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卡爾·弗里德里希·高斯:世界四大數學家之一、數學王子

來源:安安歷史網    閱讀: 1.97W 次
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約翰·卡爾·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss ,1777年4月30日-1855年2月23日,享年77歲),猶太人,德國著名數學家、物理學家、天文學家、大地測量學家,近代數學奠基者之一。高斯被認爲是歷史上最重要的數學家之一,並享有“數學王子”之稱。

高斯和阿基米德、牛頓、歐拉並列爲世界四大數學家。一生成就極爲豐碩,以他名字“高斯”命名的成果達110個,屬數學家中之最。他對數論、代數、統計、分析、微分幾何、大地測量學、地球物理學、力學、靜電學、天文學、矩陣理論和光學皆有貢獻。

卡爾·弗里德里希·高斯:世界四大數學家之一、數學王子

家庭背景

高斯是一對貧窮普魯士猶太人夫婦的唯一的兒子。母親是一個貧窮石匠的女兒,雖然十分聰明,但卻沒有接受過教育。在她成爲高斯父親的第二個妻子之前,她從事女傭工作。他的父親曾做過園丁,工頭,商人的助手和一個小保險公司的評估師。

當高斯三歲時便能夠糾正他父親的借債賬目的事情,已經成爲一個軼事流傳至今。他曾說,他在麥仙翁堆上學會計算。能夠在頭腦中進行復雜的計算,是上帝賜予他一生的天賦。

父親格爾恰爾德·迪德里赫對高斯要求極爲嚴厲,甚至有些過分。高斯尊重他的父親,並且秉承了其父誠實、謹慎的性格。高斯很幸運地有一位鼎力支持他成才的母親。高斯一生下來,就對一切現象和事物十分好奇,而且決心弄個水落石出,這已經超出了一個孩子能被許可的範圍。當丈夫爲此訓斥孩子時,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。

在成長過程中,幼年的高斯主要得力於他的母親羅捷雅和舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,爲人熱情而又聰明能幹投身於紡織貿易頗有成就。他發現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高斯的智力。

若干年後,已成年併成就顯赫的高斯回想起舅舅爲他所做的一切,深感對他成才之重要,他想到舅舅多產的思想,不無傷感地說,舅舅去世使"我們失去了一位天才"。正是由於弗利德里希慧眼識英才,經常勸導姐夫讓孩子向學者方面發展,才使得高斯沒有成爲園丁或者泥瓦匠。

羅捷雅真的希望兒子能幹出一番偉大的事業,對高斯的才華極爲珍視。然而,她也不敢輕易地讓兒子投入不能養家餬口的數學研究中。在高斯19歲那年,儘管他已做出了許多偉大的數學成就,但她仍向數學界的朋友W.波爾約問道:高斯將來會有出息嗎?波爾約說她的兒子將是"歐洲最偉大的數學家",爲此她激動得熱淚盈眶。

卡爾·弗里德里希·高斯:世界四大數學家之一、數學王子 第2張

初顯天分

高斯7歲那年開始上學。10歲的時候,他進入了學習數學的班級,這是一個首次創辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術這麼一門課程。數學教師是布特納,他對高斯的成長也起了一定作用。

一天,老師佈置了一道題,1+2+3······這樣從1一直加到100等於多少。

高斯很快就算出了答案,起初高斯的老師布特納並不相信高斯算出了正確答案:"你一定是算錯了,回去再算算。”高斯非常堅定,說出答案就是5050。高斯是這樣算的:1+100=101,2+99=101······50+51=101。從1加到100有50組這樣的數,所以50X101=5050。

布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術書送給高斯,說:“你已經超過了我,我沒有什麼東西可以教你了。”接着,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學研究。

得到資助

1788年,11歲的高斯進入了文科學校,他在新的學校裏,所有的功課都極好,特別是古典文學、數學尤爲突出。他的教師們和慈母把他推薦給伯倫瑞克公爵,希望公爵能資助這位聰明的孩子上學。

布倫茲維克公爵卡爾·威廉·斐迪南召見了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,公爵慷慨地提出願意作高斯的資助人,讓他繼續學習。

1792年高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續學習。1795年,公爵又爲他支付各種費用,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造性的研究。

1796年高斯19歲,發現了正十七邊形的尺規作圖法,解決了自歐幾里德以來懸而未決的一個難題。同年,發表並證明了二次互反律。這是他的得意傑作,一生曾用八種方法證明,稱之爲“黃金律”。

1799年,高斯完成了博士論文,獲黑爾姆施泰特大學的博士學位,回到家鄉布倫茲維克,雖然他的博士論文順利通過了,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。

卡爾·弗里德里希·高斯:世界四大數學家之一、數學王子 第3張

公爵繼續慷慨資助高斯的研究,使得他能在1803年謝絕聖彼得堡提供的教授職位,他一直是聖彼得堡科學院通訊院士。

公爵爲高斯付諸了長篇博士論文的印刷費用,送給他一幢公寓,又爲他印刷了《算術研究》,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"。

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展的重要推動因素之一。高斯正處於私人資助科學研究與科學研究社會化的轉變時期。

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