约翰o卡尔o弗里德里希o高斯,是德国著名的数学家、物理学家、天文学家、几何学家、大地测量学家。
1777年4月30日,高斯出生于德国的不伦瑞克的一个普通、贫寒的家庭。父亲从事园艺工作,也做过杂工、建筑工等;母亲是一个石匠的女儿。
一、自幼聪慧的高斯。
幼年时,高斯受博学多识的舅舅的影响很大。他的舅舅抱着很大的期望,对聪明伶俐的小外甥进行着耐心的教育。
高斯与舅舅(画作)
高斯不到三岁时,因摆弄父亲的账本玩,发现父亲把一笔账算错了。父亲得知后,虽然感到不可思议,但也没有引起他对高斯的重视。
读小学的时候,老师让大家计算从一加到一百的总和。老师交代完任务不一会儿,同学们还都在紧张地计算时,高斯就在石板上写下了答案:5050。
老师惊讶于高斯的、正确的计算速度,就问他:“你怎么计算得这样快?你是如何计算的?”
高斯先把算式给老师看,然后解释道:“我找到了这类题目的计算规律——首项加末项之和乘以项数,得到的积除以2,就能得到正确的计算结果。”
老师看了看高斯的算式,又听了他的讲解,不由得抚摸着他的小脑袋,赞叹道:“亲爱的高斯,你可真聪明!”
聪明的高斯(持笔者~画作)
后来,老师发现自己教不了高斯了,就买了本数学书送给他,让他自己去钻研。
二、勤奋刻苦的高斯。
高斯不但自幼聪慧,而且勤奋刻苦。不管白天,还是晚上;不论在学校,还是在家中,他都自觉地去学习研究。
白天好说,有着太阳的“恩赐”,可以随时读书学习。但是,到了晚上,因为家里经济拮据,没有钱买油点灯熬夜。这样,高斯就不能在晚上学习了。
怎么办?读书心切的高斯终于想出了一个办法。他把棉花塞进一颗挖空了心的芥菜头,当灯芯;把从外面捡来油脂融化后,当灯油。这样,晚上读书照明的问题解决了。
高斯常常借助这种简陋的灯具,在微弱的灯光下,学习到深夜。
三、全身心投入的高斯。
只要一读起书、思考起问题来,无论在什情况下,高斯都会聚精会神、全力以赴。
高斯正在聚精会神地学习(画作)
有一次,高斯在放学回家的路上,一面走,一面捧着书看。结果,精力高度集中的高斯于不知不觉中,“自然而然”地走进了一位公爵的院内。
当公爵夫人发现了他,并热情地向他打招呼时,高斯才发觉自己走错了路。
于是,高斯赶紧道歉、解释原因。公爵夫人见他如此喜爱读书,就和他随便交谈起来。谈话中,公爵夫人发现,高斯对他正在所读之书的内在奥妙,理解地非常到位,而不是在泛泛地读。
高斯在科学研究上的投入程度,有时令人惊讶莫名。
十九世纪三十年代初,妻子生病之际,高斯正在研究一个深奥的问题。一天,家里人告诉他,夫人的病越来越重了。高斯听后,点了点头,表示知道了。可是,他继续工作着。
沉浸在工作之中的高斯(图像)
过了一会儿,家人又急匆匆地来告诉他:“夫人病得很厉害,请您立即回去。”高斯头也不抬地回道:“好的,我这就来!”
但是,他仍然坐在那里忙碌着。当家里人第三次来通知他:“先生,夫人快断气了!”这时,高斯抬起了头,大声说道:“叫她等一下,我一定来!”
四、成就卓越的高斯。
高斯一生,学习研究阅历丰富,成就卓越。
1792年,十五岁的高斯在他人的帮助下,进入一家著名的学院学习古代和现代语言,同时进修高等数学。这时,他阅读了数学家牛顿、拉格朗日的著作,并很快掌握了牛顿的微积分理论。
1795年10月,高斯又到了德国著名的哥廷根大学学习。在这里,高斯博览群书,畅游在知识的海洋里,如饥似渴地获取着。
1796年3月30日,还不满十九岁的高斯,利用圆规和直尺,作出了正十七边形,解决了两千年来悬而未决的几何难题。
高斯用圆规、直尺作正十七边形(漫画)
24岁时,高斯开始专心致志地研究天文学。最初,他研究月亮的运转规律。后来,又对星体轨迹问题产生了兴趣。
期间,高斯独创了一种可以计算星球椭圆轨道的方法。这种方法,可以极准确地预测出行星的位置。
利用他的方法,人们相继找到了谷神星、智神星的位置。人们还利用他的方法,在一两个小时内,计算出了彗星的轨道。如果用旧方法计算,需要三四天才能完成。
1807年,高斯到哥廷根大学任教。为了便于他进行天文学研究,学校特意为他建立了一个天文台。不久,他根据自己的研究,撰写出版了《天体运行理论》,阐述了星球的摄动理论。
1820年到1830年,高斯研究测地学,发明了“日观测仪”。1827年,针对地球表面的研究,他撰写了《关于曲面的一般研究》一书。
高斯的《关于曲面的一般研究》(图像)
1826年前后,他还陆续出版了三部关于“最小二乘法”的著作。
1830年到1840年间,高斯和物理学家韦伯合作,首创了电磁铁电报机。同时,他画出了世界上的第一张地球磁场图,确定了磁南极和磁北极的位置。
高斯一生的著述多多,成果多多。但是,他从未表现出过一丝一毫的骄傲。他曾说:“宁可少发表,也不要不成熟的成果。”
1855年2月23日,伟大的科学家高斯因病去世。哥廷根大学为了纪念有“数学王子”之称的高斯,在校园里,为他建立了一个正十七边形台座的纪念像。
主要参考文献:《影响世界历史的100位科学家》
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