授课老师也没有的非凡才智 江铭辉 五梦网
高斯(图1),是近代数学的鼻祖,自创代数基本定理后,陆续又开创整数论、解析函数、椭圆函数、微分几何学、非欧几何学、拓朴几何学等数学领域,不仅在数学的成就,他在天文学、电磁学及彻测地学也有辉煌的成就。
图1:高斯是近代数学的鼻祖,也是天文学家,他在电磁学及彻测地学都有辉煌的成就。
公元1777年高斯(Carl Friedrich Gauss)出生于德国汉诺威附近的布劳恩什维格(Brunswick),他的祖父是农民,父亲原先是一打杂工人,后靠自己的读了几天书,得到一间杂货店的算账先生的助手。
「数学之王」高斯从小就发挥他在数学方面的优秀才智。曾经发生过这么一段有趣的插曲:有一晚上,父亲结算店里伙计的工钱,准备支付薪水给员工的时候,在一旁玩的3岁高斯突然说:「爸爸,您算错了!」同时还把正确的数字说出来。他的父亲重新计算的结果,证明高斯说的数字的确是正确的,非常惊讶,因为高斯年纪尚小且未学过算数。
还有一次,是高斯读小学二年级的时候,一位教算术的老师因为有点急事要办,为使自己有足够的时间,作自己的工作,就出了一道需要耗时间的加法题目给学生们算。题目是:「从1加到100,一共是多少?」正当这位老师要趁着同学们埋头计算的时间,做自己的事时,有位学生回答:「我算出来了!」这个学生就是高斯。
算术老师一边嘟嚷着说:「真是捣蛋!」,一边儿叫高斯那笔记本来,等高斯拿来后,向高斯的笔记本一瞧,发现笔记本写着正确的答案「5050」(图2)。大吃一惊的老师反问高斯怎么算出来的?高斯若无其事地回答道:「将1十2十3‥‥十99十100的顺序反过来,不就是100十99十‥‥+2+1吗?将两式并排,两两相加的结果就成为101十101+‥‥十101-而正确的答案应该是100个101相加数字的一半,也就是1Ol×50=5050。」高斯11岁的时候,他那不凡的才智受到领主(封建时代一地的统治者)卡尔.费南多(Carl Wilhelm Ferdinand)的赏识,给他奖学金继续进入中学就读。在学校裹,高斯的语学和数学依然是名列前茅。有一个新任的老师在发还高斯数学练习簿时,甚至于还在上面写道:「像你这样伟大的数学家,今后即使不来上我的课,也没有关系!」
图2:算术老师等高斯拿来笔记本后,向笔记本一瞧,发现笔记本写着正确的答案,大吃一惊。
2000年以来数学家一直试图用直尺和圆规作正十七边形, 1796年,高斯19岁时成功利用直尺及圆规作出正十七边形,同时发现了可作图多边形的条件。高斯非常高兴,决定一生研究数学,他对朋友说,等他死后请他们在他的墓碑刻上一个正十七边形。
行星(Planet)它源出于希腊文Planetai,词意“流浪者”,这个字最初是用来与天体众多的固定不动恒星(Star)分别的。早期的天文观察者早就知道了七个这种星球,那是:太阳、月亮、水星、金星、火星、木星、土星,其中土星一直被认为是天体的尽头。
一直到我们接受了哥白尼的日心学说,才把太阳踢除行星行列增加了地球为行星之一,而将月亮看做地球的卫星,天王星在1781年被赫歇耳(F.W. Herschel,1738~1822)发现,海王星在1846年也被亚当斯(J.C. Adams,1876~1956)发现,冥王星则一直到1930年才被汤博(C.W. Tombaugh,1906~ )发现,完成了太阳系的9个主要行星表。至于九大行星以外,位于火星与木星之间,数以千计的小行星,则早于1801年最大的一颗小行星,谷神(ceres)星就被皮亚齐(G. Piazzi,1746~1826)发现(图3),但是这个小行星在1801年1月被短暂的观察到后便消失了,数学家尤拉用他自己研究的行星轨道数学公式计算,连续3天才算出结果,但是由于过份劳累,双眼失明,放弃天文学研究。于是高斯将轨道计算的数学公式,加以改进,找到新的计算计算公式,只用1小时便算出此小行星的轨道并预测谷神星在何时与何地会再次出现,果然他的预测无误,高斯的声名因而远播国外。
图3:太阳系诸行星与太阳的位置及体积大小