王小若1127
数学不是“数”学——话说无理数 “数学是一门研究数量关系和空间形式的科学”的说法在中国曾经十分流行,这可能与恩格斯著作的长期影响有关。对于数学,今天人们更加认同于如下的说法: “数学是一个完全自成体系的知识领域…数学仅仅讨论它本身想象中的实体及关系”(《科学技术百科全书》[麦格劳-希尔图书公司]第1卷数学,科学出版社1980,235-236页); “到1900年,数学已经从实在性中分裂出来了;它已经明显地而且无可挽回地失去了它对自然界真理的所有权,因而变成了一些没有意义的东西的任意公理的必然推论的随从了”( 克莱因《古今数学思想》第4册,上海科学技术出版社1979,111页)。 照此说法,数学就不是“数”学了。然而,数学与生俱来的强大应用性并不因为“数学已经从实在性中分裂出来了”而有稍微的减弱。既是抽象的又有实在的一面,人们逐渐形成了对数学的主流看法——数学的现状“一方面是其内在的统一性,另一方面是外界应用的更高的自觉性”,数学的两种趋势是“从外部寻求新问题和在内部追求统一”(美国国家研究委员会《振兴美国数学——90年代的计划》,叶其孝等译,世界图书出版公司1993),而不再局限于给数学下一个定义。毕达哥拉斯无理数是一个能恰好地描述数学特征的案例。从数学发展史看,人类对无理数的发蒙始于古希腊毕达哥拉斯(Pythagoras,公元前582-497)学派,但二千四百年后才产生包括无理数在内的实数严格定义;从当今教育的知识体系看,学生在初中阶段开始接触无理数,直到大学毕业却仍然不明白无理数的实质含义。历史与现实两者的契合正好说明无理数的两面特征,应用性使得它是常见的数学工具之一,而抽象性又使所有非数学工作者不能真正认识它。克罗内克 数系的扩张过程以自然数为基础,德国数学家克罗内克(Kronecker,1823-1891)说“上帝创造了整数,其它一切都是人造的”(克莱因《古今数学思想》第4册,上海科学技术出版社1979,41页)。零与自然数的产生源于人类在生存活动中的原始冲动,这一推测想来不会有问题,人的双手有十指与十进制的广泛使用也当然有密切关系; 类似于 2+3=5 的事实产生了加法的概念,然而2加上几会等于1呢?由此需要定义负数:一个数的“负数”即它与该数之和等于0;进而定义减法。产生零、负自然数,合称整数; 加法的重复进行产生了乘法,2×3=6 就是三个2相加。然而2乘以几会等于1呢?由此需要定义倒数:一个数的“倒数”即它与该数之积等于1,进而定义除法,产生既约分数,合称有理数。 以上过程不论用抽象的数学语言还是通俗语言来描述都容易为人接受,可以说由于计数、测量的需要而扩大了数系。 最早出现的无理数也与计数、测量有关。乘法的重复进行产生了乘方,23 就是三个2相乘,然而哪个数的平方会等于2呢?毕达哥拉斯学派提出了这个问题,边长为1的正方形的对角线的长度不是既约分数,后来用√2表示对角线的长度,无理数的概念初步形成。 以下是关于√2不是有理数的一个证明,载于欧几里德《几何原本》,但据说是更早的毕达哥拉斯学派所作 :设√2是既约分数p/q,即√2=p/q,则2q2=p2,这表明p2是偶数,p也是偶数(否则若p是奇数则p2是奇数),设p=2k,得q2=2k2,于是q也是偶数,这与p/q是既约分数矛盾。 虽然开方运算可能产生无理数,但仿照上述办法来扩张数系会遇到困难。例如仅用开方定义新的数例如√2,3√2(后来被称为初等无理数)是不够的;(1+√2) 就不能通过对某有理数开方而得,那么(1+√2)是什么?试作一比较,任何有理数总可以乘以某整数而还原成整数,但(1+√2)的任何次乘方却不可能得到有理数。阿贝尔 考虑到此,容易想到的办法是用有理数的加减乘除、乘方、开方定义新的数,后来被称为复合无理数,显然它包含了初等无理数。毕竟扩张数系的动力之一是使代数方程有解,例如(1+√2)的产生使得方程x2-2x-1=0有解。 但又有新的问题,挪威数学家阿贝尔(Abel,1802-1829)于1825年证明“一般五次方程不能只用根式求解”,紧接着法国数学家伽罗瓦(Galois,1811-1832)解决“方程须有何种性质才可求根式解”的问题,复合无理数立即黯然失色。伽罗瓦 数学家顽强地推进,索性将新的数系定义为所有有理系数方程的根(后来称为代数数),有理数、初等无理数、复合无理数都被包括在内。数系的扩张本来是从现实需要出发的问题,但现在已经开始变得抽象了,因为代数数中那些不是有理数、初等无理数、复合无理数的“数”究竟什么样子?这不仅不能回答,似乎也并不重要,重要的是这样的“数”确实存在。 不得不面对的烦恼是,一个代数数的描述与运算都必须通过相关的代数方程的系数,而且代数方程的根通常不是唯一的。 彻底摧毁这一定义方式的是1844年柳维尔(Liouville,1809-1882)证明非代数数的存在。早在1830年代,e=1+(1/1!)+(1+2!)+...+(1/n!)+...与圆周率π被证明是无理数,在柳维尔的结论宣布后不久,1873年、1883年数学家埃尔米特(Hermite,1822-1901)与林德曼(Lindemann,1852-1939)先后证明e,π不是代数数。 由于有理数可表示成有限小数或无限循环小数,人们想到用“无限不循环小数”来定义无理数,这也是直至19世纪中叶以前的实际做法。它看起来很通俗,不明白无理数奥妙的人大体也是这样理解无理数的。但这样做遇到的困难更大:关键的问题是你无法判断一个数是无限不循环的,也不能将两个无限不循环的数进行加减乘除。 不循环的无限小数当然是难以认识,如果我们翻用一下列夫•托尔斯泰著名小说《安娜•卡列尼娜》中的名句“幸福的家庭都是幸福的;不幸的家庭各有各的不幸”,那就是:循环的小数都是一样的循环,不循环的小数各有各的不循环!16世纪德国数学家施蒂费尔(Stifel,约1486-1567)说“当我们想把它们数出来(用十进小数表示)时,…就发现它们无止境地往远处跑,因而没有一个无理数实质上是能被我们准确掌握住的…。而本身缺乏准确性的东西就不能称其为真正的数…。所以,正如无穷大的数并非数一样,无理数也不是真正的数,而是隐藏在一种无穷迷雾后面的东西”(克莱因《古今数学思想》第1册,上海科学技术出版社1979, 292页) 克莱因指出“所有在Weierstrass(德国数学家外尔斯特拉斯1815-1897——引注)之前引进无理数的人都采用了这样的概念,即无理数是一个以有理数为项的无穷序列的极限。但是这个极限,假如是无理数,在逻辑上是不存在的,除非无理数已经有了定义”(克莱因《古今数学思想》第4册,上海科学技术出版社1979,46页)。 一本著名的数学教材将“无限不循环小数”称为“中学生的实数”,“用这个定义,实数是非常具体的对象,但在定义加法和乘法时所包含的困难是不容忽视的”,在介绍了加法定义的一种方式及指出乘法可类似处理后说“不过,乘法逆元素的存在将又一次是最困难的”并就此打住(斯皮瓦克《微积分》下册,张毓贤等译,人民教育出版社1981,695页)。 根据施蒂费尔的说法我们只能说√2不是有理数,而不能说它是无理数,因为我们还没有定义什么是“无理数”。前述古希腊人关于√2无理性的证明应当是“不存在这样的有理数使其平方等于2”。由于除了有理数就没有数,√2根本就不是“数”。 现在可以看到无理数问题的困难所在:从开方运算的逆运算与确定边长为1的正方形的对角线长度的需要,都应当在有理数的基础上再扩大,这与以往从自然数扩大到整数、从整数扩大到有理数没有什么两样。然而在具体做法上,利用运算的逆向进行或通过对有理数进行代数运算或用代数方程的根而产生的“数”是不完全的,“无限不循环小数”的说法又不合理不严格。这一困难使数学史上数系的扩张停滞了两千多年。 进一步扩张数系的必要性是不成问题的,在很长时间里人们将无理数理解为其近似值,从实用的角度来说,一个没有严格定义的东西难道就不能存在、不能使用吗?但是数学奉行严密逻辑的理念自欧几里德《几何原本》以来就坚定不移,不以现实为背景的非欧几何的产生(18世纪)加深了数学家对于摆脱实在性的趋同。 从整数产生有理数曾经主要是根据测量、计数的需要,但现在要回到始点从头做起。例如纯粹从数学发展的内在动力与逻辑展开来定义有理数: 设p,q是整数,则数偶(p,q)称为有理数,规定两个有理数的乘法、加法规则,证明它们符合交换律、结合律等等。这是一个用以参考的范式:将某种“对象”定义为实数,其目标与要求应当是能包含以上已有的所有对象,有通常的加法乘法且符合运算规则。 以下介绍的两种定义中的“数”仅指有理数,而实数是用“数”按特定方式构成的那样一些“对象”或“东西”。 戴德金(Dadekind,1831-1916)定义:一个实数定义为有理数的一个集合,这个集合是数轴上所有有理数从某处分开的左边“一半”(数学术语为“分割”),且没有最大的数。 按戴德金的定义,实数集合的每个元是有理数集合的一个子集,一个实数是有理数的一个集合。例如所有小于2的有理数集合确定一个实数,它就是2;所有其平方小于2的有理数集合确定一个实数,它就是√2。须注意这两例有一个重要区别,对应于有理数的“分割”其“右半”有最小的数2,对应于无理数的“分割”其“右半”没有最小的数。戴德金的定义来源于这样的启示:每个有理数作为有长度的线段,对应着数轴上的坐标。边长为1的正方形的对角线线段也应对应数轴上的一个点,这意味着如果只有有理数,数轴上存有“空隙”——尽管有理数非常稠密。应当填补这些“空隙”使数轴成为完美的,欧几里德《几何原本》中曾记载过这一思想的雏形。 康托(Cantor,1845-1918)定义:一个实数定义为有理数的柯西序列a1,a2,...,an,此处an都是有理数,且满足对于任意自然数p必有自然数N,使当m>N,n>N时有|am-an|<1/q。康托的定义来源于如下的启示:若只限于有理数,则“微积分”的命题“单调有界数列必收敛”可能不成立,例如有理数数列x0=1,xn+1=(xn+2/xn)/2 是单调递减的、有界的,其极限是√2。 在以上两种定义中还要分别规定实数之间的大小比较、如何运算然后证明运算是符合熟知的规则的。另一个需要解决的重要问题是,这两种实数定义所规定的这些“东西”在抽象意义上是不是相同的?如果不能肯定回答岂不会带来一片混乱,何况还会有其它形式的实数定义。这些问题当然都已一一妥帖解决。 试对两种定义做一比较评判:康托的定义较实在,由于明显涉及了无限(必定有时间如何发展的直觉)的概念称为是动态的。例如,说数列1,1.4,1.41,1.414,1.4142,...定义无理数√2,必须附加对于数列变化规律的种种说明。戴德金的定义较虚幻,但是是静态的,它摆脱了由时间直觉所附加的束缚。 为了加深印象,现在我们必须用最简明最通俗的语言来描述一下“实数”:按戴德金的说法,一个实数是有理数的一个集合;按康托的说法,一个实数是有理数的一个(柯西)序列。数学史上还有别的实数定义,在那里实数又有另外一副面孔。 几乎在构建实数体系的同时,1874年康托还证明了无理数比有理数多得多、非代数数比代数数多得多!这也意味着,无形的、不是根式的无理数竟比直观的、根式的无理数多得多!数轴上代表有理数的点虽然是稠密的——任何两个有理数点之间恒有无数多有理数点,但是除有理数点外的“空隙”更多。“空隙”一旦填满,稠密概念发展成了连续的概念,数轴上点与实数完全对应,无理数问题画上了永远的句号。这里涉及关于集合中元素“个数”的比较问题,本文限于篇幅就此打住了。 实数体系的建立,使得诸如3√2表示什么得以明确,“高等数学”中命题“单调有界数列必收敛”、闭区间连续函数的性质得以证明。 然而从应用角度或对于非数学工作者(绝大多数人)而言,却是再次回到古希腊。无理数仍然是“小数”,人们并不真正关心它的“无尽”、“不循环”,事实上也无法弄清楚,只是按需要取作适当位数的近似值。例如说到圆周率π,为什么要关心它是循环的还是不循环的呢?“十位小数就足以使地球周界准确到一英寸以内,三十位小数便能使整个可见宇宙的四周准确到连最强大的显微镜都不能分辨的一个量”(丹齐克《数:科学的语言》苏仲湘译,上海教育出版社2000年,98页)。 至于数学家,在定义了无理数之后依然两手空空,数学家所知道的无理数确实少的可怜:知道得最多的只是各式各样的根式,这是古希腊人即已知道的;其次是π与e两个非代数数。那些比代数数多得多的无理数在哪儿?1900年数学家希尔伯特(Hilbert,1862-1943)提出著名的23个数学问题即包括了这一内容。以后的进展是,数学家证明若α是代数数(除0与1)、β是无理的代数数,则αβ是非代数数(1934年)。然而,若稍微追问一句“(π+e)是无理数还是有理数”?则至今都没有严密的答案。数学家心安理得的是建立了无懈可击的实数体系,在坚实的基础上,任何闲言碎语都是不足道的。无理数所体现的完美无缺、一丝不苟的纯粹理性与无孔不入、尽人皆知的世俗应用,可谓占尽天上人间风光,正是数学的魅力之所在。
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凤歌小说《昆仑》中的元外之元
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“你懂个屁,谁愿意抛妻弃子,来这个鸟地方,还不是为了求一条糊口的生路。”
“哪…咱们会不会遇上强盗呢?”
“你似乎很想遇上啊。”老者打量他。
文靖嘿嘿笑道:“真的遇上,说不准谁抢谁呢。”
“就凭你那几下三脚猫功夫。”老者冷笑:“迟早被人一顿拳脚打死。”
肥肥肥肥啊
八岁的高斯发现了数学定理德国著名大科学家高斯(1777~1855)出生在一个贫穷的家庭。高斯在还不会讲话就自己学计算,在三岁时有一天晚上他看着父亲在算工钱时,还纠正父亲计算的错误。长大后他成为当代最杰出的天文学家、数学家。他在物理的电磁学方面有一些贡献,现在电磁学的一个单位就是用他的名字命名。数学家们则称呼他为“数学王子”。他八岁时进入乡村小学读书。教数学的老师是一个从城里来的人,觉得在一个穷乡僻壤教几个小猢狲读书,真是大材小用。而他又有些偏见:穷人的孩子天生都是笨蛋,教这些蠢笨的孩子念书不必认真,如果有机会还应该处罚他们,使自己在这枯燥的生活里添一些乐趣。这一天正是数学教师情绪低落的一天。同学们看到老师那抑郁的脸孔,心里畏缩起来,知道老师又会在今天捉这些学生处罚了。“你们今天替我算从1加2加3一直到100的和。谁算不出来就罚他不能回家吃午饭。”老师讲了这句话后就一言不发的拿起一本小说坐在椅子上看去了。教室里的小朋友们拿起石板开始计算:“1加2等于3,3加3等于6,6加4等于10……”一些小朋友加到一个数后就擦掉石板上的结果,再加下去,数越来越大,很不好算。有些孩子的小脸孔涨红了,有些手心、额上渗出了汗来。还不到半个小时,小高斯拿起了他的石板走上前去。“老师,答案是不是这样?”老师头也不抬,挥着那肥厚的手,说:“去,回去再算!错了。”他想不可能这么快就会有答案了。可是高斯却站着不动,把石板伸向老师面前:“老师!我想这个答案是对的。”数学老师本来想怒吼起来,可是一看石板上整整齐齐写了这样的数:5050,他惊奇起来,因为他自己曾经算过,得到的数也是5050,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了这个数值呢?高斯解释他发现的一个方法,这个方法就是古时希腊人和中国人用来计算级数1+2+3+…+n的方法。高斯的发现使老师觉得羞愧,觉得自己以前目空一切和轻视穷人家的孩子的观点是不对的。他以后也认真教起书来,并且还常从城里买些数学书自己进修并借给高斯看。在他的鼓励下,高斯以后便在数学上作了一些重要的研究了。小欧拉智改羊圈欧拉是数学史上著名的数学家,他在数论、几何学、天文数学、微积分等好几个数学的分支领域中都取得了出色的成就。不过,这个大数学家在孩提时代却一点也不讨老师的喜欢,他是一个被学校除了名的小学生。事情是因为星星而引起的。 当时,小欧拉在一个教会学校里读书。有一次,他向老师提问,天上有多少颗星星。老师是个神学的信徒,他不知道天上究竟有多少颗星,圣经上也没有回答过。其实,天上的星星数不清,是无限的。我们的肉眼可见的星星也有几千颗。这个老师不懂装懂,回答欧拉说:"天有有多少颗星星,这无关紧要,只要知道天上的星星是上帝镶嵌上去的就够了。"欧拉感到很奇怪:"天那么大,那么高,地上没有扶梯,上帝是怎么把星星一颗一颗镶嵌到一在幕上的呢?上帝亲自把它们一颗一颗地放在天幕,他为什么忘记了星星的数目呢?上帝会不会太粗心了呢?他向老师提出了心中的疑问,老师又一次被问住了,涨红了脸,不知如何回答才好。老师的心中顿时升起一股怒气,这不仅是因为一个才上学的孩子向老师问出了这样的问题,使老师下不了台,更主要的是,老师把上帝看得高于一切。小欧拉居然责怪上帝为什么没有记住星星的数目,言外之意是对万能的上帝提出了怀疑。在老师的心目中,这可是个严重的问题。在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的,人们只能做思想的奴隶,绝对不允许自由思考。小欧拉没有与教会、与上帝"保持一致",老师就让他离开学校回家。但是,在小欧拉心中,上帝神圣的光环消失了。他想,上帝是个窝囊废,他怎么连天上的星星也记不住?他又想,上帝是个独裁者,连提出问题都成了罪。他又想,上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在。回家后无事,他就帮助爸爸放羊,成了一个牧童。他一面放羊,一面读书。他读的书中,有不少数学书。爸爸的羊群渐渐增多了,达到了100只。原来的羊圈有点小了,爸爸决定建造一个新的羊圈。他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米。正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用。若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米(15+15+40+40=110)父亲感到很为难,若要按原计划建造,就要再添10米长的材料;要是缩小面积,每头羊的面积就会小于6平方米。小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,也不用担心每头羊的领地会小于原来的计划。他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法,听了没有理他。小欧拉急了,大声说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了。父亲听了直摇头,心想:"世界上哪有这样便宜的事情?"但是,小欧拉却坚持说,他一定能两全齐美。父亲终于同意让儿子试试看。小欧拉见父亲同意了,站起身来,跑到准备动工的羊圈旁。他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米。父亲着急了,说:"那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了。"小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形。然后,小欧拉很自信地对爸爸说:"现在,篱笆也够了,面积也够了。"父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,不多不少,全部用光。面积也足够了,而且还稍稍大了一些。父亲心里感到非常高兴。孩子比自己聪明,真会动脑筋,将来一定大有出息。父亲感到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了。后来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利。通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生。这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年轻的大学生。报效祖国宏愿------ 华罗庚的故事同学们都知道,华罗庚是一位靠自学成才的世界一流的数学家。他仅有初中文凭,因一篇论文在《科学》杂志上发表,得到数学家熊庆来的赏识,从此华罗庚北上清华园,开始了他的数学生涯。1936年,经熊庆来教授推荐,华罗庚前往英国,留学剑桥。20世纪声名显赫的数学家哈代,早就听说华罗庚很有才气,他说:“你可以在两年之内获得博士学位。”可是华罗庚却说:“我不想获得博士学位,我只要求做一个访问者。”“我来剑桥是求学问的,不是为了学位。”两年中,他集中精力研究堆垒素数论,并就华林问题、他利问题、奇数哥德巴赫问题发表18篇论文,得出了著名的“华氏定理”,向全世界显示了中国数学家出众的智慧与能力。1946年,华罗庚应邀去美国讲学,并被伊利诺大学高薪聘为终身教授,他的家属也随同到美国定居,有洋房和汽车,生活十分优裕。当时,不少人认为华罗庚是不会回来了。新中国的诞生,牵动着热爱祖国的华罗庚的心。1950年,他毅然放弃在美国的优裕生活,回到了祖国,而且还给留美的中国学生写了一封公开信,动员大家回国参加社会主义建设。他在信中坦露出了一颗爱中华的赤子之心:“朋友们!梁园虽好,非久居之乡。归去来兮……为了国家民族,我们应当回去……”虽然数学没有国界,但数学家却有自己的祖国。华罗庚从海外归来,受到党和人民的热烈欢迎,他回到清华园,被委任为数学系主任,不久又被任命为中国科学院数学研究所所长。从此,开始了他数学研究真正的黄金时期。他不但连续做出了令世界瞩目的突出成绩,同时满腔热情地关心、培养了一大批数学人才。为摘取数学王冠上的明珠,为应用数学研究、试验和推广,他倾注了大量心血。据不完全统计,数十年间,华罗庚共发表了152篇重要的数学论文,出版了9部数学著作、11本数学科普著作。他还被选为科学院的国外院士和第三世界科学家的院士。从初中毕业到人民数学家,华罗庚走过了一条曲折而辉煌的人生道路,为祖国争得了极大的荣誉。阿基米德(约公元前287~212年)——希腊物理学家、数学家。阿基米德的父亲是一位天文学家和数学家,他从小受到良好的教育,特别喜爱数学。有一次,国王请他去测定金匠刚刚为其做好的王冠是纯金的还是掺有银子的混合物,并且告诫他不得毁坏王冠。起初,阿基米德茫然不知所措。直到有一天,当自己泡大一满盆洗澡水里时,溢出水量的体积等于他身体浸入水中的那部分体积。那么,如果把王冠浸入水中 ,根据水面上升的情况算出王冠的体积与等重量金子的体积相等,就说明王冠是纯金的;假如掺有银子的话,王冠的体积就会大一些。他兴奋地从浴盆中跃出,全身赤条条地奔向皇宫,大喊着:"我找到了!找到了!"他为此而发明了 浮力原理。除此之外,他还发现了著名的杠杆原理。伴随着这一发明,还产生了一句众所周知的名言:"只要给我一个支点,我就能撬动地球。"在阿基米德的老年岁月里,他的祖国与罗马发生战争,当他住的城市遭劫掠时,阿基米德还专心地研究他在沙地上画的几何图形,凶残的罗马士兵刺倒了这位75岁的老人,伟大的科学家扑倒在鲜血染红了的几何图形上……阿基米德死后,人们整理出版了《阿基米德遗著全集》,以永远缅怀这位科学巨匠的伟大业绩。牛顿(1642~1727)牛顿英国物理学家、数学家。曾任英国皇家学会会长。牛顿是举世公认的、有史以来最伟大的科学家之一。他的幼年充满了辛酸,在他出生前3个月父亲便去世了,之后母亲改嫁,他是由外祖母抚养成人的。23毕业于著名的剑桥大学后留校工作。后因逃避伦敦流行的鼠疫来到母亲的农场里。在这里,他被一个常人熟视无睹的现象吸引住了。有一次,他看到一个熟透了的苹果落在地上,便开始思索为什么苹果会垂直落在地上,而不是飞到天上去呢?一定是有一种力在拉它,那么这种将苹果往下拉的力会不会控制月球?他就是通过这个看起来十分简单的现象,发现了著名的万有引力定律。这个定律的巨大作用,很快就显示了出来。它解释了当时所知道的天体的一切运动。同时,牛顿又完成了一项重要的光学实验,从而证明了白光是由以赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序排列的合成光。1687年,牛顿出版了有史以来最伟大的科学著作《自然哲学的数学原理》。在这里,他钻研了伽利略的理论,并归纳出著名的运动三大定律。除此之外,他发现的二项式定理,在数学界也有一席之地。1704年,出版《光学》一书,总结了他对光学研究的成果。牛顿61岁那年被选为英国皇家学会会长,此后年年连任直至逝世。作为举世公认的、最卓越的科学巨匠,他仍谦逊地说:“如果说我比别人看得远些,那是因为我站在了巨人的肩上。”1727年3月20日,84岁的牛顿逝世了。作为有功于国家的伟人,他被葬在了英国国家公墓,受到世人的瞻仰。欧拉(1707~1783)欧拉瑞士数学家,英国皇家学会会员。欧拉从小着迷数学,是一位不折不扣的数学天才。他13岁便成为著名的巴塞尔大学的学生,16岁获硕士学位,23岁就晋升为教授。1727年,他应邀去俄国圣彼得堡科学院工作。过度的劳累,致使他双目失明。但是,这并没有影响他的工作。欧拉具有惊人的记忆力。氢说,1771年圣彼德堡的一场大火,把他的大量藏书和手稿化为灰烬。他就凭着惊人的记忆,口授发表了论文400多篇、论著多部。欧拉这们18世纪数学巨星,在微积分、微分方程、几何、数论、变分学等领域都作出了巨大贡献,从而确定了他作为变分法的奠基人、复变函数先驱者的地位。同时,他还是一位出色的科普作家,他发表的科普读物,在长达90年内不断重印。欧拉是古往今来最多产的数学家,据说他留下的宝贵的文化遗产够当时的圣彼得堡所有的印刷机同时忙上几年。欧拉作为历史上对数学贡献最大的四位数学家之一(另外三位是阿基米德、牛顿、高斯),被誉为"数学界的莎士比亚"。高斯(1777~1855)高斯是德国数学家、物理学家和天文学家,英国皇家学会会员。高斯是一个农民的儿子,幼年时,他在数学方面就显示出了非凡的才华。3岁能纠正父亲计算中的错误;10岁便独立发现了算术级数的求和公式;11岁发现了二项式定理。少年高斯的聪颖早慧,得到了很有名望的布瑞克公爵的垂青与资助,使他得以不断深造。19岁的高斯在进大学不久,就发明了只用圆规和直尺作出正17边形的方法,解决了两千年来悬而未决的几何难题。1801年,他发表的<<算术研究>>,阐述了数论和高等代数的某些问题。他对超几何级数、复变函数、统计数学、椭圆函数论都有重大贡献。作为一个物理学家,他与威廉.韦伯合作研究电磁学,并发明了电极。为了进行实验,高斯还发明了双线磁力计,这是他对电磁学问题研究的一个很有实际意义的成果。高斯30岁时担任了德国著名高等学府天文台台长,并一直在天文台工作到逝世。他平生还喜欢文学和语言学,懂得十几门外语。他一生共发表323篇(种)著作,提出了404项科学创见,完成了4项重要发明。高斯去世后,人们在他出生的城市竖起了他的雕像。为了纪念他发现做出17边形的方法,雕像的底座修成17边形。世人公认他是一位和牛顿、阿基米德、欧拉齐名的数学家。祖冲之(429~500)中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学家。范阳遒(今河北涞水)人祖冲之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一个管理朝廷建筑的长官。祖冲之长在这样的家庭里,从小就读了不少书,人家都称赞他是个博学的青年。他特别爱好研究数学,也喜欢研究天文历法,经常观测太阳和星球运行的情况,并且做了详细记录。宋孝武帝听到他的名气,派他到一个专门研究学术的官署“华林学省”工作。他对做官并没有兴趣,但是在那里,可以更加专心研究数学、天文了。我国历代都有研究天文的官,并且根据研究天文的结果来制定历法。到了宋朝的时候,历法已经有很大进步,但是祖冲之认为还不够精确。他根据他长期观察的结果,创制出一部新的历法,叫做“大明历”(“大明”是宋孝武帝的年号)。这种历法测定的每一回归年(也就是两年冬至点之间的时间)的天数,跟现代科学测定的相差只有五十秒;测定月亮环行一周的天数,跟现代科学测定的相差不到一秒,可见它的精确程度了。公元462年,祖冲之请求宋孝武帝颁布新历,孝武帝召集大臣商议。那时候,有一个皇帝宠幸的大臣戴法兴出来反对,认为祖冲之擅自改变古历,是离经叛道的行为。祖冲之当场用他研究的数据回驳了戴法兴。戴法兴依仗皇帝宠幸他,蛮横地说:“历法是古人制定的,后代的人不应该改动。”祖冲之一点也不害怕。他严肃地说:“你如果有事实根据,就只管拿出来辩论。不要拿空话吓唬人嘛。”宋孝武帝想帮助戴法兴,找了一些懂得历法的人跟祖冲之辩论,也一个个被祖冲之驳倒了。但是宋孝武帝还是不肯颁布新历。直到祖冲之死了十年之后,他创制的大明历才得到推行。尽管当时社会十分动乱不安,但是祖冲之还是孜孜不倦地研究科学。他更大的成就是在数学方面。他曾经对古代数学著作《九章算术》作了注释,又编写一本《缀术》。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。祖冲之在科学发明上是个多面手,他造过一种指南车,随便车子怎样转弯,车上的铜人总是指着南方;他又造过“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上试航过,一天可以航行一百多里。他还利用水力转动石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。祖冲之晚年的时候,掌握宋朝禁卫军的萧道成灭了宋朝。华罗庚(1910~1985)中国数学家、数学教育家,中国科学院院士,江苏金坛人。华罗庚的父亲是经营杂货店的小业主,由于经营惨淡,家境每况愈下,致使上中学不久的华罗庚辍学,当了杂货店的记账员。在繁琐、单调的劳作中,他并没有放弃最大的嗜好---数学研究。正在他发奋自学时,灾难从天而降---他染上了可怕的伤寒症,被医生判了“死刑”。然而,他竟然奇迹般地活了过来,但左腿却落下了终生残疾。他常挂在嘴边的是这样一句话:“所谓天才,就是靠坚持不断的努力。”这位没有大学文凭的数学家,凭着坚持不懈的努力,刻苦自学,于1930年,以《苏家驹之代数五次方程式不能成立的理由》的论文,而使中国数学界刮目相看。后被熊庆来教授推荐到清华大学数学系任助教 。在这里,他得益于熊庆来、杨武之的指导,学术上得以长足进步,并逐渐树立起他在世界数学界的地位。1948年应美国一所大学骋请任教。新中国成立后,他毅然放弃优越的工作和生活条件,携妻儿回国,担任清华大学数学系教授,后任中国科学院数学研究所所长。他十分重视和倡导把数学理论应用到生产实践中,并亲自组织和推广“优选法”、“统筹法”,使之在社会主义现代化建设中显示出了巨大的威力。他一生勤奋耕耘,共发表200余篇学术论文、10部专著。作为数学教育家,他培养出陈景润、王元、陆启铿等一批优秀的数学家,并形成了中国数学学派,有的人已成为世界级的数学家。1985年6月12日,华罗庚在日本讲学时,因突发心肌梗塞而去世,终年75岁。一生以“最大希望就是工作到生命的最后一刻”自勉的华罗庚,将永远活在人民的心中。陈景润(1933~1966)中国数学家、中国科学院院士。福建闽候人。陈景润出生在一个小职员的家庭,上有哥姐、下有弟妹,排行第三。因为家里孩子多,父亲收入微薄,家庭生活非常拮据。因此,陈景润一出生便似乎成为父母的累赘,一个自认为是不爱欢迎的人。上学后,由于瘦小体弱,常受人欺负。这种特殊的生活境况,把他塑造成了一个极为内向、不善言谈的人,加上对数学的痴恋,更使他养成了独来独往、独自闭门思考的习惯,因此竟被别人认为是一个 “怪人”。陈景润毕生后选择研究数学这条异常艰辛的人生道路,与沈元教授有关。在他那里,陈景润第一次知道了哥德巴赫猜想,也就是从那里,陈景润第一刻起,他就立志去摘取那颗数学皇冠上的明珠。1953年,他毕业于厦门大学,留校在图书馆工作,但始终没有忘记哥德巴赫猜想,他把数学论文寄给华罗庚教授,华罗庚阅后非常赏识他的才华,把他调到中国科学院数学研究所当实习研究员,从此便有幸在华罗庚的指导下,向哥德巴赫猜想进军。1966年5月,一颗耀眼的新星闪烁于全球数学界的上空------陈景润宣布证明了哥德巴赫猜想中的"1+2";1972年2月,他完成了对"1+2"证明的修改。令人难以置信的是,外国数学家在证明"1+3"时用了大型高速计算机,而陈景润却完全靠纸、笔和头颅。如果这令人费解的话,那么他单为简化"1+2"这一证明就用去的6麻袋稿纸,则足以说明问题了。1973年,他发表的著名的"陈氏定理",被誉为筛法的光辉顶点。对于陈景润的成就,一位著名的外国数学家曾敬佩和感慨地誉:他移动了群山!诺伊曼诺伊曼(1903~1957),美籍匈牙利数学家,美国科学院院士。诺伊曼出生在一个犹太银行家的家庭,是位罕见的神童。他8岁掌握微积分,12岁读懂《函数论》。在他成长的道路上,曾有这样一段有趣的故事:1913年夏天,银行家马克斯先生登出一则启示,愿以10倍于一般教师的聘金,为11岁的长子诺伊曼聘请一位家庭教师。尽管这诱人的启示,曾使许多人怦然心动,但终没有人敢去教导这样倾城皆知的神童……他在21岁获得物理-数学博士之后,开始了多学科的研究,先是数学、力学、物理学,又转到经济学、气象学,而后转向原子弹工程,最后,又致力于电子计算机的研究。这一切,使他成为不折不扣的科学全才。他的主要成就是数学研究。他在高等数学的许多分支中都作出了重要贡献,其最卓越的工作是开辟了数学的一个新分支------对策论。1944年出版了他的杰出著作《对策论与经济行为》。第二次世界大战期间,为第一颗原子弹的研制作出重要贡献。战后 ,运用他的数学才能指导制造大型电子计算机,被人们誉为电子计算机之父。
抬头走我路
大小和多少是人类认识外界的一个基本需求,如土地大小,家畜多少等。这种基本需求从计数开始,各民族都发明了各自的计数方法,通过交流和比较,阿拉伯数字的十进制最简便(如果再考虑计算机的使用,8进制才是最方便的,不过已经无法更改了),在十进制的基础上,自然就会想出加减乘除的运算方法,大大方便计数。发现使用数的好处后,人们就把各种概念转化为大小和多少的描述,从而实现量化描述,先定义单位,然后用单位的数量描述大小,这样就可以用数量精确描述某个属性。随着数的使用越来越多,必然发现新种类的数,同时为了统一的计算法则,就不断地定义了这些新种类的数,这样整个数系就逐渐建立起来。下面分别简述:自然数:通过最简单的计数需求就能想到,无论是用手指对应,还是用石头对应,1,2,3..这种最基本的数都能自然发明出来,这种基本数也是人脑天生就有的功能。负数:引入负数的概念一是为了计算的统一和方便,二是负数也有实际的物理意义。举例说明:某公司1月份赚了100万,2月份亏了10万,那1,2月总共赚了多少?我们可以计数为: 1月份赚了+100万,二月份赚了-10万,两个月总共赚了 +100 + (-10) = +90 。这样财务做账就统一计数为赚多少钱,亏的就计为赚 –x,总共赚的都用加法。这就是使得计数和计算都统一起来。负数还有实际的物理意义。例如物体高度的计量,人们必须首先定义某参考物为0高度,上面的就为正的高度多少,下面的就为负的高度多少。再例如温度计数,人们首先把冰点定义为0度,那高于冰点就是正多少度,低的就是负多少度。这样才能把这些物理属性统一量化。整数:人们把自然数,零和负整数定义成整数,这个没什么特别意义,仅仅是定义。分数和小数:计数稍微进一步就会涉及到不是整数的问题,1头羊两个人分,2个苹果3个人分,测量土地不是整步数,这些问题就自然使人们发展出分数和小数的概念。分数是将一份或几份的物体平分成若干份,即两数相除,标记为 n/m。小数是把某数平分成10份,100份,1000份等,即1/10, 1/100, 1/1000,12/100,标记为0.1, 0.01,0.001,0.12,所以1/10 =0.1, 1/100 = 0.01。根据分数和小数的定义,自然就能推理出它们间的转化方法。有理数:希腊文或英文都是指比例数,能用整数和整数比表示的数即为有理数,整数相除,要么为有限小数,要么为循环小数(可理解为两个固定整数相除余数一定是有规律的,所以会循环)。是不是所有的自然界中的数量都能用有理数表示?似乎是可以的,因为任何无限接近的两有理数之间都可以找到个 (x + y)/2的有理数与两数更接近。但自然界中的量为什么一定可以用整数比表示呢?为什么一定用有限或无限循环数表示呢?这个没任何理由。恰好相反更多的数应该是无限不循环的数。无理数:通过勾股定理算三角形斜边长度时就发现现实中的有些量无法用有理数表示,这就引出了无理数。无理数是指无限不循环数,绝不是仅仅某数的平方根。只有极少部分无理数可以表示为某数的某次根,更多的无限不循环数是无法用根表示的。实数:有限数,无限循环数,无限不循环数一起构成实数,他们一个比一个更多,共同反应现实中的所有量,现实中所有量也都可以用实数表示。所以就取名为实数。它们,要么是整数,要么是比例数,要么是无限不循环数,没有其他可能,所以实数是连续的,这个结论可以用反证法证明。实数连续的属性决定了可微和可积,从而为微积分奠定了基础。数轴:为形象地表示实数,引入数轴概念,,规定一个原点为0,经过该点画直线,0的一方为正实数,另一方为负实数,取适当长度为单位长度,直线上每个点代表一个实数,所有实数也是直线上的某点,一一对应。实数的运算:加减乘除的法则,按实际的物理意义去理解,很容易想到,唯一有点绕弯的是两负数相乘,两个负数相乘为什么变成了正数呢?可以用具有物理意义的例子去理解,例如衰变物质,每年的的质量增加为负值,求解1万年前的质量增加了多少,就可以把1万年前也记为负值,这样就可统一为物质负1万年后,质量增加了多少,两个负值相乘即变成了正。交换律,分配率,结合律也要按现实中的物理意义去理解。指数,幂,根,对数等就是一些特定的数字运算,记住他们的定义和标注方法自然就知道怎么运算。虚数和复数:虚数的发明来源于解方程,没有实际物理意义,仅仅是为了计算统一和方便,有些方程运算过程中出现负数根的问题,但最终可以互相抵消或相乘而得出实数解,于是就引入了定义:-1的平分根i。 进而引入复数的概念 a + bi,实数是复数的子集,复数运算也使用实数的运算法则,运算结果也一定是 a + bi的形式。后来高斯又用直角坐标系来形象表示复数,而物理学中的矢量也可用坐标系表示,进而很容易发现矢量运算时用复数来表示矢量,然后按四则规则运算符合物理结果。从而确定了复数的价值。但在量子力学中,复数超出了工具的属性,似乎具有了物理意义,用复数定义,运算和描述量子现象,复数把量子力学变成了纯粹的数学世界,客观世界和心智世界在量子世界已经分不清楚区别。综合上面各种数的发明历史可以看出,数首先是人们针对现实事物抽象出的数量概念,接着十进制的发明大大简化计数和运算,然后是发明自然数,之后为了运算的统一又发明0,负数,实际的应用中进一步发现小数和无理数。虚数的定义是为了方程的求解发明出来的。这样整个数系就完整建立起来了。
呲呲呲呲呲呲
华罗庚是世界上第一流的数学家,他在数学的许多领域中取得了辉煌的成就。然而他小时候,却是一个不讨人喜欢的孩子。 华罗庚上学时,老师和同学发现他口齿不清,行动不灵,总是笨手笨脚的,又寡言少语,给他起了个绰号―“罗呆子”。而且背地里常常议论:他长大了不会有什么出息的。” 其实,华罗庚是个很聪明的孩子,他非常喜欢动脑筋,只是他平时少言寡语,笨手笨脚,因此别人总是察觉不到。 金坛县城东青龙山上有座庙,每年都要在那里举行庙会。少年华罗庚是个喜爱凑热闹的人,凡是有热闹的地方都少不了他。有一年华罗庚也同大人们一起赶庙会,一个热闹场面吸引了他,只见一匹高头大马从青龙山向城里走来,马上坐着头插羽毛、身穿花袍的“菩萨”。每到之处,路上的老百姓纳头便拜,非常虔诚。拜后,他们向“菩萨”身前的小罐里投入钱,就可以问神问卦,求医求子了。 华罗庚感到好笑,他自己却不跪不拜“菩萨”。站在旁边的大人见后很生气,训斥道: “孩子,你为什么不拜,这菩萨可灵了。” “菩萨真有那么灵吗?”华罗庚问道。 一个人说道:“那当然,看你小小年纪千万不要冒犯了神灵,否则,你就会倒霉的。” “菩萨真的万能吗?”这个问题在华罗庚心中盘旋着。他不相信一尊泥菩萨真能救苦救难。 庙会散了,看热闹的老百姓都回家了。而华罗庚却远远地跟踪着“菩萨”。看到“菩萨”进了青龙山庙里,小华罗庚急忙跑过去,趴在门缝向里面看。只见“菩萨”能动了,他从马上下来,脱去身上的花衣服,又顺手抹去脸上的妆束。门外的华庚惊呆了,原来百姓们顶礼膜拜的“菩萨”竟是一村民装扮的。 华罗庚终于解开了心中的疑团,他将“菩萨”人的事告诉了村子里的每个人,人们终于恍然大悟了。从此,人们都对这个孩子刮目相看,再也无人喊他“罗呆子”了。正是华罗庚这种打破砂锅问到底的精神,使他后来成为一名卓越的数学家。
笑之典典
有趣的数学名人故事
数学名人有哪些有趣的故事?下面由我为大家精心收集的有趣的数学名人故事,供大家参考与借鉴~
华罗庚
有一次,他跟邻居家的孩子一起出城去玩,他们走着走着;忽然看见路旁有座荒坟,坟旁有许多石人、石马。这立刻引起了华罗庚的好奇心,他非常想去看个究竟。于是他就对邻居家的孩子说:
“那边可能有好玩的,我们过去看看好吗?”
邻居家的孩子回答道:“好吧,但只能呆一会儿,我有点害怕。”
胆大的华罗庚笑着说:“不用怕,世间是没有鬼的。”说完,他首先向荒坟跑去。
两个孩子来到坟前,仔细端详着那些石人、石马,用手摸摸这儿,摸摸那儿,觉得非常有趣。爱动脑筋的华罗庚突然问邻居家的孩子:“这些石人、石马各有多重?”
邻居家的孩子迷惑地望着他说:"我怎么能知道呢?你怎么会问出这样的傻问题,难怪人家都叫你‘罗呆子’。”
华罗庚很不甘心地说道:“能否想出一种办法来计算一下呢?”
邻居家的孩子听到这话大笑起来,说道:“等你将来当了数学家再考虑这个问题吧!不过你要是能当上数学家,恐怕就要日出西山了。”
华罗庚不顾邻家孩子的嘲笑,坚定地说:“以后我一定能想出办法来的。”
当然,计算出这些石人、石马的重量,对于后来果真成为数学家的华罗庚来讲,根本不在话下。
金坛县城东青龙山上有座庙,每年都要在那里举行庙会。少年华罗庚是个喜爱凑热闹的人,凡是有热闹的地方都少不了他。有一年华罗庚也同大人们一起赶庙会,一个热闹场面吸引了他,只见一匹高头大马从青龙山向城里走来,马上坐着头插羽毛、身穿花袍的“菩萨”。每到之处,路上的老百姓纳头便拜,非常虔诚。拜后,他们向“菩萨”身前的小罐里投入钱,就可以问神问卦,求医求子了。
华罗庚感到好笑,他自己却不跪不拜“菩萨”。站在旁边的大人见后很生气,训斥道:
“孩子,你为什么不拜,这菩萨可灵了。”
“菩萨真有那么灵吗?”华罗庚问道。
一个人说道:“那当然,看你小小年纪千万不要冒犯了神灵,否则,你就会倒楣的。”
“菩萨真的万能吗?”这个问题在华罗庚心中盘旋着。他不相信一尊泥菩萨真能救苦救难。
庙会散了,看热闹的老百姓都回家了。而华罗庚却远远地跟踪着“菩萨”。看到“菩萨”进了青龙山庙里,小华罗庚急忙跑过去,趴在门缝向里面看。只见 “菩萨”能动了,他从马上下来,脱去身上的花衣服,又顺手抹去脸上的妆束。门外的华庚惊呆了,原来百姓们顶礼膜拜的“菩萨”竟是一村民装扮的。
华罗庚终于解开了心中的疑团,他将“菩萨”人的事告诉了村子里的每个人,人们终于恍然大悟了。从此,人们都对这个孩子刮目相看,再也无人喊他“罗呆子”了。正是华罗庚这种打破砂锅问到底的精神,
陈景润
陈景润一个家喻户晓的数学家,在攻克歌德巴赫猜想方面作出了重大贡献,创立了著名的“陈氏定理”,所以有许多人亲切地称他为“数学王子”。但有谁会想到,他的成就源于一个故事。
1937年,勤奋的陈景润考上了福州英华书院,此时正值抗日战争时期,清华大学航空工程系主任留英博士沈元教授回福建奔丧,不想因战事被滞留家乡。几所大学得知消息,都想邀请沈教授前进去讲学,他谢绝了邀请。由于他是英华的校友,为了报达母校,他来到了这所中学为同学们讲授数学课。
一天,沈元老师在数学课上给大家讲了一故事:“200年前有个法国人发现了一个有趣的现象:6=3+3,8=5+3,10=5+5,12=5+7,28= 5+23,100=11+89。每个大于4的偶数都可以表示为两个奇数之和。因为这个结论没有得到证明,所以还是一个猜想。大数学欧拉说过:虽然我不能证明它,但是我确信这个结论是正确的。
它像一个美丽的光环,在我们不远的前方闪耀着眩目的光辉。……”陈景润瞪着眼睛,听得入神。
从此,陈景润对这个奇妙问题产生了浓厚的兴趣。课余时间他最爱到图书馆,不仅读了中学辅导书,这些大学的数理化课程教材他也如饥似渴地阅读。因此获得了“书呆子”的雅号。
兴趣是第一老师。正是这样的数学故事,引发了陈景润的兴趣,引发了他的勤奋,从而引发了一位伟大的数学家。
“老师,我没有胡闹”
——“数学王子”高斯的故事
7岁那年,小高斯上小学了。教师名字叫布特纳,是当地小有名气的“数学家”。这位来自城市的青年教师,总认为乡下的孩子都是笨蛋,自己的才华无法施展。三年级的一次数学课上,布特纳对孩子们又发了一通脾气,然后,在黑板上写下了一个长长的算式:81297+81495+81693+……+100701+100899=?
“哇!这是多少个数相加呀?怎么算呀?”学生们害怕极了,越是紧张越是想不出怎么计算。
布特纳很得意。他知道,像这样后一个数都比前一个数大198的100个数相加,这些调皮的学生即使整个上午都乖乖地计算,也不会算出结果。
不料,不一会儿,小高斯却拿着写有答案的小石板过来了,说:“老师,我算完了。”布特纳连头都没抬,生气地说:“去去,不要胡闹。谁想胡乱写一个数交差,可得小心!”说完,挥动了一下他那铁锤似的拳头。
可是小高斯却坚持不走,说:“老师,我没有胡闹。”并把小石板轻轻地放在讲台上。布特纳看了一眼,惊讶得说不出话来,没想到,这个10岁的孩子居然这么快就算出了正确的答案。
原来,小高斯不是像其他孩子那样一个数一个数地加,而是细心地观察,动脑筋,找规律。他发现一头一尾两个数依次相加,每次加得的和都是182196,求50个182196的和可以用乘法很快算出。
小高斯的难以置信的数学天赋,使布特纳既佩服,又内疚。从此,他再也不轻视穷人的孩子了。他给小高斯买来了许多数学书,并让他的年轻的助手巴蒂尔帮助小高斯学数学。
数学家的墓志铭
一些数学家生前献身于数学,死后在他们的墓碑上,刻着代表着他们生平业绩的标志。
古希腊学者阿基米德死于进攻西西里岛的罗马敌兵之手(死前他还在主:“不要弄坏我的圆”。)后,人们为纪念他便在其墓碑上刻上球内切于圆柱的图形,以纪念他发现球的体积和表面积均为其外切圆柱体积和表面积的三分之二。 德国数学家高斯在他研究发现了正十七边形的尺规作法后,便放弃原来立志学文的打算 而献身于数学,以至在数学上作出许多重大贡献。甚至他在遗嘱中曾建议为他建造正十七边形的棱柱为底座的墓碑。
16世纪德国数学家鲁道夫,花了毕生精力,把圆周率算到小数后35位,后人称之为鲁 道夫数,他死后别人便把这个数刻到他的墓碑上。 瑞士数学家雅谷·伯努利,生前对螺线(被誉为生命之线)有研究,他死之后,墓碑上 就刻着一条对数螺线,同时碑文上还写着:“我虽然改变了,但却和原来一样”。这是一句既刻划螺线性质又象征他对数学热爱的双关语
笛卡儿,(1596-1650)法国哲学家,数学家,物理学家,解析几何学奠基人之一。他认为数学是其他一切科学的理论和模型,提出了数学为基础,以演绎为核心的方法论,对后世的哲学。数学和自然科学发展起到了巨大的作用。
笛卡儿分析了几何学和代数学的优缺点,表示要寻求一种包含这两门科学的优点而没有它们的缺点的方法,这种方法就是用代数方法,来研究几何问题--解析几何,《几何学》确定了笛卡儿在数学史上的地位,《几何学》提出了解析几何学的主要思想和方法,标志着解析几何学的诞生,思格斯把它称为数学的转折点,以后人类进入变量数学阶段。
笛卡儿还改进了韦达的符号记法,他用a、b、c……等表示已知数,用x、y、z……等表示未知数,创造了“=”,“”等符号,延用至今。
笛卡儿在物理学,生理学和天文学方面也有许多独到之处。
八岁的高斯发现了数学定理
德国著名大科学家高斯(1777~1855)出生在一个贫穷的家庭。高斯在还不会讲话就自己学计算,在三岁时有一天晚上他看着父亲在算工钱时,还纠正父亲计算的错误。
长大后他成为当代最杰出的天文学家、数学家。他在物理的电磁学方面有一些贡献,现在电磁学的一个单位就是用他的名字命名。数学家们则称呼他为“数学王子”。
他八岁时进入乡村小学读书。教数学的老师是一个从城里来的人,觉得在一个穷乡僻壤教几个小猢狲读书,真是大材小用。而他又有些偏见:穷人的孩子天生都是笨蛋,教这些蠢笨的孩子念书不必认真,如果有机会还应该处罚他们,使自己在这枯燥的生活里添一些乐趣。
这一天正是数学教师情绪低落的一天。同学们看到老师那抑郁的脸孔,心里畏缩起来,知道老师又会在今天捉这些学生处罚了。
“你们今天替我算从1加2加3一直到100的和。谁算不出来就罚他不能回家吃午饭。”老师讲了这句话后就一言不发的拿起一本小说坐在椅子上看去了。
教室里的小朋友们拿起石板开始计算:“1加2等于3,3加3等于6,6加4等于10……”一些小朋友加到一个数后就擦掉石板上的结果,再加下去,数越来越大,很不好算。有些孩子的小脸孔涨红了,有些手心、额上渗出了汗来。
还不到半个小时,小高斯拿起了他的石板走上前去。“老师,答案是不是这样?”
老师头也不抬,挥着那肥厚的手,说:“去,回去再算!错了。”他想不可能这么快就会有答案了。
可是高斯却站着不动,把石板伸向老师面前:“老师!我想这个答案是对的。”
数学老师本来想怒吼起来,可是一看石板上整整齐齐写了这样的数:5050,他惊奇起来,因为他自己曾经算过,得到的数也是5050,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了这个数值呢?
高斯解释他发现的一个方法,这个方法就是古时希腊人和中国人用来计算级数1+2+3+…+n的方法。高斯的发现使老师觉得羞愧,觉得自己以前目空一切和轻视穷人家的孩子的观点是不对的。他以后也认真教起书来,并且还常从城里买些数学书自己进修并借给高斯看。在他的鼓励下,高斯以后便在数学上作了一些重要的研究了。
为了中华民族的富强 -------苏步青的故事
苏步青1902年9月出生在浙江省平阳县的一个山村里。虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。
那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。
杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。
17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”
这就是老一辈数学家那颗爱国的赤子之心。
从小立志 科学救国------ 熊庆来的故事
熊庆来(1893-1969)是云南弥勒县人,中国现代数学的先驱,为中国数学事业的发展做出了杰出贡献。
熊庆来的父亲熊国栋,精通儒学,但更喜欢新学,思想很开明,对熊庆来的影响很大。少年时的熊庆来从他父亲那里常听到有关孙中山民主革命的事情,这在幼年熊庆来的心田播下了爱国的种子。
1907年,熊庆来考入昆明的云南方言学堂,不久又升入云南高等学堂。当时满清王朝已日薄西山,各地的反清斗争风起云涌,抗捐、抗税、罢课、罢市、兵变遍及全国,清政府陷入于风雨飘摇之中。熊庆来由于参加了“收回矿山开采权”的抗法反清的示威游行而遭到学校的记过处分。现实的生活与斗争命命名熊庆来认识到:要使国家富强,必须掌握科学,科学能强国富民。
1913年,熊庆来赴欧留学。1914年,第一次世界大战爆发,他从比利时经荷兰、英国,辗转到了法国巴黎。8年间先后获得高等数学、力学及天文学等多科证书,并获得理学硕士学位。1921年,28岁的熊庆来学成归国,一心想学以致用,救民于水火。1949年6月,国民党反动政府趁熊庆来去巴黎参加国际会议的机会,解散了熊庆来苦心经营12年的云南大学。年近花甲的.熊庆来怀着“壮志难酬,报国无门”的心情,决定滞留在法国继续从事函数论的研究。
“……祖国欢迎你,人民欢迎你!欢迎你回来参加社会主义建设的伟大事业……”1957年4月,周总理给熊庆来写信,动员他回国。同年6月,熊庆来在完成了函数论专著稿后,毅然启程,回到了祖国的怀抱。他表示,愿在社会主义的光芒中鞠躬尽瘁于祖国的学术建设事业。在回国后的7年中,他在国内外学术杂志上发表了近20篇具有世界水平的数学论文。还培养了杨乐、张广厚等一批数学人才,为祖国赢得了荣誉,表现了这位七旬老人热爱祖国的赤子之心。
1969年,一代宗师、著名数学家熊庆来先生与世长辞。临终之前他还表示为人民鞠躬尽瘁,死而后已。
回答人的补充 2010-02-11 17:49 拉是数学史上著名的数学家,他在数论、几何学、天文数学、微积分等好几个数学的分支领域中都取得了出色的成就。不过,这个大数学家在孩提时代却一点也不讨老师的喜欢,他是一个被学校除了名的小学生。
事情是因为星星而引起的。 当时,小欧拉在一个教会学校里读书。有一次,他向老师提问,天上有多少颗星星。老师是个神学的信徒,他不知道天上究竟有多少颗星,圣经上也没有回答过。其实,天上的星星数不清,是无限的。我们的肉眼可见的星星也有几千颗。这个老师不懂装懂,回答欧拉说:"天有有多少颗星星,这无关紧要,只要知道天上的星星是上帝镶嵌上去的就够了。"
欧拉感到很奇怪:"天那么大,那么高,地上没有扶梯,上帝是怎么把星星一颗一颗镶嵌到一在幕上的呢?上帝亲自把它们一颗一颗地放在天幕,他为什么忘记了星星的数目呢?上帝会不会太粗心了呢?
他向老师提出了心中的疑问,老师又一次被问住了,涨红了脸,不知如何回答才好。老师的心中顿时升起一股怒气,这不仅是因为一个才上学的孩子向老师问出了这样的问题,使老师下不了台,更主要的是,老师把上帝看得高于一切。小欧拉居然责怪上帝为什么没有记住星星的数目,言外之意是对万能的上帝提出了怀疑。在老师的心目中,这可是个严重的问题。
在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的,人们只能做思想的奴隶,绝对不允许自由思考。小欧拉没有与教会、与上帝"保持一致",老师就让他离开学校回家。但是,在小欧拉心中,上帝神圣的光环消失了。他想,上帝是个窝囊废,他怎么连天上的星星也记不住?他又想,上帝是个独裁者,连提出问题都成了罪。他又想,上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在。
回家后无事,他就帮助爸爸放羊,成了一个牧童。他一面放羊,一面读书。他读的书中,有不少数学书。
爸爸的羊群渐渐增多了,达到了100只。原来的羊圈有点小了,爸爸决定建造一个新的羊圈。他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米。正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用。若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米(15+15+40+40=110)父亲感到很为难,若要按原计划建造,就要再添10米长的材料;要是缩小面积,每头羊的面积就会小于6平方米。
小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,也不用担心每头羊的领地会小于原来的计划。他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法,听了没有理他。小欧拉急了,大声说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了。
父亲听了直摇头,心想:"世界上哪有这样便宜的事情?"但是,小欧拉却坚持说,他一定能两全齐美。父亲终于同意让儿子试试看。
小欧拉见父亲同意了,站起身来,跑到准备动工的羊圈旁。他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米。父亲着急了,说:"那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了。"小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形。然后,小欧拉很自信地对爸爸说:"现在,篱笆也够了,面积也够了。"
父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,不多不少,全部用光。面积也足够了,而且还稍稍大了一些。父亲心里感到非常高兴。孩子比自己聪明,真会动脑筋,将来一定大有出息。
父亲感到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了。后来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利。通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生。这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年轻的大学生。
伽利略17岁那年,考进了比萨大学医科专业。他喜欢提问题,不问个水落石出决不罢休。
有一次上课,比罗教授讲胚胎学。他讲道:“母亲生男孩还是生女孩,是由父亲的强弱决定的。父亲身体强壮,母亲就生男孩;父亲身体衰弱,母亲就生女孩。”
比罗教授的话音刚落,伽利略就举手说道:“老师,我有疑问。”
比罗教授不高兴地说:“你提的问题太多了!你是个学生,上课时应该认真听老师讲,多记笔记,不要胡思乱想,动不动就提问题,影响同学们学习!”“这不是胡思乱想,也不是动不动就提问题。我的邻居,男的身体非常强壮,可他的妻子一连生了5个女儿。这与老师讲的正好相反,这该怎么解释?”伽利略没有被比罗教授吓倒,继续反问。
“我是根据古希腊著名学者亚里士多德的观点讲的,不会错!”比罗教授搬出了理论根据,想压服他。
伽利略继续说:“难道亚里士多德讲的不符合事实,也要硬说是对的吗?科学一定要与事实符合,否则就不是真正的科学。”比罗教授被问倒了,下不了台。
后来,伽利略果然受到了校方的批评,但是,他勇于坚持、好学善问、追求真理的精神却丝毫没有改变。正因为这样,他才最终成为一代科学巨匠
华罗庚原来也是个调皮、贪玩的孩子,但他很有数学才能。有一次,数学老师出了一个中国古代有名的算题——有一样东西,不知是多少。3个3个地数,还余2;5个5个地数,还余3;7个7个的数,还余2。问这样东西是多少?——题目出来后,同学们议论开了,谁也说不出得数。老师刚要张口,华罗庚举手说:“我算出来了,是23。”他不但正确地说出了得数,而且算法也很特别。这使老师大为惊诧。
可是,这位聪明的孩子,在读完中学后,因为家里贫穷,从此失学了。他回到家里,在自家的小杂货店做生意,卖点香烟、针线之类的东西,替父亲挑起了养活全家的担子。然而,华罗庚仍然酷爱数学。不能上学,就自己想办法学。一次,他向一位老师借来了几本数学书,一看,便着了魔。从此,他一边做生意、算帐,一边学数学。有时看书入了神,人家买东西他也忘了招呼。傍晚,店铺关门以后,他更是一心一意地在数学王国里尽情漫游。一年到头,差不多每天都要花十几个小时,钻研那些借来的数学书。有时睡到半夜,想起一道数学难题的解法,他准会翻身起床,点亮小油灯,把解法记下来。
关于心理学论文 心理学发展至今已有一百多年的历史,在这一百多年的发展中,心理学取得了飞速的发展和长足的进步,心理学的研究已经涉及到了社会生活的许多领域,心理学与
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还有更全的:卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss),德国数学家、物理学家和天文学家。 高斯学习非常勤奋,11岁时发现
数学离不开生活,生活中处处有数学,它来源于生活又应用于生活。把数学教学与生活联系起来,使学生在不知不觉中感悟数学的真谛。下面是我为大家整理的小学 六年级数学
邹容革命军,章太炎驳康有为论革命书,陈天华警世钟猛回头,鲁迅坟 杂忆。