第一篇:印度数学家拉玛奴江的励志故事
印度数学家拉玛奴江的励志故事
1962年12月22日印度发行弓一张纪念邮票。这张邮票是为纪念印度的「国宝」锡里尼哇沙?拉玛奴江(Srinivasa Ramanujan)诞生七十五周年而发行的。
拉玛奴江是一个生於南印度没落的贫穷婆罗门家庭,没有受过大学育,靠自学及艰苦钻研数学,后来成为一个闻名国际的数学家。
在数学家中,以贫穷家庭出身,而且能在没有研究数学的环境裏,孤独的工作,发现了一些深入的结果的人是不太多。他到了二十七岁时才获得真正数学家的教导,他的才华像彗星突然出现长空,耀眼令人侧目。可惜的是肺病却蚕食了他的生命,他在三十三岁时悄然逝去。
他是淡米尔人,生於1887年12月22日,父亲是一间布店裏的小职员。小时候他大部份的时间是在祖母家裏度过。从小他就喜欢思考问题,曾问老师在天空闪耀的星座的距离,以及地球赤道的长度。在十二岁时始对数学发生兴趣,曾问高班同学:「什麼是数学的最高真理?」当时同学告诉他「毕达高拉斯定理」(即中国人称「商高定理」)是可以作为代表,引起了他对几何的兴趣。
有一天一个老师讲:「三十个果子给三十个人平分,每一个人得到一个。同样的十四个果子给十四个人平分,每一个人得一个果子。」从这裏老师下了结论:任何数给自己除得到是一。拉玛奴江觉得不对,马上站起来问:「是否每一个人也得到一个?」这时数字的奇妙性质引起了他的注意,也差不多在这个时候他对等差,等比级数的性质自己作了研究。
在十三岁时,高班的同学借给他一本Loney 的〈三角学〉一书(以,前,有一些学校采用此书为高中课,中译本书名为〈龙氏三角学〉),他很快把整夬书的习题解完。第二年他得到了正弦和余弦函数的无穷级数展开式,后来他才知这是著名的Euler 公式,他心中有点失望,於是把自己结果的草稿,偷偷地放到裏的屋梁上。
他十五岁时,朋友借给了他二厚册英国人卡尔(Carr)写「纯数的应用数学基本结果大要」一书。这书是写得相当枯燥无味的,罗列了在代数、微积分、三角学和解析几何的六千个定理和公式。这本书对他来说是本好书,他自己证明了其中的一些定理,而以后他研究的基础全是这书给出的。
在1930年他进入了家乡的政府学院,由於贫穷和入学试成绩优越,他获得奖学金,可是在学院裏他太专心於自己善羑的数学,而忽略了其他科目,结果年考不及格而失去了奖学金。在1906年他转到另外一间学院读二年级并参加1907年的「文科第一考试」。是又失败了。
在1907年到1910年之间,他住在外面,找不到任何工作,有时替朋友补习以换取一些吃的东西。在这段期间,他自己研究魔方阵、连环分数、超几何级数、椭圆积分及一些数论问题,他把自己得到的结果写在二本记事簿裏,生活不安定不能使到他对数学的爱好减少,一个善良的邻居老太太,看他生活困难,几次在中餐时邀他在家裏吃些东西。
根据印度的习俗,他家人在1909年为他安排了婚事,妻子是一个九岁的女孩。在1910年他是二十三岁了,有了家而且因是长子,必须帮助家一些费用,他不得不极力寻找工作,后来朋友推荐他去找印度官员拉奥。
拉奥本身是一个有钱的印度官员,也是印度数学会的创办人之一,认为拉玛奴江不适合做其他工作,很难介绍工作给柋,因此宁愿每个月给他一些钱,够他生活不必去工作,而他自己可以作研究。他很赏识拉玛奴江的数学才能。
拉玛奴江只好接受这些钱,又继续他的究工作。每天傍晚时分才在马德拉斯(Madras)的海边散步和朋友聊天作为休息。有一天一个老朋友遇到他,就对他说:「人们称赞你有数学的天才!」拉玛奴江听了笑道:「天才?!请你看看我的肘吧!」他的肘的皮肤显得又黑又厚。他解释他日夜在石板上计算,用破布来擦掉石板上的字太花时间了,他每几分钟就用肘直接擦石板的字。朋友问他既然要作这麼多计算为甚麼不用纸来写。拉玛奴江说他连吃饭
都成问题,那裏有钱去买大量的纸来用,原来接玛奴江觉得依靠别人生活心里是很惭愧,已经有一个月不去拿钱了。
很幸运拉玛奴江获得了奖学金,在1913年5月开始,他每个月获得七十五卢比。不久他的朋友协助他用英文写了一封信给英国剑桥大学的著名数学家哈地球(G.H.Hardy)教授,在这信裏列下了他以前研究得到的一百二十个定理和公式。
哈地教授看到他的一些结果,有些是重新发现一百年前大数学家的结果,有一些是错误,有一些是非常深入困难,经过许多波折,拉玛奴江总算来到了英国。哈地认为要教他现代数学,如果照常规从头学起,很可能会对拉玛奴江的才能有损害。而他又不能停留在对现代数学无知的状态。因此哈地用自己独特的方法帮助他学习,终於拉玛奴江掌握了较健全的现代分析理论的知识。比他教给拉玛奴江的还多。
从1914到1918年拉玛奴江和教授写了许多重要的数学论文。由於他是个虔诚的婆罗门教徒,绝对奉行素食主义,在英国生活那段时间,他自己煮自己的食物,而常常因研究而忘记吃饭,他的身体越来越衰弱,后来常感到身上有无名的疼痛。
后来才发现他患上了无法医治的肺病。在英国医院住了一个时期。哈地教授讲他在病中的一个故事:
有一天哈地乘了一辆出租汽车去看他,这车牌号码是1729。哈地对拉玛奴江讲出了这个数字,看来没有甚麼意义。可是拉玛奴江想一下马上回答:「这是最小的整数能用二种方法来表示二个整数的立方的和。」
(1729=13+123=93+103)
拉玛奴江被称为数学的预言家,他死后已经有五十四年了,可是他的一些预测的结果,还是目前数学家正想法证明的。
他在1920年4月26日死於麻特拉斯,马德拉斯大学后来建立了一个高等数学研究所,就用他的名字来命名。而在1974年还准备在研究所门前为他矗立一个大理半身像。
如果他英灵有知,或许他会说:「不必替我立像,应该求求那些正在饿死的小孩,他们有许多会是未来的拉玛奴江!」
第二篇:数学家苏步青的励志故事
中国卓越数学家苏步青
鼓励学生超过自己,又对学生提出严格的要求,使他们感到有压力.这是培养学生成为数学人材的一种值得重视的经验.
——苏步青
为学应须毕生力,攀高贵在少年时.
——苏步青
复旦大学名誉校长、中国数学会名誉理事长、中国科学院院士的苏步青(1902.9.23—)是一位德高望重的老数学家.他除了当民盟中央参议委员会主任之外,也是中国第七、八届全国政协副主席.
他出生在浙江省平阳县腾蛟区带溪乡的一个农民家庭,他父母生了13个子女,他是次子.童年就要帮助家人割草、喂猪、放牛.由于家庭贫穷,六岁未能上学.他每天放牛路过私塾,就偷偷跑到窗口去偷看偷听老师教书.后来父亲看到他这么爱念书,在他9岁时全家吃杂粮,省下大米,借了几块钱,挑了一担米,带他到离家100里的平阳县唯一的一所小学当插班生.
平阳县的语言有一个奇特的现象:在苏步青的乡下人们是讲闽南话,两三百年前,闽南漳州泉州南安有一批人为了避倭乱移民到那一带,因此在浙南闽北交界地区有一些人是讲温软闽南话,而在县城里的人是讲音量大而发音怪的温州话,这两种语言的差距就像意大利语和俄罗斯语.开始苏步青从穷山沟里来到县城,就像刘姥姥进大观园事事感到新奇,整天玩耍无心读书,再加上语言隔阂,结果期末考试,是全班32人中最后一名.
后来来了一个新的叫陈玉峰的老师,发现了他的问题,就劝告他应该人穷志不穷,努力读书好好向上,不然浪费了农民爸爸的血汗钱,辜负了父母对他读书识字的期望,以后目不识丁怎能改变贫苦的命运?
苏步青看到陈老师对他有爱心及勉励,决定收敛贪玩的心,决定振作发奋图强,不要让陈老师失望.除了读课本之外,他也读了一些古典小说,并且开始读《东周列国志》,有些字不懂,他步行几十里山路,向人借《康熙字典》.放假,他就回家放牛,在牛背上他就背诵《千家诗》、《唐诗三百首》,他的记忆力特好,过了不久,他就能把杜甫、李白的诗背诵如流.这学年结束,他考得第一.以后求学,每次考试都是第一名.
13岁那年春天,小学毕业,距离暑假考中学有半年的时间,就把《左传》从头到尾熟读.1914年,他以优秀成绩,考进了温州的浙江省第十中学.最初他立志读完《资治通鉴》,将来当一名历史学家.可是在初中二年级时学校新聘了一位从日本留学回来的杨老师,他觉得积弱的中国靠古老的历史和文学是救不了的,只能以科学才能救中国,因此这想法影响苏步青.
于是苏步青的读书兴趣逐渐由文学转到理科,特别是对数学很有兴趣.他为了证明著名的欧几里得几何的一个定理:“任意三角形内角之和等于180°”,废寝忘食的找到二十个不同方法的证明,后来写成了一篇论文,送到浙江省的一个学生作业展览会上展览.
1919年7月的一个秋天,苏步青乘日本海轮,从上海驶往日本。到日本后,他先去东京的东亚日语补习学校学习了一个月,后由熟人介绍住进一个日本家庭.他向房东大娘学日本文时,不仅早上和她一起去菜市场买菜,练习日语会话,并且晚上听她读报、讲故事,自己预习功课,准备投考东京高等工业学校.很快的他便掌握了初级的日本语言的能力了.
1920年2月,东京高等工业学校举行招生考试,考生应该在3小时内做完24道题.而苏步青只用1小时就全部解决了.接着是口试,看看学生口头解答问题的能力,他都能应付自如.结果他以第一名的成绩考入日本东京高等工业学校电机系.当时许多中国人要进入该校应花一年半到二年半去学日文和补习一些入学考试的科目,而苏步青却创下以3个月时间的准备就进入的新纪录.由于成绩优异,他拿到三次奖学金.
他在名牌大学毕业之后又决定报考日本东北帝国大学数学系,该系招收9名学生,报考的却有90名之多,考试结果,中国留学生只有他一个人被录取,他的“微积分”和“解析几何”都得了一百分,是考生中的第一名.
他在大学三年级时,在日本科学院院士然原松三郎辅导下,用英文写出第一篇代数的论文.论文发表在《日本学士院纪事》上,为中国人争光.
接着他进入大学的研究院深造,他的导师是曾留学德国的术田忠彦教授(Tadahiko Kubota).这位教授是日本著名的微分几何学家,在他指导之下的4年,他连续发表了30多篇论文.结果在1931年得日本理学博士学位.
他是第二个中国人在日本获得数学博士学位,第一位是他的学长陈建功,以后两人回中国一起办浙江大学的数学系.
苏步青的数学成就
在1983年,他已发表共153篇论文,写成了专著和教材10册.他被称誉为“经典微分几何学派”在中国的首创人.
微分几何是用现代的分析以代数、拓扑等工具来研究空间形式的一门学科,中国在文化大革命前,这方面的基础理论,曾接近和部分赶上或超过世界水平.文革期间由于科研停顿,这方面的工作就落后了.
几何大家陈省身认为,苏步青利用几何图形奇点的特性来表现整个圆形的不变量是他的工作特色.许多搞局部微分几何的学者,往往把奇点丢掉;而苏步青却从奇点来发掘隐藏的几何性质,思维方法是很独特.
1987年9月23日,是苏步青85岁生日,也是他执教,从事数学研究60周年,复旦大学和上海数学会举行祝贺苏步青60年数学与科研的会议,在大会上他的得意弟子谷超豪说:“苏老是国际上公认的几何学权威,他的仿射微分几何和射影微分几何的高水平工作,至今在国际数学界占着无可争辩的地位”.
苏步青对中国数学学科的建设建立了功勋.他在浙大、复旦为创建国内外有影响的学科,呕心沥血,他为中国文教事业的改革也作出了不可磨灭的贡献.
他在1966年以来搞的计算几何,是他和学生刘鼎元,把代数曲线论中的仿射不变量方法,引入几何计算.他们利用这方法在船体放样,为造船工业作出了贡献.从而缩短船体建造周期,提高船体建造的质量,节省材料和工时消耗.
到了1983年,他们利用这些理论应用在设计汽车车身外形的设计.在九十年代,他们又在把这些计算几何的理论和方法,应用到开发建筑、服装、内燃机等行业的计算机辅助设计系统上.设计师可以从电脑的屏幕上修改设计方案.
严师出高徒
苏步青曾经说过:“鼓励学生超过自己,又对学生提出严格的要求,使他们感到有压力.这是培养学生成为数学人材的一种值得重视的经验.”
他创建了中国的微分几何的学派,并培养出许多优秀的学生,其中有:熊全治、张素诚、杨忠道、谷超豪、胡和生等.
他有15个学生是中国大学的数学系主任.在中国数学界有名的一百多位数学家中,有三十多位是他悉心培养过的学生.
在美国从事科研及教学的著名数学家,如熊全治、杨忠道、夏道行、龚昇、秦元勋等,都是被他教导过的得意门生.
抗日战争爆发,由于日本飞机在杭州轰炸,浙江大学师生往内地迁移.日本的母校东北帝国大学再次聘请苏步青回校任数学教授,而他的日籍太太的父亲病危,也要他们火速到仙台去.他对妻子说:“你回日本吧!我要留在自己的祖国.”他的妻子说:“你不走,我跟着你,也不走.”苏步青就把刚刚分娩的妻子、孩子送到平阳的乡下避难.只身和浙大西迁的队伍,跋涉五千里路,最后到达贵州省遵义的湄潭.
暑假,他回平阳,把妻儿接到湄潭,与生物学家罗宗洛同住在一所破庙里.当时穷得没钱买米,吃了几个月番薯干蘸盐巴.他有一个小儿就因营养不良,出世不久就夭折.
可是就在这种困难的环境,他还坚持教书及做研究.晚上就在烟薰而不亮的桐油灯下,伏在摆菩萨的香案上看书写论文,经常工作到曙鸡初啼才罢休.白天在夫子庙里办几何学的讨论班,小小的条桌旁坐着四个学生——张素诚、白正国、吴祖基及熊全治.这四个人后来都成为有名的数学家;张素诚是中国科学院数学研究所研究员;白正国曾当杭州大学数学系系主任,吴祖基后来是郑州大学数学系系主任;熊全治,曾担任美国里海大学数学系系主任,是国际数学杂志《微分几何》的创办人.
就是在这样的条件下,他创立了微分几何学派.
无私奉献中国数学教育
“我们试说有一位老太太,要到20个庙去烧香,庙与庙之间开辟12面体式的通道,一个庙只烧一次香,不能重复,怎样走才是最佳路线?”
他就是用这样通俗有趣的起头,把深奥的拓扑学理论介绍给中学教师.讲习班办三个多月,每周一天讲两个小时.他把教材让出版社出版,这样其他不能来参加的中学数学教师也能看到.
学员们实际地看到一个大数学家是怎样的讲课,备课认真,讲话生动活泼,清晰有条理,黑板字一板一眼不潦草,而且懂得怎样激发听众的兴趣,他们深深的受教育.从中可以学习优良的教学方法.
而且上完课后,苏步青和学员询问他们了解不了解内容,有什么困难?及时了解学员的了解程度.
苏步青对一些劝他不要太劳苦自己的朋友说:
“我苏步青剩下的时间都是人民的,举办讲习班就是做一点力所能及的工作.我这也只是‘千金买马骨’,希望能有更多的大学老师为培养中学教师做有益的工作.”
他就是这样的无私奉献自己于中国的数学教育上.
他是公认的几何学权威、中国近代数学奠基者之一,被誉为“东方国度灿烂的数学明星”;他对学生严格要求,对待教学一丝不苟,85岁还亲自为中学教师上课。他说“为学应须毕生力,攀登贵在少年时”,一生锐意进取,著作等身。2003年3月17日,“数学之王”苏步青逝世。
请你在所学习的六门科目领域内,分别寻找一个可以作为你本学科精神标杆的人物,并简单介绍他的事迹。
第三篇:古希腊数学家埃拉托色尼的故事
2000多年前,有人用简单的测量工具计算出地球的周长。这个人就是古希腊的埃拉托色尼(约公元前275前194)。
埃拉托色尼博学多才,他不仅通晓天文,而且熟知地理;又是诗人、历史学家、语言学家、哲学家,曾担任过亚历山大博物馆的馆长。人物生平
埃拉托色尼曾应埃及国王的聘请,任皇家教师,并被任命为亚历山大里亚图书馆一级研究员。从公元前234年起接任图书馆馆长。当时亚历山大里亚图书馆是古代西方世界的最高科学和知识中心,那里收藏了古代各种科学和文学论著。馆长之职在当时是希腊学术界最有权威的职位,通常授予德高望重、众望所归的学者。埃拉托色尼担任馆长直到他逝世为止,这也说明了他在古希腊学术界享有很高的声誉。埃拉托色尼充分地利用了他担任亚历山大里亚图书馆馆长职位之便,十分出色地利用了馆藏丰富的地理资料和地图。他的天才使他能够在占有文献资料的基础上,作出科学的创新。埃拉托色尼在地理学方面的杰出贡献,集中地反映在他的两部代表著作中,即《地球大小的修正》和《地理学概论》二书。前者论述了地球的形状,并以地球圆周计算为著名。他创立了精确测算地球圆周的科学方法,其精确程度令人为之惊叹;后者是有人居住世界部分的地图及其描述。在该书中,他系统地提出了采用经纬网格编绘世界地国的方法,全面地改绘了爱奥尼亚地图。他以精确的测量为依据,将得到的所有天文学和测地学的成果尽量结合起来,因而他所编绘的世界地图不仅在当时具有权威性,而且成为其后一切古代地图的基础。虽然埃拉托色尼的这两部地理著作不幸都失传了,但是通过保存下来的残篇,特别是斯特拉波的引文,后世对它们的内容,以及作者的精辟见解有一定的了解。丈量地球的周长
关于地球圆周的计算是《地球大小的修正》一书的精华部分。在埃拉托色尼之前,也曾有不少人试图进行测量估算,如攸多克索等。但是,他们大多缺乏理论基础,计算结果很不精确。埃拉托色尼天才地将天文学与测地学结合起来,第一个提出设想在夏至日那天,分别在两地同时观察太阳的位置,并根据地物阴影的长度之差异,加以研究分析,从而总结出计算地球圆周的科学方法。这种方法比自攸多克索以来习惯采用的单纯依靠天文学观测来推算的方法要完善和精确得多,因为单纯天文学方法受仪器精度和天文折射率的影响,往往会产生较大的误差。埃拉托色尼选择同一子午线上的两地西恩纳(Syene,今天的阿斯旺)和亚历山大里亚,在夏至日那天进行太阳位置观察的比较。在西恩纳附近,尼罗河的一个河心岛洲上,有一口深井,夏至日那天太阳光可直射井底。这一现象闻名已久,吸引着许多旅行家前来观赏奇景。它表明太阳在夏至日正好位于天顶。与此同时,他在亚历山大里亚选择了一个很高的方尖塔作参照,并测量了夏至日那天塔的阴影长度,这样他就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度。获得了这些数据之后,他运用了泰勒斯的数学定律,即一条射线穿过两条平行线时,它们的对角相等。埃拉托色尼通过观测得到了这一角度为712,即相当于圆周角360的1/50。由此表明,这一角度对应的弧长,即从西恩纳到亚历山大里亚的距离,应相当于地球周长的1/50。下一步埃拉托色尼借助于皇家测量员的测地资料,测量得到这两个城市的距离是5000希腊里。一旦得到这个结果,地球周长只要乘以50即可,结果为25万希腊里。为了符合传统的圆周为60等分制,埃拉托色尼将这一数值提高到252000希腊里,以便可被60除尽。埃及的希腊里约为157.5米,可换算为现代的公制,地球圆周长约为39375公里,经埃拉托色尼修订后为39360公里,与地球实际周长引人注目地相近。由此可见,埃拉托色尼巧妙地将天文学与测地学结合起来,精确地测量出地球周长的精确数值。这一测量结果出现在2000多年前,的确是了不起的,是载入地理学史册的重大成果。此外,《地球大小的修正》一书还包括以下各方面的研究:赤道的长度、回归线与极圈的距离、极地带的范围、太阳和月亮的大小、日地月之间的距离、太阳和月亮的全食和偏食以及白昼长度随纬度和季节的变化等等。这些研究代表了当时地理学发展的高水平。描绘新的地球 《地理学概论》一书致力于研究有人居住的世界。全书分三卷,第一卷先是一段简短的绪言,对地理学的产生和发展作了历史的回顾,然后着重阐述地球的结构和演变以及水的运动(潮汐、海峡中的海流等);第二卷为数理地理学。主要探讨天空、大地和海洋的形状和结构、地球的区域和地带的划分以及已知世界的范围等问题;第三卷是论述世界地图的改绘,包括一幅新编绘物世界地图以及区域描述。埃拉托色尼的这本书总结了希腊地理学的成就,标志了这个时期地理学的最高水平,是古代地理学宝库中的一个重要文献。埃拉托色尼继承和发展了亚里士多德的居住适应地带学说,将世界分为欧洲、亚洲和利比亚(非洲)三大洲和一个热带、两个温带、两个寒带等五个温度带。
他改进了亚里士多德的分带法,对五个地带的南北界线,均给予纬度的严格划分。埃拉托色尼的区域和地带的划分,与前辈学者相比,科学性和系统都要强得多。他的地球分带已同现代地理学的地带概念相当接近。他确定的回归线位置,与其实际位置(2330)仅差半度,其精确性令人为之赞叹。不过,埃拉托色尼关于世界陆地三大洲的划分,与实际情况相差甚大,显然这是受到当时认识论和科学水平的局限。埃拉托色尼认识到,古老的爱奥尼亚地图必须全面地改绘。他的目标是运用几何学的方法,依据精确的天文学和测地学新数据,来绘制更合理的世界图象。他毫不含糊地屏弃了亚历山大以前的资料,大量采用毕提亚斯远航和亚历山大远征以及其他新近的地理考察的成果。在使用资料时,他并不是一味盲从,而十分注意分析判断,力求去伪存真。例如,他在处理路线测量资料时,考虑了地势起伏和道路弯曲等因素,对资料提供的里程数据,平均减去了1/15,来加以订正,这样就大大提高了地图的精度和资料的准确性。为了编绘新的世界地图,埃拉托色尼首先估算了有人居住世界的宽度和长度。宽度数值是沿通过亚历山大里亚城的子午线测算出来的,结果是38000希腊里;长度数值则是沿着从赫尔克列斯之位至恒河河口一线来估算的,结果是78000希腊里。长度线与宽度线组成了地图的基础坐标,它们在罗得岛相交,然后,他在这两条基础座标线上,各选了一系列地点,如经线纵座标上的阿罗马提斯(Aromates,今索马里)、麦罗埃(Meroe)、西恩纳、亚历山大里亚、赫勒斯湾、波里斯丹尼河(Borysthene,今第聂伯河河口)和图勒等七处;纬线横座标上的印度河、里海之门、幼发拉底河上的塔普萨克(Thapsa-que)、罗马和迦太基(Carthage)等处,分别划出横向的纬线和纵向的经线,组成了地图的经纬网格。埃拉托色尼创立经纬网系统,是地图学发展中的一项重大的突破和飞跃,有着深远的意义,它为投影地图学的出现奠定了基础,是投影地图学取代经验地图学的先驱。埃拉托色尼在他的基础经纬网之上,还叠加了一套被称为普林特框格(Plinthes)和斯弗拉吉德斯框格(Sphragides)的几何图形。前者呈长形条带状,后者呈不规则形状。它们组成了地图的第二级网格系统,作为一级经结网格的补充,其作用是便于标明《地理学概论》一书中所描述的各地区的位置和范围。这种将世界划分为不同地区的思维方法,似乎可视为现代地理学术语中的区划的雏型。同时,他将地理描述中的分区叙述与地图编绘紧密结合起来,也是一种创新尝试,成为描述地理学与数理地理学相结合的又一种范例。显然,埃拉托色尼的地理学思想比前辈地理学家更臻成熟。他对地理空间表现了极大的兴趣,不仅因为它是一个地理实体,也不仅因为它是一个包含各种特性的地域,而且因为在地理空间中,存在着特征鲜明的自然环境同改造利用这一环境的社会两者之间的相互联系。埃拉托色尼的地理学著作和成就标志了古代希腊地理学的最高峰和结束。2000多年前,有人用简单的测量工具计算出地球的周长。这个人就是古希腊的埃拉托色尼(约公元前275-前194)。
埃拉托色尼博学多才,他不仅通晓天文,而且熟知地理;又是诗人、历史学家、语言学家、哲学家,曾担任过亚历山大博物馆的馆长。细心的埃拉托色尼发现:离亚历山大城约800公里的塞恩城(今埃及阿斯旺附近),夏日正午的阳光可以一直照到井底,因而这时候所有地面上的直立物都应该没有影子。但是,亚历山大城地面上的直立物却有一段很短的影子。他认为:直立物的影子是由亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角所造成。从地球是圆球和阳光直线传播这两个前提出发,从假想的地心向塞恩城和亚历山大城引两条直线,其中的夹角应等于亚历山大城的阳光与直立物形成的夹角。按照相似三角形的比例关系,已知两地之间的距离,便能测出地球的圆周长。埃拉托色尼测出夹角约为7度,是地球圆周角(360度)的五十分之一,由此推算地球的周长大约为4万公里,这与实际地球周长(40076公里)相差无几。他还算出太阳与地球间距离为1.47亿公里,和实际距离1.49亿公里也惊人地相近。这充分反映了埃拉托色尼的学说和智慧。埃拉托色尼是首先使用地理学名称的人,从此代替传统的地方志,写成了三卷专著。书中描述了地球的形状、大小和海陆分布。埃拉托色尼还用经纬网绘制地图,最早把物理学的原理与数学方法相结合,创立了数理地理学。
第四篇:数学家欧拉的故事名人故事
数学家欧拉的故事名人故事
欧拉(L.Euler,1707.4.15-1783.9.18)是瑞士数学家。生于瑞士的巴塞尔(Basel),卒于彼得堡(Petepbypt)。父亲保罗·欧拉是位牧师,喜欢数学,所以欧拉从小就受到这方面的熏陶。但父亲却执意让他攻读神学,以便将来接他的班。幸运的是,欧拉并没有走父亲为他安排的路。父亲曾在巴塞尔大学上过学,与当时著名数学家约翰·伯努利(Johann Bernoulli,1667.8.6-1748.1.1)及雅各布·伯努利(Jacob Bernoulli,1654.12.27-1705.8.16)有几分情谊。由于这种关系,欧拉结识了约翰的两个儿子:擅长数学的尼古拉(Nicolaus Bernoulli,1695-1726)及丹尼尔(Daniel Bernoulli,1700.2.9-1782.3.17)兄弟二人,(这二人后来都成为数学家)。他俩经常给小欧拉讲生动的数学故事和有趣的数学知识。这些都使欧拉受益匪浅。1720年,由约翰保举,才13岁的欧拉成了巴塞尔大学的学生,而且约翰精心培育着聪明伶俐的欧拉。当约翰发现课堂上的知识已满足不了欧拉的求知欲望时,就决定每周六下午单独给他辅导、答题和授课。约翰的心血没有白费,在他的严格训练下,欧拉终于成长起来。他17岁的时候,成为巴塞尔有史以来的第一个年轻的硕士,并成为约翰的助手。在约翰的指导下,欧拉从一开始就选择通过解决实际问题进行数学研究的道路。1726年,19岁的欧拉由于撰写了《论桅杆配置的船舶问题》而荣获巴黎科学院的资金。这标志着欧拉的羽毛已丰满,从此可以展翅飞翔。
欧拉的成长与他这段历史是分不开的。当然,欧拉的成才还有另一个重要的因素,就是他那惊人的记忆力!他能背诵前一百个质数的前十次幂,能背诵罗马诗人维吉尔(Virgil)的史诗Aeneil,能背诵全部的数学公式。直至晚年,他还能复述年轻时的笔记的全部内容。高等数学的计算他可以用心算来完成。
尽管他的天赋很高,但如果没有约翰的教育,结果也很难想象。由于约翰·伯努利以其丰富的阅历和对数学发展状况的深刻的了解,能给欧拉以重要的指点,使欧拉一开始就学习那些虽然难学却十分必要的书,少走了不少弯路。这段历史对欧拉的影响极大,以至于欧拉成为大科学家之后仍不忘记育新人,这主要体现在编写教科书和直接培养有才化的数学工作者,其中包括后来成为大数学家的拉格朗日(J.L.Lagrange,1736.1.25-1813.4.10)。
欧拉本人虽不是教师,但他对教学的影响超过任何人。他身为世界上第一流的学者、教授,肩负着解决高深课题的.重担,但却能无视“名流”的非议,热心于数学的普及工作。他编写的《无穷小分析引论》、《微分法》和《积分法》产生了深远的影响。有的学者认为,自从1784年以后,初等微积分和高等微积分教科书基本上都抄袭欧拉的书,或者抄袭那些抄袭欧拉的书。欧拉在这方面与其它数学家如高斯(C.F.Gauss,1777.4.30-1855.2.23)、牛顿(I.Newton,1643.1.4-1727.3.31)等都不同,他们所写的书一是数量少,二是艰涩难明,别人很难读懂。而欧拉的文字既轻松易懂,堪称这方面的典范。他从来不压缩字句,总是津津有味地把他那丰富的思想和广泛的兴趣写得有声有色。他用德、俄、英文发表过大量的通俗文章,还编写过大量中小学教科书。他编写的初等代数和算术的教科书考虑细致,叙述有条有理。他用许多新的思想的叙述方法,使得这些书既严密又易于理解。欧拉最先把对数定义为乘方的逆运算,并且最先发现了对数是无穷多值的。他证明了任一非零实数R有无穷多个对数。欧拉使三角学成为一门系统的科学,他首先用比值来给出三角函数的定义,而在他以前是一直以线段的长作为定义的。欧拉的定义使三角学跳出只研究三角表这个圈子。欧拉对整个三角学作了分析性的研究。在这以前,每个公式仅从图中推出,大部分以叙述表达。欧拉却从最初几个公式解析地推导出了全部三角公式,还获得了许多新的公式。欧拉用a、b、c表示三角形的三条边,用A、B、C表示第个边所对的角,从而使叙述大大地简化。欧拉得到的著名的公式:
又把三角函数与指数函联结起来。
在普及教育和科研中,欧拉意识到符号的简化和规则化既有有助于学生的学习,又有助于数学的发展,所以欧拉创立了许多新的符号。如用sin、cos等表示三角函数,用e表示自然对数的底,用f(x)表示函数,用∑表示求和,用i表示虚数等。圆周率π虽然不是欧拉首创,但却是经过欧拉的倡导才得以广泛流行。而且,欧拉还把e、π、i统一在一个令人叫绝的关系式中。欧拉在研究级数时引入欧拉常数C,这是继π、e之后的又一个重要的数。
欧拉不但重视教育,而且重视人才。当时法国的拉格朗日只有19岁,而欧拉已48岁。拉格朗日与欧拉通信讨论“等周问题”,欧拉也在研究这个问题。后来拉格朗日获得成果,欧拉就压下自己的论文,让拉格朗日首先发表,使他一举成名。
欧拉19岁大学毕业时,在瑞士没有找到合适的工作。1727年春,在巴塞尔他试图担任空缺的教研室主任职务,但没有成功。这时候,俄国的圣彼得堡科院刚建立不久,正在全国各地招聘科学家,广泛地搜罗人才。已经应聘在彼得堡工作的丹尔·伯努利深知欧拉的才能,因此,他竭力聘请欧拉去俄罗斯。在这种情况下,欧拉离开了自己的祖国。由于丹尼尔的推荐,1727年,欧拉应邀到圣彼得堡做丹尼尔的助手。在圣彼得堡科学院,他顺利地获得了高等数学副教授的职位。1731年,又被委任领导理论物理和实验物理教研室的工作。1733年,年仅26岁的欧拉接替回瑞士的丹尼尔,成为数学教授及彼得堡科学院数学部的领导人。
在这期间,欧拉勤奋地工作,发表了大量优秀的数学论文,以及其它方面的论文、著作。
古典力学的基础是牛顿奠定的,而欧拉则是其主要建筑师。1736年,欧拉出版了《力学,或解析地叙述运动的理论》,在这里他最早明确地提出质点或粒子的概念,最早研究质点沿任意一曲线运动时的速度,并在有关速度与加速度问题上应用矢量的概念。
同时,他创立了分析力学、刚体力学,研究和发展了弹性理论、振动理论以及材料力学。并且他把振动理论应用到音乐的理论中去,1739年,出版了一部音乐理论的著作。1738年,法国科学院设立了回答热本质问题征文的奖金,欧拉的《论火》一文获奖。在这篇文章中,欧拉把热本质看成是分子的振动。
欧拉研究问题最鲜明的特点是:他把数学研究之手深入到自然与社会的深层。他不仅是位杰出的数学家,而且也是位理论联系实际的巨匠,应用数学大师。他喜欢搞特定的具体问题,而不象现代某些数学家那样,热衰于搞一般理论。