德國偉大的數學家,近代數學的奠基者之一——高斯

2021-01-16 快樂體育觀察員

高斯,德國偉大的數學家,近代數學的寞基者之一,人們往往把高斯和阿基米德、歐拉、牛頓一起稱為世界上最偉大的數學家。

在數論方面,高斯做出了特殊的貢獻。所謂數論,就是研究數的規律的學科。他說:數學是科學的女王,而數論是數學中的女王。高斯首先證明了以前幾位大數學家都未能證明的「二次互反律」,就是今天的「黃金規律」,開闢了數論中完全嶄新的「代數數論」領域。

在1801年出版的《算術研究》一書中不僅證明了「二次互反律」,還包含著大量新成果。這本書是用拉丁文寫成的,內容包括三大部分:全等理論的論述、平方公式和等圓周理論的論證。1827年,高斯在《關於曲面473輕鬆讀書的一般研究》中,還建立了微積分幾何中關於曲面的系統理論。高斯關於數論研究總結的《算術研究》(1801年)一書莫定了近論的基礎,在數學史上是不可多得的經典著作之一。19世紀,德國的代數論有著突飛猛進的發展,是與高斯分不開的。

在代數學方面,高斯證明了「代數基本定理」,他的「存在性」證明開了數學研究的新途徑。高斯發現了「非歐幾何」原理。他還深入研複變函數,為「柯西積分定理」的建立奠定了基礎。他還發現橢圓函數的雙周期性。《關於曲面的一般研究》一書全面系統地闡述了空間曲面的微分幾何學,並提出「內蘊曲面理論」。黎曼後來發展了高斯的曲面理論。高斯發現的「最小2乘法」,在觀測和實驗數據的處理等方面都有復大的用處。

今天仍在使用高斯的《天體運動理論》中敘述的方法,這些方法稍做修改後就能滿足現代計算機的要求。

高斯還建立了高斯式的任意常數交易法和長期差理論,用於計算行星軌道根數的長期變化。後來,英國天文學家亞當斯用這一方法算出獅子座流星群升交點的長期變化,美國天文學家希爾也用這個方法算出水星和金星的長期擺動。此外,高斯還在星曆表的計算中。引進一組輔助量,使求日心赤道直角坐標的計算大為簡化,這些輔助量稱為「高斯常數」。

高斯在天文學中做出巨大貢獻。在天體力學中,萬有引力常數C有時也寫作K,K也稱為「高斯常數」。高斯是近代數學基者之一,「數學之王」的稱號是對他一生恰如其分的贊須。高斯一生成果纍纍,對人類做出的貢獻是難以估量的。

1832年高斯發表地磁理論的經典論文,提出測定地磁強度的標準。和韋伯一起發明磁強計,並在1833年建立磁觀測站,成為當時研究地磁傾角變化的中心。高斯通過理論分析證明,地磁是在地球內產生的,在1839年發表《地磁的一般理論》一書。

1840年,畫出了世界第一張地球磁場圖,而且定出地磁南極和北極的位置。為了紀念他們的工作,現在磁學中用「高斯」為磁場強度單位「韋伯」為磁通量單位。

高斯是一位嚴肅的科學家,他對自己的工作踏踏實實、精益求精。他不願意隨便發表東西,發表的著作論文都經受住了歷史的考驗,精練、嚴謹,無懈可擊。

高斯還是一位卓越的教育家。1815年,培養專門天文人才的學府高斯天文學校正式誕生。高斯在天文學校中兼任天文學教授。這所學校培育出了許多著名的天文學家。高斯一生勤奮好學,在多個領域取得了驕人的成就。他多才多藝,喜音樂,好唱歌。高斯精通多國語言、文字,不但能用俄文著書論著,還順精梵文。

高斯為探求科學真理奮鬥到生命最後一刻,為幾何學、數學、天文學、大地測量學和物理學開創了嶄新的理論,為科學技術的發展做出了巨大貢獻,水遠受到人們的景仰。

高斯永垂不朽......他高深的學說和永恆的真理,正如夜空燦爛的星光,永照人間。

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