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高斯精神狀态

生活 更新时间:2024-08-28 16:21:08

高斯精神狀态(還你一個真實的高斯)1

爸爸,

我不想搬磚!

一直以來,都有模友留言給超模君,想超模君正經地介紹一次高斯

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,“我不要這些虛的,我要實實在在的高斯。”

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好咯,超模君今天就還你們一個真實的高斯!

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卡爾·弗裡德裡希·高斯(C.F.Gauss)

1777年4月30日,在德國不倫瑞克市的一個貧窮家庭裡,高斯誕生了。

在家庭背景這方面,高斯可謂是沒有絲毫優勢。父親做過水泥工、園丁、小保險公司的評估師,母親曾是女傭。

不過,腦子的優勢可以秒殺所有人。高斯從一生下來,就表現出對世界強烈的好奇,什麼東西都喜歡去搞清楚,3歲的時候,就曾發現父親記賬時算錯的地方。

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高斯父親有點專制且安于現狀,他希望兒子長大後找到一份能夠賺錢養家的工作就好,認為學問對窮人是沒用的

而高斯母親就非常反對丈夫的這種思想,她不希望兒子以後也成為像丈夫這樣無知的人,她也發現了兒子有着過人的天賦,便一直鼓勵兒子學習。

高斯幼年的教育,還得益于他那個聰明的舅舅。

舅舅弗利德裡希是一個從事紡織貿易的商人,他發現高斯聰明伶俐,便經常用一些生動活潑的方式開發高斯的智力,還一直勸高斯父親讓孩子向學者方向發展。

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7歲那年,高斯開始讀小學。10歲的時候,他進入學校新創的數學班裡學習,就是在這個數學班,誕生了高斯最為出名的那個故事:計算1 2 3 … 100=?

當時老師布特納在課堂上提出這個問題的時候,也不指望眼前這些10歲孩子真的能解出來,然而,當他剛剛在黑闆上寫出這道題時,高斯立刻得出了答案:5050。

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起初,布特納并不相信高斯的這個答案,不過,高斯馬上就向老師說了他的思路:

1 100=101,2 99=101,······,1加到100一共有50組這樣的數,因此易得50X101=5050。

這時,布特納終于察覺眼前的這個孩子着實是個不可多得的天才,便送給了高斯一本難度較深的數學書,對高斯說:“你已經超過了我,我沒有什麼東西可以教你了。”(你自己看書去吧

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後來,人們将這種方法稱為高斯求和,高斯求和公式也就誕生了:

1 2 3 4 …… n = n (n 1) /2

不過,這個故事的真實性很難考究,根據對高斯深有研究的數學史學家貝爾(E.T.Bell)的考證資料,布特納當時給孩子們出的題極有可能是一道更難的題:81297 81495 81693 … 100899=?(公差為198,項數為100)

接着,高斯與布特納的助手巴特爾斯(比高斯大10歲左右)很快變成無話不談的朋友,高斯也因此接觸到更深層的數學。

巴特爾斯的能力比布特納高很多,後來成為了大學教授。

不過,在不久之後,巴特爾斯也沒什麼可以教給高斯的了,他與老師布特納一緻認為,這裡已經容不下高斯這孩子了,高斯可以去接受更高的教育了。

于是,他們開始幫高斯尋找“下家”。

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想要找“下家”?首先得過高斯粑粑這一關,畢竟高斯粑粑可是一個希望高斯子承父業——做泥水工的人。。。

經過幾次拜訪“洗腦”,高斯粑粑終于松口讓高斯繼續讀書,不過,他本人不會出一分錢(其實就算想出也出不了多少錢吧)。最後,布特納和巴特爾斯隻好開始琢磨幫高斯尋找一個有錢人來資助的事情。

1788年,11歲的高斯有了老師和母親的支持,不顧粑粑的反對,轉到了文科學校(更高級一點的學校)讀書。

在這裡,高斯除了數學吊打其他同學(據說數學老師看了一次他的作業之後,就不讓他上數學課了,因為沒必要了

高斯精神狀态(還你一個真實的高斯)2

,古典文學也是第一名,其他科目成績也極好,老師們也非常注重對高斯這個全才的培養,還将高斯推薦給布倫斯維克公爵費迪南。

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1791年,布倫斯維克公爵費迪南第一次召見了高斯,見識到高斯确實天資過人,表示十分同情高斯的家庭情況,決定資助高斯繼續深造。

遇到“金主”之後,高斯終于得以繼續他開挂的一生。

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在公爵的資助下,高斯于1792年進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續學習,開始研究高等數學。

1795年,高斯又被送到哥廷根大學。在這裡,高斯按照自己的目标,每天勤奮學習的同時,進行創造性的數學研究。(雖然期間高斯有對自己的未來,到底是要專攻古典文學還是數學,糾結了好一陣子。)

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這段日子是高斯人生中的第一個爆發期,他不僅用短短4年拿下博士學位,還

獨立發現了二項式定理的一般形式、數論上的“二次互逆定理”、質數分布定理、算術幾何平均。高斯還證明了怎樣的正多邊形可以用尺規作出來,并得到了相應的作法(沒有發表),用代數的方法解決了困擾人們2000多年的幾何難題。

博士畢業之後,高斯雖然取得了講師資格,不過,高斯貌似還是适合安安靜靜做研究,講課可以把整一班的人(當然包括他自己

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無聊死的估計也隻有高斯了……最後,高斯隻好選擇回老家去。。。

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回到老家之後,高斯承蒙金主公爵的照顧,無需在學校教書也能過得風生水起,絲毫不用擔心錢的問題:

沒地方住?公爵我送你一幢公寓!

想打印發表你那篇很牛逼的博士論文(發現了著名的代數基本定理)?無論多長,公爵我幫你出印刷費!

想出書?你負責編好就行,其他事公爵我都會幫你解決!

對于這一切,高斯表示很感動,所以,在1801年出版的《算術研究》中,高斯寫下了真誠的感謝語:“你的仁慈,将我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究。”

确實,公爵的資助對高斯的成才起到了很重要的作用,如果沒有他,估計高斯會被父親逼着去做泥水工了,那個對後世産生巨大影響的數學王子就不存在了。

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不過,在1806年,公爵戰死沙場,再加上妻子的去世,高斯深受打擊,甚至有過輕生的念頭。

高斯沒有跟任何人訴說過自己的苦悶,得知這些也隻是後來人們整理高斯手稿的時候,發現了高斯留下的一句話:“對我來說,死去也比這樣的生活更好受些。”

慶幸的是,數學研究可以讓高斯轉移注意力,他找了一份工作維持生計之後,便沉迷研究,并于1807年前往哥廷根天文台就任主任一職。

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其實,早在1801年,高斯就幫天文學界算出谷神星

(火星和木星間有一顆新星,當時人們無法判定它是行星還是彗星)的軌道,并一舉在天文學界成名,震驚整個歐洲,因此受邀擔任哥廷根天文台的主任。

雖然人們對高斯當時使用的具體計算方法不太清楚,但可以知道的是,高斯在有關誤差的概率性研究基礎上,使用了如今我們判定為統計性手法的某種方法,這個方法就是于1809年發表他的著作《天體運動論》中的“最小二乘法”。

1806年,法國科學家勒讓德也獨立發現“最小二乘法”,但因不為世人所知而默默無聞,而勒讓德也曾與高斯為誰最早創立最小二乘法原理而發生争執,不過,由于後來高斯提供的關于最小二乘法的優化效果比其他人的證明都強很多,因此被稱為高斯-莫卡夫定理。

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從此,高斯就一直呆在哥廷根,一邊忙着天文台的工作,一邊繼續數學研究,有時也琢磨研究點新的東西,比如:

為了測量地球表面的形狀和大小,他發明了回光儀,順便還發展了曲面論;

感覺磁學很有趣,他又跑去跟實驗物理學家韋伯合作,一不小心制成了世界第一個電報機,設立了磁觀測站,還畫出了世界首張地球磁場圖,并且定了地球磁南極和磁北極的位置;

高斯的一生都在源源不斷地出成果,總共發表了323篇著作,提出了400多項科學創見(不過僅發表了178項,剩下很多都是後世才被人們從他手稿裡發現),以他名字命名的成果達110個,領域涵蓋數論、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、光學等。

高斯從來都不是那種搶着發表成果的人,他對待自己的研究工作非常嚴謹,不是百分百确定是不會輕易說出來的,盡管很多數學家勸他不要太固執,将那些理論發表出來對數學界說不定會很有利呢?他仍然堅持說:“甯可發表少,但發表的東西是成熟的成果。

其中,很有名的一個故事就是關于非歐幾何的發展。

作為非歐幾何的的創始人之一的波爾約(其父親是高斯老同學),就曾将平行公理的證明成果寄給高斯,想要得到高斯的認可,沒想到卻受到高斯這樣一句回信:

to praise it would mean to praise myself.(我無法誇贊他,因為誇贊他就等于誇獎我自己)

原來,早在幾十年前,高斯就已經得到了相同的結果,隻是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。

愛因斯坦曾這樣評價高斯:“他(高斯)對于近代物理學的發展,尤其是對于相對論的數學基礎所作的貢獻(指曲面論),其重要性是超越一切,無與倫比的。”

美國著名數學家貝爾也說過:“在高斯死後,人們才知道他早就預見一些十九世的數學,而且在1800年之前已經期待它們的出現。如果他能把他所知道的一些東西洩漏,很可能比當今數學還要先進半個世紀或更多的時間。

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