德国数学家高斯(1777-1826)的贡献,以及他被称为“数学王子”,几乎是尽人皆知的。他不仅预见了19世纪的数学,而且为19世纪的数学奠定了坚实的基础他几乎对数学的所有领域都作出了贡献,而且是许多数学学科的开创人和奠基人在物理学和天文学方面,他也有出色的研究。由于他的博学和睿智,人们崇敬而该谐地说,高斯的著作像一千零一夜故事中那个魔法无边的容器,使全世界科学家在几十年的时间里,可以从他的著作里取出无穷无尽的宝藏
在诸多贡献中,高斯最在意的是他的哪一项贡献呢?据记载说,高斯曾经要求在他的墓碑上刻一个正十七边形,这一愿望在他死后得到了满足。另外,在高斯学习和工作过的哥廷根大学里,有一座高斯的雕像。这座雕像的底座很别致,它是一个正十七边形的棱柱;在高斯的出主地布伦瑞克,建有一座高斯纪念塔,塔上刻有个十七角星。人们也许会有一些不解:正十七边形对高斯为什么这么重要?
高斯虽被誉为“王子”,但他出身的门第却非被誉为数学王子的德国数学家高斯常低下。
他于177年4月30日出生在德国下萨克森州的布伦瑞克,祖父是
的农民,父亲是一个普通的劳动者,当过园丁、水渠管理人和建筑工人。他
尽全力阻挠他的儿子读书、受教育,幸亏有一连串幸运的偶然事件,高斯才设有
埋没,否则人类就少了一个“数学王子”,而在茫茫人海中多了一个园丁或砌砖工人
高斯一生中第一件幸运的事是他有一个好母亲。她善良、坚强,而且一直
让高斯受更好的教育,让丈夫对儿子的阻挠没有得逞。在这件事情上,高斯的舅
弗里德里希起了至关重要的作用。弗里德里希是很有天分的人,只是命运不济,只
能成为一个非常优秀的纺织工人,但他却是认识到高斯天才的第一个伯乐,他在天
才的外甥身上倾注了自己全部的才智。后来高斯成名以后,采用的名字就是卡尔
弗里德里希·高斯。
第二件幸运的事是他遇上了一个好老师比特纳。比特纳出了一道数学题,让学
生把从1到100这些数加起来,计算结果。高斯注意到了1+100=101,2+99-0
3+98=101…这样一来就等于有50个101相加,他很快得出了答案:5050。对于
个只有10岁的孩子来说,在没有任何人教过他的情形下就能得到快速解题的诀窍,
实在太不寻常了!比特纳非常惊讶,也
十分感动,他决定不让这个天才被埋没
他把这事告诉了自己的学生巴特尔斯
巴特尔斯交际比较广,认识布伦瑞克
一些头面人物。在巴特尔斯的引荐下高
斯在14岁时(1791年)第一次见到了要
迪南公爵。这位公爵是一位热心肠的
助人,决定支持高斯继续接受高等教育
1792年2月,高斯进了布伦瑞克的
卡罗林学院。1792年到1795年,高
一直在卡罗林学院学习,但这期间他一
直没有确定自己今后是当一名数学家
还是当一名哲学家。
据高斯晚年的密友、地质学家萨萨
瑞乌斯在回忆录中记载,高斯最终磅定
作一个数学家,是进入哥廷根大学类
年之后
高斯是1795年10月15日进哥廷根大
学的,1796年3月30日,即进校后半年时
间,18岁的高斯忽然灵感大发,想到了用
圆规和直尺对圆周进行17等分的千年数
学难题。在这天写的日记中,高斯写道:
圆的分割定律。如何以几何学方法将圆
117等分等等。3月30日,布伦瑞克。”
在欧几里得时代,人们掌握了用圆规和没有刻度的直尺把圆周三等分和五等分的方法,但在以后两千多年中,几何学家却怎么也不能用圆规和直尺构造正十边十三边、十四边、十七边多边形。但高斯在大学一年级时用代数方法解决了这难题,而且找到了正十七边形的直尺与圆规的作法,轰动了当时的数学界。高斯在谈到他发现的经过时写道:“在布伦瑞克度假的一天早上,我仍躺在床上,沉思于方程式(XP-1)/(X-1)=0的根与根之间的算术关系,冥冥之中突然犹如亲眼看到所有关系是那么的清楚,我几乎可以立刻应用到17边形上。”
面对人生中第一次取得的成功,高斯异常兴奋,在差一个月就是他20岁的时候,终于明确地决定了从事数学研究。
美国数学史家E.T.贝尔在他的名著《数学大师;从芝诺到庞加莱》一书中说得好:17边的正多边形就是那颗骰子,它幸运地掷下,使高斯跨过了鲁比肯河。”这句话中的“跨过鲁比肯河”是一个著名的典故,比喻下重大决心。它缘起于公元前49年,当恺撒用掷骰子决定他是否率军渡过意大利中部一条河时,结果骰子示意他应该渡河,于是恺撒高喊:“骰子已经掷下了!”于是率大军渡河,与罗马执政庞培决一死战)
高斯用代数的方法解决了两千多年的几何难题,他认为这是自己生平得意之作,还交待要把正十七边形刻在他的墓碑上。但实际上他的墓碑上并没有刻上十七边形,而是十七角星,因为负责刻碑的雕刻家认为,正十七边形和圆太像了,没有人会分辨出来
高斯去世后,哥廷根大学为其建造了一个以正十七边形棱柱为底座的纪念像纪念他一生中的第一个重大发现。