名人数学家的故事
名人故事:中国古代伟大的数学家—祖冲之
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。他曾经对古代数学着作《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”。
数学天才莱布尼兹名人故事
莱布尼兹(1646-1716)是17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。
莱布尼兹出生于德国东部莱比锡的一个书香之家,父亲是莱比锡大学的道德哲学教授,母亲出生在一个教授家庭。莱布尼兹的父亲在他年仅6岁时便去世了,给他留下了丰富的藏书。莱布尼兹因此得以广泛接触古希腊罗马文化,阅读了许多着名学者的着作,由此而获得了坚实的文化功底和明确的学术目标。15岁时,他进了莱比锡大学学习法律,一进校便跟上了大学二年级标准的人文学科的课程,还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略、等人的着作,并对他们的着述进行深入的思考和评价。在听了教授讲授欧几里德的《几何原本》的课程后,莱布尼兹对数学产生了浓厚的兴趣。17岁时他在耶拿大学学习了短时期的数学,并获得了哲学硕士学位。
20岁时,莱布尼兹转入阿尔特道夫大学。这一年,他发表了第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章,其基本思想是出于想把理论的真理性论证归结于一种计算的结果。这篇论文虽不够成熟,但却闪耀着创新的智慧和数学才华。莱布尼兹在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。从1671年开始,他利用外交活动开拓了与外界的广泛联系,尤以通信作为他获取外界信息、与人进行思想交流的一种主要方式。在出访巴黎时,莱布尼兹深受帕斯卡事迹的鼓舞,决心钻研高等数学,并研究了笛卡儿、费尔马、帕斯卡等人的着作。1673年,莱布尼兹被推荐为英国皇家学会会员。此时,他的兴趣已明显地朝向了数学和自然科学,开始了对无穷小算法的研究,独立地创立了微积分的基本概念与算法,和牛顿并蒂双辉共同奠定了微积分学。1676年,他到汉诺威公爵府担任法律顾问兼图书馆馆长。1700年被选为巴黎科学院院士,促成建立了柏林科学院并任首任院长。
1716年11月14日,莱布尼兹在汉诺威逝世,终年70岁。
著名数学家的传奇小故事
小欧拉机智改羊圈
瑞士著名的数学家。
小欧拉帮助爸爸放羊,成了一个牧童。他一面放羊,一面读书。
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。他发现他的材料只够围100米的篱笆。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。
小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法。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。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。
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。
8岁高斯发现了数学定理
德国著名数学家、物理学家、天文学家。
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。
有一天高斯的数学教师情绪低落的一天。对同学们说:“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。”
结果不到半个小时,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。”
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,可是一看石板上写了这样的数:5050,他惊奇起来,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了答案呢
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。
伽利略质疑权威
意大利数学家、物理学家、天文学家。
伽利略17岁那年,考进了比萨大学医科专业。
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。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?”
“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。
小欧拉怀疑上帝
瑞士著名的数学家。
小欧拉在一个教会学校里读书。有次,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。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?”
老师又一次被问住了。心中顿时升起一股怒气,这不仅是因为孩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。
在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的。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,上帝是个霸道者,连提出问题都成了罪。上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在。
陈景润攻克歌德巴赫猜想
当代数学家,中科院物理学数学部委员。
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。
我国清末数学家华蘅芳名人故事
华蘅芳(1833~1902)中国清末数学家、翻译家和教育家。字若汀,生于道光十三年,卒于光绪二十八年。江苏常州金匮(今无锡市)人。出生于世宦门第。少年时酷爱数学,遍览当时的各种数学书籍。青年时游学上海,与著名数学家李善兰(字秋纫)交往,李氏向他推荐西方的代数学和微积分,他刻苦自学,这对他走上数学道路有重要的影响。咸丰十一年(1861)为曾国藩擢用,和同乡好友徐寿(字雪村)一同到安庆的军械所,绘制机械图并造出中国最早的轮船“黄鹄”号。他曾三次被奏保举,受到洋务派器重,一生与洋务运动关系密切,成为这个时期有代表性的科学家之一。同治四年(1865)曾国藩、李鸿章合奏创设江南制造局,华蘅芳参加了该局的计划和开创工作。同治七年(1868)江南制造总局内开设翻译馆,华蘅芳与徐寿积极从事,为介绍西方先进的科学技术,分门别类地进行系统译述,对近代科学知识特别是数学知识在中国的传播,起到了重要的作用。
华蘅芳先后在江南制造总局和天津机器局担任提调,光绪二年(1876)在上海格致书院担任教习。他在晚年转向教育界,从事着述和教学。他对数、理、化、工、医、地以及音乐等学科有广博的学识,并注重科学研究。他编写了深入浅出的数学讲义和读本,以专着《学算笔谈》进行数学评论,对于培养人才和普及科学殊多贡献,成为有声望的一代学者。光绪十三年(1887)他曾在天津武备学堂中任教习,光绪十八年(1892)在湖北武昌主讲两湖书院。他的学生江蘅、杨兆]等以及胞弟华世芳(字若溪,1854~1905)受到他的影响都成为数学家。
华蘅芳的治学精神反对历来算家喜“炫其所长而匿其所短”、只讲算法而“秘匿”算理的风气;他注重数学教育,曾说“吾果如春蚕,死而足愿矣”,把发展数学的希望寄托于后学;在数学评论中阐明了他的数学教学思想,象“观书者不可反为书所役”等精辟见解,表明他的方法论中已具有辩证的内容;华蘅芳的哲学观点散见于着述之中,兼有唯心、唯物的成分,尚未形成思想体系。
华蘅芳官至四品,但非从政。他不慕荣利,穷约终身,坚持了科学、教育的道路,与李善兰、徐寿齐名,同为中国近代科学事业的先行者。
数学家名人故事:数学家欧几里德
欧几里德生于雅典,接受了希腊古典数学及各种科学文化,30岁就成了有名的学者。应当时埃及国王的邀请,他客居亚历山大城,一边教学,一边从事研究。
古希腊的数学研究有着十分悠久的历史,曾经出过一些几何学着作,但都是讨论某一方面的问题,内容不够系统。欧几里德汇集了前人的成果,采用前所未有的独特编写方式,先提出定义、公理、公设,然后由简到繁地证明了一系列定理,讨论了平面图形和立体图形,还讨论了整数、分数、比例等等,终于完成了《几何原本》这部巨着。
《原本》问世后,它的手抄本流传了1800多年。1482年印刷发行以后,重版了大约一千版次,还被译为世界各主要语种。13世纪时曾传入中国,不久就失传了,1607年我国又重新翻译了前六卷,1857年又翻译了后九卷。
欧几里德是位温良敦厚的教育家,也是一位治学严谨的学者,他反对在做学问时投机取巧和追求名利,反对投机取巧、急功近利的作风。
那时候,人们建造了高大的金字塔,可是谁也不知道金字塔究竟有多高。有人这么说:“要想测量金字塔有多高,比登天还难!”
这话传到欧几里德的耳朵里。他笑着告诉别人:“这有什么难的呢?当你的影子跟你的身体一样长的时候,你去量一下金字塔的影子多长,那长度便等于金字塔的高度!”
欧几里德的名声越来越大,以致连亚历山大国王也想赶时髦,学点几何学。于是,国王便把欧几里德请进王宫,讲授几何学。谁知刚学了一点,国王就显得很不耐烦,觉得太吃力了。国王问欧几里德:“学习几何学,有没有便当一点的途径。一学就会?”
欧几里德笑道:“陛下,很抱歉,在学习科学的时候,国王与普通百姓是一样的。科学上没有专供国王行走的捷径。学习几何,人人都要独立思考。就像种庄稼一样,不耕耘,就不会有收获。
数学家名人故事:蒲丰
一天,法国数学家蒲丰请许多朋友到家里,做了一次试验。蒲丰在桌子上铺好一张大白纸,白纸上画满了等距离的平行线,他又拿出很多等长的小针,小针的长度都是平行线的一半。
蒲丰说:“请大家把这些小针往这张白纸上随便仍吧!”客人们按他说的做了。
蒲丰的统计结果是:大家共掷2212次,其中小针与纸上平行线相交704次,2210÷704≈3.142。
蒲丰说:“这个数是π的近似值。每次都会得到圆周率的近似值,而且投掷的次数越多,求出的圆周率近似值越精确。”
这就是着名的“蒲丰试验”。
数学家名人故事:王贞仪
女数学家王贞仪(1768-1797),字德卿,江宁人,是清代学者王锡琛之女,著有《西洋筹算增删》一卷、《重订策算证讹》一卷、《象数窥余》四卷、《术算简存》五卷、《筹算易知》一卷。
从她遗留下来的著作可以看出,她是一位从事天文和筹算研究的女数学家。算筹,又被称为筹、策、筹策等,有时亦称为算子,是一种棒状的计算工具。一般是竹制或木制的一批同样长短粗细的小棒,也有用金属、玉、骨等质料制成的,不用时放在特制的算袋或算子筒里,使用时在特制的算板、毡或直接在桌上排布。应用“算筹”进行计算的方法叫做“筹算”,算筹传入日本称为“算术”。算筹在中国起源甚早,《老子》中有一句“善数者不用筹策”的记述,现在所见的最早记载是《孙子算经》,至明朝筹算渐渐为珠算所取代。
17世纪初叶,英国数学家纳皮尔发明了一种算筹计算法,明末介绍到我国,也称为“筹算”。清代著名数学家梅文鼎、戴震等人曾加以研究。戴震称其为“策算”。王贞仪也从事研究由西洋传入我国的这种筹算,并且写了三卷书向国人介绍西洋筹算。她在著作中对西洋筹算进行增补讲解,使之简易明了。王贞仪介绍的纳皮尔算筹乘除法,当时的读者认为容易了解,但与当时我国的乘除法筹算的方法相比,显得较繁杂,因此,数学家们没有使用西洋筹算,一直使用中国筹算法。今天的读者把中外筹算乘除法视为老古董,采用的是由外国传入的笔算四则运算,这种笔算于1903年才开始被使用,故我国与世界接轨使用笔算的历史只有100年。
数学家名人故事:贝叶斯
贝叶斯提供了关于概率论与数理统计最重要的工具之一。这个工具让我们对概率的研究能够进行更加艰巨的探索。
如果我们知道一个事件发生的内在机制,那么我们计算着事件的概率是非常简单的。用基本的计算,我们能算出打扑克梭哈时,得到同花顺的概率,或者扔硬币时,连续5次都是正面的概率,再或者彩票中奖的概率。
但更多时候,我们更关心把上述问题反过来的情况。我们不去计算基于知道发生机制的事件的概率,而是基于观察到的现象,想得到和了解不知道发生机制的事件的发生的可能性。
我们需要了解在一些情况下基于观测现象背后的关联性。比如医学(如果检测为阳性,患病的可能有多大?)、比如社会科学(基于历史数据,最好的解释通货膨胀与失业率之间关系的模型是什么?)、比如日常生活(如果女孩同意和我去另外一家酒吧,他对我有意思的可能性有多大?)。
贝叶斯定理提供了一个形式化的工具,让我们能回答这些问题。当一种事情已经发生的条件下,定理让我们能计算这样的概率,当特定事件发生时,鉴于观测结果,基于我们把观测结果纳入特定事件看是否发生,这样能同时得到先前事件在特定事件下发生的可能性。
贝叶斯定理是一个分析信息缘由的强大工具,它还是整个统计学思想的底层框架。
数学家名人故事:苏步青
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。
名人故事:中国伟大的数学家—华罗庚的故事
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部专着。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。