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時(shí)間:2022-08-23 15:28:45 數(shù)學(xué)手抄報(bào) 我要投稿
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  數(shù)學(xué)家高斯的故事

  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,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,就從漢堡買了一本較深的數(shù)學(xué)書給高斯讀。同時(shí),高斯和大他差不多十歲的助教Bartels變得很熟,而Bartels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)有錢讓高斯繼續(xù)讀書,最后的結(jié)論是去找有錢有勢(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,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。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,F1 = 5,F2 = 17,F3 = 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),這本書以拉丁文寫成,原來(lái)有八章,由于錢不夠,只好印七章

  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>

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