授課老師也沒有的非凡才智 江銘輝 五夢網
高斯(圖1),是近代數學的鼻祖,自創代數基本定理後,陸續又開創整數論、解析函數、橢圓函數、微分幾何學、非歐幾何學、拓樸幾何學等數學領域,不僅在數學的成就,他在天文學、電磁學及徹測地學也有輝煌的成就。
圖1:高斯是近代數學的鼻祖,也是天文學家,他在電磁學及徹測地學都有輝煌的成就。
西元1777年高斯(Carl Friedrich Gauss)出生於德國漢諾威附近的布勞恩什維格(Brunswick),他的祖父是農民,父親原先是一打雜工人,後靠自己的讀了幾天書,得到一間雜貨店的算帳先生的助手。
「數學之王」高斯從小就發揮他在數學方面的優秀才智。曾經發生過這麼一段有趣的插曲:有一晚上,父親結算店裡夥計的工錢,準備支付薪水給員工的時候,在一旁玩的3歲高斯突然說:「爸爸,您算錯了!」同時還把正確的數字說出來。他的父親重新計算的結果,證明高斯說的數字的確是正確的,非常驚訝,因為高斯年紀尚小且未學過算數。
還有一次,是高斯讀小學二年級的時候,一位教算術的老師因為有點急事要辦,為使自己有足夠的時間,作自己的工作,就出了一道需要耗時間的加法題目給學生們算。題目是:「從1加到100,一共是多少?」正當這位老師要趁著同學們埋頭計算的時間,做自己的事時,有位學生回答:「我算出來了!」這個學生就是高斯。
算術老師一邊嘟嚷著說:「真是搗蛋!」,一邊兒叫高斯那筆記本來,等高斯拿來後,向高斯的筆記本一瞧,發現筆記本寫著正確的答案「5050」(圖2)。大吃一驚的老師反問高斯怎麼算出來的?高斯若無其事地回答道:「將1十2十3‥‥十99十100的順序反過來,不就是100十99十‥‥+2+1嗎?將兩式並排,兩兩相加的結果就成為101十101+‥‥十101-而正確的答案應該是100個101相加數字的一半,也就是1Ol×50=5050。」高斯11歲的時候,他那不凡的才智受到領主(封建時代一地的統治者)卡爾.費南多(Carl Wilhelm Ferdinand)的賞識,給他獎學金繼續進入中學就讀。在學校裹,高斯的語學和數學依然是名列前茅。有一個新任的老師在發還高斯數學練習簿時,甚至於還在上面寫道:「像你這樣偉大的數學家,今後即使不來上我的課,也沒有關係!」
圖2:算術老師等高斯拿來筆記本後,向筆記本一瞧,
發現筆記本寫著正確的答案,大吃一驚。
2000年以來數學家一直試圖用直尺和圓規作正十七邊形, 1796年,高斯19歲時成功利用直尺及圓規作出正十七邊形,同時發現了可作圖多邊形的條件。高斯非常高興,決定一生研究數學,他對朋友說,等他死後請他們在他的墓碑刻上一個正十七邊形。
行星(Planet)它源出於希臘文Planetai,詞意“流浪者”,這個字最初是用來與天體眾多的固定不動恆星(Star)分別的。早期的天文觀察者早就知道了七個這種星球,那是:太陽、月亮、水星、金星、火星、木星、土星,其中土星一直被認為是天體的盡頭。
一直到我們接受了哥白尼的日心學說,才把太陽踢除行星行列增加了地球為行星之一,而將月亮看做地球的衛星,天王星在1781年被赫歇耳(F.W. Herschel,1738~1822)發現,海王星在1846年也被亞當斯(J.C. Adams,1876~1956)發現,冥王星則一直到1930年才被湯博(C.W. Tombaugh,1906~ )發現,完成了太陽系的9個主要行星表。至於九大行星以外,位於火星與木星之間,數以千計的小行星,則早於1801年最大的一顆小行星,穀神(ceres)星就被皮亞齊(G. Piazzi,1746~1826)發現(圖3),但是這個小行星在1801年1月被短暫的觀察到後便消失了,數學家尤拉用他自己研究的行星軌道數學公式計算,連續3天才算出結果,但是由於過份勞累,雙眼失明,放棄天文學研究。於是高斯將軌道計算的數學公式,加以改進,找到新的計算計算公式,只用1小時便算出此小行星的軌道並預測穀神星在何時與何地會再次出現,果然他的預測無誤,高斯的聲名因而遠播國外。
圖3:太陽系諸行星與太陽的位置及體積大小