聚热点 juredian订阅观点

 

在数学领域有很多大器晚成的人,但他不是其中之一

数学是科学的皇后,而数论则是数学的皇后。

——卡尔·弗里德里希·高斯

认为所有伟大数学家都曾是天才儿童的观点是荒诞的。在数学领域有很多大器晚成的人。但卡尔·弗里德里希·高斯不是其中之一。他的数学天分在年轻时就展露无遗。在他的黄金时代,高斯喜欢讲述这段经历:他的老师让班上所有人去计算算术级数的和,好让学生们有事可做,不会惹麻烦。这位年轻的天才推导出了这种级数的求和公式,然后马上拿着石板告诉老师他已经做完了:“Ligget se.(答案就在这里。)”但他早期的数学尝试不仅限于给老师留下深刻印象,他还是青少年时就得到了很多重大的数学发现——其中之一是我们故事中的一个主要情节。

01

完美主义者

高斯于 1777 年生于布伦瑞克,那里如今属于德国下萨克森州。因为在数学方面早早显露出天赋,他吸引了布伦瑞克公爵的注意。公爵开始授予高斯奖学金。这让高斯得以前往布伦瑞克卡罗琳学院,以及后来到哥廷根大学就读。高斯没有拿到毕业证书就离开了哥廷根,但他在那里发现了许多重要的数学成果。他从黑尔姆施泰特大学取得了博士学位。

公爵继续发给高斯津贴,这样后者就能把所有时间都投入研究中。但后来,公爵在为普鲁士军队作战时牺牲,就没有人再支付这笔钱了。因为需要工作,高斯接受了新哥廷根天文台台长的职位。他直到老年时期还在继续研究,最终于 1855 年在哥廷根过世。

不像持续发表文章的欧拉, 高斯是一位完美主义者。他会暂时保留自己的发现,不断打磨,直到能发表一篇杰作出来。 这些发现在被发表时一定十分成熟、极其深刻,并且令其他人难以理解;数学界经常要花上数年才能完全理解高斯的想法。高斯个人的座右铭用在这里恰如其分:宁可少些,但要好些(pauca sed matura)。数学家们不断地从高斯本人或是他留下的笔记中了解到,即便是数十年甚至数世纪之后的新数学发现,都有可能只是重新发现了高斯早已得到的某个想法。

高斯的研究领域过于广泛,我们无法一一描述。他为代数、分析、数论、几何、拓扑学、复分析、线性代数、统计学以及物理和天文学的很多领域都做出了重要贡献。

02

十七边形

1796 年,高斯开始记录他的第一篇数学日记。在头一年,它只是记载了高斯那一年的数学成就和发现(共 49 篇)。尽管很多记述晦涩难解(不只对于我们,显然对于晚年的高斯也是一样的),标注日期为 1796 年 3 月 30 日的第一篇日记却很清楚明白:

分割圆所需的理论,把圆分成十七份的几何可分性,等等。

此时,除了这一句话以外,高斯什么都没写。 就在离他 19 岁生日还有一个月的时候,这位青年发现了可以仅用尺规作正十七边形。 不仅如此,他还给出了可作图正多边形的一般规则。同年晚些时候,他写道:

看上去,自从欧几里得的时代以来,人们就说服自己,初等几何的知识范畴已经无法再被扩展;至少我不知道任何在这一问题上扩展边界的成功尝试。那么在我看来,下述事实就更加非同寻常了:除了通常的多边形,还存在一些其他的可以几何作图的多边形,例如十七边形。

他继续写道:“这一发现只是一个尚未完成的更大发现的推论。一旦完成,我就会公之于众。”他确实还有更多东西要说。该发现后来成了高斯在 1801 年出版的《算术研究》中的一部分。该书是数论领域的一本杰出论述。

奥拉夫·诺伊曼这样评论《算术研究》:“它迅速被当时的专家们认可……为一本杰作。它的条理性、严密性以及内容之丰富都是前所未有的。它把数论从一座座分散的孤岛变成数学中一块正式的大陆……这本书是数学,也是人类文明的‘永恒经典’。”

高斯对多边形可作图性这一发现非常自豪。有些人说正是这一发现激励高斯成为数学家。他还要求把十七边形刻在自己的墓碑上。这一要求最后没能实现,但今天他的家乡布伦瑞克兴建了一座高斯雕像,上面装饰着一个十七角星。

上文转自图灵新知,节选自人邮图灵《不可能的几何挑战》,[遇见]已获转发授权。

推荐阅读

作者:[美] 大卫•S. 里奇森(David S. Richeson)

译者:姜喆

视角独特,探索尺规问题中的数学宝藏; 可读性强,数学知识、奇闻趣事交错呈现

本站资源来自互联网,仅供学习,如有侵权,请通知删除,敬请谅解!
搜索建议:大器晚成  大器晚成词条  其中  其中词条  很多  很多词条  之一  之一词条  领域  领域词条  
热传

 【歌词】时间 (现场演唱版) /...

我带着我的所有去寻找真目光现实中抛弃的太多太多现实中幻想的太多太多在我选择希望的时候风中的你在帮助我去追忆时间里的梦也许这时间要抛弃我让我也没有风中的感觉去寻找...(展开)

热传

 酱烧豆腐如何做

用料豆腐一块蒜末适量辣椒丁(或者葱末)适量海天黄豆酱2汤勺味极鲜1汤勺老抽半汤勺步骤1切蒜末、杭椒段(也可以放葱末)。歩驟2豆腐切快下油弱煎至饼面金黄,盛出备用...(展开)