寫(xiě)完時(shí),高斯也算完并把寫(xiě)有答案的小石板交了上去。E?T?貝爾寫(xiě)道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談?wù)撨@件事,說(shuō)當(dāng)時(shí)只有他寫(xiě)的答案是正確的,而其他的孩子們都錯(cuò)了。高斯沒(méi)有明確地講過(guò),他是用什么方法那么快就解決了這個(gè)問(wèn)題。數(shù)學(xué)史家們傾向于認(rèn)為,高斯當(dāng)時(shí)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(dú)立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學(xué)方法實(shí)屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說(shuō)法而敘述的史實(shí),應(yīng)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(xué)方法這一特點(diǎn)。
高斯的計(jì)算能力,更主要地是高斯獨(dú)到的數(shù)學(xué)方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對(duì)他刮目相看。他特意從漢堡買(mǎi)了最好的算術(shù)書(shū)送給高斯,說(shuō):“你已經(jīng)超過(guò)了我,我沒(méi)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建立了真誠(chéng)的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學(xué)習(xí),互相幫助,高斯由此開(kāi)始了真正的數(shù)學(xué)研究。
1788年,11歲的高斯進(jìn)入了文科學(xué)校,他在新的學(xué)校里,所有的功課都極好,特別是古典文學(xué)、數(shù)學(xué)尤為突出。經(jīng)過(guò)巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見(jiàn)了14歲的高斯。這位樸實(shí)、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(xué)習(xí)。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過(guò)程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實(shí)際上反映了歐洲近代科學(xué)發(fā)展的一種模式,表明在科學(xué)研究社會(huì)化以前,私人的資助是科學(xué)發(fā)展的重要推動(dòng)因素之一。高斯正處于私人資助科學(xué)研究與科學(xué)研究社會(huì)化的轉(zhuǎn)變時(shí)期。
1792年,高斯進(jìn)入布倫茲維克的卡羅琳學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)。1795年,公爵又為他支付各種費(fèi)用,送他入德國(guó)著名的格丁根大學(xué),這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學(xué)習(xí)和開(kāi)始進(jìn)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(dāng)他為自己的前途、生計(jì)擔(dān)憂(yōu)而病倒時(shí)----雖然他的博士論文順利通過(guò)了,已被授予博士學(xué)位,同時(shí)獲得了講師職位,但他沒(méi)有能成功地吸引學(xué)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(zhǎng)篇博士論文的印刷費(fèi)用,送給他一幢公寓,又為他印刷了《算術(shù)研究》,使該書(shū)得以在1801年問(wèn)世;還負(fù)擔(dān)了高斯的所有生活費(fèi)用。所有這一切,令高斯十分感動(dòng)。他在博士論文和《算術(shù)研究》中,寫(xiě)下了情真意切的獻(xiàn)詞:“獻(xiàn)給大公”,“你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來(lái),使我能從事這種獨(dú)特的研究”。
1806年,公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時(shí)不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長(zhǎng)時(shí)間對(duì)法國(guó)人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)上的拮據(jù),德國(guó)處于法軍奴役下的不幸,以及第一個(gè)妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位剛強(qiáng)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(jì)整理他的未公布于眾的數(shù)學(xué)手稿時(shí)才得知他那時(shí)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(xì)微的鉛筆字:“對(duì)我來(lái)說(shuō),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(jì)。由于高斯在天文學(xué)、數(shù)學(xué)方面的杰出工作,他的名聲從1802年起就已開(kāi)始傳遍歐洲。彼得堡科學(xué)院不斷暗示他,自從1783年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學(xué)院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時(shí)堅(jiān)決勸阻高斯去俄國(guó),他甚至愿意給高斯增加薪金,為他建立天文臺(tái)。現(xiàn)在,高斯又在他的生活中面臨著新的選擇。
為了不使德國(guó)失去最偉大的天才,德國(guó)著名學(xué)者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其他學(xué)者和政界人物,為高斯?fàn)幦〉搅讼碛刑貦?quán)的格丁根大學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)教授,以及格丁根天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)的職位。1807年,高斯赴格丁根就職,全家遷居于此。從這時(shí)起,除了一次到柏林去參加科學(xué)會(huì)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(xué)學(xué)派的創(chuàng)立、德國(guó)成為世界科學(xué)中心和數(shù)學(xué)中心創(chuàng)造了條件。同時(shí),這也標(biāo)志著科學(xué)研究社會(huì)化的一個(gè)良好開(kāi)端。
高斯的學(xué)術(shù)地位,歷來(lái)為人們推崇得很高。他有“數(shù)學(xué)王子”、“數(shù)學(xué)家之王”的美稱(chēng)、被認(rèn)為是人類(lèi)有史以來(lái)“最偉大的三位(或四位)數(shù)學(xué)家之一”(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱(chēng)贊高斯是“人類(lèi)的驕傲”。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類(lèi)智力領(lǐng)域的幾乎所有褒獎(jiǎng)之詞,對(duì)于高斯都不過(guò)份。
高斯的研究領(lǐng)域,遍及純粹數(shù)學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,并且開(kāi)辟了許多新的數(shù)學(xué)領(lǐng)域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)蘊(yùn)幾何學(xué),都留下了他的足跡。從研究風(fēng)格、方法乃至所取得的具體成就方面,他都是18----19世紀(jì)之交的中堅(jiān)人物。如果我們把18世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個(gè)令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀(jì)的數(shù)學(xué)家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
雖然數(shù)學(xué)研究、科學(xué)工作在18世紀(jì)末仍然沒(méi)有成為令人羨慕的職業(yè),但高斯依然生逢其時(shí),因?yàn)樵谒觳饺攵⒅曛H,歐洲資本主義的發(fā)展,使各國(guó)政府都開(kāi)始重視科學(xué)研究。隨著拿破侖對(duì)法國(guó)科學(xué)家、科學(xué)研究的重視,俄國(guó)的沙皇以及歐洲的許多君主也開(kāi)始對(duì)科學(xué)家、科學(xué)研究刮目相看,科學(xué)研究的社會(huì)化進(jìn)程不斷加快,科學(xué)的地位不斷提高。作為當(dāng)時(shí)最偉大的科學(xué)家,高斯獲得了不少的榮譽(yù),許多世界著名的科學(xué)泰斗都把高斯當(dāng)作自己的老師。
1802年,高斯被俄國(guó)彼得堡科學(xué)院選為通訊院士、喀山大學(xué)教授;1877年,丹麥政府任命他為科學(xué)顧問(wèn),這一年,德國(guó)漢諾威政府也聘請(qǐng)他擔(dān)任政府科學(xué)顧問(wèn)。
高斯的一生,是典型的學(xué)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(xué)家。他先后結(jié)過(guò)兩次婚,幾個(gè)孩子曾使他頗為惱火。不過(guò),這些對(duì)他的科學(xué)創(chuàng)造影響不太大。在獲得崇高聲譽(yù)、德國(guó)數(shù)學(xué)開(kāi)始主宰世界之時(shí),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(duì)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(guó)中北部。他的祖父是農(nóng)民,父親是泥水匠,母親是一個(gè)石匠的女兒,有一個(gè)很聰明的弟弟,高斯這位舅舅,對(duì)小高斯很照顧,偶爾會(huì)給他一些指導(dǎo),而父親可以說(shuō)是一名大老粗,認(rèn)為只有力氣能掙錢(qián),學(xué)問(wèn)這種勞什子對(duì)窮人是沒(méi)有用的。
高斯很早就展現(xiàn)過(guò)人才華,三歲時(shí)就能指出父親帳冊(cè)上的錯(cuò)誤。七歲時(shí)進(jìn)了小學(xué),在破舊的教室里上課,老師對(duì)學(xué)生并不好,常認(rèn)為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書(shū)是懷才不遇。高斯十歲時(shí),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(mǎi)了一本較深的數(shù)學(xué)書(shū)給高斯讀。同時(shí),高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而B(niǎo)artels的能力也比老師高得多,后來(lái)成為大學(xué)教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學(xué)。
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(rèn)為兒子應(yīng)該像他一樣,作個(gè)泥水匠,而且也沒(méi)有錢(qián)讓高斯繼續(xù)讀書(shū),最后的結(jié)論是--去找有錢(qián)有勢(shì)的人當(dāng)高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過(guò)這次的訪問(wèn),高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和Bartels討論數(shù)學(xué),但不久之后,Bartels也沒(méi)有什么東西可以教高斯了。
1788年高斯不顧父親的反對(duì)進(jìn)了高等學(xué)校。數(shù)學(xué)老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學(xué)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(fèi)迪南,答應(yīng)盡一切可能幫助他,高斯的父親再也沒(méi)有反對(duì)的理由。隔年,高斯進(jìn)入Braunschweig學(xué)院。這年,高斯十五歲。在那里,高斯開(kāi)始對(duì)高等數(shù)學(xué)作研究。并且獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)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(jìn)入格丁根大學(xué),因?yàn)樗谡Z(yǔ)言和數(shù)學(xué)上都極有天分,為了將來(lái)是要專(zhuān)攻古典語(yǔ)文或數(shù)學(xué)苦惱了一陣子。到了1796年,十七歲的高斯得到了一個(gè)數(shù)學(xué)史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學(xué)之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。
希臘時(shí)代的數(shù)學(xué)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(duì)於正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來(lái)都沒(méi)有人知道。而高斯證明了:一個(gè)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(gè)不同「費(fèi)馬質(zhì)數(shù)」的乘積),k = 0,1,2,…
費(fèi)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(lái)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(lái)他的墓碑上并沒(méi)有刻上十七邊形,而是十七角星,因?yàn)樨?fù)責(zé)刻碑的雕刻家認(rèn)為,正十七邊形和圓太像了,大家一定分辨不出來(lái)。
1799年高斯提出了他的博士論文,這論文證明了代數(shù)一個(gè)重要的定理:
任一多項(xiàng)式都有根。這結(jié)果稱(chēng)為「代數(shù)學(xué)基本定理」。
事實(shí)上在高斯之前有許多數(shù)學(xué)家認(rèn)為已給出了這個(gè)結(jié)果的證明,可是沒(méi)有一個(gè)證明是嚴(yán)密的。高斯把前人證明的缺失一一指出來(lái),然后提出自己的見(jiàn)解,他一生中一共給出了四個(gè)不同的證明。
在1801年,高斯二十四歲時(shí)出版了《算學(xué)研究》(Disquesitiones Arithmeticae),這本書(shū)以拉丁文寫(xiě)成,原來(lái)有八章,由于錢(qián)不夠,只好印七章。 這本書(shū)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(shuō)是數(shù)論第一本有的著作,高斯第一次介紹「同余」(Congruent)的概念。「二次互逆定理」也在其中。
二十四歲開(kāi)始,高斯放棄在純數(shù)學(xué)的研究,作了幾年天文學(xué)的研究。
當(dāng)時(shí)的天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已,認(rèn)為火星和木星間應(yīng)該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。在1801年,意大利的天文學(xué)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(gè),但當(dāng)時(shí)天文學(xué)界爭(zhēng)論不休,有人說(shuō)這是行星,有人說(shuō)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(lái),它便隱身到太陽(yáng)后面去了。因此無(wú)法知道它的軌道,也無(wú)法判定它是行星或彗星。
高斯這時(shí)對(duì)這個(gè)問(wèn)是產(chǎn)生興趣,他決定解決這個(gè)捉摸不到的星體軌跡的問(wèn)題。高斯自己獨(dú)創(chuàng)了只要三次觀察,就可以來(lái)計(jì)算星球軌道的方法。他可以極準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)行星的位置。果然,谷神星準(zhǔn)確無(wú)誤的在高斯預(yù)測(cè)的地方出現(xiàn)。這個(gè)方法--雖然他當(dāng)時(shí)沒(méi)有公布--就是「最小平方法」(Method of Least Square)。
1802年,他又準(zhǔn)確預(yù)測(cè)了小行星二號(hào)--智神星的位置,這時(shí)他的聲名遠(yuǎn)播,榮譽(yù)滾滾而來(lái),俄國(guó)圣彼得堡科學(xué)院選他為會(huì)員,發(fā)現(xiàn)Pallas的天文學(xué)家Olbers請(qǐng)他當(dāng)哥廷根天文臺(tái)主任,他沒(méi)有立刻答應(yīng),到了1807年才前往哥廷根就任。
1809年他寫(xiě)了《天體運(yùn)動(dòng)理論》二冊(cè),第一冊(cè)包含了微分方程、圓椎截痕和橢圓軌道,第二冊(cè)他展示了如何估計(jì)行星的軌道。高斯在天文學(xué)上的貢獻(xiàn)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(tái)的工作,他仍抽空做其他研究。為了用積分解天體運(yùn)動(dòng)的微分力程,他考慮無(wú)窮級(jí)數(shù),并研究級(jí)數(shù)的收斂問(wèn)題,在1812年,他研究了超幾何級(jí)數(shù),并且把研究結(jié)果寫(xiě)成專(zhuān)題論文,呈給哥廷根皇家科學(xué)院。
1820到1830年間,高斯為了測(cè)繪汗諾華公國(guó)的地圖,開(kāi)始做測(cè)地的工作,他寫(xiě)了關(guān)於測(cè)地學(xué)的書(shū),由於測(cè)地上的需要,他發(fā)明了日觀測(cè)儀。為了要對(duì)地球表面作研究,他開(kāi)始對(duì)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(xué)念的「微分幾何」。
在1830到1840年間,高斯和一個(gè)比他小廿七歲的年輕物理學(xué)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(shí)驗(yàn),高斯研究理論,韋伯引起高斯對(duì)物理問(wèn)題的興趣,而高斯用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題,影響韋伯的思考工作方法。
1833年高斯從他的天文臺(tái)拉了一條長(zhǎng)八千尺的電線,跨過(guò)許多人家的屋頂,一直到韋伯的實(shí)驗(yàn)室,以伏特電池為電源,構(gòu)造了世界第一個(gè)電報(bào)機(jī)。
1835年高斯在天文臺(tái)里設(shè)立磁觀測(cè)站,并且組織「磁協(xié)會(huì)」發(fā)表研究結(jié)果,引起世界廣大地區(qū)對(duì)地磁作研究和測(cè)量。
高斯已經(jīng)得到了地磁的準(zhǔn)確理,他為了要獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的證明,他的書(shū)《地磁的一般理論》拖到1839年才發(fā)表。
1840年他和韋伯畫(huà)出了世界第一張地球磁場(chǎng)圖,而且定出了地球磁南極和磁北極的位置。1841年美國(guó)科學(xué)家證實(shí)了高斯的理論,找到了磁南極和磁北極的確實(shí)位置。
高斯對(duì)自己的工作態(tài)度是精益求精,非常嚴(yán)格地要求自己的研究成果。他自己曾說(shuō):寧可發(fā)表少,但發(fā)表的東西是成熟的成果。許多當(dāng)代的數(shù)學(xué)家要求他,不要太認(rèn)真,把結(jié)果寫(xiě)出來(lái)發(fā)表,這對(duì)數(shù)學(xué)的發(fā)展是很有幫助的。其中一個(gè)有名的例子是關(guān)于非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開(kāi)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(xué)的同學(xué),他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對(duì)他繼續(xù)從事這種看起來(lái)毫無(wú)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(xué)高斯,想不到高斯卻回信道:
to preise it would mean to praise myself. 我無(wú)法夸贊他,因?yàn)榭滟澦偷扔诳洫?jiǎng)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(méi)有公布而已。美國(guó)的著名數(shù)學(xué)家貝爾,在他著的《數(shù)學(xué)工作者》一書(shū)里曾經(jīng)這樣批評(píng)高斯:
在高斯死后,人們才知道他早就預(yù)見(jiàn)一些十九世的數(shù)學(xué),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(xué)早比目前還要先進(jìn)半個(gè)世紀(jì)或更多的時(shí)間。阿貝爾和雅可比可以從高斯所停留的地方開(kāi)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(shí)就知道的東西。而那些非歐幾何學(xué)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(mèng)中安詳?shù)娜ナ懒恕?/p>
