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A. 科學家的研究故事
科學家的故事
每個科學家都有他失敗的一面,現在,我就來看一看科學家的故事.
故事一:
波義耳——懷疑派化學家
波義耳1627年1月25日出生於愛爾蘭的一個貴族家庭。父親是個伯爵,家庭富有。在十四個兄弟中他最小。童年時波義耳並不特別聰明,說話還有點口吃,不大喜歡熱鬧的游戲,但卻十分好學,喜歡靜靜地讀書思考。他從小受到良好的教育,1639至1644年,曾游學歐洲。在這期間,他閱讀了許多自然科學書籍,包括天文學家和物理學家伽利略的名著《關於兩大世界體系的對話》。這本書給他留下深刻的印象。他後來的名著《懷疑派化學家》就是模仿這本書寫的。
由於戰亂、父親去世、家道衰落,1644年他回國隨姐姐居住在倫敦。在那裡開始學醫學和農業。學習中接觸了很多化學知識和化學實驗,很快成為一位訓練有素的化學實驗家,同時也成為一位有創造能力的理論家。在這期間,他同許多學者一起組織一個科學學會,進行每周一次的討論會,主要討論自然科學的最新發展和在實驗室中遇到的問題。波義耳稱這個組織為「無形大學」。這個學會就是著名的以促進自然科學發展為宗旨的「皇家學會」的前身。波義耳是該學會的重要成員。由於學會的分會設在牛津,波義耳於1654年遷居牛津,在牛津,他建立了設備齊全的實驗室,並聘用了一些很有才華的學者作為助手,領導他們進行各種科學研究。他的許多科研成果是在這里取得的。那本劃時代的名著《懷疑派化學家》是在這里完成的。這本書以對話的體裁,寫四位哲學家在一起爭論問題,他們分別為懷疑派化學家、逍遙派化學家、醫葯化學家和哲學家。逍遙派化學家代表亞里土多德的「四元素說」觀點,醫葯化學家代表「三元素說」觀點,哲學家在爭論中保持中立。在這里,懷疑派化學家毫不畏懼地向歷史上權威的各種傳統學說提出挑戰,以明快和有力的論述批駁了許多舊觀念,提出新見解。該書曾廣泛流傳於歐洲大陸。
波義耳十分重視實驗研究。他認為只有實驗和觀察才是科學思維的基礎。他總是通過嚴密的和科學的實驗來闡明自己的觀點。在物理學方面,他對光的顏色、真空和空氣的彈性等進行研究,總結了波義耳氣體定律;在化學方面,他對酸、鹼和指示劑的研究,對定性檢驗鹽類的方法的探討,都頗有成效。他是第一位把各種天然植物的汁液用作指示劑的化學家。石蕊試液、石蕊試紙都是他發明的。他還是第一個為酸、鹼下了明確定義的化學家,並把物質分為酸、鹼、鹽三類。他創造了很多定性檢驗鹽類的方法,如利用銅鹽溶液是藍色的,加入氨水溶液變成深藍色(銅離子與足量氨水形成銅氨絡離子)來檢驗銅鹽;利用鹽酸和硝酸銀溶液混合能產生白色沉澱來檢驗銀鹽和鹽酸。波義耳的這些發明富有長久的生命力,以至我們今天還經常使用這些最古老的方法。波義耳還在物質成分和純度的測定、物質的相似性和差異性的研究方面做了不少實驗。在1685年發表的《礦泉水的實驗研究史的簡單回顧》中描述了一套鑒定物質的方法,成為定性分析的先驅。
1668年,由於姐夫去世,他又遷居倫敦和姐姐住在一起,並在家的後院建立實驗室,繼續進行他的實驗工作。晚年波義耳的工作主要集中在對磷的研究上。1670年,波義耳因勞累而中風,之後的健康狀況時好時壞,當無法在實驗室進行研究工作時,他致力於整理他多年從實踐和推理中獲得的知識。只要身體稍感輕快,就去實驗室做他的實驗或撰寫論文,並以此為樂趣。1680年,他曾被推選為皇家學會的會長,但他謝絕接受這一榮譽。他雖出身貴族,但他一生醉心的卻是在科學研究中工作和生活,他從未結婚,用畢生精力從事對自然科學的探索。1691年12月30日,這位曾為17世紀的化學科學奠定基礎的科學家在倫敦逝世。恩格斯曾對他作出最崇高的評價:「波義耳把化學確定為科學。」
故事二:
普利斯特里——氣體化學之父
普利斯特里1733年3月13日出生在英國利茲,從小家境困難,由親戚撫養成人。175年進入神學院。畢業後大部分時間是做牧師,化學是他的業余愛好。他在化學、電學、自然哲學、神學等方面都有很多著作。他寫了許多自以為得意的神學著作,然而使他名垂千古的卻是他的科學著作。1764年他31歲時寫成《電學史》。當時這是一部很有名的書,由於這部書的出版,1766年他就當選為英國皇家學會會員。
1722年他39歲時,又寫成了一部《光學史》。也是18世紀後期的一本名著。當時,他在利茲一方面擔任牧師,一方面開始從事化學的研究工作。他對氣體的研究是頗有成效的。他利用製得的氫氣研究該氣體對各種金屬氧化物的作用。同年,普利斯特里還將木炭置於密閉的容器中燃燒,發現能使五分之一的空氣變成碳酸氣,用石灰水吸收後,剩下的氣體不助燃也不助呼吸。由於他虔信燃素說,因此把這種剩下來的氣體叫「被燃素飽和了的空氣」。顯然他用木炭燃燒和鹼液吸收的方法除去空氣中的氧和碳酸氣,製得了氮氣。此外,他發現了氧化氮(NO),並用於空氣的分析上。還發現或研究了氯化氫、氨氣、亞硫酸氣體(二氧化碳)、氧化二氮、氧氣等多種氣體。1766年,他的《幾種氣體的實驗和觀察》三卷本書出版。該書詳細敘述各種氣體的制備或性質。由於他對氣體研究的卓著成就,所以他被稱為「氣體化學之父」。
在氣體的研究中最為重要的是氧的發現。1774年,普利斯特里把汞煙灰(氧化汞)放在玻璃皿中用聚光鏡加熱,發現它很快就分解出氣體來。他原以為放出的是空氣,於是利用集氣法收集產生的氣體,並進行研究,發現該氣體使蠟燭燃燒更旺,呼吸它感到十分輕松舒暢。他製得了氧氣,還用實驗證明了氧氣有助燃和助呼吸的性質。但由於他是個頑固的燃素說信徒,仍認為空氣是單一的氣體,所以他還把這種氣體叫「脫燃素空氣」,其性質與前面發現的「被燃素飽和的空氣」(氮氣)差別只在於燃素的含量不同,因而助燃能力不同。同年他到歐洲參觀旅行,在巴黎與拉瓦錫交換好多化學方面的看法,並把用聚光鏡使汞銀灰分解的試驗告訴拉瓦錫,使拉瓦錫得益匪淺。拉瓦錫正是重復了普利斯特里有關氧的試驗,並與大量精確的實驗材料聯系起來,進行科學的分析判斷,揭示了燃燒和空氣的真實聯系。可是直到1783年,拉瓦錫的燃燒與氧化學說已普遍被人們認為是正確的時候,普利斯特里仍不接受拉瓦錫的解釋,還堅持錯誤的燃素說,並且寫了許多文章反對拉瓦錫的見解。這是化學史上很有趣的事實。一位發現氧氣的人,反而成為反對氧化學說的人。然而普利斯特里所發現的氧氣,是後來化學蓬勃發展的一個重要因素。因此各國化學家至今都還很尊敬普利斯特里。
1791年,他由於同情法國大革命,作了好幾次為大革命的宣傳講演,而受到一些人的迫害,家被抄,圖書及實驗設備都被付之一炬。他隻身逃出,躲避在倫敦,但倫敦也難於久居。1794年他六十一歲時不得不移居美國。在美國繼續從事科學研究。1804年病故。英、美兩國人民都十分尊敬他,在英國有他的全身塑像。在美國,他住過的房子已建成紀念館,以他的名字命名的普利斯特里獎章已成為美國化學界的最高榮譽。
故事三:
居里夫人
瑪麗·居里(居里夫人)是法籍波蘭物理學家、化學家。
1898年法國物理學家貝可勒爾(AntoineHenriBecquerel)發現含鈾礦物能放射出一種神秘射線,但未能揭示出這種射線的奧秘。瑪麗和她的丈夫彼埃爾·居里(Pierrecurie)共同承擔了研究這種射線的工作。他們在極其困難的條件下,對瀝青鈾礦進行分離和分析,終於在1898年7月和12月先後發現兩種新元素。
為了紀念她的祖國波蘭,她將一種元素命名為釙(polonium),另一種元素命名為鐳(Radium),意思是「賦予放射性的物質」。為了製得純凈的鐳化合物,居里夫人又歷時四(MarieCuI7e,1867--1934)載,從數以噸計的瀝青鈾礦的礦渣中提煉出1O0 mg氯化鐳,並初步測量出鐳的相對原子質量是225。這個簡單的數字中凝聚著居里夫婦的心血和汗水。
1903年6月,居里夫人以《放射性物質的研究》作為博士答辯論文獲得巴黎大學物理學博士學位。同年11月,居里夫婦被英國皇家學會授予戴維金質獎章。12月,他們又與貝可勒爾共獲1903年諾貝爾物理學獎。
1906年,彼埃爾·居里遭車禍去世。這一沉重的打擊並沒有使她放棄執著的追求,她強忍悲痛加倍努力地去完成他們摯愛的科學事業。她在巴黎大學將丈夫所開的講座繼續下去,成為該校第一位女教授。1910年,她的名著《論放射性》一書出版。同牟,她與別人合作分析純金屬鐳,並測出它的性質。她還測定了氧及其他元素的半衰期,發表了一系列關於放射性的重要論著。鑒於上述重大成就,1911年她叉獲得了諾貝爾化學獎,成為歷史上第一位兩次獲得諾貝爾獎的偉大科學家。
這位飽嘗科學甘苦的放射性科學的奠基人,因多年艱苦奮斗積勞成疾,患惡性貧血症(白血病)於1934年7月4日不幸與世長辭,她為人類的科學事業,獻出了光輝的一生。
達爾文探索生物鏈
1843年暮春的一天,從離英國倫敦10多公里的一個名叫唐恩的小鎮里,走出一個三十齣頭的青年人,他就是生物學家達爾文。
這天天氣晴朗,一些美麗的蝴蝶和蜜蜂在開滿鮮花的田野里飛來飛去。達爾文徑直向一片開滿了粉紅色花朵的三葉草田裡走去,他是來對田野里的谷種植物進行觀察、分析和研究的。
達爾文先觀察三葉草的花朵。他要看看這些花朵是怎樣繁殖後代的,它們的媒人究竟是誰
B. 世界歷史上有哪些科學家因為重大的發明,發現而受到迫害
1、哥白尼
1515年,哥白尼開始寫作《天體運行論》一書。在《天體運行論》完成後,哥白尼卻對它的出版猶豫不決了。他但心這部書出版後會遭受到地心說信徒們的攻 擊,並受到教廷的壓制。在朋友和學生的支持鼓勵下,經過長期反復的考慮,哥白尼終於決定出版這部著作。
1542年6月,《天體運行論》和排印工作開始進 行。1543年5月24日,彌留之際的哥白尼終於見到剛剛出版的《天體運行論》,可惜當時的他已經因為腦溢血而雙目失明,他只摸了摸書的封面,便與世長辭 了。
2、伽利略·伽利雷
1609年伽俐略通過自製的望遠鏡觀察發現:月亮不是一個光滑的球體,它的表面矗立著無數座火山口和高山。於是他得出結論說從總體來看,天體不是 平滑完美的,而是和地球同樣,具有凸凹不平的表面。
通過觀察,他看到從整體來講銀河並不是一片銀色的雲體,而是由眾多的個體星星組成的,這些星星距離我們 如此遙遠以致用肉眼看上去就成了模糊的一片。
通過對行星的觀察,他發現有些環帶包圍著土星,有四個衛星繞著木星運行。這顯然說明了地球以外的行星周圍也可 能會有運行的天體。通過觀察他發現了太陽黑子(事實上在他以前就有人觀察到了太陽黑子,但是他公布的觀察結果更有說服力,因而引起了科學界的重視)。
他發 現金星這顆行星的盈虧和月亮的盈虧十分相似。這對於說明地球和所有其他行星都繞太陽運行的哥白尼學說是一項重要的證據。 由於支持哥白尼學說而遭致了有勢力的教會的反對,1616年他被下了一道禁令,不準講授哥白尼學說。
1633年,他被羅馬梵蒂岡宗教裁判所判處8年軟禁,並再次被逼表示和哥白尼學說決裂。 1642年1月8日,伽利略病逝。
3、達爾文
曾經的天主教牧師,發現整理總結出《進化論》,被辱罵為猴子,死後基督教信徒依然造謠說他臨終懺悔。
作為一個不求功名但具創造性的人,達爾文迴避了對其理論的爭議。當宗教狂熱者攻擊進化論與《聖經》的創世說相違背時,達爾文為科學家和心理學家寫了另外幾本書。
《人類的由來及性選擇》一書報告了人類自較低的生命形式進化而來的證據,報告了動物和人類心理過程相似性的證據,還報告了進化過程中自然選擇的證據。
1882年4月19日,這位偉大的科學家因病逝世,人們把他的遺體安葬在牛頓的墓旁,以表達對這位科學家的敬仰。
4、布魯諾
他一生始終與「異端」聯系在一起,並為此顛沛流離,最終還被宗教裁判所燒死在鮮花廣場上。因而,他常常被人們看作是近代科學興起的先驅者、是捍衛科學真理並為此獻身的殉道士。
但這是一個美麗的誤會,因為布魯諾並不是因為哥白尼的日心說而死的,一個證據是,在他被燒死時,羅馬教會根本還沒有查禁哥白尼的《天球運行論》。人們也常常將處死他的宗教裁判所代表的宗教勢力與他所支持的哥白尼學說所代表的科學,看作是一對存在著尖銳沖突的對立物。
5、塞爾維特
他與當時流行的蓋倫的觀點相抵觸,提出所謂生命的精氣(vital spirit)是由物質產生的,這種所謂精氣來源在左心室,靠肺的幫助而產生。
1553年,他秘密出版了《基督教的復興》(Christianism Restitutes)一書,在此書中,他用一元論的觀點,否認三位一體,稱「如果上帝分成三位,那麼上帝就成了三頭怪物」。
他的這一論點被天主教徒與基督教徒視為異端邪說,宗教裁判所對他進行緝捕並判處火刑。他拒絕放棄自己的觀點,於1553年在日內瓦被燒死在火刑柱上。他的所有著作也同他一起上了火刑場,通通被燒毀。
C. 數學家的故事!!
數學家的故事——蘇步青
蘇步青1902年9月出生在浙江省平陽縣的一個山村裡。雖然家境清貧,可他父母省吃儉用,拚死拼活也要供他上學。他在讀初中時,對數學並不感興趣,覺得數學太簡單,一學就懂。可量,後來的一堂數學課影響了他一生的道路。
那是蘇步青上初三時,他就讀浙江省六十中來了一位剛從東京留學歸來的教數學課的楊老師。第一堂課楊老師沒有講數學,而是講故事。他說:「當今世界,弱肉強食,世界列強依仗船堅炮利,都想蠶食瓜分中國。中華亡國滅種的危險迫在眉睫,振興科學,發展實業,救亡圖存,在此一舉。『天下興亡,匹夫有責』,在座的每一位同學都有責任。」他旁徵博引,講述了數學在現代科學技術發展中的巨大作用。這堂課的最後一句話是:「為了救亡圖存,必須振興科學。數學是科學的開路先鋒,為了發展科學,必須學好數學。」蘇步青一生不知聽過多少堂課,但這一堂課使他終身難忘。
楊老師的課深深地打動了他,給他的思想注入了新的興奮劑。讀書,不僅為了擺脫個人困境,而是要拯救中國廣大的苦難民眾;讀書,不僅是為了個人找出路,而是為中華民族求新生。當天晚上,蘇步青輾轉反側,徹夜難眠。在楊老師的影響下,蘇步青的興趣從文學轉向了數學,並從此立下了「讀書不忘救國,救國不忘讀書」的座右銘。一迷上數學,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,蘇步青只知道讀書、思考、解題、演算,4年中演算了上萬道數學習題。現在溫州一中(即當時省立十中)還珍藏著蘇步青一本幾何練習薄,用毛筆書寫,工工整整。中學畢業時,蘇步青門門功課都在90分以上。
17歲時,蘇步青赴日留學,並以第一名的成績考取東京高等工業學校,在那裡他如飢似渴地學習著。為國爭光的信念驅使蘇步青較早地進入了數學的研究領域,在完成學業的同時,寫了30多篇論文,在微分幾何方面取得令人矚目的成果,並於1931年獲得理學博士學位。獲得博士之前,蘇步青已在日本帝國大學數學系當講師,正當日本一個大學准備聘他去任待遇優厚的副教授時,蘇步青卻決定回國,回到撫育他成長的祖任教。回到浙大任教授的蘇步青,生活十分艱苦。面對困境,蘇步青的回答是「吃苦算得了什麼,我甘心情願,因為我選擇了一條正確的道路,這是一條愛國的光明之路啊!」
這就是老一輩數學家那顆愛國的赤子之心
數學家的墓誌銘
一些數學家生前獻身於數學,死後在他們的墓碑上,刻著代表著他們生平業績的標志。
古希臘學者阿基米德死於進攻西西里島的羅馬敵兵之手(死前他還在主:「不要弄壞我的圓」。)後,人們為紀念他便在其墓碑上刻上球內切於圓柱的圖形,以紀念他發現球的體積和表面積均為其外切圓柱體積和表面積的三分之二。 德國數學家高斯在他研究發現了正十七邊形的尺規作法後,便放棄原來立志學文的打算 而獻身於數學,以至在數學上作出許多重大貢獻。甚至他在遺囑中曾建議為他建造正十七邊形的稜柱為底座的墓碑。
16世紀德國數學家魯道夫,花了畢生精力,把圓周率算到小數後35位,後人稱之為魯 道夫數,他死後別人便把這個數刻到他的墓碑上。 瑞士數學家雅谷·伯努利,生前對螺線(被譽為生命之線)有研究,他死之後,墓碑上 就刻著一條對數螺線,同時碑文上還寫著:「我雖然改變了,但卻和原來一樣」。這是一句既刻劃螺線性質又象徵他對數學熱愛的雙關語
祖沖之(公元429-500年)是我國南北朝時期,河北省淶源縣人.他從小就閱讀了許多天文、數學方面的書籍,勤奮好學,刻苦實踐,終於使他成為我國古代傑出的數學家、天文學家.
祖沖之在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".後來發現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有餘",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術",用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內接96邊形, 求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經過刻苦鑽研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.並得出了π分數形式的近似值,取為約率 ,取為密率,其中取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以內最接近π值的分數.祖沖之究竟用什麼方法得出這一結果,現在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多麼巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了.為了紀念祖沖之的傑出貢獻,有些外國數學史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當時的名家經典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發現過去歷法的嚴重誤差,並勇於改進,在他三十三歲時編製成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是我國著名的數學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時採用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位於兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行於這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恆相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以後一千多年才由卡氏發現的.為了紀念祖氏父子發現這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".
數學奇才、計算機之父——馮·諾依曼
20世紀即將過去,21世紀就要到來.我們站在世紀之交的大門檻,回顧20世紀科學技術的輝煌發展時,不能不提及20世紀最傑出的數學家之一的馮·諾依曼.眾所周知,1946年發明的電子計算機,大大促進了科學技術的進步,大大促進了社會生活的進步.鑒於馮·諾依曼在發明電子計算機中所起到關鍵性作用,他被西方人譽為"計算機之父".
約翰·馮·諾依曼 ( John Von Nouma,1903-1957),美藉匈牙利人,1903年12月28日生於匈牙利的布達佩斯,父親是一個銀行家,家境富裕,十分注意對 孩子的教育.馮·諾依曼從小聰穎過人,興趣廣泛,讀書過目不忘.據說他6歲時就能用古 希臘語同父親閑談,一生掌握了七種語言.最擅德語,可在他用德語思考種種設想時,又能以閱讀的速度譯成英語.他對讀過的書籍和論文.能很快一句不差地將內容復述出來,而且若干年之後,仍可如此.1911年一1921年,馮·諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學讀書期間,就嶄露頭角而深受老師的器重.在費克特老師的個別指導下並合作發表了第一篇數學論文,此時馮·諾依曼還不到18歲.1921年一1923年在蘇黎世大學學習.很快又在1926年以優異的成績獲得了布達佩斯大學數學博士學位,此時馮·諾依曼年僅22歲.1927年一1929年馮·諾依曼相繼在柏林大學和漢堡大學擔任數學講師。1930年接受了普林斯頓大學客座教授的職位,西渡美國.1931年成為該校終身教授.1933年轉到該校的高級研究所,成為最初六位教授之一,並在那裡工作了一生. 馮·諾依曼是普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學、哈佛大學、伊斯坦堡大學、馬里蘭大學、哥倫比亞大學和慕尼黑高等技術學院等校的榮譽博士.他是美國國家科學院、秘魯國立自然科學院和義大利國立林且學院等院的院土. 1954年他任美國原子能委員會委員;1951年至1953年任美國數學會主席.
1954年夏,馮·諾依曼被使現患有癌症,1957年2月8日,在華盛頓去世,終年54歲.
馮·諾依曼在數學的諸多領域都進行了開創性工作,並作出了重大貢獻.在第二次世界大戰前,他主要從事運算元理論、鼻子理論、集合論等方面的研究.1923年關於集合論中超限序數的論文,顯示了馮·諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風格.他把集會論加以公理化,他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎.他從公理出發,用代數方法導出了集合論中許多重要概念、基本運算、重要定理等.特別在 1925年的一篇論文中,馮·諾依曼就指出了任何一種公理化系統中都存在著無法判定的命題.
1933年,馮·諾依曼解決了希爾伯特第5問題,即證明了局部歐幾里得緊群是李群.1934年他又把緊群理論與波爾的殆周期函數理論統一起來.他還對一般拓撲群的結構有深刻的認識,弄清了它的代數結構和拓撲結構與實數是一致的. 他對其子代數進行了開創性工作,並莫定了它的理論基礎,從而建立了運算元代數這門新的數學分支.這個分支在當代的有關數學文獻中均稱為馮·諾依曼代數.這是有限維空間中矩陣代數的自然推廣. 馮·諾依曼還創立了博奕論這一現代數學的又一重要分支. 1944年發表了奠基性的重要論文《博奕論與經濟行為》.論文中包含博奕論的純粹數學形式的闡述以及對於實際博奕應用的詳細說明.文中還包含了諸如統計理論等教學思想.馮·諾依曼在格論、連續幾何、理論物理、動力學、連續介質力學、氣象計算、原子能和經濟學等領域都作過重要的工作.
馮·諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數值分析的開拓性工作.
現在一般認為ENIAC機是世界第一台電子計算機,它是由美國科學家研製的,於1946年2月14日在費城開始運行.其實由湯米、費勞爾斯等英國科學家研製的"科洛薩斯"計算機比ENIAC機問世早兩年多,於1944年1月10日在布萊奇利園區開始運行.ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術,不過,ENIAC機本身存在兩大缺點:(1)沒有存儲器;(2)它用布線接板進行控制,甚至要搭接見天,計算速度也就被這一工作抵消了.ENIAC機研製組的莫克利和埃克特顯然是感到了這一點,他們也想盡快著手研製另一台計算機,以便改進.
馮·諾依曼由ENIAC機研製組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研製小組後,便帶領這批富有創新精神的年輕科技人員,向著更高的目標進軍.1945年,他們在共同討論的基礎上,發表了一個全新的"存儲程序通用電子計算機方案"--EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的縮寫).在這過程中,馮·諾依曼顯示出他雄厚的數理基礎知識,充分發揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分析的能力.
EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成,包括:運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備,並描述了這五部分的職能和相互關系.EDVAC機還有兩個非常重大的改進,即:(1)採用了二進制,不但數據採用二進制,指令也採用二進制;(2建立了存儲程序,指令和數據便可一起放在存儲器里,並作同樣處理.簡化了計算機的結構,大大提高了計算機的速度. 1946年7,8月間,馮·諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上,為普林斯頓大學高級研究所研製IAS計算機時,又提出了一個更加完善的設計報告《電子計算機邏輯設計初探》.以上兩份既有理論又有具體設計的文件,首次在全世界掀起了一股"計算機熱",它們的綜合設計思想,便是著名的"馮·諾依曼機",其中心就是有存儲程序
原則--指令和數據一起存儲.這個概念被譽為'計算機發展史上的一個里程碑".它標志著電子計算機時代的真正開始,指導著以後的計算機設計.自然一切事物總是在發展著的,隨著科學技術的進步,今天人們又認識到"馮·諾依曼機"的不足,它妨礙著計算機速度的進一步提高,而提出了"非馮·諾依曼機"的設想. 馮·諾依曼還積極參與了推廣應用計算機的工作,對如何編製程序及搞數值計算都作出了傑出的貢獻. 馮·諾依曼於1937年獲美國數學會的波策獎;1947年獲美國總統的功勛獎章、美國海軍優秀公民服務獎;1956年獲美國總統的自由獎章和愛因斯坦紀念獎以及費米獎.
馮·諾依曼逝世後,未完成的手稿於1958年以《計算機與人腦》為名出版.他的主要著作收集在六卷《馮·諾依曼全集》中,1961年出版.
數學奇才——伽羅華 頁首
1832年5月30日晨,在巴黎的葛拉塞爾湖附近躺著一個昏迷的年輕人,過路的農民從槍傷判斷他是決斗後受了重傷,就把這個不知名的青年抬到醫院。第二天早晨十點鍾,他就離開了人世。數學史上最年輕、最有創造性的頭腦停止了思考。人們說,他的死使數學發展推遲了好幾十年。這個青年就是死時不滿21歲的伽羅華。
伽羅華生於離巴黎不遠的一個小城鎮,父親是學校校長,還當過多年市長。家庭的影響使伽羅華一向勇往直前,無所畏懼。1823年,12歲的伽羅華離開雙親到巴黎求學,他不滿足呆板的課堂灌輸,自己去找最難的數學原著研究,一些老師也給他很大幫助。老師們對他的評價是「只宜在數學的尖端領域里工作」。
1828年,17歲的伽羅華開始研究方程論,創造了「置換群」的概念和方法,解決了幾百年來使人頭痛的方程來解決問題。伽羅華最重要的成就,是提出了「群」的概念,用群論改變了整個數學的面貌。1829年5月,伽羅華把他的成果寫成論文,遞交法國科學院,但伴隨著這篇傑作而來的是一連串的打擊和不幸。先是父親因不堪忍受教士誹謗而自殺,接著因他的答辯既簡捷又深奧令考官們不滿而未能進入著名的巴黎綜合技術學校。至於他的論文,先是被認為新概念太多又過於簡略而要求重寫;第二份推導詳盡的稿子又因審稿人病逝而下落不明;1831年1月提交的第三份論文又因評閱人不能全部看懂而被否定。
青年伽羅華一方面追求數學的真知,另一方面又獻身於追求社會正義的事業。在1831年法國的「七月革命」中,作為高等師范學校新生,伽羅華率領群眾走上街頭,抗議國王的專制統治,不幸被捕。在獄中,他染上了霍亂。即使在這樣的惡劣條件下,伽羅華仍然繼續搞他的數學研究,並且寫成了論文,准備出獄後發表。出獄不久,因為捲入一場無聊的「愛情」糾葛而決斗身亡。
伽羅華去世後16年,他留存下來的60頁手稿才得以發表,科學界才傳遍了他的名字。
「數學之神」——阿基米德
阿基米德公元前287年出生在義大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱"智慧之都"的名城裡,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,並且做了歐幾里得學生埃拉托塞和卡農的門生,鑽研《幾何原本》。
後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有"力學之父"的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對於推動數學的發展,起著決定性的作用。
《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想像,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的。
《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為: <π< ,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。
《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等於球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等於球的大圓,高等於球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 。在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理"。
《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。
《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法。
《平面的平衡》,是關於力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。
《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用於分析浮體的平衡上,並用數學公式表示浮體平衡的規律。
《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體的體積。
丹麥數學史家海伯格,於1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。
正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。
數學家的故事——祖沖之
祖沖之(公元429-500年)是我國南北朝時期,河北省淶源縣人.他從小就閱讀了許多天文、數學方面的書籍,勤奮好學,刻苦實踐,終於使他成為我國古代傑出的數學家、天文學家.
祖沖之在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".後來發現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有餘",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術",用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內接96邊形, 求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經過刻苦鑽研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.並得出了π分數形式的近似值,取為約率 ,取為密率,其中取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以內最接近π值的分數.祖沖之究竟用什麼方法得出這一結果,現在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多麼巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了.為了紀念祖沖之的傑出貢獻,有些外國數學史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當時的名家經典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發現過去歷法的嚴重誤差,並勇於改進,在他三十三歲時編製成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是我國著名的數學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時採用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位於兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行於這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恆相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以後一千多年才由卡氏發現的.為了紀念祖氏父子發現這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".
數學家的故事——蘇步青
蘇步青1902年9月出生在浙江省平陽縣的一個山村裡。雖然家境清貧,可他父母省吃儉用,拚死拼活也要供他上學。他在讀初中時,對數學並不感興趣,覺得數學太簡單,一學就懂。可量,後來的一堂數學課影響了他一生的道路。
那是蘇步青上初三時,他就讀浙江省六十中來了一位剛從東京留學歸來的教數學課的楊老師。第一堂課楊老師沒有講數學,而是講故事。他說:「當今世界,弱肉強食,世界列強依仗船堅炮利,都想蠶食瓜分中國。中華亡國滅種的危險迫在眉睫,振興科學,發展實業,救亡圖存,在此一舉。『天下興亡,匹夫有責』,在座的每一位同學都有責任。」他旁徵博引,講述了數學在現代科學技術發展中的巨大作用。這堂課的最後一句話是:「為了救亡圖存,必須振興科學。數學是科學的開路先鋒,為了發展科學,必須學好數學。」蘇步青一生不知聽過多少堂課,但這一堂課使他終身難忘。
楊老師的課深深地打動了他,給他的思想注入了新的興奮劑。讀書,不僅為了擺脫個人困境,而是要拯救中國廣大的苦難民眾;讀書,不僅是為了個人找出路,而是為中華民族求新生。當天晚上,蘇步青輾轉反側,徹夜難眠。在楊老師的影響下,蘇步青的興趣從文學轉向了數學,並從此立下了「讀書不忘救國,救國不忘讀書」的座右銘。一迷上數學,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,蘇步青只知道讀書、思考、解題、演算,4年中演算了上萬道數學習題。現在溫州一中(即當時省立十中)還珍藏著蘇步青一本幾何練習薄,用毛筆書寫,工工整整。中學畢業時,蘇步青門門功課都在90分以上。
17歲時,蘇步青赴日留學,並以第一名的成績考取東京高等工業學校,在那裡他如飢似渴地學習著。為國爭光的信念驅使蘇步青較早地進入了數學的研究領域,在完成學業的同時,寫了30多篇論文,在微分幾何方面取得令人矚目的成果,並於1931年獲得理學博士學位。獲得博士之前,蘇步青已在日本帝國大學數學系當講師,正當日本一個大學准備聘他去任待遇優厚的副教授時,蘇步青卻決定回國,回到撫育他成長的祖任教。回到浙大任教授的蘇步青,生活十分艱苦。面對困境,蘇步青的回答是「吃苦算得了什麼,我甘心情願,因為我選擇了一條正確的道路,這是一條愛國的光明之路啊!」
這就是老一輩數學家那顆愛國的赤子之心
數學之父——塞樂斯
塞樂斯生於公元前624年,是古希臘第一位聞名世界的大數學家。他原是一位很精明的商人,靠賣橄欖油積累了相當財富後,塞樂斯便專心從事科學研究和旅行。他勤奮好學,同時又不迷信古人,勇於探索,勇於創造,積極思考問題。他的家鄉離埃及不太遠,所以他常去埃及旅行。在那裡,塞樂斯認識了古埃及人在幾千年間積累的豐富數學知識。他游歷埃及時,曾用一種巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及國王阿美西斯欽羨不已。
塞樂斯的方法既巧妙又簡單:選一個天氣晴朗的日子,在金字塔邊豎立一根小木棍,然後觀察木棍陰影的長度變化,等到陰影長度恰好等於木棍長度時,趕緊測量金字塔影的長度,因為在這一時刻,金字塔的高度也恰好與塔影長度相等。也有人說,塞樂斯是利用棍影與塔影長度的比等於棍高與塔高的比算出金字塔高度的。如果是這樣的話,就要用到三角形對應邊成比例這個數學定理。塞樂斯自誇,說是他把這種方法教給了古埃及人但事實可能正好相反,應該是埃及人早就知道了類似的方法,但他們只滿足於知道怎樣去計算,卻沒有思考為什麼這樣算就能得到正確的答案。
在塞樂斯以前,人們在認識大自然時,只滿足於對各類事物提出怎麼樣的解釋,而塞樂斯的偉大之處,在於他不僅能作出怎麼樣的解釋,而且還加上了為什麼的科學問號。古代東方人民積累的數學知識,王要是一些由經驗中總結出來的計算公式。塞樂斯認為,這樣得到的計算公式,用在某個問題里可能是正確的,用在另一個問題里就不一定正確了,只有從理論上證明它們是普遍正確的以後,才能廣泛地運用它們去解決實際問題。在人類文化發展的初期,塞樂斯自覺地提出這樣的觀點,是難能可貴的。它賦予數學以特殊的科學意義,是數學發展史上一個巨大的飛躍。所以塞樂斯素有數學之父的尊稱,原因就在這里。 塞樂斯最先證明了如下的定理:
1.圓被任一直徑二等分。
2.等腰三角形的兩底角相等。
3.兩條直線相交,對頂角相等。
4.半圓的內接三角形,一定是直角三角形。
5.如果兩個三角形有一條邊以及這條邊上的兩個角對應相等,那麼這兩個三角形全等。 這個定理也是塞樂斯最先發現並最先證明的,後人常稱之為塞樂斯定理。相傳塞樂斯證明這個定理後非常高興,宰了一頭公牛供奉神靈。後來,他還用這個定理算出了海上的船與陸地的距離。
塞樂斯對古希臘的哲學和天文學,也作出過開拓性的貢獻。歷史學家肯定地說,塞樂斯應當算是第一位天文學家,他經常仰卧觀察天上星座,探窺宇宙奧秘,他的女僕常戲稱,塞樂斯想知道遙遠的天空,卻忽略了眼前的美色。數學史家Herodotus層考據得知Hals戰後之時白天突然變成夜晚(其實是日蝕),而在此戰之前塞樂斯曾對Delians預言此事。 塞樂斯的墓碑上列有這樣一段題辭:
「這位天文學家之王的墳墓多少小了一點,但他在星辰領域中的光榮是頗為偉大的。
D. 數學家在生活中發現的數學……急
數學奇才、計算機之父——馮·諾依曼
20世紀即將過去,21世紀就要到來.我們站在世紀之交的大門檻,回顧20世紀科學技術的輝煌發展時,不能不提及20世紀最傑出的數學家之一的馮·諾依曼.眾所周知,1946年發明的電子計算機,大大促進了科學技術的進步,大大促進了社會生活的進步.鑒於馮·諾依曼在發明電子計算機中所起到關鍵性作用,他被西方人譽為"計算機之父".
約翰·馮·諾依曼 ( John Von Nouma,1903-1957),美藉匈牙利人,1903年12月28日生於匈牙利的布達佩斯,父親是一個銀行家,家境富裕,十分注意對 孩子的教育.馮·諾依曼從小聰穎過人,興趣廣泛,讀書過目不忘.據說他6歲時就能用古 希臘語同父親閑談,一生掌握了七種語言.最擅德語,可在他用德語思考種種設想時,又能以閱讀的速度譯成英語.他對讀過的書籍和論文.能很快一句不差地將內容復述出來,而且若干年之後,仍可如此.1911年一1921年,馮·諾依曼在布達佩斯的盧瑟倫中學讀書期間,就嶄露頭角而深受老師的器重.在費克特老師的個別指導下並合作發表了第一篇數學論文,此時馮·諾依曼還不到18歲.1921年一1923年在蘇黎世大學學習.很快又在1926年以優異的成績獲得了布達佩斯大學數學博士學位,此時馮·諾依曼年僅22歲.1927年一1929年馮·諾依曼相繼在柏林大學和漢堡大學擔任數學講師。1930年接受了普林斯頓大學客座教授的職位,西渡美國.1931年成為該校終身教授.1933年轉到該校的高級研究所,成為最初六位教授之一,並在那裡工作了一生. 馮·諾依曼是普林斯頓大學、賓夕法尼亞大學、哈佛大學、伊斯坦堡大學、馬里蘭大學、哥倫比亞大學和慕尼黑高等技術學院等校的榮譽博士.他是美國國家科學院、秘魯國立自然科學院和義大利國立林且學院等院的院土. 1954年他任美國原子能委員會委員;1951年至1953年任美國數學會主席.
1954年夏,馮·諾依曼被使現患有癌症,1957年2月8日,在華盛頓去世,終年54歲.
馮·諾依曼在數學的諸多領域都進行了開創性工作,並作出了重大貢獻.在第二次世界大戰前,他主要從事運算元理論、鼻子理論、集合論等方面的研究.1923年關於集合論中超限序數的論文,顯示了馮·諾依曼處理集合論問題所特有的方式和風格.他把集會論加以公理化,他的公理化體系奠定了公理集合論的基礎.他從公理出發,用代數方法導出了集合論中許多重要概念、基本運算、重要定理等.特別在 1925年的一篇論文中,馮·諾依曼就指出了任何一種公理化系統中都存在著無法判定的命題.
1933年,馮·諾依曼解決了希爾伯特第5問題,即證明了局部歐幾里得緊群是李群.1934年他又把緊群理論與波爾的殆周期函數理論統一起來.他還對一般拓撲群的結構有深刻的認識,弄清了它的代數結構和拓撲結構與實數是一致的. 他對其子代數進行了開創性工作,並莫定了它的理論基礎,從而建立了運算元代數這門新的數學分支.這個分支在當代的有關數學文獻中均稱為馮·諾依曼代數.這是有限維空間中矩陣代數的自然推廣. 馮·諾依曼還創立了博奕論這一現代數學的又一重要分支. 1944年發表了奠基性的重要論文《博奕論與經濟行為》.論文中包含博奕論的純粹數學形式的闡述以及對於實際博奕應用的詳細說明.文中還包含了諸如統計理論等教學思想.馮·諾依曼在格論、連續幾何、理論物理、動力學、連續介質力學、氣象計算、原子能和經濟學等領域都作過重要的工作.
馮·諾依曼對人類的最大貢獻是對計算機科學、計算機技術和數值分析的開拓性工作.
現在一般認為ENIAC機是世界第一台電子計算機,它是由美國科學家研製的,於1946年2月14日在費城開始運行.其實由湯米、費勞爾斯等英國科學家研製的"科洛薩斯"計算機比ENIAC機問世早兩年多,於1944年1月10日在布萊奇利園區開始運行.ENIAC機證明電子真空技術可以大大地提高計算技術,不過,ENIAC機本身存在兩大缺點:(1)沒有存儲器;(2)它用布線接板進行控制,甚至要搭接見天,計算速度也就被這一工作抵消了.ENIAC機研製組的莫克利和埃克特顯然是感到了這一點,他們也想盡快著手研製另一台計算機,以便改進.
馮·諾依曼由ENIAC機研製組的戈爾德斯廷中尉介紹參加ENIAC機研製小組後,便帶領這批富有創新精神的年輕科技人員,向著更高的目標進軍.1945年,他們在共同討論的基礎上,發表了一個全新的"存儲程序通用電子計算機方案"--EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的縮寫).在這過程中,馮·諾依曼顯示出他雄厚的數理基礎知識,充分發揮了他的顧問作用及探索問題和綜合分析的能力.
EDVAC方案明確奠定了新機器由五個部分組成,包括:運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入和輸出設備,並描述了這五部分的職能和相互關系.EDVAC機還有兩個非常重大的改進,即:(1)採用了二進制,不但數據採用二進制,指令也採用二進制;(2建立了存儲程序,指令和數據便可一起放在存儲器里,並作同樣處理.簡化了計算機的結構,大大提高了計算機的速度. 1946年7,8月間,馮·諾依曼和戈爾德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基礎上,為普林斯頓大學高級研究所研製IAS計算機時,又提出了一個更加完善的設計報告《電子計算機邏輯設計初探》.以上兩份既有理論又有具體設計的文件,首次在全世界掀起了一股"計算機熱",它們的綜合設計思想,便是著名的"馮·諾依曼機",其中心就是有存儲程序
原則--指令和數據一起存儲.這個概念被譽為'計算機發展史上的一個里程碑".它標志著電子計算機時代的真正開始,指導著以後的計算機設計.自然一切事物總是在發展著的,隨著科學技術的進步,今天人們又認識到"馮·諾依曼機"的不足,它妨礙著計算機速度的進一步提高,而提出了"非馮·諾依曼機"的設想. 馮·諾依曼還積極參與了推廣應用計算機的工作,對如何編製程序及搞數值計算都作出了傑出的貢獻. 馮·諾依曼於1937年獲美國數學會的波策獎;1947年獲美國總統的功勛獎章、美國海軍優秀公民服務獎;1956年獲美國總統的自由獎章和愛因斯坦紀念獎以及費米獎.
馮·諾依曼逝世後,未完成的手稿於1958年以《計算機與人腦》為名出版.他的主要著作收集在六卷《馮·諾依曼全集》中,1961年出版.
數學奇才——伽羅華
1832年5月30日晨,在巴黎的葛拉塞爾湖附近躺著一個昏迷的年輕人,過路的農民從槍傷判斷他是決斗後受了重傷,就把這個不知名的青年抬到醫院。第二天早晨十點鍾,他就離開了人世。數學史上最年輕、最有創造性的頭腦停止了思考。人們說,他的死使數學發展推遲了好幾十年。這個青年就是死時不滿21歲的伽羅華。
伽羅華生於離巴黎不遠的一個小城鎮,父親是學校校長,還當過多年市長。家庭的影響使伽羅華一向勇往直前,無所畏懼。1823年,12歲的伽羅華離開雙親到巴黎求學,他不滿足呆板的課堂灌輸,自己去找最難的數學原著研究,一些老師也給他很大幫助。老師們對他的評價是「只宜在數學的尖端領域里工作」。
1828年,17歲的伽羅華開始研究方程論,創造了「置換群」的概念和方法,解決了幾百年來使人頭痛的方程來解決問題。伽羅華最重要的成就,是提出了「群」的概念,用群論改變了整個數學的面貌。1829年5月,伽羅華把他的成果寫成論文,遞交法國科學院,但伴隨著這篇傑作而來的是一連串的打擊和不幸。先是父親因不堪忍受教士誹謗而自殺,接著因他的答辯既簡捷又深奧令考官們不滿而未能進入著名的巴黎綜合技術學校。至於他的論文,先是被認為新概念太多又過於簡略而要求重寫;第二份推導詳盡的稿子又因審稿人病逝而下落不明;1831年1月提交的第三份論文又因評閱人不能全部看懂而被否定。
青年伽羅華一方面追求數學的真知,另一方面又獻身於追求社會正義的事業。在1831年法國的「七月革命」中,作為高等師范學校新生,伽羅華率領群眾走上街頭,抗議國王的專制統治,不幸被捕。在獄中,他染上了霍亂。即使在這樣的惡劣條件下,伽羅華仍然繼續搞他的數學研究,並且寫成了論文,准備出獄後發表。出獄不久,因為捲入一場無聊的「愛情」糾葛而決斗身亡。
伽羅華去世後16年,他留存下來的60頁手稿才得以發表,科學界才傳遍了他的名字。
「數學之神」——阿基米德
阿基米德公元前287年出生在義大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱"智慧之都"的名城裡,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,並且做了歐幾里得學生埃拉托塞和卡農的門生,鑽研《幾何原本》。
後來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,並且享有"力學之父"的美稱。其原因在於他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對於推動數學的發展,起著決定性的作用。
《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想像,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的。
《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為: <π< ,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等於以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。
《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等於球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等於球的大圓,高等於球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 。在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理"。
《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,並用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。
《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法。
《平面的平衡》,是關於力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。
《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用於分析浮體的平衡上,並用數學公式表示浮體平衡的規律。
《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體的體積。
丹麥數學史家海伯格,於1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。
正因為他的傑出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和後世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。
數學家的故事——祖沖之
祖沖之(公元429-500年)是我國南北朝時期,河北省淶源縣人.他從小就閱讀了許多天文、數學方面的書籍,勤奮好學,刻苦實踐,終於使他成為我國古代傑出的數學家、天文學家.
祖沖之在數學上的傑出成就,是關於圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".後來發現古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有餘",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術",用圓內接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內接96邊形, 求得π=3.14,並指出,內接正多邊形的邊數越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經過刻苦鑽研,反復演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.並得出了π分數形式的近似值,取為約率 ,取為密率,其中取六位小數是3.141929,它是分子分母在1000以內最接近π值的分數.祖沖之究竟用什麼方法得出這一結果,現在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多麼巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數學家獲得同樣結果,已是一千多年以後的事了.為了紀念祖沖之的傑出貢獻,有些外國數學史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當時的名家經典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發現過去歷法的嚴重誤差,並勇於改進,在他三十三歲時編製成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是我國著名的數學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時採用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位於兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行於這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恆相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以後一千多年才由卡氏發現的.為了紀念祖氏父子發現這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".
數學家的故事——蘇步青
蘇步青1902年9月出生在浙江省平陽縣的一個山村裡。雖然家境清貧,可他父母省吃儉用,拚死拼活也要供他上學。他在讀初中時,對數學並不感興趣,覺得數學太簡單,一學就懂。可量,後來的一堂數學課影響了他一生的道路。
那是蘇步青上初三時,他就讀浙江省六十中來了一位剛從東京留學歸來的教數學課的楊老師。第一堂課楊老師沒有講數學,而是講故事。他說:「當今世界,弱肉強食,世界列強依仗船堅炮利,都想蠶食瓜分中國。中華亡國滅種的危險迫在眉睫,振興科學,發展實業,救亡圖存,在此一舉。『天下興亡,匹夫有責』,在座的每一位同學都有責任。」他旁徵博引,講述了數學在現代科學技術發展中的巨大作用。這堂課的最後一句話是:「為了救亡圖存,必須振興科學。數學是科學的開路先鋒,為了發展科學,必須學好數學。」蘇步青一生不知聽過多少堂課,但這一堂課使他終身難忘。
楊老師的課深深地打動了他,給他的思想注入了新的興奮劑。讀書,不僅為了擺脫個人困境,而是要拯救中國廣大的苦難民眾;讀書,不僅是為了個人找出路,而是為中華民族求新生。當天晚上,蘇步青輾轉反側,徹夜難眠。在楊老師的影響下,蘇步青的興趣從文學轉向了數學,並從此立下了「讀書不忘救國,救國不忘讀書」的座右銘。一迷上數學,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,蘇步青只知道讀書、思考、解題、演算,4年中演算了上萬道數學習題。現在溫州一中(即當時省立十中)還珍藏著蘇步青一本幾何練習薄,用毛筆書寫,工工整整。中學畢業時,蘇步青門門功課都在90分以上。
17歲時,蘇步青赴日留學,並以第一名的成績考取東京高等工業學校,在那裡他如飢似渴地學習著。為國爭光的信念驅使蘇步青較早地進入了數學的研究領域,在完成學業的同時,寫了30多篇論文,在微分幾何方面取得令人矚目的成果,並於1931年獲得理學博士學位。獲得博士之前,蘇步青已在日本帝國大學數學系當講師,正當日本一個大學准備聘他去任待遇優厚的副教授時,蘇步青卻決定回國,回到撫育他成長的祖任教。回到浙大任教授的蘇步青,生活十分艱苦。面對困境,蘇步青的回答是「吃苦算得了什麼,我甘心情願,因為我選擇了一條正確的道路,這是一條愛國的光明之路啊!」
這就是老一輩數學家那顆愛國的赤子之心
數學之父——塞樂斯
塞樂斯生於公元前624年,是古希臘第一位聞名世界的大數學家。他原是一位很精明的商人,靠賣橄欖油積累了相當財富後,塞樂斯便專心從事科學研究和旅行。他勤奮好學,同時又不迷信古人,勇於探索,勇於創造,積極思考問題。他的家鄉離埃及不太遠,所以他常去埃及旅行。在那裡,塞樂斯認識了古埃及人在幾千年間積累的豐富數學知識。他游歷埃及時,曾用一種巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及國王阿美西斯欽羨不已。
塞樂斯的方法既巧妙又簡單:選一個天氣晴朗的日子,在金字塔邊豎立一根小木棍,然後觀察木棍陰影的長度變化,等到陰影長度恰好等於木棍長度時,趕緊測量金字塔影的長度,因為在這一時刻,金字塔的高度也恰好與塔影長度相等。也有人說,塞樂斯是利用棍影與塔影長度的比等於棍高與塔高的比算出金字塔高度的。如果是這樣的話,就要用到三角形對應邊成比例這個數學定理。塞樂斯自誇,說是他把這種方法教給了古埃及人但事實可能正好相反,應該是埃及人早就知道了類似的方法,但他們只滿足於知道怎樣去計算,卻沒有思考為什麼這樣算就能得到正確的答案。
在塞樂斯以前,人們在認識大自然時,只滿足於對各類事物提出怎麼樣的解釋,而塞樂斯的偉大之處,在於他不僅能作出怎麼樣的解釋,而且還加上了為什麼的科學問號。古代東方人民積累的數學知識,王要是一些由經驗中總結出來的計算公式。塞樂斯認為,這樣得到的計算公式,用在某個問題里可能是正確的,用在另一個問題里就不一定正確了,只有從理論上證明它們是普遍正確的以後,才能廣泛地運用它們去解決實際問題。在人類文化發展的初期,塞樂斯自覺地提出這樣的觀點,是難能可貴的。它賦予數學以特殊的科學意義,是數學發展史上一個巨大的飛躍。所以塞樂斯素有數學之父的尊稱,原因就在這里。 塞樂斯最先證明了如下的定理:
1.圓被任一直徑二等分。
2.等腰三角形的兩底角相等。
3.兩條直線相交,對頂角相等。
4.半圓的內接三角形,一定是直角三角形。
5.如果兩個三角形有一條邊以及這條邊上的兩個角對應相等,那麼這兩個三角形全等。 這個定理也是塞樂斯最先發現並最先證明的,後人常稱之為塞樂斯定理。相傳塞樂斯證明這個定理後非常高興,宰了一頭公牛供奉神靈。後來,他還用這個定理算出了海上的船與陸地的距離。
塞樂斯對古希臘的哲學和天文學,也作出過開拓性的貢獻。歷史學家肯定地說,塞樂斯應當算是第一位天文學家,他經常仰卧觀察天上星座,探窺宇宙奧秘,他的女僕常戲稱,塞樂斯想知道遙遠的天空,卻忽略了眼前的美色。數學史家Herodotus層考據得知Hals戰後之時白天突然變成夜晚(其實是日蝕),而在此戰之前塞樂斯曾對Delians預言此事。 塞樂斯的墓碑上列有這樣一段題辭:
這位天文學家之王的墳墓多少小了一點,但他在星辰領域中的光榮是頗為偉大的。
E. 10個數學家的成長故事
八歲的高斯發現了數學定理
德國著名大科學家高斯(1777~1855)出生在一個貧窮的家庭。高斯在還不會講話就自己學計算,在三歲時有一天晚上他看著父親在算工錢時,還糾正父親計算的錯誤。
長大後他成為當代最傑出的天文學家、數學家。他在物理的電磁學方面有一些貢獻,現在電磁學的一個單位就是用他的名字命名。數學家們則稱呼他為「數學王子」。
他八歲時進入鄉村小學讀書。教數學的老師是一個從城裡來的人,覺得在一個窮鄉僻壤教幾個小猢猻讀書,真是大材小用。而他又有些偏見:窮人的孩子天生都是笨蛋,教這些蠢笨的孩子念書不必認真,如果有機會還應該處罰他們,使自己在這枯燥的生活里添一些樂趣。
這一天正是數學教師情緒低落的一天。同學們看到老師那抑鬱的臉孔,心裡畏縮起來,知道老師又會在今天捉這些學生處罰了。
「你們今天替我算從1加2加3一直到100的和。誰算不出來就罰他不能回家吃午飯。」老師講了這句話後就一言不發的拿起一本小說坐在椅子上看去了。
教室里的小朋友們拿起石板開始計算:「1加2等於3,3加3等於6,6加4等於10……」一些小朋友加到一個數後就擦掉石板上的結果,再加下去,數越來越大,很不好算。有些孩子的小臉孔漲紅了,有些手心、額上滲出了汗來。
還不到半個小時,小高斯拿起了他的石板走上前去。「老師,答案是不是這樣?」
老師頭也不抬,揮著那肥厚的手,說:「去,回去再算!錯了。」他想不可能這么快就會有答案了。
可是高斯卻站著不動,把石板伸向老師面前:「老師!我想這個答案是對的。」
數學老師本來想怒吼起來,可是一看石板上整整齊齊寫了這樣的數:5050,他驚奇起來,因為他自己曾經算過,得到的數也是5050,這個8歲的小鬼怎麼這樣快就得到了這個數值呢?
高斯解釋他發現的一個方法,這個方法就是古時希臘人和中國人用來計算級數1+2+3+…+n的方法。高斯的發現使老師覺得羞愧,覺得自己以前目空一切和輕視窮人家的孩子的觀點是不對的。他以後也認真教起書來,並且還常從城裡買些數學書自己進修並借給高斯看。在他的鼓勵下,高斯以後便在數學上作了一些重要的研究了。
小歐拉智改羊圈
歐拉是數學史上著名的數學家,他在數論、幾何學、天文數學、微積分等好幾個數學的分支領域中都取得了出色的成就。不過,這個大數學家在孩提時代卻一點也不討老師的喜歡,他是一個被學校除了名的小學生。
事情是因為星星而引起的。 當時,小歐拉在一個教會學校里讀書。有一次,他向老師提問,天上有多少顆星星。老師是個神學的信徒,他不知道天上究竟有多少顆星,聖經上也沒有回答過。其實,天上的星星數不清,是無限的。我們的肉眼可見的星星也有幾千顆。這個老師不懂裝懂,回答歐拉說:"天有有多少顆星星,這無關緊要,只要知道天上的星星是上帝鑲嵌上去的就夠了。"
歐拉感到很奇怪:"天那麼大,那麼高,地上沒有扶梯,上帝是怎麼把星星一顆一顆鑲嵌到一在幕上的呢?上帝親自把它們一顆一顆地放在天幕,他為什麼忘記了星星的數目呢?上帝會不會太粗心了呢?
他向老師提出了心中的疑問,老師又一次被問住了,漲紅了臉,不知如何回答才好。老師的心中頓時升起一股怒氣,這不僅是因為一個才上學的孩子向老師問出了這樣的問題,使老師下不了台,更主要的是,老師把上帝看得高於一切。小歐拉居然責怪上帝為什麼沒有記住星星的數目,言外之意是對萬能的上帝提出了懷疑。在老師的心目中,這可是個嚴重的問題。
在歐拉的年代,對上帝是絕對不能懷疑的,人們只能做思想的奴隸,絕對不允許自由思考。小歐拉沒有與教會、與上帝"保持一致",老師就讓他離開學校回家。但是,在小歐拉心中,上帝神聖的光環消失了。他想,上帝是個窩囊廢,他怎麼連天上的星星也記不住?他又想,上帝是個獨裁者,連提出問題都成了罪。他又想,上帝也許是個別人編造出來的傢伙,根本就不存在。
回家後無事,他就幫助爸爸放羊,成了一個牧童。他一面放羊,一面讀書。他讀的書中,有不少數學書。
爸爸的羊群漸漸增多了,達到了100隻。原來的羊圈有點小了,爸爸決定建造一個新的羊圈。他用尺量出了一塊長方形的土地,長40米,寬15米,他一算,面積正好是600平方米,平均每一頭羊佔地6平方米。正打算動工的時候,他發現他的材料只夠圍100米的籬笆,不夠用。若要圍成長40米,寬15米的羊圈,其周長將是110米(15+15+40+40=110)父親感到很為難,若要按原計劃建造,就要再添10米長的材料;要是縮小面積,每頭羊的面積就會小於6平方米。
小歐拉卻向父親說,不用縮小羊圈,也不用擔心每頭羊的領地會小於原來的計劃。他有辦法。父親不相信小歐拉會有辦法,聽了沒有理他。小歐拉急了,大聲說,只有稍稍移動一下羊圈的樁子就行了。
父親聽了直搖頭,心想:"世界上哪有這樣便宜的事情?"但是,小歐拉卻堅持說,他一定能兩全齊美。父親終於同意讓兒子試試看。
小歐拉見父親同意了,站起身來,跑到准備動工的羊圈旁。他以一個木樁為中心,將原來的40米邊長截短,縮短到25米。父親著急了,說:"那怎麼成呢?那怎麼成呢?這個羊圈太小了,太小了。"小歐拉也不回答,跑到另一條邊上,將原來15米的邊長延長,又增加了10米,變成了25米。經這樣一改,原來計劃中的羊圈變成了一個25米邊長的正方形。然後,小歐拉很自信地對爸爸說:"現在,籬笆也夠了,面積也夠了。"
父親照著小歐拉設計的羊圈紮上了籬笆,100米長的籬笆真的夠了,不多不少,全部用光。面積也足夠了,而且還稍稍大了一些。父親心裡感到非常高興。孩子比自己聰明,真會動腦筋,將來一定大有出息。
父親感到,讓這么聰明的孩子放羊實在是及可惜了。後來,他想辦法讓小歐拉認識了一個大數學家伯努利。通過這位數學家的推薦,1720年,小歐拉成了巴塞爾大學的大學生。這一年,小歐拉13歲,是這所大學最年輕的大學生。
報效祖國宏願------ 華羅庚的故事
同學們都知道,華羅庚是一位靠自學成才的世界一流的數學家。他僅有初中文憑,因一篇論文在《科學》雜志上發表,得到數學家熊慶來的賞識,從此華羅庚北上清華園,開始了他的數學生涯。
1936年,經熊慶來教授推薦,華羅庚前往英國,留學劍橋。20世紀聲名顯赫的數學家哈代,早就聽說華羅庚很有才氣,他說:「你可以在兩年之內獲得博士學位。」可是華羅庚卻說:「我不想獲得博士學位,我只要求做一個訪問者。」「我來劍橋是求學問的,不是為了學位。」兩年中,他集中精力研究堆壘素數論,並就華林問題、他利問題、奇數哥德巴赫問題發表18篇論文,得出了著名的「華氏定理」,向全世界顯示了中國數學家出眾的智慧與能力。
1946年,華羅庚應邀去美國講學,並被伊利諾大學高薪聘為終身教授,他的家屬也隨同到美國定居,有洋房和汽車,生活十分優裕。當時,不少人認為華羅庚是不會回來了。
新中國的誕生,牽動著熱愛祖國的華羅庚的心。1950年,他毅然放棄在美國的優裕生活,回到了祖國,而且還給留美的中國學生寫了一封公開信,動員大家回國參加社會主義建設。他在信中坦露出了一顆愛中華的赤子之心:「朋友們!梁園雖好,非久居之鄉。歸去來兮……為了國家民族,我們應當回去……」雖然數學沒有國界,但數學家卻有自己的祖國。
華羅庚從海外歸來,受到黨和人民的熱烈歡迎,他回到清華園,被委任為數學系主任,不久又被任命為中國科學院數學研究所所長。從此,開始了他數學研究真正的黃金時期。他不但連續做出了令世界矚目的突出成績,同時滿腔熱情地關心、培養了一大批數學人才。為摘取數學王冠上的明珠,為應用數學研究、試驗和推廣,他傾注了大量心血。
據不完全統計,數十年間,華羅庚共發表了152篇重要的數學論文,出版了9部數學著作、11本數學科普著作。他還被選為科學院的國外院士和第三世界科學家的院士。
從初中畢業到人民數學家,華羅庚走過了一條曲折而輝煌的人生道路,為祖國爭得了極大的榮譽。
阿基米德(約公元前287~212年)
——希臘物理學家、數學家。
阿基米德的父親是一位天文學家和數學家,他從小受到良好的教育,特別喜愛數學。有一次,國王請他去測定金匠剛剛為其做好的王冠是純金的還是摻有銀子的混合物,並且告誡他不得毀壞王冠。起初,阿基米德茫然不知所措。直到有一天,當自己泡大一滿盆洗澡水裡時,溢出水量的體積等於他身體浸入水中的那部分體積。那麼,如果把王冠浸入水中 ,根據水面上升的情況算出王冠的體積與等重量金子的體積相等,就說明王冠是純金的;假如摻有銀子的話,王冠的體積就會大一些。他興奮地從浴盆中躍出,全身赤條條地奔向皇宮,大喊著:"我找到了!找到了!"他為此而發明了 浮力原理。除此之外,他還發現了著名的杠桿原理。伴隨著這一發明,還產生了一句眾所周知的名言:"只要給我一個支點,我就能撬動地球。"
在阿基米德的老年歲月里,他的祖國與羅馬發生戰爭,當他住的城市遭劫掠時,阿基米德還專心地研究他在沙地上畫的幾何圖形,兇殘的羅馬士兵刺倒了這位75歲的老人,偉大的科學家撲倒在鮮血染紅了的幾何圖形上……
阿基米德死後,人們整理出版了《阿基米德遺著全集》,以永遠緬懷這位科學巨匠的偉大業績。
牛頓(1642~1727)
牛頓英國物理學家、數學家。曾任英國皇家學會會長。
牛頓是舉世公認的、有史以來最偉大的科學家之一。他的幼年充滿了辛酸,在他出生前3個月父親便去世了,之後母親改嫁,他是由外祖母撫養成人的。23畢業於著名的劍橋大學後留校工作。後因逃避倫敦流行的鼠疫來到母親的農場里。在這里,他被一個常人熟視無睹的現象吸引住了。有一次,他看到一個熟透了的蘋果落在地上,便開始思索為什麼蘋果會垂直落在地上,而不是飛到天上去呢?一定是有一種力在拉它,那麼這種將蘋果往下拉的力會不會控制月球?他就是通過這個看起來十分簡單的現象,發現了著名的萬有引力定律。這個定律的巨大作用,很快就顯示了出來。它解釋了當時所知道的天體的一切運動。同時,牛頓又完成了一項重要的光學實驗,從而證明了白光是由以赤、橙、黃、綠、青、藍、紫的順序排列的合成光。1687年,牛頓出版了有史以來最偉大的科學著作《自然哲學的數學原理》。在這里,他鑽研了伽利略的理論,並歸納出著名的運動三大定律。除此之外,他發現的二項式定理,在數學界也有一席之地。1704年,出版《光學》一書,總結了他對光學研究的成果。
牛頓61歲那年被選為英國皇家學會會長,此後年年連任直至逝世。作為舉世公認的、最卓越的科學巨匠,他仍謙遜地說:「如果說我比別人看得遠些,那是因為我站在了巨人的肩上。」1727年3月20日,84歲的牛頓逝世了。作為有功於國家的偉人,他被葬在了英國國家公墓,受到世人的瞻仰。
歐拉(1707~1783)
歐拉瑞士數學家,英國皇家學會會員。
歐拉從小著迷數學,是一位不折不扣的數學天才。他13歲便成為著名的巴塞爾大學的學生,16歲獲碩士學位,23歲就晉升為教授。1727年,他應邀去俄國聖彼得堡科學院工作。過度的勞累,致使他雙目失明。但是,這並沒有影響他的工作。歐拉具有驚人的記憶力。氫說,1771年聖彼德堡的一場大火,把他的大量藏書和手稿化為灰燼。他就憑著驚人的記憶,口授發表了論文400多篇、論著多部。歐拉這們18世紀數學巨星,在微積分、微分方程、幾何、數論、變分學等領域都作出了巨大貢獻,從而確定了他作為變分法的奠基人、復變函數先驅者的地位。同時,他還是一位出色的科普作家,他發表的科普讀物,在長達90年內不斷重印。歐拉是古往今來最多產的數學家,據說他留下的寶貴的文化遺產夠當時的聖彼得堡所有的印刷機同時忙上幾年。
歐拉作為歷史上對數學貢獻最大的四位數學家之一(另外三位是阿基米德、牛頓、高斯),被譽為"數學界的莎士比亞"。
高斯(1777~1855)
高斯是德國數學家、物理學家和天文學家,英國皇家學會會員。
高斯是一個農民的兒子,幼年時,他在數學方面就顯示出了非凡的才華。3歲能糾正父親計算中的錯誤;10歲便獨立發現了算術級數的求和公式;11歲發現了二項式定理。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歲的高斯在進大學不久,就發明了只用圓規和直尺作出正17邊形的方法,解決了兩千年來懸而未決的幾何難題。1801年,他發表的<<算術研究>>,闡述了數論和高等代數的某些問題。他對超幾何級數、復變函數、統計數學、橢圓函數論都有重大貢獻。作為一個物理學家,他與威廉.韋伯合作研究電磁學,並發明了電極。為了進行實驗,高斯還發明了雙線磁力計,這是他對電磁學問題研究的一個很有實際意義的成果。高斯30歲時擔任了德國著名高等學府天文台台長,並一直在天文台工作到逝世。他平生還喜歡文學和語言學,懂得十幾門外語。他一生共發表323篇(種)著作,提出了404項科學創見,完成了4項重要發明。
高斯去世後,人們在他出生的城市豎起了他的雕像。為了紀念他發現做出17邊形的方法,雕像的底座修成17邊形。世人公認他是一位和牛頓、阿基米德、歐拉齊名的數學家。
祖沖之(429~500)
中國南北朝時代南朝數學家、天文學家、物理學家。范陽遒(今河北淶水)人
祖沖之(429-500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一個管理朝廷建築的長官。祖沖之長在這樣的家庭里,從小就讀了不少書,人家都稱贊他是個博學的青年。他特別愛好研究數學,也喜歡研究天文歷法,經常觀測太陽和星球運行的情況,並且做了詳細記錄。
宋孝武帝聽到他的名氣,派他到一個專門研究學術的官署「華林學省」工作。他對做官並沒有興趣,但是在那裡,可以更加專心研究數學、天文了。
我國歷代都有研究天文的官,並且根據研究天文的結果來制定歷法。到了宋朝的時候,歷法已經有很大進步,但是祖沖之認為還不夠精確。他根據他長期觀察的結果,創制出一部新的歷法,叫做「大明歷」(「大明」是宋孝武帝的年號)。這種歷法測定的每一回歸年(也就是兩年冬至點之間的時間)的天數,跟現代科學測定的相差只有五十秒;測定月亮環行一周的天數,跟現代科學測定的相差不到一秒,可見它的精確程度了。
公元462年,祖沖之請求宋孝武帝頒布新歷,孝武帝召集大臣商議。那時候,有一個皇帝寵幸的大臣戴法興出來反對,認為祖沖之擅自改變古歷,是離經叛道的行為。祖沖之當場用他研究的數據回駁了戴法興。戴法興依仗皇帝寵幸他,蠻橫地說:「歷法是古人制定的,後代的人不應該改動。」祖沖之一點也不害怕。他嚴肅地說:「你如果有事實根據,就只管拿出來辯論。不要拿空話嚇唬人嘛。」宋孝武帝想幫助戴法興,找了一些懂得歷法的人跟祖沖之辯論,也一個個被祖沖之駁倒了。但是宋孝武帝還是不肯頒布新歷。直到祖沖之死了十年之後,他創制的大明歷才得到推行。
盡管當時社會十分動亂不安,但是祖沖之還是孜孜不倦地研究科學。他更大的成就是在數學方面。他曾經對古代數學著作《九章算術》作了注釋,又編寫一本《綴術》。他的最傑出貢獻是求得相當精確的圓周率。經過長期的艱苦研究,他計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間,成為世界上最早把圓周率數值推算到七位數字以上的科學家。
祖沖之在科學發明上是個多面手,他造過一種指南車,隨便車子怎樣轉彎,車上的銅人總是指著南方;他又造過「千里船」,在新亭江(在今南京市西南)上試航過,一天可以航行一百多里。他還利用水力轉動石磨,舂米碾穀子,叫做「水碓磨」。
祖沖之晚年的時候,掌握宋朝禁衛軍的蕭道成滅了宋朝。
華羅庚(1910~1985)
中國數學家、數學教育家,中國科學院院士,江蘇金壇人。
華羅庚的父親是經營雜貨店的小業主,由於經營慘淡,家境每況愈下,致使上中學不久的華羅庚輟學,當了雜貨店的記賬員。在繁瑣、單調的勞作中,他並沒有放棄最大的嗜好---數學研究。正在他發奮自學時,災難從天而降---他染上了可怕的傷寒症,被醫生判了「死刑」。然而,他竟然奇跡般地活了過來,但左腿卻落下了終生殘疾。他常掛在嘴邊的是這樣一句話:「所謂天才,就是靠堅持不斷的努力。」這位沒有大學文憑的數學家,憑著堅持不懈的努力,刻苦自學,於1930年,以《蘇家駒之代數五次方程式不能成立的理由》的論文,而使中國數學界刮目相看。後被熊慶來教授推薦到清華大學數學系任助教 。在這里,他得益於熊慶來、楊武之的指導,學術上得以長足進步,並逐漸樹立起他在世界數學界的地位。1948年應美國一所大學騁請任教。新中國成立後,他毅然放棄優越的工作和生活條件,攜妻兒回國,擔任清華大學數學系教授,後任中國科學院數學研究所所長。他十分重視和倡導把數學理論應用到生產實踐中,並親自組織和推廣「優選法」、「統籌法」,使之在社會主義現代化建設中顯示出了巨大的威力。他一生勤奮耕耘,共發表200餘篇學術論文、10部專著。作為數學教育家,他培養出陳景潤、王元、陸啟鏗等一批優秀的數學家,並形成了中國數學學派,有的人已成為世界級的數學家。
1985年6月12日,華羅庚在日本講學時,因突發心肌梗塞而去世,終年75歲。一生以「最大希望就是工作到生命的最後一刻」自勉的華羅庚,將永遠活在人民的心中。
陳景潤(1933~1966)
中國數學家、中國科學院院士。福建閩候人。
陳景潤出生在一個小職員的家庭,上有哥姐、下有弟妹,排行第三。因為家裡孩子多,父親收入微薄,家庭生活非常拮據。因此,陳景潤一出生便似乎成為父母的累贅,一個自認為是不愛歡迎的人。上學後,由於瘦小體弱,常受人欺負。這種特殊的生活境況,把他塑造成了一個極為內向、不善言談的人,加上對數學的痴戀,更使他養成了獨來獨往、獨自閉門思考的習慣,因此竟被別人認為是一個 「怪人」。陳景潤畢生後選擇研究數學這條異常艱辛的人生道路,與沈元教授有關。在他那裡,陳景潤第一次知道了哥德巴赫猜想,也就是從那裡,陳景潤第一刻起,他就立志去摘取那顆數學皇冠上的明珠。1953年,他畢業於廈門大學,留校在圖書館工作,但始終沒有忘記哥德巴赫猜想,他把數學論文寄給華羅庚教授,華羅庚閱後非常賞識他的才華,把他調到中國科學院數學研究所當實習研究員,從此便有幸在華羅庚的指導下,向哥德巴赫猜想進軍。1966年5月,一顆耀眼的新星閃爍於全球數學界的上空------陳景潤宣布證明了哥德巴赫猜想中的"1+2";1972年2月,他完成了對"1+2"證明的修改。令人難以置信的是,外國數學家在證明"1+3"時用了大型高速計算機,而陳景潤卻完全靠紙、筆和頭顱。如果這令人費解的話,那麼他單為簡化"1+2"這一證明就用去的6麻袋稿紙,則足以說明問題了。1973年,他發表的著名的"陳氏定理",被譽為篩法的光輝頂點。
對於陳景潤的成就,一位著名的外國數學家曾敬佩和感慨地譽:他移動了群山!
諾伊曼
諾伊曼(1903~1957),美籍匈牙利數學家,美國科學院院士。
諾伊曼出生在一個猶太銀行家的家庭,是位罕見的神童。他8歲掌握微積分,12歲讀懂《函數論》。在他成長的道路上,曾有這樣一段有趣的故事:1913年夏天,銀行家馬克斯先生登出一則啟示,願以10倍於一般教師的聘金,為11歲的長子諾伊曼聘請一位家庭教師。盡管這誘人的啟示,曾使許多人怦然心動,但終沒有人敢去教導這樣傾城皆知的神童……他在21歲獲得物理-數學博士之後,開始了多學科的研究,先是數學、力學、物理學,又轉到經濟學、氣象學,而後轉向原子彈工程,最後,又致力於電子計算機的研究。這一切,使他成為不折不扣的科學全才。他的主要成就是數學研究。他在高等數學的許多分支中都作出了重要貢獻,其最卓越的工作是開辟了數學的一個新分支------對策論。1944年出版了他的傑出著作《對策論與經濟行為》。第二次世界大戰期間,為第一顆原子彈的研製作出重要貢獻。戰後 ,運用他的數學才能指導製造大型電子計算機,被人們譽為電子計算機之父。
這個也是陳景潤的,也很有趣!陳景潤不愛玩公園,不愛逛馬路,就愛學習。學習起來,常常忘記了吃飯睡覺。 有一天,陳景潤吃中飯的時候,摸摸腦袋,哎呀,頭發太長了,應該快去理一理,要不,人家看見了,還當他是個姑娘呢。於是,他放下飯碗,就跑到理發店去了。 理發店裡人很多,大家挨著次序理發。陳景潤拿的牌子是三十八號的小牌子。他想:輪到我還早著哩。時間是多麼寶貴啊,我可不能白白浪費掉。他趕忙走出理發店,找了個安靜的地方坐下來,然後從口袋裡掏出個小本子,背起外文生字來。他背了一會,忽然想起上午讀外文的時候,有個地方沒看懂。不懂的東西,一定要把它弄懂,這是陳景潤的脾氣。他看了看手錶,才十二點半。他想:先到圖書館去查一查,再回來理發還來得及,站起來就走了。誰知道,他走了不多久,就輪到他理發了。理發員叔叔大聲地叫:「三十八號!誰是三十八號?快來理發!」你想想,陳景潤正在圖書館里看書,他能聽見理發員叔叔喊三十八號嗎? 過了好些時間,陳景潤在圖書館里,把不懂的東西弄懂了,這才高高興興地往理發店走去。可是他路過外文閱覽室,有各式各樣的新書,可好看啦。又跑進去看起書來了,一直看到太陽下山了,他才想起理發的事兒來。他一摸口袋,那張三十八號的小牌子還好好地躺著哩。但是他來到理發店還有啥用呢,這個號碼早已過時了。 陳景潤進了圖書館,真好比掉進了蜜糖罐,怎麼也捨不得離開。可不,又有一天,陳景潤吃了早飯,帶上兩個饅頭,一塊鹹菜,到圖書館去了。 陳景潤在圖書館里,找到了一個最安靜的地方,認認真真地看起書來。他一直看到中午,覺得肚子有點餓了,就從口袋裡掏出一隻饅頭來,一面啃著,一面還在看書。 「丁零零……」下班的鈴聲響了,管理員大聲地喊:「下班了,請大家離開圖書館!」人家都走了,可是陳景潤根本沒聽見,還是一個勁地在看書吶。 管理員以為大家都離開圖書館了,就把圖書館的大門鎖上,回家去了。 時間悄悄地過去,天漸漸地黑下來。陳景潤朝窗外一看,心裡說:今天的天氣真怪!一會兒陽光燦爛,一會兒天又陰啦。他拉了一下電燈的開關線,又坐下來看書。看著看著,忽然,他站了起來。原來,他看了一天書,開竅了。現在,他要趕回宿捨去,把昨天沒做完的那道題目,繼續做下去。 陳景潤把書收拾好,就往外走去。圖書館里靜悄悄的,沒有一點兒聲音。哎,管理員上哪兒去了呢?來看書的人怎麼一個也沒了呢?陳景潤看了一下手錶,啊,已經是晚上八點多鍾了。他推推大門,大門鎖著;他朝門外大聲喊叫:「請開門!請開門!」可是沒有人回答。 要是在平時,陳景潤就會走回座位,繼續看書,一直看到第二天早上。可是,今天不行啊!他要趕回宿舍,做那道沒有做完的題目呢! 他走到電話機旁邊,給辦公室打電話。可是沒人來接,只有嘟嘟的聲音。他又撥了幾次號碼,還是沒有人來接。怎麼辦呢?這時候,他想起了黨委書記,馬上給黨委書記撥了電話。 「陳景潤?」黨委書記接到電話,感到很奇怪。他問清楚是怎麼一回事,高興得不得了,笑著說:「陳景潤!陳景潤!你辛苦了,你真是個好同志。」 黨委書記馬上派了幾個同志,去找圖書館的管理員。圖書館的大門打開了,陳景潤向管理員說:「對不起!對不起!謝謝,謝謝!」他一邊說一邊跑下樓梯,回到了自己的宿舍。 他打開燈,馬上做起那道題目起來。 華羅庚,中國現代數學家。1910年11月12日生於江蘇省金壇縣。1985年6月12日在日本東京逝世。華羅庚1924年初中畢業之後,在上海中華職業學校學習不到一年,因家貧輟學,他刻苦自修數學,1930年在《科學》上發表了關於代數方程式解法的文章,受到專家重視,被邀到清華大學工作,開始了數論的研究,1934年成為中華教育文化基金會研究員。1936年作為訪問學者去英國劍橋大學工作。1938年回國,受聘為西南聯合大學教授。1946年應蘇聯普林斯頓高等研究所邀請任研究員,並在普林斯頓大學執教。1948年始,他為伊利諾伊大學教授。 1950年回國,先後任清華大學教授、中國科技大學數學系主任、副校長,中國科學院數學研究所所長、中國科學院應用數學研究所所長、中國科學院副院長等。華羅庚還是第一、二、三、四、五屆全國人大常委會委員和政協第六屆全國委員會副主席。