书城教材教辅新课改·高一数学备课素材
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第27章 数列(7)

和高斯同时代的伟大数学家雅可比和阿贝尔都抱怨高斯漠视了他们的成就。雅可比是个很有思想的人,他有一句流传至今的名言:“科学的惟一目的是为人类的精神增光。”他是高斯的同胞,又是狄里克雷的丈人,但他一直没能和高斯攀上亲密的友情。在1849年哥廷根那次庆祝会上,从柏林赶来的雅可比坐在高斯身旁的荣誉席上,当他想找话题谈数学时,高斯不予理睬,这可能是时机不对,当时高斯几杯甜酒下肚,有点不能自制;但即使换个场合,结果恐怕也是一样。在给他兄弟论及该宴会的一封信中,雅克比写到,“你要知道,在这二十年里,他(高斯)从未提及我和狄里克雷……”

阿贝尔的命运很惨,他与后来的同胞易卜生、格里格和蒙克一样,是在自己领域里惟一取得世界性成就的挪威人。他是一个伟大的天才,却过着贫穷的生活,毫无同时代人的了解。阿贝尔20岁时,解决了数学史上的一个大问题,即证明了用根式解一般五次方程的不可能性,他将短短六页“不可解”的证明寄给欧洲一些著名的数学家,高斯自然也收到了一份。阿贝尔在引言中满怀信心,以为数学家们会亲切地接受这篇论文。不久,乡村牧师的儿子阿贝尔开始了他一生惟一的一次远足,当时他想以这篇文章作敲门砖。阿贝尔此行最大的愿望就是拜访高斯,但高斯高不可攀,只是将论文瞄了几行,便把它丢在一旁,仍然专心于自己的研究工作。阿贝尔只得在从巴黎去往柏林的旅途中,以渐增的痛苦绕过哥廷根。高斯虽然孤傲,但令人惊奇的是,他春风得意地度过了中产阶级的一生,而没有遭受到冷酷现实的打击;这种打击常无情地加诸于每个脱离现实环境生活的人。或许高斯讲求实效和追求完美的性格,有助于让他抓住生活中的简单现实。高斯22岁获博士学位,25岁当选圣彼德堡科学院外籍院士,30岁任哥廷根大学数学教授兼天文台台长。虽说高斯不喜欢浮华荣耀,但在他成名后的五十年间,这些东西就像雨点似的落在他身上,几乎整个欧洲都卷入了这场授奖的风潮,他一生共获得75种形形色色的荣誉,包括1818年英王乔治三世赐封的“参议员”,1845年又被赐封为“首席参议员”。高斯的两次婚姻也都非常幸福,第一个妻子死于难产后,不到十个月,高斯又娶了第二个妻子。心理学和生理学上有一个常见的现象,婚姻生活过得幸福的人,常在丧偶之后很快再婚,一生赤贫的音乐家约翰·塞巴斯蒂安·巴赫也是这样。

一个伟大的文化结晶

高斯始终没有忘记不伦瑞克公爵的恩情,他一直对他的赞助人在1806年惨死在拿破仑手下这件事耿耿于怀,因而拒不接受法国大革命的信条和由此引发的民主思潮的影响,他的学生都称他为保守派。从这点来看,高斯可以说是贵族专制社会体系中最后一个——也是最伟大的一个——文化结晶。高斯很喜欢文学,他把歌德的作品遍览无遗,却不怎么推崇。由于与生俱来的语言特长,使高斯阅读外文得心应手。他精通英语、法语、俄语、丹麦语,对意大利语、西班牙语和瑞典语也略知一二,他的私人日记是用拉丁文写的。高斯50岁时,又开始学习俄语,部分原因是为了阅读年轻的诗人普希金的原作。不过,高斯的语言天赋在数学家中并不算最突出的,使爱尔兰人在数学领域享有盛誉的神童哈密尔顿,他在13岁的时候就能够流利地讲13种外语。高斯爱看蒙田、卢梭等人的作品,却不怎么喜欢莎士比亚的悲剧,但他选择了《李尔王》中的两行诗作为自己的座右铭:大自然啊,我的女神,我愿为你献身,终身不渝。

高斯最钦佩的英语作家是司各特,几乎阅读了他所有的作品。有一次,高斯在司各特爵士有关自然景观的描述中找到了一个错误(满月是从西北方向升起来的),因而狂喜不已。他不仅在自己那本书上把它纠正过来,还跑到哥廷根书店把其他未售出的书都改了。

和所有伟大的数学家一样,抽象符号对高斯来说并非虚幻而不真实的。有一次他谈到:“灵魂的满足是一种更高的境界,物质的满足是多余的。至于我把数学应用到几块泥巴组成的星球,或应用到纯粹数学的问题上,这一点并不重要。但后者常常带给我更大的满足。”高斯的身体一直不错,在他晚年受到病魔袭击之前,他一直没有在宗教或精神上花时间。心脏病不断摧毁他的意志,1848年,高斯写信给他最亲密的朋友说:“我经历的生活,虽然像一条彩带飞舞过整个世界,但也有其痛苦的一面。这种感受到了年迈的时候更是不能自持,我乐于承认,如果换一个人来过我的生活的话,也许会快乐得多。另一方面,这更使我体会到生命的空虚,每一个接近生命尽头的人,都一定会有这种感觉……”他又说:“有些问题,如果能解答的话,我认为比解答数学问题更有超然的价值,比如有关人类和神的关系,我们的归宿,我们的将来等等。这些问题的解答,远超出我们能力之所及,也非科学的范围内能够做到。”1855年2月23日清晨,高斯在睡梦中平静地与世长辞,享年77岁。他曾经要求在他的墓碑上刻一个正十七边形,但事与愿违,在不伦瑞克的高斯纪念塔上所刻的是一颗有十七个角的星,因为雕刻工认为正十七边形刻出来后几乎和圆一模一样。

高斯曾被形容为:“能从九霄云外的高度按照某种观点掌握星空和深奥数学的天才。”他将自己的数种天赋——有创造力的直觉,卓越的计算能力,严密的逻辑推理,十全十美的实验——和谐地组合在一起,这种能力的组合使得高斯出类拔萃,在人类历史上找不到几个对手。习惯上只有阿基米德和牛顿与他相提并论,他们都非常多才多艺。以理论家来说,爱因斯坦也属同一水准,但他有所限制,因为他不是实验家。

数学神童维纳的年龄

20世纪著名数学家诺伯特·维纳,从小就智力超常,3岁时就能读写,14岁时就大学毕业了。几年后,他又通过了博士论文答辩,成为美国哈佛大学的科学博士。

在博士学位的授予仪式上,执行主席看到一脸稚气的维纳,颇为惊讶,于是就当面询问他的年龄。维纳不愧为数学神童,他的回答十分巧妙:“我今年岁数的立方是个四位数,岁数的四次方是个六位数,这两个数,刚好把十个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了,不重不漏。这意味着全体数字都向我俯首称臣,预祝我将来在数学领域里一定能干出一番惊天动地的大事业。”

维纳此言一出,四座皆惊,大家都被他的这道妙题深深地吸引住了。整个会场上的人,都在议论他的年龄问题。

其实这个问题不难解答,但是需要一点数字“灵感”。不难发现,21的立方是四位数,而22的立方已经是五位数了,所以维纳的年龄最多是21岁;同样道理,18的四次方是六位数,而17的四次方则是五位数了,所以维纳的年龄至少是18岁。这样,维纳的年龄只可能是18、19、20、21这四个数中的一个。

剩下的工作就是“一一筛选”了。20的立方是8000,有3个重复数字0,不合题意。同理,19的四次方等于130321,21的四次方等于194481,都不合题意。最后只剩下一个18,是不是正确答案呢?验算一下,18的立方等于5832,四次方等于104976,恰好“不重不漏”地用完了十个阿拉伯数字,多么完美的组合!

这个年仅18岁的少年博士,后来果然成就了一番大事业:他成为信息论的先驱和控制论的奠基人。

伟大的毕达哥拉斯

泰勒斯在哲学上有个对立面,这个人就是首先提出物质运动应该符合数学规律的古希腊哲学家、数学家、天文学家——毕达哥拉斯(公元前580—公元前500年?)。

公元前580年,毕达哥拉斯出生在米里都附近的萨摩斯岛(今希腊东部的小岛)——爱奥尼亚群岛的主要岛屿城市之一,此时群岛正处于极盛时期,在经济、文化等各方面都远远领先于希腊本土的各个城邦。

毕达哥拉斯的父亲是一个富商,九岁时被父亲送到提尔,在闪族叙利亚学者那里学习,在这里他接触了东方的宗教和文化。以后他又多次随父亲作商务旅行到小亚细亚。

公元前551年,毕达哥拉斯来到米利都、得洛斯等地,拜访了泰勒斯、阿那克西曼德和菲尔库德斯,并成为了他们的学生。在此之前,他已经在萨摩斯的诗人克莱非洛斯那里学习了诗歌和音乐。