數學界的三大天王
發表:2007-07-12 00:09
1.阿基米德(前287年-前212年),偉大的古希臘哲學家、數學家、物理學家。出生於西西里島的敘拉古。阿基米德到過亞歷山大裡亞,據說他住在亞歷山大裡亞時期發明瞭阿基米德式螺旋提水器,今天在埃及仍舊使用著。第二次布匿戰爭時期,羅馬大軍圍攻敘拉古,最後阿基米德不幸死在羅馬士兵之手。科學成就:阿基米德發展了天文學測量用的十字測角器,並製成了一架測算太陽對向地球角度的儀器。他最著名的發現是浮力和相對密度原理,即物體在液體中減輕的視重,等於排去液體的重量,後來以阿基米德原理著稱於世。
在幾何學上,他創立了一種求圓周率的方法,即圓周的周長和其直徑的關係。阿基米德有句名言:「給我一個支點,我就可以撬動地球。」他一生專心研究科學上的體積和浮力問題。另外,阿基米德還有幾何方面的數學成就。阿基米德是第一位講科學的工程師,在他的研究中,使用歐幾里德的方法,先假設,再以嚴謹的邏輯推論得到結果,他不斷地尋求一般性的原則而用於特殊的工程上。
他的作品始終融合數學和物理,因此阿基米德成為物理學之父。他應用槓桿原理於戰爭,保衛西拉斯鳩的事跡是家喻戶曉的。而他也以同一原理導出部分球體的體積、回轉體的體積(橢球、回轉拋物面、回轉雙曲面),此外,他也討論阿基米德螺線(例如:蒼蠅由等速旋轉的唱盤中心向外走去所留下的軌跡),圓、球體、圓柱的相關原理,其成就。阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運用,他提出圓內接多邊形和相似圓外切多邊形,當邊數足夠大時,兩多邊形的周長便一個由上,一個由下的趨近於圓周長。他先用六邊形,以後逐次加倍邊數,到了九十六邊形,求出π的估計值介於3.14163和3.14286之間。另外他算出球的表面積是其內接最大圓面積的四倍。而他又導出圓柱內切球體的體積是圓柱體積的三分之二,這個定理就刻在他的墓碑上。
2.艾薩克·牛頓爵士(Sir Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日),英國數學家、科學家和哲學家,同時是當時煉金術熱衷者。他在1687年7月5日發表的《自然哲學的數學原理》裡提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發明瞭微積分。他總共留下了50多萬字的煉金術手稿和100多萬字的神學手稿。牛頓被譽為人類歷史上最偉大的科學家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上第一次把天上的運動和地上的運動統一起來,為日心說提供了有力的理論支持,使得自然科學的研究最終掙脫了宗教的枷鎖。牛頓還發現了太陽光的顏色構成,還製作了世界上第一架反射望遠鏡。
感言:
如果沒有這些前人幫我們點燈,
那來的現在生活舒適和科技進步。
3.高斯(Johann Carl Friedrich Gauss)(1777年4月30日-1855年2月23日),生於不倫瑞克,卒於哥廷根,德國著名數學家、物理學家、天文學家、大地測量學家。高斯被認為是最重要的數學家,並有數學王子的美譽。1792年,15歲德高斯進入Braunschweig學院。在那裡,高斯開始對高等數學作研究。獨立發現了二項式定理的一般形式、數論上的「二次互反律」(Law of Quadratic Reciprocity)、質數分布定理(prime numer theorem)、及算術幾何平均(arithmetic-geometric mean)。1795年高斯進入哥廷根大學。1796年,17歲的高斯得到了一個數學史上極重要的結果,就是《正十七邊形尺規作圖之理論與方法》。1855年2月23日清晨,高斯於睡夢中去世。
貢獻:18歲的高斯發現了質數分布定理和最小二乘法。高斯19歲時,僅用尺規便構造出了17邊形。並為流傳了2000年的歐氏幾何提供了自古希臘時代以來的第一次重要補充。高斯總結了複數的應用,並且嚴格證明了每一個n階的代數方程必有n個實數或者複數解。高斯在他的建立在最小二乘法基礎上的測量平差理論的幫助下,結算出天體的運行軌跡。並用這種方法,發現了穀神星的運行軌跡。為了獲知任意一年中復活節的日期,高斯推導了復活節日期的計算公式。
在1818年至1826年之間高斯主導了漢諾瓦公國的大地測量工作。通過他發明的以最小二乘法為基礎的測量平差的方法和求解線性方程組的方法,顯著的提高了測量的精度。出於對實際應用的興趣,他發明瞭日光反射儀。高斯亦在這段時間從事曲面和投影的理論,這成了微分幾何的重要基礎。他獨自提出不能證明歐氏幾何的平行公設具有‘物理的’必然性。但他的非歐幾何的理論並沒有發表,也許是因為對處於同時代的人不能理解對該理論的擔憂。後來相對論證明了宇宙空間實際上是非歐幾何的空間,高斯的思想被近100年後的物理學接受了。最終高斯成為和微分幾何的始祖(高斯,雅諾斯、羅巴切夫斯基)中最重要的一人。
19世紀的30年代,高斯發明瞭磁強計,辭去了天文臺的工作,而轉向物理研究。他與韋伯(1804-1891)在電磁學的領域共同工作。他比韋伯年長27歲,以亦師亦友的身份進行合作。1833年,通過受電磁影響的羅盤指針,他向韋伯發送了電報。這不僅僅是從韋伯的實驗室與天文臺之間的第一個電話電報系統,也是世界首創。
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在幾何學上,他創立了一種求圓周率的方法,即圓周的周長和其直徑的關係。阿基米德有句名言:「給我一個支點,我就可以撬動地球。」他一生專心研究科學上的體積和浮力問題。另外,阿基米德還有幾何方面的數學成就。阿基米德是第一位講科學的工程師,在他的研究中,使用歐幾里德的方法,先假設,再以嚴謹的邏輯推論得到結果,他不斷地尋求一般性的原則而用於特殊的工程上。
他的作品始終融合數學和物理,因此阿基米德成為物理學之父。他應用槓桿原理於戰爭,保衛西拉斯鳩的事跡是家喻戶曉的。而他也以同一原理導出部分球體的體積、回轉體的體積(橢球、回轉拋物面、回轉雙曲面),此外,他也討論阿基米德螺線(例如:蒼蠅由等速旋轉的唱盤中心向外走去所留下的軌跡),圓、球體、圓柱的相關原理,其成就。阿基米德將歐幾里德提出的趨近觀念作了有效的運用,他提出圓內接多邊形和相似圓外切多邊形,當邊數足夠大時,兩多邊形的周長便一個由上,一個由下的趨近於圓周長。他先用六邊形,以後逐次加倍邊數,到了九十六邊形,求出π的估計值介於3.14163和3.14286之間。另外他算出球的表面積是其內接最大圓面積的四倍。而他又導出圓柱內切球體的體積是圓柱體積的三分之二,這個定理就刻在他的墓碑上。
2.艾薩克·牛頓爵士(Sir Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日),英國數學家、科學家和哲學家,同時是當時煉金術熱衷者。他在1687年7月5日發表的《自然哲學的數學原理》裡提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發明瞭微積分。他總共留下了50多萬字的煉金術手稿和100多萬字的神學手稿。牛頓被譽為人類歷史上最偉大的科學家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上第一次把天上的運動和地上的運動統一起來,為日心說提供了有力的理論支持,使得自然科學的研究最終掙脫了宗教的枷鎖。牛頓還發現了太陽光的顏色構成,還製作了世界上第一架反射望遠鏡。
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貢獻:18歲的高斯發現了質數分布定理和最小二乘法。高斯19歲時,僅用尺規便構造出了17邊形。並為流傳了2000年的歐氏幾何提供了自古希臘時代以來的第一次重要補充。高斯總結了複數的應用,並且嚴格證明了每一個n階的代數方程必有n個實數或者複數解。高斯在他的建立在最小二乘法基礎上的測量平差理論的幫助下,結算出天體的運行軌跡。並用這種方法,發現了穀神星的運行軌跡。為了獲知任意一年中復活節的日期,高斯推導了復活節日期的計算公式。
在1818年至1826年之間高斯主導了漢諾瓦公國的大地測量工作。通過他發明的以最小二乘法為基礎的測量平差的方法和求解線性方程組的方法,顯著的提高了測量的精度。出於對實際應用的興趣,他發明瞭日光反射儀。高斯亦在這段時間從事曲面和投影的理論,這成了微分幾何的重要基礎。他獨自提出不能證明歐氏幾何的平行公設具有‘物理的’必然性。但他的非歐幾何的理論並沒有發表,也許是因為對處於同時代的人不能理解對該理論的擔憂。後來相對論證明了宇宙空間實際上是非歐幾何的空間,高斯的思想被近100年後的物理學接受了。最終高斯成為和微分幾何的始祖(高斯,雅諾斯、羅巴切夫斯基)中最重要的一人。
19世紀的30年代,高斯發明瞭磁強計,辭去了天文臺的工作,而轉向物理研究。他與韋伯(1804-1891)在電磁學的領域共同工作。他比韋伯年長27歲,以亦師亦友的身份進行合作。1833年,通過受電磁影響的羅盤指針,他向韋伯發送了電報。這不僅僅是從韋伯的實驗室與天文臺之間的第一個電話電報系統,也是世界首創。
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