數(shù)學(xué)家的名人故事：偉大的數(shù)學(xué)天才-高斯
高斯被認(rèn)為是歷史上最重要的數(shù)學(xué)家之一，并享有“數(shù)學(xué)王子”之稱。下面是小編為您收集整理的素材，希望對您有所幫助。
偉大的數(shù)學(xué)天才——高斯
高斯是一個(gè)農(nóng)民的兒子，幼年時(shí)，他在數(shù)學(xué)方面就顯示出了非凡的才華。3歲能糾正父親計(jì)算中的錯(cuò)誤;10歲便獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了算術(shù)級數(shù)的求和公式;11歲發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理。
少年高斯的聰穎早慧，得到了很有名望的布瑞克公爵的垂青與資助，使他得以不斷深造。19歲的高斯在進(jìn)大學(xué)不久，就發(fā)明了只用圓規(guī)和直尺作出正17邊形的方法，解決了兩千年來懸而未決的幾何難題。
1801年，他發(fā)表的《算術(shù)研究》，闡述了數(shù)論和高等代數(shù)的某些問題。他對超幾何級數(shù)、復(fù)變函數(shù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)、橢圓函數(shù)論都有重大貢獻(xiàn)。
同時(shí)作為一個(gè)物理學(xué)家，他與威廉.韋伯合作研究電磁學(xué)，并發(fā)明了電極。為了進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，高斯還發(fā)明了雙線磁力計(jì)，這是他對電磁學(xué)問題研究的一個(gè)很有實(shí)際意義的成果。
高斯30歲時(shí)擔(dān)任了德國著名高等學(xué)府天文臺臺長，并一直在天文臺工作到逝世。他平生還喜歡文學(xué)和語言學(xué)，懂得十幾門外語。他一生共發(fā)表323篇(種)著作，提出了404項(xiàng)科學(xué)創(chuàng)見，完成了4項(xiàng)重要發(fā)明。
高斯去世后，人們在他出生的城市豎起了他的雕像。為了紀(jì)念他發(fā)現(xiàn)做出17邊形的方法，雕像的底座修成17邊形。世人公認(rèn)他是一位和牛頓、阿基米德、歐拉齊名的數(shù)學(xué)家。
【拓展延伸】
家庭背景
高斯是一對貧窮普魯士猶太人夫婦的唯一的兒子。母親是一個(gè)貧窮石匠的女兒，雖然十分聰明，但卻沒有接受過教育。在她成為高斯父親的第二個(gè)妻子之前，她從事女傭工作。他的父親曾做過園丁，工頭，商人的助手和一個(gè)小保險(xiǎn)公司的評估師。
當(dāng)高斯三歲時(shí)便能夠糾正他父親的借債賬目的事情，已經(jīng)成為一個(gè)軼事流傳至今。他曾說，他在麥仙翁堆上學(xué)會計(jì)算。能夠在頭腦中進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，是上帝賜予他一生的天賦。
父親格爾恰爾德·迪德里赫對高斯要求極為嚴(yán)厲，甚至有些過分。高斯尊重他的父親，并且秉承了其父誠實(shí)、謹(jǐn)慎的性格。高斯很幸運(yùn)地有一位鼎力支持他成才的母親。高斯一生下來，就對一切現(xiàn)象和事物十分好奇，而且決心弄個(gè)水落石出，這已經(jīng)超出了一個(gè)孩子能被許可的范圍。當(dāng)丈夫?yàn)榇擞?xùn)斥孩子時(shí)，她總是支持高斯，堅(jiān)決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無知。
在成長過程中，幼年的高斯主要得力于他的母親羅捷雅和舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧，為人熱情而又聰明能干投身于紡織貿(mào)易頗有成就。他發(fā)現(xiàn)姐姐的兒子聰明伶利，因此他就把一部分精力花在這位小天才身上，用生動活潑的方式開發(fā)高斯的智力。
若干年后，已成年并成就顯赫的高斯回想起舅舅為他所做的一切，深感對他成才之重要，他想到舅舅多產(chǎn)的思想，不無傷感地說，舅舅去世使"我們失去了一位天才"。正是由于弗利德里希慧眼識英才，經(jīng)常勸導(dǎo)姐夫讓孩子向?qū)W者方面發(fā)展，才使得高斯沒有成為園丁或者泥瓦匠。
羅捷雅真的希望兒子能干出一番偉大的事業(yè)，對高斯的才華極為珍視。然而，她也不敢輕易地讓兒子投入不能養(yǎng)家的數(shù)學(xué)研究中。在高斯19歲那年，盡管他已做出了許多偉大的數(shù)學(xué)成就，但她仍向數(shù)學(xué)界的朋友W.波爾約問道：高斯將來會有出息嗎?波爾約說她的兒子將是"歐洲最偉大的數(shù)學(xué)家"，為此她激動得熱淚盈眶。
初顯天分
高斯7歲那年開始上學(xué)。10歲的時(shí)候，他進(jìn)入了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的班級，這是一個(gè)首次創(chuàng)辦的班，孩子們在這之前都沒有聽說過算術(shù)這么一門課程。數(shù)學(xué)教師是布特納，他對高斯的成長也起了一定作用。
一天，老師布置了一道題，1+2+3······這樣從1一直加到100等于多少。
高斯很快就算出了答案，起初高斯的老師布特納并不相信高斯算出了正確答案："你一定是算錯(cuò)了，回去再算算。”高斯非常堅(jiān)定，說出答案就是5050。高斯是這樣算的：1+100=101，2+99=101······50+51=101。從1加到100有50組這樣的數(shù)，所以50X101=5050。
布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術(shù)書送給高斯，說：“你已經(jīng)超過了我，我沒有什么東西可以教你了。”接著，高斯與布特納的助手巴特爾斯建立了真誠的友誼，直到巴特爾斯逝世。他們一起學(xué)習(xí)，互相幫助，高斯由此開始了真正的數(shù)學(xué)研究。
得到資助
1788年，11歲的高斯進(jìn)入了文科學(xué)校，他在新的學(xué)校里，所有的功課都極好，特別是古典文學(xué)、數(shù)學(xué)尤為突出。他的教師們和慈母把他推薦給伯倫瑞克公爵，希望公爵能資助這位聰明的孩子上學(xué)。
布倫茲維克公爵卡爾·威廉·斐迪南召見了14歲的高斯。這位樸實(shí)、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情，公爵慷慨地提出愿意作高斯的資助人，讓他繼續(xù)學(xué)習(xí)。
1792年高斯進(jìn)入布倫茲維克的卡羅琳學(xué)院繼續(xù)學(xué)習(xí)。1795年，公爵又為他支付各種費(fèi)用，送他入德國著名的哥丁根大學(xué)，這樣就使得高斯得以按照自己的理想，勤奮地學(xué)習(xí)和開始進(jìn)行創(chuàng)造性的研究。
1796年高斯19歲，發(fā)現(xiàn)了正十七邊形的尺規(guī)作圖法，解決了自歐幾里德以來懸而未決的一個(gè)難題。[1] 同年，發(fā)表并證明了二次互反律。這是他的得意杰作，一生曾用八種方法證明，稱之為“黃金律”[2] 。
1799年，高斯完成了博士論文，獲黑爾姆施泰特大學(xué)的博士學(xué)位，回到家鄉(xiāng)布倫茲維克，雖然他的博士論文順利通過了，被授予博士學(xué)位，同時(shí)獲得了講師職位，但他沒有能成功地吸引學(xué)生，因此只能回老家-又是公爵伸手救援他。
公爵繼續(xù)慷慨資助高斯的研究，使得他能在1803年謝絕圣彼得堡提供的教授職位，他一直是圣彼得堡科學(xué)院通訊院士。
公爵為高斯付諸了長篇博士論文的印刷費(fèi)用，送給他一幢公寓，又為他印刷了《算術(shù)研究》，使該書得以在1801年問世;還負(fù)擔(dān)了高斯的所有生活費(fèi)用。所有這一切，令高斯十分感動。他在博士論文和《算術(shù)研究》中，寫下了情真意切的獻(xiàn)詞："獻(xiàn)給大公"，"你的仁慈，將我從所有煩惱中解放出來，使我能從事這種獨(dú)特的研究"。
布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此，這種作用實(shí)際上反映了歐洲近代科學(xué)發(fā)展的一種模式，表明在科學(xué)研究社會化以前，私人的資助是科學(xué)發(fā)展的重要推動因素之一。高斯正處于私人資助科學(xué)研究與科學(xué)研究社會化的轉(zhuǎn)變時(shí)期。
歷經(jīng)變故
1806年，卡爾·威廉·斐迪南公爵在抵抗拿破侖統(tǒng)帥的法軍時(shí)不幸在耶拿戰(zhàn)役陣亡，這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕，長時(shí)間對法國人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來了經(jīng)濟(jì)上的拮據(jù)，德國處于法軍奴役下的不幸，以及第一個(gè)妻子的逝世，這一切使得高斯有些心灰意冷。
但他是位剛強(qiáng)的漢子，從不向他人透露自己的窘?jīng)r，也不讓朋友安慰自己的不幸。人們只是在19世紀(jì)整理他的未公布于眾的數(shù)學(xué)手稿時(shí)才得知他那時(shí)的心態(tài)。在一篇討論橢圓函數(shù)的手稿中，突然插入了一段細(xì)微的鉛筆字："對我來說，死去也比這樣的生活更好受些。"
慷慨、仁慈的資助人去世了，因此高斯必須找一份合適的工作，以維持一家人的生計(jì)。由于高斯在天文學(xué)、數(shù)學(xué)方面的杰出工作，他的名聲從1802年起就已開始傳遍歐洲。彼得堡科學(xué)院不斷暗示他，自從1783年萊昂哈德·歐拉去世后，歐拉在彼得堡科學(xué)院的位置一直在等待著像高斯這樣的天才。公爵在世時(shí)堅(jiān)決勸阻高斯去俄國，他甚至愿意給高斯增加薪金，為他建立天文臺。
為了不使德國失去最偉大的天才，德國著名學(xué)者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯(lián)合其他學(xué)者和政界人物，為高斯?fàn)幦〉搅讼碛刑貦?quán)的哥廷根大學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)教授，以及哥廷根天文臺臺長的職位。1807年，高斯赴哥廷根就職，全家遷居于此。
從這時(shí)起，除了一次到柏林去參加科學(xué)會議以外，他一直住在哥廷根。洪堡等人的努力，不僅使得高斯一家人有了舒適的生活環(huán)境，高斯本人可以充分發(fā)揮其天才，而且為哥廷根數(shù)學(xué)學(xué)派的創(chuàng)立、德國成為世界科學(xué)中心和數(shù)學(xué)中心創(chuàng)造了條件。同時(shí)，這也標(biāo)志著科學(xué)研究社會化的一個(gè)良好開端。
投身研究
1833年高斯從他的天文臺拉了一條長八千尺的電線，跨過許多人家的屋頂，一直到韋伯的實(shí)驗(yàn)室，以伏特電池為電源，構(gòu)造了世界第一個(gè)電報(bào)機(jī)。
高斯對自己的工作態(tài)度是精益求精，非常嚴(yán)格地要求自己的研究成果。他自己曾說：寧可發(fā)表少，但發(fā)表的東西是成熟的成果。許多當(dāng)代的數(shù)學(xué)家要求他，不要太認(rèn)真，把結(jié)果寫出來發(fā)表，這對數(shù)學(xué)的發(fā)展是很有幫助的。
其中一個(gè)有名的例子是關(guān)于非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開山祖師有三人，高斯、 洛巴切夫斯基，波爾約。其中波爾約的父親是高斯大學(xué)的同學(xué)，他曾想試著證明平行公理，雖然父親反對他繼續(xù)從事這種看起來毫無希望的研究，小波爾約還是沉溺于平行公理。最后發(fā)展出了非歐幾何，并且在1832～1833年發(fā)表了研究結(jié)果，老波爾約把兒子的成果寄給老同學(xué)高斯，想不到高斯卻回信道：我無法夸贊他，因?yàn)榭滟澦偷扔诳洫勎易约骸?/p>
早在幾十年前，高斯就已經(jīng)得到了相同的結(jié)果，只是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。阿貝爾和雅可比可以從高斯所停留的地方開始工作，而不是把他們最好的努力花在發(fā)現(xiàn)高斯早在他們出生時(shí)就知道的東西。而那些非歐幾何學(xué)的創(chuàng)造者，可以把他們的天才用到其他方面去。
他越來越多的學(xué)生成為有影響的數(shù)學(xué)家，如后來聞名于世的戴德金和黎曼。
他的父親死于1808年4月14日，1809年10月11日，他的第一位妻子Johanna也離開人世。次年8月4日高斯迎娶第二位妻子Friederica Wilhelmine (1788-1831)。他們又有三個(gè)孩子：Eugen (1811-1896),Wilhelm (1813-1883) 和 Therese (1816-1864)。1831年9月12日她的第二位妻子也死去，1837年高斯開始學(xué)習(xí)俄語。1839年4月18日，他的母親在哥廷根逝世，享年95歲。高斯于1855年2月23日凌晨1點(diǎn)在哥廷根去世。他的很多散布在給朋友的書信或筆記發(fā)現(xiàn)于1898年。
個(gè)人信仰
高斯的信仰是基于尋求真理的。他相信“精神個(gè)性上的不朽，像是個(gè)人在死后的持久性，還有最后命令的東西，以及永恒的、正義的、無所不知和無所不能的上帝。”高斯也堅(jiān)持宗教的寬容，他相信打擾其他正處在他們自己和平信念中的人是不對的。 他說：”微小的學(xué)識使人遠(yuǎn)離神，廣博的學(xué)識使人接近神。“
高斯具有濃厚的宗教感情、貴族的舉止和保守的傾向。他一直遠(yuǎn)離他那個(gè)時(shí)代的進(jìn)步政治潮流。在高斯身上表現(xiàn)出的矛盾是與他實(shí)際上的和諧結(jié)合在一起的。高斯身為才氣橫溢的算術(shù)家，對於數(shù)具有非凡的記憶力。他既是一個(gè)深刻的理論家，又是一個(gè)杰出的數(shù)學(xué)實(shí)踐家。教學(xué)是他最討厭的事，因此他只有少數(shù)幾個(gè)學(xué)生。但他的那些影響數(shù)學(xué)發(fā)展進(jìn)程的論著(大約155篇)卻使他嘔心瀝血。有3個(gè)原則指導(dǎo)他的工作︰他最喜歡說的「少些，但要成熟些」;他的格言「不留下進(jìn)一步要做的事」;和他的極度嚴(yán)格的要求。
從他死后出版的著作中可以看出，他有許多重要和內(nèi)容廣泛的論文從未發(fā)表，因?yàn)榘此囊庖姡鼈兌疾环线@些原則。高斯所追求的數(shù)學(xué)研究題目都是那些他能在其中預(yù)見到具有某種有意義聯(lián)系的概念和結(jié)果，它們由於優(yōu)美和普遍而值得稱道。
偉人之死
1849年舉辦了高斯獲博士學(xué)位50周年慶祝會，為此高斯準(zhǔn)備了他早期對代數(shù)基本定理證明的一個(gè)新版本。由於健康狀況愈來愈差，這成了他最后的著作。給他帶來最大歡樂和榮譽(yù)的還是哥廷根市贈與他的榮譽(yù)公民頭銜。由於他在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、大地測量學(xué)和物理學(xué)中的杰出研究成就，他被選為許多科學(xué)院和學(xué)術(shù)團(tuán)體的成員。他謝絕了許多大學(xué)請他當(dāng)教授的邀請而一直留在哥廷根大學(xué)的院系中，直至1855年2月23日逝世。逝世后不久就鑄造了紀(jì)念他的錢幣。
數(shù)學(xué)成就
高斯已經(jīng)指出，正三邊形、正四邊形、正五邊形、正十五邊形和邊數(shù)是上述邊數(shù)兩倍的正多邊形的幾何作圖是能夠用圓規(guī)和直尺實(shí)現(xiàn)的，但從那時(shí)起關(guān)于這個(gè)問題的研究沒有多大進(jìn)展。高斯在數(shù)論的基礎(chǔ)上提出了判斷一給定邊數(shù)的正多邊形是否可以幾何作圖的準(zhǔn)則。例如，用圓規(guī)和直尺可以作圓內(nèi)接正十七邊形。這樣的發(fā)現(xiàn)還是歐幾里得以后的第一個(gè)。
這些關(guān)于數(shù)論的工作對代數(shù)數(shù)的現(xiàn)代算術(shù)理論(即代數(shù)方程的解法)作出了貢獻(xiàn)。高斯還將復(fù)數(shù)引進(jìn)了數(shù)論，開創(chuàng)了復(fù)整數(shù)算術(shù)理論，復(fù)整數(shù)在高斯以前只是直觀地被引進(jìn)。1831年(發(fā)表于1832年)他給出了一個(gè)如何藉助于x，y平面上的表示來發(fā)展精確的復(fù)數(shù)理論的詳盡說明。
高斯是最早懷疑歐幾里得幾何學(xué)是自然界和思想中所固有的那些人之一。歐幾里得是建立系統(tǒng)性幾何學(xué)的第一人。他模型中的一些基本思想被稱作公理，它們是通過純粹邏輯構(gòu)造整個(gè)系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。在這些公理中，平行線公理一開始就顯得很突出。按照這一公理，通過不在給定直線上的任何點(diǎn)只能作一條與該直線平行的線。
不久就有人推測︰這一公理可從其他一些公理推導(dǎo)出來，因而可從公理系統(tǒng)中刪去。但是關(guān)于它的所有證明都有錯(cuò)誤。高斯是最早認(rèn)識到可能存在一種不適用平行線公理的幾何學(xué)的人之一。他逐漸得出革命性的結(jié)論︰確實(shí)存在這樣的幾何學(xué)，其內(nèi)部相容并且沒有矛盾。但因?yàn)榕c同代人的觀點(diǎn)相背，他不敢發(fā)表(參閱非歐幾里得幾何條)。
當(dāng)1830年前后匈牙利的波爾約(Janos Bolyai)和俄國的羅巴切夫斯基獨(dú)立地發(fā)表非歐幾何學(xué)時(shí)，高斯宣稱他大約在30年前就得到同樣的結(jié)論。高斯也沒有發(fā)表特殊復(fù)函數(shù)方面的工作，可能是因?yàn)闆]有能從更一般的原理導(dǎo)出它們。因此這一理論不得不在他死后數(shù)十年由其他數(shù)學(xué)家從他著作的計(jì)算中重建。
1830年前后，極值(極大和極小)原理在高斯的物理問題和數(shù)學(xué)研究中開始占有重要地位，例如流體保持靜止的條件等問題。在探討毛細(xì)作用時(shí)，他提出了一個(gè)數(shù)學(xué)公式能將流體系統(tǒng)中一切粒子的相互作用、引力以及流體粒子和與它接觸的固體或流體粒子之間的相互作用都考慮在內(nèi)。這一工作對于能量守恒原理的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。從1830年起高斯就與物理學(xué)家威廉·愛德華·韋伯密切合作。由于對地磁學(xué)的共同興趣，他們一起建立了一個(gè)世界性的系統(tǒng)觀測網(wǎng)。他們在電磁學(xué)方面最重要的成果是電報(bào)的發(fā)展。因?yàn)樗麄兊馁Y金有限，所以試驗(yàn)都是小規(guī)模的。
天文發(fā)現(xiàn)
1801天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已，認(rèn)為火星和木星間應(yīng)該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。
1801年的元旦，一位意大利天文學(xué)家在西西里島觀察到在白羊座(Aries)附近有光度八等的星移動，這顆如今被稱作谷神星(Ceres)的小行星在天空出現(xiàn)了41天，掃過八度角之后，就在太陽的光芒下沒了蹤影。
我們知道它是火星和木星的小行星帶中的一個(gè)，當(dāng)時(shí)天文學(xué)家無法確定這顆新星是彗星還是行星，必須繼續(xù)觀察才能判決，但是Piazzi只能觀察到它9度的軌道，再來，它便隱身到太陽后面去了。因此無法知道它的軌道，也無法判定它是行星或彗星。
高斯也對這顆星著了迷，他決定解決這個(gè)捉摸不到的星體軌跡的問題。高斯自己獨(dú)創(chuàng)了只要三次觀察，就可以來計(jì)算星球軌道的方法。他可以極準(zhǔn)確地預(yù)測行星的位置。他利用天文學(xué)家提供的觀測資料，不慌不忙地算出了它的軌跡。
果然，谷神星準(zhǔn)確無誤的在高斯預(yù)測的地方出現(xiàn)。這個(gè)方法--雖然他當(dāng)時(shí)沒有公布--就是"最小平方法"。在天文學(xué)中這一成就立即得到公認(rèn)。
他在《天體運(yùn)動理論》(1809)中敘述的方法今天仍在使用，只要稍作修改就能適應(yīng)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的要求。高斯在小行星"智神星"方面也獲得類似的成功。考慮到其他行星對智神星軌道的攝動，高斯改進(jìn)了他的計(jì)算。 這時(shí)他的聲名遠(yuǎn)播，榮譽(yù)滾滾而來。自那以后，行星、大行星(海王星)接二連三地被發(fā)現(xiàn)了。
1807年他成為格丁根大學(xué)的天文學(xué)教授和新天文臺臺長，直到逝世。1809年，在結(jié)婚4年后和第三個(gè)孩子剛出世不久，他第一個(gè)妻子去世。他的第二次婚姻(1810~1831)帶給他兩個(gè)兒子和一個(gè)女兒。
在1812年，他研究了超幾何級數(shù)，并且把研究結(jié)果寫成專題論文，呈給哥廷根皇家科學(xué)院。
【數(shù)學(xué)家的名人故事：偉大的數(shù)學(xué)天才-高斯】相關(guān)文章：
關(guān)于數(shù)學(xué)家的名人故事（精選10篇）07-18
中國古代偉大的數(shù)學(xué)家祖沖之的故事08-16
現(xiàn)代著名數(shù)學(xué)家陳景潤的故事08-25
數(shù)學(xué)家阿基米德的故事（通用6篇）01-25
關(guān)于數(shù)學(xué)的名人故事（精選11篇）03-14
偉大的名人事跡07-02
偉大的名人事跡(精選)07-06