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        高斯:“我一生的效勞都服從于您的規(guī)律”

        2013-12-31 00:00:00佚名
        學習博覽 2013年10期

        卡爾·弗雷德里希·高斯的人生傳奇從他3歲時就開始了。

        話說有一天,他一邊玩兒一邊瞧著父親算賬,突然插話:“爸爸,你算錯了,應(yīng)該是……”他老爸一復(fù)核,還真是!這個時運不濟的工匠睜大了眼睛:可從沒教過這小子算數(shù)啊?!

        出身貧寒的天才少年

        1784年,7歲的高斯進入德國不倫瑞克市一所普通的學校讀書。10歲那年,他開始上算術(shù)課。據(jù)記載,老師興許是對孩子們淘氣不滿,就出了一道看似簡單、但算起來十分繁瑣的題讓大家做:求1+2+3+……+100=?

        高斯很快就得出了答案,而且完全正確。原來,高斯走了一條捷徑,他通過思考找到了一個迅速求得答案的方法:1+100=101,2+99=101,3+98=101,……這樣加下去,總共有50對數(shù),所以答案是:50×101=5050。

        老師大吃一驚,意識到這非同尋常:他的學生實際上獨自琢磨出了算術(shù)級數(shù)(等差級數(shù))求和的方法。過后不久,這位愛才而又盡職的老師自己掏錢,買了一本最好的算術(shù)書送給高斯,小家伙很快就看完了。老師聞悉,對別人感慨:“他超過我了,我沒有辦法教給他更多的東西嘍?!?/p>

        幾乎與此同時,高斯那做女仆的母親和做紡織工人的舅舅,也發(fā)現(xiàn)了他的特異之處,盡管他的祖先里沒有一個人可以說明何以會產(chǎn)生像他那樣的天才。于是,他們想方設(shè)法啟迪他進一步鉆研、學習。然而,高斯的父親卻頑固地認為,只有力氣能掙錢,學問這玩意兒對窮人沒用。他希望高斯能夠像他那樣,靠手藝謀生計。

        好在這時高斯已經(jīng)名聲在外,有權(quán)有勢的斐迪南公爵對他十分欣賞,愿意負擔他學習的費用,直到他完成學業(yè)。1792年,15歲的高斯進入卡羅林學院。他很快就精通了古典語言,并且對哲學產(chǎn)生了濃厚的興趣。

        歐洲最偉大的數(shù)學家

        1796年3月30日是高斯一生的一個重要轉(zhuǎn)折點。那一天距他20歲生日正好一個月,他明確地做出了從事數(shù)學研究的決定。此前一兩年,他深入數(shù)學的王國,重新發(fā)現(xiàn)并證明了一些深奧的定理,如二次互反律、“最小二乘”法。特別是,他運用自己的理論巧妙地將尺規(guī)作圖的幾何問題化為一個代數(shù)方程,然后通過這個方程的整數(shù)解來確定哪些正多邊形可以用尺規(guī)作出。

        由此,他成功地推導出正17邊形作圖法,這是自希臘時代兩千多年以來在正多邊形作圖問題上的第一個(也是唯一的)進展。高斯對此深感自豪,曾請求人們在他去世后,在其墓碑上刻一個正17邊形,以作紀念。

        不過,對于年輕而又家境貧寒的高斯來說,研究數(shù)學似乎還真的不能當飯吃。這就難怪,當他的母親向一位數(shù)學家朋友問詢,她19歲的兒子以后是否能成為什么人物,而她得到的回答是“歐洲最偉大的數(shù)學家”時,她竟激動得哭了。

        高斯的天才表現(xiàn)不止于純數(shù)學的抽象王國。他十分重視數(shù)學的應(yīng)用,在對天文學、大地測量學和磁學的研究中也偏重于采用數(shù)學方法。1801年元旦,天文學家觀測到現(xiàn)在被稱作谷神星的小行星,于天空出現(xiàn)41天后就在太陽的光芒下沒了蹤影。高斯只借助3個觀測數(shù)據(jù)(包括時間和位置),就提出了一種計算軌道參數(shù)的方法,從而使天文學家過后不久便毫無困難地確定了谷神星的位置。

        那一年,高斯年僅24歲。當時,有一些杰出人物嘲笑他,說他把他的時間浪費在計算小行星軌道這種毫無用處的消遣上,他沒有理會。后來,當他奠定電磁學的數(shù)學理論基礎(chǔ)和發(fā)明有線電報的時候,他們也用同樣的方式嘲笑過他。

        高斯的成就遍及數(shù)學的各個領(lǐng)域,在數(shù)論、非歐幾何、微分幾何等方面均具有開創(chuàng)性貢獻。尤其是在數(shù)論和幾何學上的創(chuàng)新,深刻地影響著后世數(shù)學的發(fā)展。作為歷史上最偉大的數(shù)學家之一,他與阿基米德、牛頓享有同等地位,被譽為“數(shù)學王子”。如果我們把18世紀以前的數(shù)學家想象為一系列高山峻嶺,那么,最后一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果我們把19世紀以后的數(shù)學家想象為一條條江河,那么,其浩瀚的源頭就是高斯。

        我一生的效勞都服從于

        您的規(guī)律

        但是,高斯為人卻十分謙和。他曾表示,如果其他人也像他那樣思考數(shù)學真理,也像他那樣深入、那樣持久,那么,他們也能作出他所作出的那些成績。由于其追求完美的秉性,另外也是為了規(guī)避無謂的“爭論”,高斯把自己的許多重要發(fā)現(xiàn)和研究成果都記在了日記里,沒有及時“搶先”發(fā)表。

        后世曾有多位數(shù)學史家不無遺憾地評論說:要是高斯生前把他自認為還不夠成熟的研究成果或思路都及時公開,就可免得后來的數(shù)學家們在許多重要領(lǐng)域長期地于黑暗中苦苦摸索,非歐幾何的創(chuàng)立或可足足提前半個世紀,數(shù)學將比現(xiàn)在還要先進半個世紀或更多的時間,而數(shù)學史無疑也將大大改寫。

        “我做這些工作,只是出于我天性的最深層的激勵?!备咚谷缡钦f。他把莎士比亞戲劇《李爾王》中的兩行詩句,工工整整地抄寫在自己的肖像下面:“大自然啊,您是我的女神,我一生的效勞都服從于您的規(guī)律?!?/p>

        1855年2月23日清晨,高斯在睡夢中平靜地與世長辭,享年77歲。

        他的家鄉(xiāng)不倫瑞克市為他建造的一座紀念碑,滿足了他生前的一個希冀:這座紀念碑矗立在一尊正17邊形的底座上。

        (摘自《科技日報》)

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