數(shù)學(xué)可以說(shuō)是一門神奇的學(xué)科,它可以很簡(jiǎn)單,簡(jiǎn)單到幼兒園的孩子都能做數(shù)學(xué)題,但它也可以很困難,困難到讓學(xué)生們看著習(xí)題卻難以下筆。
有人曾質(zhì)疑,說(shuō)學(xué)數(shù)學(xué)到底有什么用?
你還別說(shuō),數(shù)學(xué)可以說(shuō)是理工科里應(yīng)用最廣的學(xué)科了,它不僅是物理、化學(xué)等學(xué)科的計(jì)算基礎(chǔ),也是一門具有獨(dú)特魅力的獨(dú)立學(xué)科。
自古以來(lái),有不少頂級(jí)數(shù)學(xué)家不僅在學(xué)科上取得了巨大的成就,還流傳下來(lái)了不少有趣的故事。
今天,我們就來(lái)看看,在那些頂級(jí)的數(shù)學(xué)家的身上都發(fā)生過(guò)哪些有趣的故事吧!
阿基米德和歐幾里得
1.阿基米德
阿基米德是大家都很熟悉的一位數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家,他的名言“給我一個(gè)支點(diǎn),我就能撬起整個(gè)地球”被世人所熟知。
他的數(shù)學(xué)思想中蘊(yùn)涵微積分,阿基米德的《方法論》中已經(jīng)“十分接近現(xiàn)代微積分”,這里有對(duì)數(shù)學(xué)上“無(wú)窮”的超前研究,貫穿全篇的則是如何將數(shù)學(xué)模型進(jìn)行物理上的應(yīng)用。
他所缺的是沒(méi)有極限概念,但其思想實(shí)質(zhì)卻伸展到17世紀(jì)趨于成熟的無(wú)窮小分析領(lǐng)域里去,預(yù)告了微積分的誕生。
阿基米德如此厲害,你能想象教授他的老師是誰(shuí)嗎?
2.歐幾里得
俗話說(shuō),名師出高徒就是他們的真實(shí)寫照,阿基米德的老師就是古希臘的著名數(shù)學(xué)家歐幾里得!
歐幾里得被稱為“幾何之父”,他最著名的著作《幾何原本》是歐洲數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),提出五大公設(shè),歐幾里得幾何,被廣泛的認(rèn)為是歷史上最成功的教科書。
歐幾里得出生于雅典,當(dāng)時(shí)雅典就是古希臘文明的中心。濃郁的文化氣氛深深地感染了歐幾里得,當(dāng)他還是個(gè)十幾歲的少年時(shí),就迫不及待地想進(jìn)入柏拉圖學(xué)園學(xué)習(xí)。
一天,一群年輕人來(lái)到位于雅典城郊外林蔭中的柏拉圖學(xué)園。只見學(xué)園的大門緊閉著,門口掛著一塊木牌,上面寫著:“不懂幾何者,不得入內(nèi)! ”這是當(dāng)年柏拉圖親自立下的規(guī)矩,為的是讓學(xué)生們知道他對(duì)數(shù)學(xué)的重視,然而卻把前來(lái)求教的年輕人給鬧糊涂了。
有人在想,正是因?yàn)槲也欢當(dāng)?shù)學(xué),才要來(lái)這兒求教的呀,如果懂了,還來(lái)這兒做什么?正在人們面面相覷,不知是進(jìn)是退的時(shí)候,歐幾里得從人群中走了出來(lái),只見他整了整衣冠,看了看那塊牌子,然后果斷地推開了學(xué)園大門,頭也沒(méi)有回地走了進(jìn)去。
歐幾里得還有一則關(guān)于測(cè)量金字塔的故事。
那時(shí)候,人們建造了高大的金字塔,可是誰(shuí)也不知道金字塔究竟有多高。有人這么說(shuō):“要想測(cè)量金字塔的高度,比登天還難!”這話傳到歐幾里得耳朵里。
他笑著告訴別人:“這有什么難的呢?當(dāng)你的影子跟你的身體一樣長(zhǎng)的時(shí)候,你去量一下金字塔的影子有多長(zhǎng),那長(zhǎng)度便等于金字塔的高度!”
中國(guó)古代的數(shù)學(xué)家們
1.魏晉時(shí)期的劉徽
劉徽是中國(guó)數(shù)學(xué)史上一個(gè)非常偉大的數(shù)學(xué)家,他的杰作《九章算術(shù)注》和《海島算經(jīng)》,是中國(guó)最寶貴的數(shù)學(xué)遺產(chǎn)。
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀,他是中國(guó)最早明確主張用邏輯推理的方式來(lái)論證數(shù)學(xué)命題的人。
在中國(guó),提到圓周率,首先闖入人們腦海的名字無(wú)疑是祖沖之,他已經(jīng)被默認(rèn)為是中國(guó)的“圓周率鼻祖”,就像說(shuō)仁想到孔子,說(shuō)木工活想到魯班一樣自然和根深蒂固。
但從現(xiàn)存的史料來(lái)看,我國(guó)古代精確計(jì)算圓周率的數(shù)學(xué)家,應(yīng)當(dāng)首推魏晉時(shí)期的劉徽,他比祖沖之早入手這個(gè)問(wèn)題兩百多年。
后人證明,如果按照劉徽的計(jì)算方法,不斷地分割下去,到內(nèi)接正24576邊形時(shí)就可以獲得祖沖之當(dāng)時(shí)的計(jì)算結(jié)果,即3.14159265。
可是這一切都是借助于現(xiàn)代高度發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)來(lái)完成的。
在古代只有算籌之類簡(jiǎn)單,甚至可以說(shuō)是簡(jiǎn)陋的運(yùn)算工具,可想而知,要想完成如此繁重的計(jì)算量簡(jiǎn)直比登天還難。
2.南北朝時(shí)期的祖沖之
祖沖之一生鉆研自然科學(xué),其主要貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)、天文歷法和機(jī)械制造三方面。
他在劉徽開創(chuàng)的探索圓周率的精確方法的基礎(chǔ)上,首次將“圓周率”精算到小數(shù)第七位,即在3.1415926和3.1415927之間,他提出的“祖率”對(duì)數(shù)學(xué)的研究有重大貢獻(xiàn)。
直到16世紀(jì),阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿爾·卡西才打破了這一紀(jì)錄。
祖沖之就出生在江南,其祖父祖昌任劉宋朝大匠卿,是朝廷管理土木工程的官吏,父親祖朔之做“奉朝請(qǐng)”,學(xué)識(shí)淵博,常被邀請(qǐng)參加皇室的典禮、宴會(huì)。
祖沖之從小就受到很好的家庭教育。
爺爺給他講“斗轉(zhuǎn)星移”,父親領(lǐng)他讀經(jīng)書典籍,家庭的熏陶,耳濡目染,加之自己的勤奮,使他對(duì)自然科學(xué)和文學(xué)、哲學(xué),特別是天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣,在青年時(shí)代就有了博學(xué)的名聲。
祖沖之曾在著作中自述說(shuō),從很小的時(shí)候起便“專功數(shù)術(shù),搜爍古今”。他把從上古時(shí)起直至他生活的時(shí)代止的各種文獻(xiàn)、記錄、資料,幾乎全都搜羅來(lái)進(jìn)行考察。
同時(shí),他主張決不“虛推古人”,決不把自己束縛在古人陳腐的錯(cuò)誤結(jié)論之中,并且親自進(jìn)行精密的測(cè)量和仔細(xì)的推算,像他自己所說(shuō)的那樣,每每“親量圭尺,躬察儀漏,目盡毫厘,心窮籌策”。
由于祖沖之博學(xué)多才的名聲,被南朝宋孝武帝派至當(dāng)時(shí)朝廷的學(xué)術(shù)研究機(jī)關(guān)華林學(xué)省做研究工作,后來(lái)又到總明觀任職。
當(dāng)時(shí)的總明觀是全國(guó)最高的科研學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),相當(dāng)于現(xiàn)在的中國(guó)科學(xué)院,總明觀內(nèi)分設(shè)文、史、儒、道、陰陽(yáng)5門學(xué)科,實(shí)行分科教授制度,請(qǐng)來(lái)各地有名望的學(xué)者任教,祖沖之就是其一。
那些國(guó)外的數(shù)學(xué)家
1.德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯
高斯是一對(duì)普通夫婦的兒子,他的母親是一個(gè)貧窮石匠的女兒,雖然十分聰明,但卻沒(méi)有接受過(guò)教育,近似于文盲。
在他母親成為高斯父親的第二個(gè)妻子之前,她從事女傭工作。
他的父親曾做過(guò)園丁,工頭,商人的助手和一個(gè)小保險(xiǎn)公司的評(píng)估師。
當(dāng)高斯3歲時(shí)便能夠糾正他父親的借債帳目的事情,已經(jīng)成為一個(gè)軼事流傳至今。
他曾說(shuō),他能夠在腦袋中進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算。
高斯有一個(gè)很出名的故事:用很短的時(shí)間計(jì)算出了小學(xué)老師布置的任務(wù):對(duì)自然數(shù)從1到100的求和。他所使用的方法是:對(duì)50對(duì)構(gòu)造成和101的數(shù)列求和,同時(shí)得到結(jié)果:5050。這一年,高斯9歲。
當(dāng)高斯12歲時(shí),已經(jīng)開始懷疑元素幾何學(xué)中的基礎(chǔ)證明。
當(dāng)他16歲時(shí),預(yù)測(cè)在歐氏幾何之外必然會(huì)產(chǎn)生一門完全不同的幾何學(xué),即非歐幾里得幾何學(xué)。
他導(dǎo)出了二項(xiàng)式定理的一般形式,將其成功的運(yùn)用在無(wú)窮級(jí)數(shù),并發(fā)展了數(shù)學(xué)分析的理論。
高斯的老師Bruettner與他助手 Martin Bartels 很早就認(rèn)識(shí)到了高斯在數(shù)學(xué)上異乎尋常的天賦,同時(shí)Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig也對(duì)這個(gè)天才兒童留下了深刻印象。于是他們從高斯14歲起便資助其學(xué)習(xí)與生活。
這也使高斯能夠在公元1792-1795年在Carolinum學(xué)院學(xué)習(xí)。
18歲時(shí),高斯轉(zhuǎn)入哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)。
在他19歲時(shí),第一個(gè)成功的證明了正十七邊形可以用尺規(guī)作圖。
2.法國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)馬
皮耶·德·費(fèi)馬是一個(gè)17世紀(jì)的業(yè)余數(shù)學(xué)家。
之所以稱業(yè)余,是由于皮耶·德·費(fèi)馬具有律師的全職工作。
費(fèi)馬最后定理在中國(guó)習(xí)慣稱為費(fèi)馬大定理,西方數(shù)學(xué)界原名“最后”的意思是:其它猜想都證實(shí)了,這是最后一個(gè)。
著名的數(shù)學(xué)史學(xué)家貝爾在20世紀(jì)初所撰寫的著作中,稱皮耶·德·費(fèi)馬為”業(yè)余數(shù)學(xué)家之王“。
貝爾深信,費(fèi)馬比皮耶·德·費(fèi)馬同時(shí)代的大多數(shù)專業(yè)數(shù)學(xué)家更有成就。
17世紀(jì)是杰出數(shù)學(xué)家活躍的世紀(jì),而貝爾認(rèn)為費(fèi)馬是17世紀(jì)數(shù)學(xué)家中最多產(chǎn)的明星。
費(fèi)馬一生從未受過(guò)專門的數(shù)學(xué)教育,數(shù)學(xué)研究也不過(guò)是業(yè)余之愛好。
然而,在17世紀(jì)的法國(guó)還找不到哪位數(shù)學(xué)家可以與之匹敵:他是解析幾何的發(fā)明者之一;對(duì)于微積分誕生的貢獻(xiàn)僅次于艾薩克·牛頓、戈特弗里德·威廉·凡·萊布尼茨,他還是概率論的主要?jiǎng)?chuàng)始人,以及獨(dú)撐17世紀(jì)數(shù)論天地的人。
我國(guó)著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁,無(wú)處不用數(shù)學(xué)。”
正是因?yàn)橛辛诉@些數(shù)學(xué)家,他們?yōu)閿?shù)學(xué)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),才使得數(shù)學(xué)成為了如此精彩的學(xué)科。
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