欧洲近现代中国著名数学家的故事故事

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高斯 德国大数学家高斯( Carl Friedrich Gauss
) 是德国最伟大,最杰出的科学家,如果单纯以他的数学成就来说,很少在一门数学的分支里没有用到他的一些研究成果. 贫寒家庭出身 高斯的祖父是农民,父亲除了从事园艺的工作外,也当过各色各样的杂工,如护堤员、建筑工等等.父亲由於贫穷,本身没有受过什麼教育. 母亲在三十四岁时才结婚,三十五岁生下了高斯.她是一名石匠的女儿,有一个很聪明的弟弟,他手巧心灵是当地出名的织绸能手,高斯的这位舅舅,对小高斯很照顾,有机会就教育他,把他所知道的一些知识传授给他.而父亲可以说是一名”大老粗”,认为只有力气能挣钱,学问对穷人是没有用的. 高斯在晚年喜欢对自己的小孙儿讲述自己小时候的故事,他说他在还不会讲话的时候,就已经学会计算了. 他还不到三岁的时候,有一天他观看父亲在计算受他管辖的工人们的周薪.父亲在喃喃的计数,最后长叹的一声表示总算把钱算出来. 父亲念出钱数,准备写下时,身边传来微小的声音:「爸爸!算错了,钱应该是这样.」父亲惊异地再算一次,果然小高斯讲的数是正确的,奇特的地 方是没有人教过高斯怎麼样计算,而小高斯平日靠观察,在大人不知不觉时,他自己学会了计算. 另外一个著名的故事亦可以说明高斯很小时就有很快的计算能力.当他还在小学读书时,有一天,算术老师要求全班同学算出以下的算式: 1 + 2 + 3 + 4 + .+ 98 + 99 + 100 = ? 在老师把问题讲完不久,高斯就在他的小石板上端端正正地写下答案5050,而其他孩子算到头昏脑胀,还是算不出来.最后只有高斯的答案是正确无误. 原来 1 +100= 101 2 + 99 = 101 3 + 98 = 101 . . . 50 + 51 = 101 前后两项两两相加,就成了50对和都是 101的配对了 即 101 × 50 = 5050. 按:今用公式 表示 1 + 2 + ... + n 高斯的家里很穷,在冬天晚上吃完饭后,父亲就要高斯上床睡觉,这样可以节省燃料和灯油.高斯很喜欢读书,他往往带了一捆芜菁上他的顶楼去,他把芜菁当中挖空,塞进用粗棉卷成的灯芯,用一些油脂当烛油,於是就在这发出微弱光亮的灯下,专心地看书.等到疲劳和寒冷压倒他时,他才钻进被窝睡觉. 高斯的算术老师本来是对学生态度不好,他常认为自己在穷乡僻壤教书是怀才不遇,现在发现了「神童」,他是很高兴.但是很快他就感到惭愧,觉得自己懂的数学不多,不能对高斯有什麼帮助. 他去城里自掏腰包买了一本数学书送给高斯,高斯很高兴和比他大差不多十岁的老师的助手一起学习这本书.这个小孩和那个少年建立起深厚的感情,他们花许多时间讨论这里面的东西. 高斯在十一岁的时候就发现了二项式定理 ( x + y )n的一般情形,这里 n可以是正负整数或正负分数.当他还是一个小学生时就对无穷的问题注意了. 有一天高斯在走回家时,一面走一面全神贯注地看书,不知不觉走进了布伦斯维克 ( Braunschweig ) 宫的庭园,这时布伦斯维克公爵夫人看到这个小孩那麼喜欢读书,於是就和他交谈,她发现他完全明白所读的书的深奥内容. 公爵夫人回去报告给公爵知道,公爵也听说过在他所管辖的领地有一个聪明小孩的故事,於是就派人把高斯叫去宫殿. 费迪南公爵 ( Duke Ferdinand ) 很喜欢这个害羞的孩子,也赏识他的才能,於是决定给他经济援助,让他有机会受高深教育,费迪南公爵对高斯的照顾是有利的,不然高斯的父亲是反对孩子读太多书,他总认为工作赚钱比去做什麼数学研究是更有用些,那高斯又怎麼会成材呢? 高斯的学校生涯 在费迪南公爵的善意帮助下,十五岁的高斯进入一间著名的学院(程度相当於高中和大学之间).在那里他学习了古代和现代语言,同时也开始对高等数学作研究. 他专心阅读牛顿、欧拉、拉格朗日这些欧洲著名数学家的作品.他对牛顿的工作特别钦佩,并很快地掌握了牛顿的微积分理论. 795年10月他离开家乡的学院到哥庭根 ( Gottingen )去念大学.哥庭根大学在德国很有名,它的丰富数学藏书吸引了高斯.许多外国学生也到那里学习语言、神学、法律或医学.这是一个学术风气很浓厚的城市. 高斯这时候不知道要读什麼系,语言系呢还是数学系?如果以实用观点来看,学数学以后找生活是不大容易的. 可是在他十八岁的前夕,现在数学上的一个新发现使他决定终生研究数学.这发现在数学史上是很重要的. 我们知道当 n ≥ 3 时,正 n 边形是指那些每一边都相等,内角也一样的 n 边多边形. 希腊的数学家早知道用圆规和没有刻度的直尺画出正三、四、五、十五边形.但是在这之后的二千多年以来没有人知道怎麼用直尺和圆规构造正十一边、十三边、十四边、十七边多边形. 还不到十八岁的高斯发现了:一个正 n 边形可以用直尺和圆规画出当且仅当 n 是底下两种形式之一: k= 0,1,2, ... 十七世纪时法国数学家费马 ( Fermat ) 以为公式 在 k = 0, 1, 2, 3, .给出素数.(事实上,目前只确定 F0,F1,F2,F4是质数,F5不是). 高斯用代数方法解决了二千多年来的几何难题,而且找到正十七边形的直尺与圆规的作法.他是那麼的兴奋,因此决定一生研究数学.据说,他还表示希望死后在他的墓碑上能刻上一个正十七边形,以纪念他少年时最重要的数学发现. 1799年高斯呈上他的博士论文,这论文证明了代数一个重要的定理:任何一元代数方程都有根.这结果数学上称为”代数基本定理”. 事实上在高斯之间有许多数学家认为已给出了这个结果的证明,可是没有一个证是严密的,高斯是第一个数学家给出严密无误的证明,高斯认为这个定理是很重要的,在他一生中给了一共四个不同的证明.高斯没有钱印刷他的学位论文,还好费迪南公爵给他钱印刷. 二十岁时高斯在他的日记上写,他有许多数学想法出现在脑海中,由於时间不定,因此只能记录一小部份.幸亏他把研究的成果写成一本叫<算学研究>,并且在二十四岁时出版,这书是用拉丁文写,原来有八章,由於钱不够,只好印七章,这书可以说是数论第一本有系统的著作,高斯第一次介绍”同余”这个概念.
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筹算女杰王贞仪
女数学家王贞仪( ),字德卿,江宁人,是清代学者王锡琛之女,著有《西洋筹算增删》一卷、《重订策算证讹》一卷、《象数窥余》四卷、《术算简存》五卷、《筹算易知》一卷。
从她遗留下来的著作可以看出,她是一位从事天文和筹算研究的女数学家。算筹, 又被称为筹、策、筹策等,有时亦称为算子,是一种棒状的计算工具。一般是竹制或木制的一...数学家的故事并带这位数学家在生活中所发现的例题_百度作业帮
数学家的故事并带这位数学家在生活中所发现的例题
数学家的故事并带这位数学家在生活中所发现的例题
欧拉(Leonhard Euler 公元年) 1707年出生在瑞士的巴塞尔(Basel)城,13岁就进巴塞尔大学读书,得到当时最有名的数学家约翰•伯努利(Johann Bernoulli,年)的精心指导.
欧拉渊博的知识,无穷无尽的创作精力和空前丰富的著作,都是令人惊叹不已的!他从19岁开始发表论文,直到76岁,半个多世纪写下了浩如烟海的书籍和论文.到今几乎每一个数学领域都可以看到欧拉的名字,从初等几何的欧拉线,多面体的欧拉定理,立体解析几何的欧拉变换公式,四次方程的欧拉解法到数论中的欧拉函数,微分方程的欧拉方程,级数论的欧拉常数,变分学的欧拉方程,复变函数的欧拉公式等等,数也数不清.他对数学分析的贡献更独具匠心,《无穷小分析引论》一书便是他划时代的代表作,当时数学家们称他为"分析学的化身".
欧拉是科学史上最多产的一位杰出的数学家,据统计他那不倦的一生,共写下了886本书籍和论文,其中分析、代数、数论占40%,几何占18%,物理和力学占28%,天文学占11%,弹道学、航海学、建筑学等占3%,彼得堡科学院为了整理他的著作,足足忙碌了四十七年.
欧拉著作的惊人多产并不是偶然的,他可以在任何不良的环境中工作,他常常抱着孩子在膝上完成论文,也不顾孩子在旁边喧哗.他那顽强的毅力和孜孜不倦的治学精神,使他在双目失明以后, 也没有停止对数学的研究,在失明后的17年间,他还口述了几本书和400篇左右的论文.19世纪伟大数学家高斯(Gauss,年)曾说:"研究欧拉的著作永远是了解数学的最好方法."
欧拉的父亲保罗•欧拉(Paul Euler)也是一个数学家,原希望小欧拉学神学,同时教他一点教学.由于小欧拉的才人和异常勤奋的精神,又受到约翰•伯努利的赏识和特殊指导,当他在19岁时写了一篇关于船桅的论文,获得巴黎科学院的奖的奖金后,他的父亲就不再反对他攻读数学了.
1725年约翰•伯努利的儿子丹尼尔•伯努利赴俄国,并向沙皇喀德林一世推荐了欧拉,这样,在日欧拉来到了彼得堡.1733年,年仅26岁的欧拉担任了彼得堡科学院数学教授.1735年,欧拉解决了一个天文学的难题(计算慧星轨道),这个问题经几个著名数学家几个月的努力才得到解决,而欧拉却用自己发明的方法,三天便完成了.然而过度的工作使他得了眼病,并且不幸右眼失明了,这时他才28岁.1741年欧拉应普鲁士彼德烈大帝的邀请,到柏林担任科学院物理数学所所长,直到1766年,后来在沙皇喀德林二世的诚恳敦聘下重回彼得堡,不料没有多久,左眼视力衰退,最后完全失明.不幸的事情接踵而来,1771年彼得堡的大火灾殃及欧拉住宅,带病而失明的64岁的欧拉被围困在大火中,虽然他被别人从火海中救了出来,但他的书房和大量研究成果全部化为灰烬了.
沉重的打击,仍然没有使欧拉倒下,他发誓要把损失夺回来.在他完全失明之前,还能朦胧地看见东西,他抓紧这最后的时刻,在一块大黑板上疾书他发现的公式,然后口述其内容,由他的学生特别是大儿子A•欧拉(数学家和物理学家)笔录.欧拉完全失明以后,仍然以惊人的毅力与黑暗搏斗,凭着记忆和心算进行研究,直到逝世,竟达17年之久.
欧拉的记忆力和心算能力是罕见的,他能够复述年青时代笔记的内容,心算并不限于简单的运算,高等数学一样可以用心算去完成.有一个例子足以说明他的本领,欧拉的两个学生把一个复杂的收敛级数的17项加起来,算到第50位数字,两人相差一个单位,欧拉为了确定究竟谁对,用心算进行全部运算,最后把错误找了出来.欧拉在失明的17年中;还解决了使牛顿头痛的月离问题和很多复杂的分析问题.
欧拉的风格是很高的,拉格朗日是稍后于欧拉的大数学家,从19岁起和欧拉通信,讨论等周问题的一般解法,这引起变分法的诞生.等周问题是欧拉多年来苦心考虑的问题,拉格朗日的解法,博得欧拉的热烈赞扬,日欧拉在回信中盛称拉格朗日的成就,并谦虚地压下自己在这方面较不成熟的作品暂不发表,使年青的拉格朗日的工作得以发表和流传,并赢得巨大的声誉.他晚年的时候,欧洲所有的数学家都把他当作老师,著名数学家拉普拉斯(Laplace)曾说过:"欧拉是我们的导师." 欧拉充沛的精力保持到最后一刻,日下午,欧拉为了庆祝他计算气球上升定律的成功,请朋友们吃饭,那时天王星刚发现不久,欧拉写出了计算天王星轨道的要领,还和他的孙子逗笑,喝完茶后,突然疾病发作,烟斗从手中落下,口里喃喃地说:"我死了",欧拉终于"停止了生命和计算".
欧拉的一生,是为数学发展而奋斗的一生,他那杰出的智慧,顽强的毅力,孜孜不倦的奋斗精神和高尚的科学道德,永远是值得我们学习的. 〔欧拉还创设了许多数学符号,例如π(1736年),I(1777年),e(1748年),sin和cos(1748年),tg(1753年),△x(1755年),∑(1755年),f(x)(1734年)等.1.德国著名大科学家高斯()出生在一个贫穷的家庭.高斯在还不会讲话就自己学计算,在三岁时有一天晚上他看着父亲在算工钱时,还纠正父亲计算的错误.
长大后他成为当代最杰出的天文学家、数学家.他在物理的电磁学方面有一些贡献,现在电磁学的一个单位就是用他的名字命名.数学家们则称呼他为“数学王子”.
他八岁时进入乡村小学读书.教数学的老师是一个从城里来的人,觉得在一个穷乡僻壤教几个小猢狲读书,真是大材小用.而他又有些偏见:穷人的孩子天生都是笨蛋,教这些蠢笨的孩子念书不必认真,如果有机会还应该处罚他们,使自己在这枯燥的生活里添一些乐趣.
这一天正是数学教师情绪低落的一天.同学们看到老师那抑郁的脸孔,心里畏缩起来,知道老师又会在今天捉这些学生处罚了.
“你们今天替我算从1加2加3一直到100的和.谁算不出来就罚他不能回家吃午饭.”老师讲了这句话后就一言不发的拿起一本小说坐在椅子上看去了.
教室里的小朋友们拿起石板开始计算:“1加2等于3,3加3等于6,6加4等于10……”一些小朋友加到一个数后就擦掉石板上的结果,再加下去,数越来越大,很不好算.有些孩子的小脸孔涨红了,有些手心、额上渗出了汗来.
还不到半个小时,小高斯拿起了他的石板走上前去.“老师,答案是不是这样?”
老师头也不抬,挥着那肥厚的手,说:“去,回去再算!错了.”他想不可能这么快就会有答案了.
可是高斯却站着不动,把石板伸向老师面前:“老师!我想这个答案是对的.”
数学老师本来想怒吼起来,可是一看石板上整整齐齐写了这样的数:5050,他惊奇起来,因为他自己曾经算过,得到的数也是5050,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了这个数值呢?
高斯解释他发现的一个方法,这个方法就是古时希腊人和中国人用来计算级数1+2+3+…+n的方法.高斯的发现使老师觉得羞愧,觉得自己以前目空一切和轻视穷人家的孩子的观点是不对的.他以后也认真教起书来,并且还常从城里买些数学书自己进修并借给高斯看.在他的鼓励下,高斯以后便在数学上作了一些重要的研究了.
2.我国已故著名的数学家华罗庚爷爷出生在一个摆杂货店的家庭,从小体弱多病,但他凭借自己一股坚强的毅力和崇高的追求,终于成为一代数学宗师.
少年时期的华罗庚就特别爱好数学,但数学成绩并不突出.19岁那年,一篇出色的文章惊动了当时著名的数学家熊庆来.从此在熊庆来先生的引导下,走上了研究数学的道路.晚年为了国家经济建设,把纯粹数学推广应用到工农业生产中,为祖国建设事业奋斗终生!
华爷爷悉心栽培年轻一代,让青年数学家茁壮成儿使他们脱颖而出,工作之余还不忘给青多年朋友写一些科普读物.下面就是华罗庚爷爷曾经介绍给同学们的一个有趣的数学游戏:
有位老师,想辨别他的3个学生谁更聪明.他采用如下的方法:事先准备好3顶白帽子,2顶黑帽子,让他们看到,然后,叫他们闭上眼睛,分别给戴上帽子,藏起剩下的2顶帽子,最后,叫他们睁开眼,看着别人的帽子,说出自己所戴帽子的颜色.
3个学生互相看了看,都踌躇了一会,并异口同声地说出自己戴的是白帽子.
聪明的小读者,想想看,他们是怎么知道帽子颜色的呢?“
为了解决上面的伺题,我们先考虑“2人1顶黑帽,2顶白帽”问题.因为,黑帽只有1顶,我戴了,对方立刻会说自己戴的是白帽.但他踌躇了一会,可见我戴的是白帽.
这样,“3人2顶黑帽,3顶白帽”的问题也就容易解决了.假设我戴的是黑帽子,则他们2人就变成“2人1顶黑帽,2顶白帽”问题,他们可以立刻回答出来,但他们都踌躇了一会,这就说明,我戴的是白帽子,3人经过同样的思考,于是,都推出自己戴的是白帽子.
看到这里.同学们可能会拍手称妙吧.后来,华爷爷还将原来的问题复杂化,“n个人,n-1顶黑帽子,若干(不少于n)顶白帽子”的问题怎样解决呢?运用同样的方法,便可迎刃而解.他并告诫我们:复杂的问题要善于“退”,足够地“退”,“退”到最原始而不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窃.
3. 欧拉是数学史上著名的数学家,他在数论、几何学、天文数学、微积分等好几个数学的分支领域中都取得了出色的成就.不过,这个大数学家在孩提时代却一点也不讨老师的喜欢,他是一个被学校除了名的小学生.
事情是因为星星而引起的. 当时,小欧拉在一个教会学校里读书.有一次,他向老师提问,天上有多少颗星星.老师是个神学的信徒,他不知道天上究竟有多少颗星,圣经上也没有回答过.其实,天上的星星数不清,是无限的.我们的肉眼可见的星星也有几千颗.这个老师不懂装懂,回答欧拉说:"天有有多少颗星星,这无关紧要,只要知道天上的星星是上帝镶嵌上去的就够了."
欧拉感到很奇怪:"天那么大,那么高,地上没有扶梯,上帝是怎么把星星一颗一颗镶嵌到一在幕上的呢?上帝亲自把它们一颗一颗地放在天幕,他为什么忘记了星星的数目呢?上帝会不会太粗心了呢?
他向老师提出了心中的疑问,老师又一次被问住了,涨红了脸,不知如何回答才好.老师的心中顿时升起一股怒气,这不仅是因为一个才上学的孩子向老师问出了这样的问题,使老师下不了台,更主要的是,老师把上帝看得高于一切.小欧拉居然责怪上帝为什么没有记住星星的数目,言外之意是对万能的上帝提出了怀疑.在老师的心目中,这可是个严重的问题.
在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的,人们只能做思想的奴隶,绝对不允许自由思考.小欧拉没有与教会、与上帝"保持一致",老师就让他离开学校回家.但是,在小欧拉心中,上帝神圣的光环消失了.他想,上帝是个窝囊废,他怎么连天上的星星也记不住?他又想,上帝是个独裁者,连提出问题都成了罪.他又想,上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在.
回家后无事,他就帮助爸爸放羊,成了一个牧童.他一面放羊,幻娑潦椤K?恋氖橹校?胁簧偈??椤?
爸爸的羊群渐渐增多了,达到了100只.原来的羊圈有点小了,爸爸决定建造一个新的羊圈.他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米.正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用.若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米(15+15+40+40=110)父亲感到很为难,若要按原计划建造,就要再添10米长的材料;要是缩小面积,每头羊的面积就会小于6平方米.
小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,也不用担心每头羊的领地会小于原来的计划.他有办法.父亲不相信小欧拉会有办法,听了没有理他.小欧拉急了,大声说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了.
父亲听了直摇头,心想:"世界上哪有这样便宜的事情?"但是,小欧拉却坚持说,他一定能两全齐美.父亲终于同意让儿子试试看.
小欧拉见父亲同意了,站起身来,跑到准备动工的羊圈旁.他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米.父亲着急了,说:"那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了."小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米.经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形.然后,小欧拉很自信地对爸爸说:"现在,篱笆也够了,面积也够了."
父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,不多不少,全部用光.面积也足够了,而且还稍稍大了一些.父亲心里感到非常高兴.孩子比自己聪明,真会动脑筋,将来一定大有出息.
父亲感到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了.后来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利.通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生.这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年轻的大学生. 4.2000多年前,有人用简单的测量工具计算出地球的周长.这个人就是古希腊的埃拉托色尼.
埃拉托色尼博学多才,他不仅通晓天文,而且熟知地理;又是诗人、历史学家、语言学家、哲学家,曾担任过亚历山大博物馆的馆长.
细心的埃拉托色尼发现:离亚历山大城约800公里的塞恩城(今埃及阿斯旺附近),夏日正午的阳光可以一直照到井底,因而这时候所有地面上的直立物都应该没有影子.但是,亚历山大城地面上的直立物却有一段很短的影子.他认为:直立物的影子是由亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角所造成.从地球是圆球和阳光直线传播这两个前提出发,从假想的地心向塞恩城和亚历山大城引两条直线,其中的夹角应等于亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角.按照相似三角形的比例关系,已知两地之间的距离,便能测出地球的圆周长.埃拉托色尼测出夹角约为7度,是地球圆周角(360度)的五十分之一,由此推算地球的周长大约为4万公里,这与实际地球周长(40076公里)相差无几.他还算出太阳与地球间距离为1.47亿公里,和实际距离1.49亿公里也惊人地相近.这充分反映了埃拉托色尼的学说和智慧.
埃拉托色尼是首先使用“地理学”名称的人,从此代替传统的“地方志”,写成了三卷专著.书中描述了地球的形状、大小和海陆分布.埃拉托色尼还用经纬网绘制地图,最早把物理学的原理与数学方法相结合,创立了数理地理学
陈省身(国语罗马字:Shiing-shen Chern,日—日),美国华裔数学家、教育家,国际微分几何大师。美国国家科学院院士、中央研究院院士,同时是法国科学院、意大利国家科学院、英国皇家学会和中国科学院的外籍院士。
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