国外数学家简介.doc
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1、国外数学家简介阿基米德阿基米德(Archimedes 287 BC212 BC)出生在叙拉古的贵族家庭,父亲是位天文学家。在父亲的影响下,阿斯米德从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论。长大后飘洋过海到埃及的山历山大里亚求学。他向当时著名的科学家欧几里德的学生柯农学习哲学、数学、天文学、物理学等知识,最后通古博今,掌握了丰富的希腊文化遗产。回到叙拉古后,他坚持和亚历山大里亚的学者们保持联系,交流科学研究成果。他继承了欧几里德证明定理时的严谨性,但他的才智和成就却远远高于欧几里德。他把数学研究和力学、机械学紧紧地联在一起,用数学研究力学和其它实际问题。保护叙拉古战役中的机械巨手和投石机等就是最生动的一
2、个例子,有力地证明了“知识就是力量”的真理。在亚历山大里亚求学期间,他经常到尼罗河畔散步,在久旱不雨的季节,他看到农人吃力地一桶一桶地把水从尼罗河提上来浇地,他便创造了一种螺旋提水器,通过螺杆的旋转把水从河里取上来,省了农人很大力气。它不仅沿用到今天,而且也是当代用于水中和空中的一切螺旋推进器的原始雏形。阿基米德在他的著作论杠杆(可惜失传)中详细地论述了杠杆的原理。有一次叙拉古国王对杠杆的威力表示怀疑,他要求阿基米德移动载满重物和乘客的一般新三桅船。阿基米德叫工匠在船的前后左右安装了一套设计精巧的滑车和杠杆。阿基米德叫多人在大船前面,抓住一根绳子,他让国王牵动一根绳子,大船居然慢慢地滑到海中。
3、群众欢呼雀跃,国王也高兴异常,当众宣布:“从现在起,我要求大家,无论阿斯米德说什么,都要相信他!”阿基米德曾说过:给我一小块放杠杆的支点,我就能将地球挪动。假如阿基米德有个站脚的地方,他真能挪动地球吗?也许能。不过,据科学家计算,如果真有相应的条件,阿基米德使用的杠杆必须要有英里长才行!当然这在目前是做不到的。最引人入胜,也使阿基米德最为人称道的是阿基米德从智破金冠案中发现了一个科学基本原理。国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是,做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难题交给了阿基米德。阿基米德日思夜想。一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆
4、边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了。他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较,发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验,他算出银子的重量。当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆。这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直到现代,人们还在利用这个原理测定船舶载重量等。公元前年,罗马将领马塞拉
5、斯率领大军,乘坐战舰来到了历史名城叙拉古城下,马塞拉斯以为小小的叙拉古城会不攻自破,听到罗马大军的显赫名声,城里的人还不开城投降?然而,问答罗马军队的是一阵阵密集可怕的镖箭和石头。罗马人的小盾牌抵挡不住数不清的大大小小的石头,他们被打得丧魂落魄,争相逃命。突然,从城墙上伸出了无数巨大的起重机式的机械巨手,它们分别抓住罗马人的战船,把船吊在半空中摇来晃去,最后甩在海边的岩石上,或是把船重重地摔在海里。船毁人亡。马塞拉斯侥幸没有受伤,但惊恐万分,完全失去了刚来时的骄傲和狂妄,变得不知所借。最后只好下令撤退,把船开到安全地带。罗马军队死伤无数,被叙拉古人打得晕头转向。可是,敌人在哪里呢?他们连影子也
6、找不到。马塞拉斯最后感慨万千地对身边的士兵说:“怎么样?在这位几何学百手巨人面前,我们只得放弃作战。他拿我们的战船当游戏扔着玩。在一刹那间,他向我们投射了这么多镖、箭和石块,他难道不比神话里的百手巨人还厉害吗?”年过古稀的阿基米德是一位闻名于世的大科学家。在保卫叙拉古城时,他动用了杠杆、滑轮、曲柄、螺杆和齿轮。他不仅用人力开动那些投射镖箭和石弹的机器,而且还利用风力和水力,利用有关平衡和重心的知识、曲线的知识和远距离使用作用力的知识等。难怪马塞拉斯不费劲地就找到了自己惨败的原因。当天晚上,马塞拉斯连夜逼近城墙。他以为阿斯米德的机器无法发挥作用了。不料,阿斯米德早准备好了投石机之类的短距离器械,
7、再次逼退了罗马军队的进攻。罗马人被惊吓得谈虎色变,一看到城墙上出现木梁或绳子,就抱头鼠窜,惊叫着跑开:“阿基米德来了。”传说,阿基米德还曾利用抛物镜面的聚光作用,把集中的阳光照射到入侵叙拉古的罗马船上,让它们自己燃烧起来。罗马的许多船只都被烧毁了,但罗马人却找不到失火的原因。多年后,有位科学家按史书介绍的阿基米德的方法制造了一面凹面镜,成功地点着了距离镜子米远的木头,而且烧化了距离镜子米远的铝。所以,许多科技史家通常都把阿基米德看成是人类利用太阳能的始祖。马塞拉斯进攻叙拉古时屡受袭击,在无般无奈下,他带着舰队,远远离开了叙拉古附近的海面。他们采取了围而不攻的办法,断绝城内和外界的联系。年以后,
8、他们利用叙拉古城市居民的大意,终于在公元前年占领了叙拉古城。马塞拉斯十分敬佩阿基米德的聪明智慧,下令不许伤害他,还派一名士兵去请他。此时阿基米德不知城门已破,还在凝视着木板上的几何图形沉思呢。当士兵的利剑指向他时,他却用身子护住木板,大叫:“不要动我的图形!”他要求把原理证明完再走,但激怒了那个鲁莽无知的士兵,他竟用利剑刺死了岁的老科学家。马塞拉斯勃然大怒,他处死了那个士兵,抚慰阿基米德的亲属,为他开了追悼会并建了陵墓。阿基米德被后世的数学家尊称为“数学之神”,在人类有史以来最重要的三位数学家中,阿基米德占首位,另两位是牛顿和高斯。达朗贝尔达朗贝尔(Jean Le Rond dAlembert
9、,1717-1783)法国著名的物理学家、数学家和天文学家,一生研究了大量课题,完成了涉及多个科学领域的论文和专著,其中最著名的有8卷巨著数学手册、力学专著动力学、23卷的文集、百科全书的序言等等。他的很多研究成果记载于宇宙体系的几个要点研究中。达朗贝尔生前为人类的进步与文明做出了巨大的贡献,也得到了许多荣誉。但在他临终时,却因教会的阻挠没有举行任何形式的葬礼。 达朗贝尔是一个军官的私生子,母亲是一位著名的沙龙女主人。达朗贝尔出生后,他的母亲为了不影响自己的名誉,把刚出生的儿子遗弃在教堂的石阶上,后被一名士兵捡到。达朗贝尔的亲生父亲得知这一消息后,把他找回来寄养给了一对工匠夫妇。 达朗贝尔少年
10、时被父亲送到了一所教会学校,在那里他学习了很多数理知识,为他将来的科学研究打下了坚实的基础。难能可贵的是,在宗教学校里受到了许多神学思想的熏陶以后,达朗贝尔仍然坚信真理、一生探求科学的真谛、不盲从于宗教的认识论。后来他自学了一些科学家的著作,并且完成了一些学术论文。1741年,凭借自己的努力,达朗贝尔进入了法国科学院担任天文学助理院士,在以后的两年里,他对力学作了大量研究,并发表了多篇论文和多部著作。1746年,达朗贝尔被提升为数学副院士。1750年以后,他停止了自己的科学研究,投身到了具有里程碑性质的法国启蒙运动中去。他参与了百科全书的编辑和出版,是法国百科全书派的主要首领。在百科全书的序言
11、中,达朗贝尔表达了自己坚持唯物主义观点、正确分析科学问题的思想。在这一段时间之内,达朗贝尔还在心理学、哲学、音乐、法学和宗教文学等方面都发表了一些作品。 1760年以后,达朗贝尔继续进行他的科学研究。随着研究成果的不断涌现,达朗贝尔的声誉也不断提高。他尤其以写论文快速而闻名。1762年,俄国沙皇邀请达朗贝尔担任太子监护,但被他谢绝了;1764年,普鲁士国王邀请他到王宫住了三个月,并邀请他担任普鲁士科学院院长,也被他谢绝了。1754年,他被提升为法国科学院的终身秘书。欧洲很多国家的科学院都聘请他担任国外院士。 达朗贝尔的日常生活非常简单,白天工作,晚上去沙龙活动。他终生未婚,但有一位患难与共、生
12、死相依的情人-沙龙女主人勒皮纳斯。达朗贝尔与养父母感情一直很好,直到1765年他47岁时才因病离开养父母,住到了勒皮纳斯家里。病愈后他一直居住在她的家里。可是在以后的日子里他在事业上进展缓慢,更使他悲痛欲绝的是勒皮纳斯小姐于1776年去世了。在绝望中他度过了自己的晚年。 由于达朗贝尔生前反对宗教,巴黎市政府拒绝为他举行葬礼。所以当这位科学巨匠离开这个世界的时候,即没有隆重的葬礼、也没有缅怀的追悼,只有他一个人被安静的埋葬在巴黎市郊的墓地里。 数学是达朗贝尔研究的主要课题,他是数学分析的主要开拓者。达朗贝尔为极限作了较好的定义,但他没有把这种表达公式化。波义尔做出这样的评价:达朗贝尔没有逃脱传统
13、的几何方法的影响,不可能把极限用严格形式阐述;但他是当时几乎唯一一位把微分看成是函数极限的数学家。 达朗贝尔是十八世纪少数几个把收敛级数和发散级数分开的数学家之一,并且他还提出了一种判别级数绝对收敛的方法-达朗贝尔判别法,即现在还使用的比值判别法;他同时是三角级数理论的奠基人。达朗贝尔也为偏微分方程的出现做出了巨大的贡献。1746年他发表了论文张紧的弦振动是形成的曲线研究,在这篇论文里,他首先提出了波动方程,并于1750年证明了它们的函数关系。1763年,他进一步讨论了不均匀弦的振动,提出广义的波动方程。另外,达朗贝尔在复数的性质、概率论等方面都有所研究,而且他还很早就证明了代数的基本定理。达
14、朗贝尔在数学领域的各个方面都有所建树,但他并没有严密和系统的进行深入的研究,他甚至曾相信数学知识快穷尽了。但无论如何十九世纪数学的迅速发展是建立在他们那一代科学家的研究基础之上的,达朗贝尔为推动数学的发展做出了重要的贡献。达朗贝尔认为力学应该是数学家的主要兴趣,所以他一生对力学也作了大量研究。达朗贝尔是十八世纪为牛顿力学体系的建立作出卓越贡献的科学家之一。动力学是达朗贝尔最伟大的物理学著作。在这部书里,他提出了三大运动定律,第一运动定律是给出几何证明的惯性定律;第二定律是力的分析的平行四边形法则的数学证明;第三定律是用动量守恒来表示的平衡定律。书中还提出了达朗贝尔原理,它与牛顿第二定律相似,但
15、它的发展在于可以把动力学问题转化为静力学问题处理,还可以用平面静力的方法分析刚体的平面运动,这一原理使一些力学问题的分析简单化,而且为分析力学的创立打下了基础。 在动力学这部书里,达朗贝尔对十七到十八世纪运动量度的争论提出了自己的看法,他认为两种量度是等价的,并模糊的提出了物体动量的变化与力的作用时间有关。在运动论里,达朗贝尔不仅阐述了他的力学观点,他还在哲学序言里指出了科学发展的前景和分析科学的哲学观点。 牛顿是最早开始系统研究流体力学的科学家,但达朗贝尔则为流体力学成为一门学科打下了基础。1752年,达朗贝尔第一次用微分方程表示场,同时提出了著名的达朗贝尔原理 - 流体力学的一个原理,虽然
16、这一原理存在一些问题,但是达朗贝尔第一次提出了流体速度和加速度分量的概念。 达朗贝尔在力学和数学方面的研究推动了他对天文学的研究,他运用他的力学的知识为天文学领域做出了重要贡献。十八世纪,牛顿运动理论已经不能完善的解释月球的运动原理了。达朗贝尔开始涉足这一领域。在当时,达朗贝尔和另一个科学家克莱洛是学术上的竞争对手。他们在写论文、作报告等工作中相互竞争多年。在研究月球运动时,达朗贝尔和克莱洛在同一天提交了关于月球运动的报告,他们都对月球近地点移动的现象做出了解释,并在1749年提交了更详细的报告。1754年,他们又发表了月球运动数值表,这是最早的月球历之一。 达朗贝尔在天文学上的另一个主要研究
17、是关于地球形状和自传的理论。达朗贝尔发现了流体自转时平衡形式的一般结果,克莱洛以此为基础研究了地球的自转,1749年,达朗贝尔发表了关于春分点、岁差和章动的论文,为天体力学的形成和发展做出了奠定了基础。 达朗贝尔对青年科学家十分热情,他非常支持青年科学家研究工作,也愿意在事业上帮助他们。他曾推荐著名科学家拉格朗日到普鲁士科学院工作,推荐著名科学家拉普拉斯到巴黎科学院工作。达朗贝尔自己也经常与青年科学家进行学术讨论,从中发现并引导他们的科学思想发展。在十八世纪的法国,让达朗贝尔不仅灿烂了科学事业的今天,也照亮了科学事业的明天。伽利略伽利略(Galileo 15641642)生于意大利北部佛罗伦萨
18、一个贵族的家庭。他在科学上的创造才能,在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时,就发明了能测量脉博速率的摆式计时装置。后来,他的兴趣转向了数学和物理学,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。 在帕多瓦,伽利略开始研究天文学,成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜,观测到木星的四颗卫星,证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。用望远镜进行观测,他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了
19、空气温度计,这是世界上最早的温度计。这些辉煌的成就,使他获得了巨大的声望。 1610年,伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请,回到他的故乡,担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家。伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助。但是不久,他就受到教会的迫害。由于他勇敢的宣传哥白尼的学说,1616年,被传唤到罗马的宗教裁判所。宗教裁判所谴责了哥白尼的学说,并责令伽利略保持沉默。1632年,伽利略发表两种世界观的对话一书,被教会认为违反了1616年的禁令。伽利略被召到罗马囚禁了几个月,受到缺席审判,遭到苦刑和恐吓,并被迫当众跪着表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动学说的错误和异端”,最后被判处终身监禁,他的
20、书也被列为禁书。 1632年以后,伽利略专心致志于力学的研究,并于1638年完成了两种新科学的对话。由于教会的禁令,这部书无法在意大利出版,只能在荷兰秘密刊行。这部书是伽利略最伟大和最重要的著作。伽利略首先研究了惯性运动和落体运动的规律,为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点,倡导实验和理论计算相结合,用实验检验理论的推导。这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。 1642年,伽利略在贫病交加中逝世,享年78岁。1983年,罗马教廷正式承认,350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。高斯高斯(Gauss 17771855)生於Bruns
21、wick,位於现在德国中北部。他的祖父是农民,父亲是泥水匠,母亲是一个石匠的女儿,有一个很聪明的弟弟,高斯这位舅舅,对小高斯很照顾,偶而会给他一些指导,而父亲可以说是一名大老粗,认为只有力气能挣钱,学问这种劳什子对穷人是没有用的。 高斯很早就展现过人才华,三岁时就能指出父亲帐册上的错误。七岁时进了小学,在破旧的教室里上课,老师对学生并不好,常认为自己在穷乡僻壤教书是怀才不遇。高斯十岁时,老师考了那道著名的从一加到一百,终於发现了高斯的才华,他知道自己的能力不足以教高斯,就从汉堡买了一本较深的数学书给高斯读。同时,高斯和大他差不多十岁的助教Bartels变得很熟,而Bartels的能力也比老师高
22、得多,後来成为大学教授,他教了高斯更多更深的数学。 老师和助教去拜访高斯的父亲,要他让高斯接受更高的教育,但高斯的父亲认为儿子应该像他一样,作个泥水匠,而且也没有钱让高斯继续读书,最後的结论是去找有钱有势的人当高斯的赞助人,虽然他们不知道要到哪里找。经过这次的访问,高斯免除了每天晚上织布的工作,每天和Bartels讨论数学,但不久之後,Bartels也没有什麽东西可以教高斯了。 1788年高斯不顾父亲的反对进了高等学校。数学老师看了高斯的作业後就要他不必再上数学课,而他的拉丁文不久也凌驾全班之上。 1791年高斯终於找到了资助人布伦斯维克公爵费迪南(Braunschweig),答应尽一切可能帮
23、助他,高斯的父亲再也没有反对的理由。隔年,高斯进入Braunschweig学院。这年,高斯十五岁。在那里,高斯开始对高等数学作研究。并且独立发现了二项式定理的一般形式、数论上的二次互逆定理(Law of Quadratic Reciprocity)、质数分布定理(prime numer theorem)、及算术几何平均(arithmetic-geometric mean)。 1795年高斯进入哥廷根(G?ttingen)大学,因为他在语言和数学上都极有天分,为了将来是要专攻古典语文或数学苦恼了一阵子。到了1796年,十七岁的高斯得到了一个数学史上极重要的结果。最为人所知,也使得他走上数学之路的
24、,就是正十七边形尺规作图之理论与方法。 希腊时代的数学家已经知道如何用尺规作出正 2m3n5p 边形,其中 m 是正整数,而 n 和 p 只能是0或1。但是对於正七、九、十一边形的尺规作图法,两千年来都没有人知道。而高斯证明了: 一个正 n 边形可以尺规作图若且唯若 n 是以下两种形式之一:1、n = 2k,k = 2, 3, 2、n = 2k (几个不同费马质数的乘积),k = 0,1,2, 费马质数是形如 Fk = 22k 的质数。像 F0 = 3,F1 = 5,F2 = 17,F3 = 257, F4 = 65537,都是质数。高斯用代数的方法解决二千多年来的几何难题,他也视此为生平得意
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