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石碑上有56個字

圖文 更新时间:2025-01-17 15:13:37

一些古今中外名人的墓碑上,常常言簡意赅地書寫出他們一生的追求和業績。這裡,介紹幾位著名數學家以及他們有趣的墓碑。

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圖1

1、阿基米德和球的定理

在意大利南端的西西裡島,有個地方叫叙拉古。那兒豎立着一塊墓碑,上面刻着一個圓柱,裡面裝了一個球,球和圓柱相切,而且球的直徑正好與圓柱的高相等。這是什麼意思?這正是阿基米德關于球的有名定理:球的體積等于和它外切而等高的圓柱體體積的2/3;球的表面積等于這個圓柱體表面積的2/3。

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著名數學家萊布尼茲曾說過:“了解了阿基米德……的人,對後來傑出人物的成就,就不那麼欽佩了。”希臘的阿基米德(公元前287-212),是人們公認的一位占代偉大的數學家,他具有驚人的創造力和熟練的計算技巧。歐洲民族幾乎經過了兩千年才達到他的數學水平。因此人們把阿基米德譽為“數學之神”。

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圖2

叙拉古的墓碑就是阿基米德的。是誰為他建立了這塊别緻的墓碑呢?不是别人,竟是敬畏他的敵軍統帥——羅馬帝國将軍馬塞拉斯。

在第二次布匿戰争時,馬塞拉斯率領羅馬大軍圍攻叙拉古。阿基米德為了保衛祖國,毫無保留地獻出了自己所有的科學技術知識。據傳說,當羅馬戰船駛近城下時,阿基米德設計的一種“起重機”抓住敵船,高高舉起,然後猛抛出去,使敵船粉身碎骨;他還用一種新奇的機械,射出大石錐槍,使敵軍心膽俱裂;他又叫士兵用無數反光的銅鏡反射日光,焚燒敵船,如此等等。緻使馬塞拉斯驚呼: “我們是在同數學家打仗!他安穩地待在城裡,能夠擊沉我們的船隻。一下子向我們發射出那麼多利箭,簡直賽過了神話裡的百手巨人!”這樣,使羅馬士兵一度不敢靠近城牆,甚至看見城牆上出現一根繩子之類的玩意兒,就吓得趕快逃跑。然而圍城三年之後,叙拉古終因糧絕而陷落。馬塞拉斯出于對阿基米德才智的敬佩,下令要活捉他。一個羅馬士兵找到阿基米德,見他正潛心地在地上埋頭畫圖,士兵将圖形踩壞。阿基 米德怒斥道: “不要弄壞了我的圖!”這個士兵命令阿基米德跟他走,阿基米德說: “再給我一會工夫,讓我把這條定理證完,不能給後人留下一條沒有證明的定理啊。”那個蠻橫的士兵一怒之下,拔出劍來把阿基米德殺死。馬塞拉斯為此非常悲痛,處死了那個蠻橫的士兵。他還為阿基米德建立了一座頗為宏偉的陵墓,在墓碑上根據阿基米德的遺願刻了這個“球内切于圓柱”的幾何圖形,使後人永遠緬懷這位愛國的偉大科學家。

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圖3 阿基米德

2、丢番圖和談語方程

丢番圖(約246-330)是古希臘最傑出的數學家之一, 他被人們譽為“代數學的鼻祖”。

他寫了不少數學著作,其中《算術》一書是關于代數的一部最早的論著。它獨樹一幟,完全避開了幾何的形式。在這本書中,我們第一次看到了代數符号的有系統的使用;看到了各種不定方程的巧妙解法。在數學史上,這部書的重要性可以和歐幾裡得的《幾何原本》相媲美。

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圖4 丢番圖

可是,這位被譽為代數學鼻祖的丢番圖,他的生平事迹幾乎一點也沒有留下來,人們隻是偶然地在他的墓志銘上知道了他的一些情況。有趣的是,他一生的大概情況卻是用一道謎語式的代數方程寫出來的:

“過路人!這兒埋着丢番圖的骨灰。下面的數目可以告訴您他活了多少歲。

他生命的六分之一是幸福的童年。

再活十二分之一,頰上長出了細細的胡須。

又過了生命的七分之一他才結婚。

再過了五年他感到很幸福,得了一個兒子。

可是這孩子光輝燦爛的生命隻有他父親的一半。

兒子死後,老人在悲痛中活了四年,結束了塵世的生涯。

請問您,丢番圖活了多少歲,多少歲結的婚,多少歲生孩子?”

根據這段墓志銘可以列出方程:

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解此方程,得出x=84。即丢番圖活了84歲,并且可以算出他33歲才結婚,38歲才得子。

3、雅科布·伯努利和對數螺線

雅科布·伯努利(1654-1705)是十七世紀瑞士巴塞爾著名數學家族中的重要成員,他對數學領域的許多分支都作出過極重要的貢獻。他發明了極坐标,研究過一系列特殊曲線。尤其是對數螺線,他作了極深入的研究。

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圖5 對數螺線

這是一種十分美妙而奇特的螺線,生物界到處都可以看到這種螺線。在鹦鹉螺殼(圖2)、延命菊頭狀花序(正反兩組)、 向日葵種籽排列、牽牛花嫩芽上,以及松果的鱗片、菠蘿的

瘤狀物中,甚至在象的牙齒、野羊的角、,金絲雀的腳爪裡都可以看到對數螺線。雅科布·伯努利産發現對數螺線在各種變換之下的許多不變性質:它的漸屈線和漸伸線都是對數螺線;自極點到切線的垂足軌迹也是對數螺線;以極點為發光點經過對數螺線反射後得到無數反射線,和所有這些反射線相切的曲線叫回光線,這回光線也是對數螺線。因此,他非常贊歎對數螺線這一系列美妙的性質,特地在遺囑裡要求将一正一反的兩條對數螺線刻在他的墓碑上,井附以頌詞:“我雖然變了,但卻和原來一樣。”這件事充分表現出這位數學家對自己從事的研究工作的熱愛,體現了他對事業的不斷追求。雅科布·伯努利這個遺願後來實現了,現在我們可以在他的墓碑上看到一對美妙而奇特的對數螺線和頌詞。

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圖6 對數螺線

4、高斯和正十七邊形

在德國哥廷根大學裡,有一座高斯的雕像。這座雕像的底座很别緻,它是一個正十七邊形的棱柱。

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圖7 高斯墓碑

為什麼要建立這樣一個以正十七邊形棱柱為底座的高斯雕像呢?

高斯(1777-1855)是有史以來成熟最早而又永葆創造力的一位偉大數學家,他被人們譽為“神童”和“數學之王”。 有關他天資聰敏的奇聞轶事很多。高斯10歲那年,數學教師布特納給學生出了一道算術題,

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剛講完題目不久,高斯就把寫有答案的石闆交了上去。布特納起初并不在意,心想這個全班最小的學生準是瞎寫了些什麼,要不就是交了白卷。當布特納發現全班唯一正确的答案一一5050竟是屬于高斯時,他才大吃一驚!

而使他更為驚奇的是高斯用了教師未曾講過的一種巧妙方法:

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而其餘的學生幾乎都是硬算的。有經驗的布特納立刻意識到這是一件不尋常的事,他看出高斯聰敏的天資。于是他買了一本很好的算術書送給高斯,并對别人說:“他已超過了我。”高斯後來在布特納的助手——一位很有才華的青年教師巴特爾斯的指導下,學習了很多數學知識。在巴特爾斯的推薦下,高斯得到一位公爵的資助,于1795年進入哥廷根大學學習。這時,在選擇數學還是古典文學上,高斯曾長期地猶豫不決。他不但很有數學才華,而且在古典文學的研究上也大有拔類超群、顯赫成名的希望。

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圖8 高斯

1796年,年方19歲的高斯為一個自歐幾裡得以來兩千年懸而未決的數學難題所吸引——用尺規方法作一個正n邊形的可能性問題。希臘人已經知道,當n等于3、4、5時,如何用直尺圓規作出這些圖形,以及利用累次二等分的方法,從這些圖形推演出另一些圖形來。

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這一成功,促使他毅然決定放棄古典文學的研究,而潛心鑽研數學,最後成為一位偉大的數學家。高斯去世後,他的母校哥廷根大學為了紀念他發現正17邊形尺規作圖法,以及由此而獻身數學的事迹,特地建立了這個以正17邊形棱柱為底座的雕像。

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