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        數(shù)學(xué)家的“數(shù)學(xué)墓碑”

        2012-08-30 10:48:41薛艷麗
        初中生·博覽 2012年7期
        關(guān)鍵詞:螺線魯?shù)婪?/a>邊形

        許多著名數(shù)學(xué)家去世后,后人或?yàn)榧o(jì)念他們?yōu)槿祟惖奈拿鳌⑦M(jìn)步所作出的卓越貢獻(xiàn),或遵照數(shù)學(xué)家本人的遺囑,在其墓碑上刻下既具有科學(xué)意義又富有情趣的墓志銘。

        墓碑上的三十六位數(shù)

        德國(guó)數(shù)學(xué)家魯?shù)婪虻哪贡峡讨害?3.14159265358979323846 264338327950288。

        盡管我們知道它是一個(gè)精確到小數(shù)點(diǎn)以后35位的圓周率值,但并不是所有人都能明白其真正的含義。其實(shí),這段墓志銘說(shuō)明了魯?shù)婪蛏暗闹饕ぷ魇菑氖聢A周率的計(jì)算,他費(fèi)了畢生的心血,才求得這個(gè)值。

        魯?shù)婪蛏钤?6世紀(jì),科學(xué)技術(shù)處于封建主義的窒息之下,算出小數(shù)點(diǎn)后面35位的π的精確值,要求之高,難度之大,是不難想象的。

        可以這么說(shuō),墓碑上的每一個(gè)數(shù)字,都凝結(jié)著他獻(xiàn)身數(shù)學(xué)的畢生心血。當(dāng)然,在科學(xué)飛速發(fā)展的今天,我們用電子計(jì)算機(jī)便可輕而易舉地求得小數(shù)點(diǎn)后的任意數(shù)位。

        墓碑上的對(duì)數(shù)螺線

        瑞士數(shù)學(xué)家雅各布·伯努利生前對(duì)對(duì)數(shù)螺線有深入研究,發(fā)現(xiàn)很多美妙的性質(zhì)。如它的漸伸線和漸屈線都是對(duì)數(shù)螺線,極點(diǎn)在對(duì)數(shù)螺線各點(diǎn)的切線也是對(duì)數(shù)螺線,以極點(diǎn)為光源經(jīng)對(duì)數(shù)螺線反射后得到直線族的包絡(luò)線(即與這些直線都相切的曲線,特稱回光線)仍是對(duì)數(shù)螺線……他死后,墓碑上就刻著一條對(duì)數(shù)螺線。同時(shí),碑文上還寫著:“雖然改變了,我還是和原來(lái)一樣!”這是一句刻畫對(duì)數(shù)螺線性質(zhì)和他對(duì)數(shù)學(xué)熱愛的雙關(guān)語(yǔ),是數(shù)學(xué)史上的一段佳話,也是數(shù)學(xué)美的一個(gè)范例。

        墓碑上的正十七邊形

        被稱為“數(shù)學(xué)王子”的德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯,出身于一個(gè)農(nóng)民家庭。他從小對(duì)數(shù)學(xué)有濃厚的興趣,讀小學(xué)一年級(jí)時(shí)便發(fā)現(xiàn)了等差數(shù)列求和公式。

        1796年,高斯在哥廷根大學(xué)求學(xué)的第二年,他找到了用直尺和圓規(guī)來(lái)作邊數(shù)為素?cái)?shù)的正十七邊形的方法,從而解決了這個(gè)二十多年來(lái)人們一直未能解開的幾何難題。

        年輕的高斯曾為自己今后選擇研究哲學(xué)還是研究數(shù)學(xué)而猶豫不決。1796年3月30日解決了正十七邊形的尺規(guī)作圖后,他正式確定以從事數(shù)學(xué)研究為終身職業(yè)。5年后,他又用代數(shù)的方法證明了22n+1邊形都可以用尺規(guī)法來(lái)作圖。

        高斯的一生,為科學(xué)事業(yè)作出了無(wú)數(shù)卓越的貢獻(xiàn),他著書12卷,在代數(shù)、近代數(shù)論、非歐幾何、微分幾何等數(shù)學(xué)領(lǐng)域都屢有建樹,成為舉世聞名的數(shù)學(xué)家。他在物理學(xué)、天文學(xué)、測(cè)地學(xué)等方面也曾取得不少舉世矚目的成就。

        高斯去世后,按照他的遺愿,在他的墓碑上,刻上了對(duì)他從事數(shù)學(xué)事業(yè)有重大激勵(lì)作用的正十七邊形圖形。

        墓碑上妙趣橫生的韻文

        人們都不知道古希臘亞歷山大港的著名數(shù)學(xué)家丟番圖的年齡和生平,任何書上都沒(méi)有明確的記載。在他的墓志銘中卻留下了關(guān)于他生平的一些記錄,是一段別具一格、富有諧趣的韻文:

        “丟番圖長(zhǎng)眠于此,倘若你懂得碑文的奧秘,它會(huì)告訴你丟番圖的壽命。諸神賜予他的生命的1/6是童年,再過(guò)了生命的1/12,他長(zhǎng)出了胡須。其后丟番圖結(jié)了婚,不過(guò)還不曾有孩子,這樣又度過(guò)了一生的1/7。再過(guò)5年,他擁有了第一個(gè)孩子,然而他的愛子竟然早逝,只活了丟番圖壽命的一半。喪子以后,他在數(shù)學(xué)研究中尋求慰藉,又度過(guò)了4年,結(jié)束了自己的一生?!?/p>

        從這里我們可以通過(guò)列一元一次方程,求得丟番圖終年84歲。

        丟番圖一生解過(guò)許多方程和不定方程,在代數(shù)和數(shù)論方面都作出過(guò)卓越的貢獻(xiàn)。他的一生寫過(guò)16卷名為《算術(shù)》的著作,實(shí)際是代數(shù)與數(shù)論的著作,現(xiàn)存有6卷。

        (子露摘自《科學(xué)24小時(shí)》文/薛艷麗)

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