高斯
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高斯生於德國,父親是個貧窮的工人,沒有受過什麼教育,總認為學問對窮人是沒用的。
... 學術成就. ¿ 豐碩的數學發現. 高斯研究的領域涵蓋廣泛,是十九世紀最具代表性 ...
數
學 家
的 故
事
高 斯
(GARL.F.GAUSS 1777-1855)
『寧可少些,但要好些。
』
『數學是科學裏的皇后,而數論是數學中的女王。
』
¤
成長背景
¿
貧困的家境
高斯生於德國,父親是個貧窮的工人,沒有受過什麼教育,總認為學問對窮人是沒用的。
所以起初並不打算讓小高斯上學去。
但小高斯天資聰穎,不到三歲便有過人的計算能力。
有一天他觀看父親計算工資帳目,算了老半天好不容易完成,不料高斯卻在他身旁輕聲道:「爸爸,你算錯了喔!」父親不信,再重新算過一次,果然高斯是正確的,小高斯就這樣平日靠觀察,在不知不覺中,自己便學會了計算。
也因為具這樣優異的能力,父親後來才讓他去讀書。
高斯幼時求學相當辛苦,尤其在冬天,父親常為節省燃料和燈油,在晚上吃完飯後,就要高斯上床睡覺。
但高斯很喜歡讀書,他常常帶了一梱蕪菁上他的頂樓去,他把蕪菁當中挖空,塞進用粗棉捲成的燈芯,用一些油脂當燭油,於是就在這發出微弱光亮的燈下,專心地看書,足見貧窮並未令高斯疏於學習。
¿
卓越的計算能力
另外一個著名的故事亦可以說明高斯很小時就有很快的計算能力。
有一天,上課的老師布特納(Buttner)要求全班同學算出「1+2+3+.........+98+99+100=?
」。
當老師還沒有說完的時候,高斯就說出5050的答案。
高斯的算法:
1
+
2
+
3+……………………+98+99+100
100+99
+98+……………………+
3+
2+
1
101+101+101+…………………+101+101+101=101×100=10100
,
10100
÷2=5050
據說此時他才7歲。
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自助人助的學習
高斯的
老師布特納認為遇到了數學神童,覺得沒有能力教他,就自掏腰包從漢堡郵購一本高等算術讓高斯研讀,並介紹和十八歲的助教巴陀(Martin
Bartels)一起研究,後又經人引薦認識了費迪南公爵
(DukeFerdinand)。
並得到他的賞識,這在高斯的生命中是一件非常重要的事,因為貧窮的他後來之所有有機會受高深教育及出版自己的研究成果,全賴這位公爵經濟上的資助。
15歲時,高斯進入一間著名的學院(程度相當於高中和大學之間)。
在那裡他學習了古代和現代語言,同時也開始對高等數學作研究。
他專心閱讀牛頓、歐拉、拉格朗日這些歐洲著名數學家的作品。
他對牛頓的工作特別欽佩,並很快地掌握了牛頓的微積分理論。
18歲那年,他打算離開家鄉的學院到哥庭根
(Gottingen)去念大學。
哥庭根大學在德國很有名,它的豐富數學藏書吸引了高斯。
許多外國學生也到那裡學習語言、神學、法律或醫學。
這是一個學術風氣很濃厚的城市。
但此時的他考慮未來的發展,對選讀語言系還是數學系猶豫不決?就在十八歲前夕高斯發現了圓內接正十七邊形尺規作圖法。
這事讓他決定獻身於數學。
22歲時,轉入黑爾姆施泰特大學,23歲獲博士學位。
30歲以後就一直在格丁根大學任教授。
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學術成就
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豐碩的數學發現
高斯研究的領域涵蓋廣泛,是十九世紀最具代表性的偉大人物之一。
目前我們仍將高斯和阿基米得、牛頓視為人類史上最傑出的三位數學家。
11歲,高斯就發現了二項式定理
(x+y)n的一般式,這裡
n可以是正負整數或正負分數。
當他還是一個小學生時就對無窮的問題注意了。
17歲,高斯提出「二次剩餘定理」(自稱為黃金定理、算術之寶)。
18歲,高斯用代數方法解決了二千多年來的幾何難題,使用歐氏工具(尺、圓規)作圖圓內接正
17邊形,並給出了何種多邊形是可作的。
而這個新發現使他決定終生研究數學。
因為這是數學史上非常重要的發現,他對這個發現既高興又驕傲。
傳說,他還表示希望死後在他的墓碑上能刻上一個正十七邊形,以紀念他少年時最重要的數學發現。
哥廷根大學也在高斯去世之後,為他建立了一個以正十七邊形稜柱底作的紀念像。
22歲,高斯證明了代數上一個重要的定理:「任何一元代數方程都有解(根)」。
雖然在高斯同時期也有許多數學家認為已給出這個結果的證明,可是卻沒有一個證明夠嚴密,只有高斯是第一個數學家給出嚴密無誤的證明,高斯認為這個定理是很重要的,在他一生中給了四個不同的證明。
只是雖然是''代數''的的基本定理,他的方法卻都是''分析''的,一直到現在,都還沒有人做出所謂的''純''代數證法證明代數基本定理。
24
歲,高斯出版Disquisitiones
Arithmeticae』(算學講話,或算數研究)一書,是第一本有系統研究數論的著作,這使數論成為數學中重要的一支,該書共分七章,分別是、、、、、、。
其中包括算術基本定理:「每一個大於1的正整數,都可唯一寫為質數的乘積」,它就是國中數學課本所學的標準分解式
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