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2018年6月4日星期一

【 这么多数学成果,你知道哪位数学家的名字被用的最多?】 作者:吴国平







该怎么去介绍这样一位数学家,似乎用尽所有赞美之词也不为过,但同时又显得美中不足,无法表达出他的伟大。

坊间有句话是这样形容这位数学家:传说上帝有一本记载了世间所有数学定理证明的天书,其实这个书是存在的,只是我们称之为“高斯的手稿”。

很多人第一次认识数学家高斯是通过一个小故事:数列求和。

在高斯读小学的时候,他的数学老师布特纳布置这样一道数学题目:求1+2+3······这样从1一直加到100等于多少?



布特纳老师估计班上的学生会从1+2开始慢慢一个个算下去,时间要花费很久,但唯独高斯很快就得到答案,高斯的老师布特纳并不相信他这么快就算出了正确答案:"你一定是算错了,回去再算算。”

高斯非常坚定的回答:我算出来了,答案是5050.

高斯说:1+100=101,2+99=101······50+51=101,从1加到100有50组这样的数,所以50×101=5050。

听到这里,数学老师布特纳已经被高斯的思维惊讶的不行,之后特地特意从汉堡买了最好的算术书送给高斯,可以说布特纳对高斯的成长起到了一定作用。




从小就表现出极高数学天赋的高斯,在学习道路上也并非一帆风顺。由于家庭贫困等众多原因,高斯小时候没有接受良好的教育,但他在麦仙翁堆上学会了计算,能够在大脑中进行复杂的运算。正是高斯这种从幼儿时期就具备了其他儿童没有的探索精神,使他在数学学习方面比别人跑的更快,如高斯在三岁时便能够纠正他父亲的借债账目的事情。

在高斯成为闻名欧洲的数学家之前,他的母亲、舅舅、布伦兹维克公爵卡尔·威廉·斐迪南等人对高斯的无私帮助和鼓励,都起到很大的作用,如他的母亲坚信高斯会成为一位伟大的数学家,极力培养他,避免让他成为一名园丁或泥瓦工。



高斯的数学成就有多高?这么说吧,我们只要打开任何一本理工科的数学书籍,你就能找到Gauss这个字眼。

高斯是一位全才的数学家,他的数学研究几乎遍及所有领域,如在数论、代数学、非欧几何、复变函数和微分几何等方面都做出了开创性的贡献,以他名字“高斯”命名的成果多达110个,属数学家中之最,因此,高斯被誉为近代数学奠基者和历史上最重要的数学家之一。



高斯一生正式发表的论文共155篇,这主要是基于他对待学问十分严谨,单方面把他自己认为是十分成熟的作品发表出来而已。如数学家雅克比在椭圆函数领域上做了很多研究工作,之后他便把自己在椭圆函数方面的研究成果向高斯陈述,但高斯每次都能从书桌里拿出一堆多年前的手稿,向雅克比证明“你刚才说的东西我早就发现了”。




还有一个比较有名的例子是关于非欧几何的发展,高斯是最早怀疑欧几里得几何学是自然界和思想中所固有的那些人之一。高斯是最早认识到可能存在一种不适用平行线公理的几何学的人之一,他逐渐得出革命性的结论︰确实存在这样的几何学,其内部相容并且没有矛盾。但因为与同时代的人观点相背,他没有进行发表。

直到1832~1833年前后,匈牙利数学家小波尔约独立地发表非欧几何学,老波尔约把儿子小波尔约的成果寄给高斯,想不到高斯却回信道:我无法夸赞他,因为夸赞他就等于夸奖我自己,因为高斯宣称他大约在30年前就得到同样的结论。




高斯在很多数学领域方面的工作,由于他十分严谨的性格,都没有发表出来,直到他死后数十年,其他数学家才慢慢从他手稿或来往信件中慢慢整理出来。

高斯一生的成就不只是在数学这一领域,他还把数学应用于天文学、大地测量学、磁学的研究、地球物理学、力学、静电学、矩阵理论、光学等,都作出重要的贡献,如电报的发展。

时代成就伟人,伟人也成就时代。现在很多人喜欢拿现代的数学家或数学成就去跟高斯比较,这是非常不科学以及愚蠢的行为。衡量一个人的贡献和伟大,我们都需要结合时代背景等客观因素一起进行考量,这样才能做出客观的评价。

因此,数学界基于高斯在数学方面的成就,把他和阿基米德、牛顿、欧拉并列为世界四大数学家,并称之他为 “数学王子”。