高斯
卡尔·弗里德里希·高斯(Johann
Carl Friedrich Gauss)(1777年4月
30日—1855年2月 23日),生于布伦
瑞克,卒于哥廷根,德国著名数学家、
物理学家、天文学家、大地测量学家。
幼时家境贫困,但聪敏异常,受一贵族资助才进学校受教育。
1795~1798年在哥廷根大学学习,1798年转入黑尔姆施泰特大学,翌年因证明代数基本定理获博士学位。
从1807年起担任格丁根大学教授兼格丁根天文台台长直至逝世。
高斯的成就遍及数学的各个领域,在数论、非欧几何、微分几何、超几何级数、复变函数论以及椭圆函数论等方面均有开创性贡献。
他十分注重数学的应用,并且在对天文学、大地测量学和磁学的研究中也偏重于用数学方法进行研究。
生平事迹
少年时期
高斯是一对普通夫妇的儿子。
他的母亲是一个贫穷石匠的女儿,虽然十分聪明,但却没有接受过教育,近似于文盲。
在她成为高斯父亲的第二个妻子之前,她从事女佣工作。
他的父亲曾做过园丁、工头、商人的助手和一个小保险公司的评估师。
当高斯三岁时便能够纠正他父亲的借债账目的事情,已经成为一个轶事流传至今。
高斯用很短的时间计算出了小学老师布置的任务:对自然数从1到100的求和。
他所使用的方法是:对50对构造成和101的数列求和为(1+100,2+99,3+98……),同时得到结果:5050。
这一年,高斯9岁。
但是根据更为精细的数学史书记载,高斯所解的并不止1加到100那么简单,而是81297+81495+......+100899(公差198,项数100)的一个等差数列。
当高斯12岁时,已经开始怀疑元素几何学中的基础证明。
当他16岁时,预测在欧氏几何之外必然会产生一门完全不同的几何学。
他导出了二项式定理的一般形式,将其成功的运用在无穷级数,并发展了数学分析的理论。
青年时期
高斯的老师Buretter与他助手 Martin Bartels 很早就认识到了高斯在数学上异乎寻常的天赋,同时Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig 也对这个天才儿童留下了深刻印象。
于是他们从高斯14岁起,便资助其学习与生活。
这也使高斯能够在公元1792-1795年在Carolinum学院(今天Braunschweig学院的前身)学习。
18岁时,高斯转入哥廷根大学学习。
在他19岁时,第一个成功的用尺规构造出了规则的17角形。
成年时期
高斯于公元1805年10月5日与Johanna Elisabeth Rosina Osthoff小姐(1780-1809)结婚。
在公元1806年8月21日迎来了他生命中的第一个孩子约瑟。
此后,他又有两个孩子。
1807年高斯成为哥廷根大学的教授和当地天文台的台长。
虽然高斯作为一个数学家而闻名于世,但这并不意味着他热爱教书。
尽管如此,他越来越多的学生成为有影响的数学家,如后来闻名于世的Richard Dedekind和黎曼,黎曼创立了黎曼几何学。
离世
高斯墓地:高斯非常信教且保守。
他的父亲死于1808年4月14日,晚些时候的1809年10月11日,他的第一位妻子也离开人世。
次年8月4日高斯迎娶第二位妻子。
1831年9月12日他的第二位妻子也死去,1837年高斯开始学习俄语。
1839年4月18日,他的母亲在哥廷根逝世,享年95岁。
高斯于1855年2月23日凌晨1点在哥廷根去世。
他的很多散布在给朋友的书信或笔记中的发现于1898年被发现。
数学上的成就
高斯发明了最小二乘法原理。
高斯的数论研究总结在《算术研究》(1801)中,这本书奠定了近代数论的基础,它不仅是数论方面的划时代之作,也是数学史上不可多得的经典着作之一。
高斯对代数学的重要贡献是证明了代数基本定理,他的存在性证明开创了数学研究的新途径。
高斯在1816年左右就得到非欧几何的原理。
他还深入研究复变函数,建立了一些基本概念发现了着名的柯西积分定理。
他还发现椭圆函数的双周期性,但这些工作在他生前都没发表出来。
1828年高斯出版了《关于曲面的一般研究》,全面系统地阐述了空间曲面的微分几何学,并提出内蕴曲面理论。
高斯的曲面理论后来由黎曼发展。
高斯一生共发表155篇论文,他对待学问十分严谨,只是把他自己认为是十分成熟的作品发表出来。
其著作还有《地磁概念》和《论与距离平方成反比的引力和斥力的普遍定律》等。
高斯的肖像已经被印在从1989年至2001年流通的10德国马克的纸币上。
经典著作
1799年:关于代数基本定理的博士论文
1801年:算术研究
1809年:天体运动论
1827年:曲面的一般研究
1843-1844年:高等大地测量学理论(上)
1846-1847年:高等大地测量学理论(下)。