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01【土豆爸爸的時光機】“數學王子”高斯
02【聽孩子讀詩】海寶:悲傷儲蓄罐
03【相聲小館】打百分(侯寶林,郭啟儒)
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文 | 土豆爸爸
歡迎收聽“土豆爸爸的時光機”。今天是4月30日,同學們,你們還記得從去年6月份“時光機”開播到今天,我們都講了哪幾位數學家嗎?
土豆爸爸,我記得,有最偉大的業餘數學家費馬。還有把數學書當漫畫書看的帕斯卡。
土豆爸爸,我也記得,有被稱為是17世紀的亞裡士多德的萊布尼茲,有20世紀的數學大王龐加萊。有照亮了一切的牛頓。嘿嘿……
大家的記性都不錯。今天要講的這位人物是在數學方面和阿基米德、牛頓一樣厲害的,都是對數學發展有着最高等級貢獻的人物,人們都稱他為“數學家之王”或者“數學王子”,他的名字叫高斯。今天4月30日是他誕辰239周年紀念日。
數學家高斯
哇,土豆爸爸,你是說高斯比龐加萊、萊布尼茲、費馬、帕斯卡還要厲害嗎?
恩,這些數學家做出的貢獻,對我們都非常重要。之所以高斯被人們稱為“數學家之王”或者“數學王子”,那是因為在他的一生當中,以他名字“高斯”命名的成果達110個,屬數學家中之最。他對數論、代數、統計、分析、微分幾何、大地測量學、地球物理學、力學、靜電學、天文學、矩陣理論和光學都有貢獻。
同學們,我們在說一個人很“厲害”的時候,要學會動腦筋想一想,這個人為什麼這樣厲害?哪些是他天生的、機遇的,不可學的?哪些是他品格方面的、思考和學習方法上的,可學的?我們要去學習那些可學的,這樣我們就能離這些很厲害的人物更近一點。
高斯出生在德國的一個小農莊裡,家裡條件并不好,隻要一天不幹活,就沒有面包可以吃了。小高斯有一個舅舅,名叫腓特烈。高斯從小就和舅舅在一起,聽着舅舅講故事,教他識字、數數。高斯在舅舅的教導下,從小就養成了愛讀書的習慣。
當時他們家很窮,到了晚上,父親為了節省燈油,在吃完晚飯後不久,就催促高斯上樓睡覺。高斯不願意浪費掉晚上讀書的時間,于是就自己動手做了一個“蘿蔔燈”。他把一隻蘿蔔淘空,塞進用粗綿卷成的燈芯,裡面再放入油脂當燈油。高斯就在這種發出微弱光亮的油燈下看書、思考。
高斯從小就顯露出來極高的數學天賦。在高斯10歲的時候,有一天上數學課,老師因為課堂紀律的原因,故意出了一道難題,想把孩子們拴在教室裡不吵鬧、不亂跑。他出的題目是:1 2 3 …… 98 99 100=?
同學們都趕緊拿起紙筆,埋頭苦算,越算到後來,數字越大,算得頭腦發暈,叫苦連天。高斯卻沒用多少時間就寫出了答案,交了上去。老師一看,答案是對的,非常驚訝,就問他:“高斯,你是怎麼算出來的?”
高斯把自己做題的步驟說了出來,老師聽完後興奮極了,好像在夜空中發現了一顆璀璨的尚不為人知的新星。老師連忙稱贊高斯,并在後來的教學當中努力培養高斯。
沒過多久,老師發現高斯已經超過了他,又為他請了一位老師。高斯在新的老師的指導下,11歲開始學習代數。有一次他自己在推導一個公式的時候,得到了一個普遍規律。他很興奮地告訴他的老師。他的老師對他說:“這個規律牛頓早已發現。”高斯聽到這個,高興地說:“大數學家發現的規律,我也能發現了。”
1795年,高斯進入到德國著名的哥廷根大學讀書。他運用自己歸納出來的學習八字訣——也就是閱讀、思考、演算、總結——遨遊在藏書豐富的大學圖書館裡。在一年以後,也就是高斯19歲的時候,他解決了一個2000多年懸而未決的正多邊形作圖問題,轟動當時的數學界。
原來在2000多年前的古希臘,有位偉大的數學家名字叫歐幾裡得,在他的《幾何原本》一書中就有用沒用刻度的直尺和圓規作出正三角形、正方形、正五邊形、正六邊形等鄭多邊形的記載。但是,正七邊形、正九邊形這些能不能用直尺和圓規作出來呢?
高斯在課堂上聽到了大學老師介紹這個曆史遺留的數學問題時,他就決心要攻克這個難題。他先一頭鑽進圖書館,尋找曆代數學家們對這個問題的解決思路,在了解了這些之後,他開始了自己的演算。他找到了一些規律,不過也意識到了幾何知識的局限性。他勇敢地跳出幾何學的圈子,運用數學的其他知識來嘗試解決這個幾何難題。
最終,在離高斯19歲生日還差一個月的時候,他用直尺和圓規作出了正十七邊形。作出正十七邊形這個事情,高斯自己都非常的興奮。你想好,19歲,解決了一個2000多年來沒人能解決的問題。是經過自己閱讀、思考、演算、總結而得的。所以他後來說,“我是從作出正十七邊形起才決心緻力于數學的。”
高斯尺規作圖法,作出正十七邊形
高斯大學畢業之後,獲得了博士學位和講師資格,但是在一開始的三四年裡面,高斯的收入并不高,生活比較艱苦。這個時候,從遙遠的俄國來了邀請,希望高斯能夠到俄國的大學裡去教書、做研究,并承諾給予豐厚的待遇。同學們,如果你是高斯,你會不會去呢?
嗯,土豆爸爸,我覺得可以去呀。生活又有了着落,還能有更好的條件來做研究,發揮自己的才能,這不是很好嗎?
同學們,當時啊,高斯的朋友們聽的這個消息,有的勸他去俄國,有的讓他耐心等等,認為德國的情況一定會好轉的。高斯經過深思,對大家說:“兒子不會嫌棄自己的母親長相不好,也不會嫌棄自己的家窮。我愛我的祖國。盡管祖國還很貧窮,但她的兒女怎麼能忍心離去呢?而且隻要努力,困難一定是暫時的。”
出國的事平息以後,高斯又在思考一個重大的問題:怎樣把數學理論和實際應用聯系起來。于是他一方面堅持純粹數學的研究,另一方面把注意力轉移到了數學應用與實際方面來。之後,高斯用數學的方法計算出了太陽系裡最小的矮行星——谷神星的軌道位置,自制了天文儀器六分儀。負責測量丹麥的地形,為此發明了測量儀器“回照器”、“光度計”。1833年,和韋伯一起發明了電磁電報。
漸漸的,高斯的名字日益出現在了報紙上、學術刊物上,大家都在誇獎、宣傳高斯。高斯對此顯得很冷靜,他說:“氧氣吸不盡,海水舀不幹,科學研究是沒有止境的。在科學研究的‘詞典’裡,會有‘留級’和‘升級’,但永遠找不到‘畢業’二字。”
同學們,這就像我們每個人上學讀書一樣,上學,就會有畢業的那一天,但讀書,永遠不會有“畢業”。大數學家高斯,就是一位永遠沒有“畢業”的科學研究者。
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