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高斯數學創新

發布時間: 2022-05-16 15:20:42

1、高斯在數學上有哪些成就?

高斯在數學上的成就十分廣泛,在微分幾何、非歐幾何、超幾何級數、數論以及橢圓函數論等方面均有開創性貢獻,並且在天文學、大地測量學和磁學的研究中引入數學方法,取得巨大的成就。

2、高斯有什麼貢獻?

高斯貢獻:正十七邊形、穀神星的軌道、天體運動理論、第一台電報機、日光反射鏡。

1、正十七邊形。1796年,19歲的高斯發現了如何只用一把尺子和一個圓規來構造一個正十七邊形。這是自2000多年前古希臘人以來,多邊形構造的首次進步。高斯用代數來證明他的構造,橋接了代數和幾何之間的一個關鍵鴻溝。

2、穀神星的軌道。這顆矮行星最初是由天文學家朱塞普·皮亞齊在1800年發現的,穀神星在天文學家計算出它的軌道之前,就已經消失在太陽的後面。

高斯創立了一種叫做最小二乘法的模型,這是一種計算觀測誤差的方法,可以准確預測這顆矮行星的位置。直到現在,高斯發明的這種計算方法仍然是在兩個變數之間找到精確關系的首選方法。



3、天體運動理論。1809年,高斯出版了關於天體在太空中運動的專著《天體運動理論》。該著作中描述了被大行星干擾的小行星運動,簡化了軌道預測的繁瑣數學運算。時至今日,高斯當年的研究仍然是天文學計算的基石。

4、第一台電報機。這也許不是高斯最著名的成就,但相當有創意。在1833年,高斯和物理學教授威廉·韋伯發明了第一台電磁電報機。在哥廷根大學,他們倆一直在磁學領域不斷合作。他們建造了第一台電報機,以連接天文台和物理研究所,這個系統能夠每分鍾發送8個單詞。

5、日光反射鏡。從1818年到1832年,高斯對漢諾威進行了大地測量。在這段時間里他發明了日光反射鏡,這是一種大大改善長距離土地測量的儀器。

日光反射鏡用一面鏡子把太陽光反射到遙遠的地方,可以達到幾百千米遠,這能夠為測量員標記位置。可惜,這種儀器需要在天氣晴朗的情況下才有很好的效果。到了20世紀80年代,GPS技術取代了它。

3、在數學領域的歐拉和高斯兩位,誰更加偉大?為什麼?

數學是我們從小學到大的課程,很多人對其是頭疼不已。可數學雖然其貌不揚但在人類發展歷史上可是有著不可撼動的地位。高斯和歐拉是我們熟悉的數學家,在數學領域的歐拉和高斯兩位,誰更加偉大?為什麼?這兩位數學家都很偉大,如若非要比較的話,我認為高斯更勝一籌。因為歐拉雖然和高斯一樣把數學延伸到了其他領域,但歐拉在數學理論上的體系性和完成度是比不上高斯的。讓我們來分析分析。

數學家歐拉出生於十八世紀,歐拉計算能力十分驚人,就連高數他都可以心算。歐拉最傑出的貢獻就是開創了關於數學的純粹職業,在歐拉之前數學是奢侈的,數學不能讓鴨子下蛋,不能生產,數學似乎沒有用。而歐拉把數學結合生活的做法則開啟了一個時代,計算方法和速度以及數學邏輯都站在時代頂端歐拉,“統治”著十八世紀。歐拉的學問和人品都是沒得挑的。

歐拉去世時,高斯才八歲。高斯被稱為數學王子,他生平研究出了很多著名的理論,里程碑級別的論文。但因為害怕教會而不敢發表,很多都在其去世後得以發表。高斯的那些數學筆記如果可以及時發表,數學的發展進程至少可以推進四十年。光以高斯名字命名的公式定理都有一百多個,高斯雖然沒有開創新的數學分支,但在數學的很多分支上他的貢獻是有完成度和創始性的,這是歐拉無法比較的。

無論是高斯還是歐拉,都是我們普通人一生無法匹及的高度。可以說他們是神話,是開創新時代的傳奇人物。我們生活中的很多很多看起來與他們沒有聯系,實際上沒有他們,我們這個時代也會倒退。

4、數學家高斯有什麼成就

高斯總結了復數的應用,並且嚴格證明了每一個n階的代數方程必有n個實數或者復數解。在他的第一本著名的著作《算術研究》中,做出了二次互反律的證明,成為數論繼續發展的重要基礎。在這部著作的第一章,導出了三角形全等定理的概念。

高斯在最小二乘法基礎上創立的測量平差理論的幫助下,測算天體的運行軌跡。他用這種方法,測算出了小行星穀神星的運行軌跡。

天賦異稟:

當高斯12歲時,已經開始懷疑元素幾何學中的基礎證明。當他16歲時,預測在歐氏幾何之外必然會產生一門完全不同的幾何學,即非歐幾里得幾何學。他導出了二項式定理的一般形式,將其成功的運用在無窮級數,並發展了數學分析的理論。

高斯的老師Bruettner與他助手 Martin Bartels 很早就認識到了高斯在數學上異乎尋常的天賦,同時Herzog Carl Wilhelm Ferdinand von Braunschweig也對這個天才兒童留下了深刻印象。

於是他們從高斯14歲起便資助其學習與生活。這也使高斯能夠在公元1792-1795年在Carolinum學院(布倫瑞克工業大學的前身)學習。18歲時,高斯轉入哥廷根大學學習。在他19歲時,第一個成功的證明了正十七邊形可以用尺規作圖。

5、卡爾·弗里德里希·高斯的數學成就有哪些?

1777年4月30日,德國的布倫瑞克城一個引水站站長家裡新生了一個男孩,他就是卡爾·弗里德里希·高斯,一位天才的數學家。

高斯從小聰明好學,對數學有著得天獨厚的天賦。3歲時,每當父親和其他大人們計算水的帳目時,他都在一旁聚精會神地聽著看著,對枯燥的數字有無限的興趣。有一次,當他的父親哥布哈德剛剛算完一筆支出帳,就聽小高斯說:「爸爸,這筆帳您算的不對!」

爸爸吃驚地看著3歲的小兒子,似信不信地把帳重算一遍。令他吃驚的是,自己算的帳真的錯了!但他心裡想:「這也許是一次巧合吧。」

後來,這種「巧合」越來越多,哥布哈德才知道他的兒子是個天才。由於生意場上的失意,老高斯漸漸地頹廢下去,時常用酒打發時光,他就把算帳的工作全部推給了不足10歲的小高斯。而小高斯不管帳目多麼繁瑣復雜,都能運算自如,表現出超常的計算能力。

讀小學時,小高斯特別迷戀算術課。一天,數學老師伯特納夾著手杖來上算術課,他對同學們說道:「現在給你們出一道題,請計算出從1到40所有數字的總和。誰做好了,就把答案送到我的講桌上來。」

於是,孩子們都埋頭書桌,教室里鴉雀無聲。伯特納老師悠然自得地放下手杖,坐在講桌前看著這些孩子們。

誰知他剛剛坐穩,就見小高斯拿著練習本向他走來,輕松愉快地說:「老師,我做好了。」

伯特納心想,他做得這么快,錯誤一定不少。便說:「放下吧!」心裡在想,等都交全了,我再教訓這個毛草而神氣十足的孩子。

過了許久,孩子們才把練習本全交上來,伯特納特意拿起最先交的高斯的練習本。他看了一會兒便驚呆了!只見小高斯的練習本上整齊地排著20組加法:1+40,2+39,3+38,4+37,……,然後用一組乘法:41×20。得出了正確答案:820。無疑,這答案是正確的。老師望了一眼他想批評又批評不了的高斯,內心卻受了很大震動。事實上,小高斯是在沒有一點兒概念的情況下,發現了等差數列的規律及計算方法。

從此,伯特納老師對小高斯刮目相看,並盡力地培養他。每當去漢堡時,都要買回各種數學課本給高斯看。這一切,使小高斯的數學才能大增。不久,小學還沒畢業的高斯,其計算才能就引起了當地各界人士的注意。14歲時,高斯被引薦給當地最有名望的人物,布倫瑞克城的大公卡爾·費爾南多,費爾南多成了高斯的長期保護人。

在費爾南多大公在世的那些年裡,高斯每年都可以領到薪俸。由於有了這筆錢,生活有了保障,高斯就全身心地投入到研究工作中去。

1801年,24歲的高斯出版了《算術研究》這一科學巨著,開創了近代數論,得到數學界的一致好評,奠定了他作為18世紀最偉大數學家的地位。

在這之前,高斯成果累累。11歲時,他發現二項式定理;17歲時提出最小二乘法;22歲時證明了代數方程根定理……人們一致贊譽他是當之無愧的「數學王子」。

1807年,高斯應哥廷根大學的邀請,擔任了該校的數學教授和天文台台長。從此他在哥廷根大學從事研究直至生命的終結。在以後的歲月里,他對非歐幾何、復變函數、概率論、橢圓函數論、數學統計等都有重大貢獻。他以治學態度認真嚴謹著稱。雖然,早在1800年他就發現了橢圓函數,1816年發現了非歐幾何。但他一直在做這些重大發現的完善工作,一直沒將這些發現公布於世。直到他死後,人們才從他日記的遺稿中發現了這一切。

高斯的著作非常豐富,但在他生前並未全部發表出來。直到第二次世界大戰前夕,才由哥廷根大學的學者們對其遺著進行整理研究,出版了長達11卷的《高斯全集》。

高斯還在天文學和物理學上有很高的成就。他創立了一種可以計算星球橢圓軌道的方法,可以極准確地預測出行星的位置。由他計算出了一顆即逝的穀神星軌道,曾轟動了天文學界。高斯對電磁學的貢獻也是巨大的,他提出了磁場的「高斯定律」。

高斯逝世於1855年,終年78歲。和他同時代的科學家,幾乎都從他那裡得到過教益。一位科學家曾高度評價他說:「如果我們把19世紀的科學家想像成為一系列的高山峻嶺,那麼使人肅然起敬的峰顛就是高斯。」人們還常常把高斯比作一座橋,認為一個數學家不論來自哪裡走向何方,他都必須經過高斯這座橋。

高斯逝世之後,哥廷根大學為他在校園內建了一座塑像,底座是一個正17邊形的台基。原來,高斯臨終時留有遺囑,希望在他的墓碑上刻上正十七邊的圖形。因為他是在用直尺和圓規作出了正十七邊圖形後才獻身數學事業的。

6、高斯的成就有哪些?

在德國流傳著一個關於天才男孩的故事,傳說一個三歲的小孩幫助他的父親糾正了借款賬目中的錯誤。這位天才男孩就是後來有「數學王子」之稱的高斯。

高斯是數學史上一個轉折時期的重要代表人物,他的許多研究成果都具有劃時代的意義。

1777年4月30日,高斯生於德國不倫瑞克的一個工匠家庭,幼時家貧,受人資助才進入學校讀書。16歲時進入哥廷根大學學習,後轉入黑爾姆施泰特大學,1799年獲得博士學位。從1807年起擔任哥廷根大學教授兼哥廷根天文台台長直至逝世。

被稱為天才數學家的高斯,在很小的時候就展現出了極高的數學天賦。上小學的時候,他用很短的時間計算出了對自然數從1到100的求和。他所使用的方法是:對50對構造成和為101的數的求和。同時得到結果:5050。如果說這僅僅是小技巧的話,那麼在他16歲的時候預測到了非歐氏幾何的必然產生,並且還推導出了二項式定理的一般形式,並發展了數學分析的理論,就不得不承認他天才的智慧了。

在進入哥廷根大學的同年,高斯發現了質數分布定理和最小二乘法。接著他又轉入曲面與曲線的計算,並成功得到高斯鍾形曲線,這一曲線在概率計算中大量使用。次年,年僅17歲的他首次用尺規構造出了規則的17角形,為歐氏幾何自古希臘以來做了首次重要的補充。

在1807年的時候,高斯成為了哥廷根大學的教授和當地天文台的台長,於是他開始涉足於小行星的研究,他利用自己創立的三次觀測決定小行星軌道的計算方法,成功計算出了穀神星和智神星的軌道。此後,天文界對小行星軌道的計算幾乎都採用這種方法。

1818年至1826年,高斯領導了漢諾威公國的大地測量工作,他利用測量平差和求解線性方程組的方法,使測量的精度得到了極大的提升。在此期間,他白天測量,夜晚計算,在剛開始的五六年間,他經歷了上百萬次的大地測量數據計算,後來他轉入測量數據的研究和計算,從中推導了由橢圓面向圓球面投影時的公式,這些理論在今天仍有很大的應用價值。

在長期的測量中,他發明了還日光反射儀,可以將光束反射至450公里外的地方。但是要利用日光反射儀進行精確測量就必須解決曲面和投影的理論關系,高斯在這段時間開始了對曲面和投影的理論研究。這方面的研究成果為後來微分幾何的創立奠定了基礎。在非歐氏幾何的研究中,他獨自提出和證明歐氏幾何的平行公設不具有物理的必然性,由於他擔心同時代的人不能理解該理論,最終沒有發表。但後來量子力學證明了他的觀點的正確性。

高斯在數學上的成就十分廣泛,在微分幾何、非歐幾何、超幾何級數、數論以及橢圓函數論等方面均有開創性貢獻,並且在天文學、大地測量學和磁學的研究中引入數學方法,取得巨大的成就。1855年2月23日,79歲的高斯在哥廷根逝世。為了紀念他,哥廷根大學的校園里建立了一個正17邊形台座的高斯雕像。

7、數學家高斯的故事

用很短的時間計算出了小學老師布置的任務:對自然數從1到100的求和。他所使用的方法是:對50對構造成和101的數列求和(1+100,2+99,3+98……),同時得到結果:5050。這一年,高斯9歲。

小時候高斯家裡很窮,且他父親不認為學問有何用,但高斯依舊喜歡看書,話說在小時候,冬天吃完飯後他父親就會要他上床睡覺,以節省燃油,但當他上床睡覺時,他會將蕪菁的內部挖空,裡面塞入棉布卷,當成燈來使用,以繼續讀書。

當高斯12歲時,已經開始懷疑元素幾何學中的基礎證明。當他16歲時,預測在歐氏幾何之外必然會產生一門完全不同的幾何學,即非歐幾里德幾何學。他導出了二項式定理的一般形式,將其成功的運用在無窮級數,並發展了數學分析的理論。


(7)高斯數學創新擴展資料:

重大成就:

19世紀30年代,高斯發明了磁強計。他辭去了天文台的工作,而轉向物理的研究。他與韋伯(1804-1891)在電磁學領域共同工作。

他比韋伯年長27歲,以亦師亦友的身份與其合作。1833年,通過受電磁影響的羅盤指針,他向韋伯發送出電報。這不僅是從韋伯的實驗室與天文台之間的第一個電話電報系統,也是世界首創的第一個電話電報系統。盡管線路才8千米長。

1840年,他和韋伯畫出了世界第一張地球磁場圖,並且定出了地球磁南極和磁北極的位置。次年,這些位置得到美國科學家的證實。

高斯在數個領域進行研究,但只把他認為已經成熟的理論發表出來。他經常對他的同事表示,該同事的結論已經被自己以前證明過了,只是因為基礎理論的不完備而沒有發表。批評者說他這樣做是因為喜歡搶出風頭。事實上高斯把他的研究結果都記錄起來了。

他死後,他的20部紀錄著他的研究結果和想法的筆記被發現,證明高斯所說的是事實。一般人認為,20部筆記並非高斯筆記的全部。

下薩克森州和哥廷根大學圖書館已經將高斯的全部著作數位化,並放置於互聯網上。

高斯的肖像曾被印刷在從1989年至2001年流通的10元德國馬克紙幣上。

8、大數學家高斯在數學方面的主要成就是什麼?

一個正n邊形可以用直尺和圓規畫出當且僅當n是底下兩種形式之一:k=0,1,2……十七世紀時法國數學家費馬(Fermat)以為公式在k=0,1,2,3,……給出素數。(事實上,目前只確定F0,F1,F2,F4是質數,F5不是)。

高斯用代數方法解決了二千多年來的幾何難題,而且找到正十七邊形的直尺與圓規的作法。他是那麼的興奮,因此決定一生研究數學。據說,他還表示希望死後在他的墓碑上能刻上一個正十七邊形,以紀念他少年時最重要的數學發現。

高斯總結了復數的應用

並且嚴格證明了每一個n階的代數方程必有n個實數或者復數解。在他的第一本著名的著作《算術研究》中,做出了二次互反律的證明,成為數論繼續發展的重要基礎。在這部著作的第一章,導出了三角形全等定理的概念。高斯在最小二乘法基礎上創立的測量平差理論的幫助下,測算天體的運行軌跡。他用這種方法,測算出了小行星穀神星的運行軌跡。

以上內容參考:網路-高斯

9、數學王子高斯究竟有多牛?

李宗盛有一句話我非常贊同:任何一個領域站在頂峰的,靠的都是天賦,你不需要找,他就站在那裡,閃閃發光。「數學王子」高斯就是這樣的一個人。數學界有這樣一句話叫,這個世界上數學界分為兩類:其他數學家與高斯。今天我們就來聊聊高斯「神」一般的人生。

高斯出身於一戶貧窮人家,彷彿是「數學之神」的阿基米德的轉世一般,高斯自小就顯示出強大的數學天賦,他的父親因為貧窮負債累累,高斯三歲的時候,當時高斯的父親是一位工頭,在核算工人們的周薪,高斯看了一眼賬本,就已經能夠幫父親糾正賬目的錯誤。

而在8歲的時候,這個到如今已經家喻戶曉的故事充分顯示了高斯強大的數學天分,高斯7歲的時候首次進入到了學習數學的班級,在這里他遇到了自己人生的第二個伯樂與老師,班級的數學老師布特納,布特納有一天布置了一道題目,從1加到100等於多少。

這樣的問題對於如今7歲的孩童而言也已然有一定困難。布特納對學生其實並不友好,出這樣的問題也只是想消磨學生的時間,誰知道,高斯很快就算出了答案,起初高斯的老師布特納並不相信高斯算出了正確答案,而高斯則列出了自己的計算方法:1+100=101,2+99=101······50+51=101。從1加到100有50組這樣的數,所以50X101=5050。

布特納第一次看見這樣的計算方法,當他隱隱感覺到,高斯未來會是一個成就不可限量的數學天才。他特意跑到漢堡去購買最好的數學教材送給高斯,布特納雖然並沒有教給高斯什麼東西,卻真正帶高斯走上了數學的道路。而這種演算法如今也被命名為「高斯演算法」。

高斯第一個伯樂和老師其實是他的母親和舅舅,他的母親雖然只是一個貧窮石匠的女兒,卻智慧開明、目光長遠,她堅信高斯未來會有一番不一樣的成就,而不像自己的丈夫一樣希望高斯獲得一份安穩的工作就好。而高斯的舅舅弗利德里希和姐姐一樣富有智慧,為人熱情而又聰明能幹。

他發現姐姐的兒子聰明伶利,因此他將自己的一部分精力投注在高斯的身上,啟迪高斯的智慧開闊高斯的思想,並且經常鼓勵高斯走上學者的道路,正因為有舅舅在,給予高斯以支撐,才沒有讓高斯走上泥瓦匠的道路。高斯一直非常感謝舅舅的付出,認為舅舅是一位「天才「。

高斯的人生可謂一路順遂,雖然出身貧窮卻一直擁有伯樂,讓他的人生可以走的非常平坦,可以自由幸福地用自己的思想去為數學的王國添磚加瓦。而在他幾十年後,未被他理睬過的伽羅瓦卻因為缺少伯樂,在21歲的年紀就抱憾而終,讓數學王國少了一顆璀璨的明星。

高斯11歲的時候,來到了文科學校,因為自己的聰慧,他的老師和他的母親將高斯舉薦給了布倫茲維克公爵卡爾·威廉·斐迪南,他又遇到了人生的第三位伯樂,公爵歲高斯一生的貴人,在他幾十年的人生中,公爵都無私地幫助著高斯,正是因為有公爵的存在,才讓高斯的數學研究可以無後顧之憂,按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創造性的研究。。如果沒有他,高斯的數學之路將會走的非常坎坷。

布倫茲維克公爵卡爾·威廉·斐迪南

公爵不僅後來讓高斯在自己的卡羅琳學院繼續學習,還資助他考入了哥廷根大學。一直到高斯獲得博士學位,而後來高斯沒有工作的時候,公爵依然無私地支援著高斯,讓高斯可以拒絕聖彼得堡提供的教授職位,安心從事數學研究。公爵對高斯無私到了什麼樣的程度呢?

不僅博士論文的印刷費是他出的,還送他高斯一棟房子,還幫高斯印刷了許多他自己的研究成果,還負擔了高斯大部分的生活費用。。。簡直比對親兒子還親。。。高斯也特別感謝公爵,他在博士論文和《算術研究》中,寫下了情真意切的獻詞:"獻給大公","你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究"。

嗯,布倫茲維克公爵卡爾·威廉·斐迪南就因為和高斯沾上了光,就成功留名歷史,而且還是研究高斯繞不開的名字,這錢花的真值的。

你會發現,每一個天才,無論是牛頓還是歐拉亦或是高斯,這些在歷史上如神一般的人物,無論出身如何,最終都可以遇到伯樂,讓自己的人生璀璨生光。只要是天才,無論你身處在什麼樣的環境,別人總會發現你,燃燒自己或者提供一個平台,讓你的光芒可以讓世界所有人發現,即使是生無伯樂的伽羅瓦,也在死後遇見了自己難以等來的伯樂。

電影中的高斯形象

當然了,公爵這樣無私是因為高斯的確非常出色,讓公爵可以相信這樣的人是萬中無一的天才。在高斯18歲的時候,他就自己發現了質數分布定理和最小二乘法,根據這個發現,他自己創造了一套測量數據處理方法,根據這個新方法,他得到了一個具有概率性質的測量結果,並且把這個測量結果畫成了曲線,這種曲線函數分布後來被後人稱作為高斯分布圖,也被叫做標准正態分布。

高斯19歲的時候就發現了正十七邊形的尺規作圖法,

當年歐幾里得提出了尺規作圖,可是還遺留了許多問題,比如正多邊形的尺規作圖,難倒了2000多年來的許多數學家,高斯在大學二年級時就得出正十七邊形的尺規作圖法,並給出了可用尺規作圖的正多邊形的條件解決了兩千年來懸而未決的難題,他也是世界上第一個成功用代數方法解決幾何難題的數學家。才19歲而已,各位可以想想自己19歲的時候在做什麼?僅憑這一項高斯就可以青史留名。

但這只是高斯開掛人生的開始,他在19歲那年又證明了二次互反律,二次互反律在數論的發展史中處於中心地位。就連歐拉都沒有給出嚴格的證明,高斯不僅給出了第一個嚴格的證明,證明了二次互反律,而且後來又給出了7種證明方式。提出一種已經可以算得上是大數學家了,提出了8種,讓其他數學家怎麼活!

而在高斯博士畢業的時候他還發現了著名的代數基本定理,他認為任何一元代數方程都有根,這篇論文一出舉世震驚,後來高斯死後很多數學家都證明了代數基本定理的真實性,高斯也是世界上第一個發現這個定理的數學家。也是高斯的生平經歷中最光彩的一段。

不過在他29歲的時候,公爵在抵抗拿破崙的法軍中犧牲,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長時間對法國人有一種深深的敵意。沒有了資助,就只能自己找工作了,高斯想找工作的想法讓德俄兩國掀起了人才爭奪戰。

電影中的高斯形象

因為高斯19歲解決了正十七邊形的尺規作圖法就已經聲名鵲起了,彼得堡科學院不斷暗示他,自從1783年萊昂哈德·歐拉去世後,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著像高斯這樣的天才。而德國一看不行呀,這么牛的人才,怎麼能被你俄國人搶去了呢?

彼得堡科學院

德國著名學者洪堡立馬聯合其他學者和政界人物,為高斯爭取到了享有特權的哥廷根大學數學和天文學教授,以及哥廷根天文台台長的職位。再加上公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,他甚至願意給高斯增加薪金,為他建立天文台。高斯就留在了哥廷根。

影視中的洪堡和高斯

這一鬧直接讓高斯的地位和名氣又上了一個檔次,俄國都來搶的超級人才,怎麼能夠不對他好呢?等又走了怎麼辦!所以高斯一直到去世都過著優渥的生活,他一生也幾乎沒有離開過哥廷根,畢竟,給了這么豐厚的報酬,要錢給錢要權給全,哪裡好意思走。

但是哥廷根這代價花的值得啊,這為哥廷根數學學派的創立、德國成為世界科學中心和數學中心創造了條件,自此之後,哥廷根一直都是學術的中心,不僅是數學,物理也是,物理學家索末菲領導的哥廷根學派一直是20世紀初物理的中心之一。

當然了,高斯最傳奇的人生經歷之一,就是推測出了穀神星的位置,當時一名叫丟提斯的中學老師,發現一組數列每一項與當時已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太陽的距離比例(地球到太陽的距離定為1個單位)有著一定的聯系。

後來赫歇爾根據這個數列發現了天王星,證明了這組數列的正確性,可是還有一顆火星和木星軌道間的小行星沒有被發現。當時一名牧師皮亞齊已經觀測到,當是後來又不見了。高斯對這個事情非常感興趣,高斯經過艱苦的運算,以其卓越的數學才能創立了一種嶄新的行星軌道計算理論。他根據皮亞齊的觀測資料,利用這種方法,只用了一個小時就算出了穀神星的軌道形狀,並指出它將於何時出現在哪一片天空里。

皮亞齊

1801年12月31日夜,德國天文愛好者奧伯斯,在高斯預言的時間里,用望遠鏡對准了這片天空。不出所料,穀神星再一次奇跡般地出現了。這個嶄新的行星軌道計算理論也是後來天文學家公認的測量行星運動軌跡最簡便最科學的方法。高斯後來還用他計算出了智神星的天體運行軌跡。

奧伯斯根據高斯的方法觀測到了穀神星和智神星

在以前的歐洲,幾何都是以歐幾里得幾何學派為宗,但是高斯卻認為這歐幾里得幾何學派已經沒有辦法解決一些問題了,他後來和其他數學家又提出了非歐幾何。非歐幾何影響著現代自然科學、現代數學和數學哲學的發展。

除此之外,被稱為「數學王子」的高斯在其他領域也都有著卓越的成就,也是一個全民開花的人。比如他自從用數學方法計算出了天體的運行軌跡,就出了一本書叫《天體運行理論》,時至今日,高斯當年的研究仍然是天文學計算的基石。

1833年,高斯還和物理學教授威廉韋伯發明了第一台電磁電報機。在哥廷根大學,他們倆一直在磁學領域不斷合作。他們建造了第一台電報機,以連接天文台和物理研究所,這個系統能夠每分鍾發送8個單詞。後來,國際單位制中磁通量的單位「韋伯」就是以威廉·韋伯的名字命名的。

韋伯和高斯

高斯還發明了簡易版GPS系統——日光反射鏡,這是一種大大改善長距離土地測量的儀器。日光反射鏡用一面鏡子把太陽光反射到遙遠的地方,可以達到幾百千米遠,這能夠為測量員標記位置。可惜,這種儀器需要在天氣晴朗的情況下才有很好的效果。到了20世紀80年代,GPS技術取代了它。

可以說,高斯他對數論、代數、統計、分析、微分幾何、大地測量學、地球物理學、力學、靜電學、天文學、矩陣理論和光學皆有貢獻。

以他名字「高斯」命名的成果達110個,屬數學家中之最,比如說高斯分布(正態分布),高斯模糊,高斯積分,高斯整數,高斯消元,高斯曲率,高斯濾波器,高斯引力常數。可以說大物里有高斯、高數里也有高斯、幾何里也有高斯、….你閉上眼睛,在理工科(技術類)書籍里隨便挑一本書。裡面一定能找到Gaussian這么個名字…你隨便拆一個app看代碼。,一般一定有不止一個公式(或者包里的公式)和高斯有關。

你好不容易學一個平面設計,平面設計里還有高斯模糊。。。可以說,高斯無處不在。

高斯之墓

這還是高斯並沒有把自己所有研究成果全部發表出來的情況下,高斯是一個非常謹慎的人,估計是怕打臉,他對自己的工作態度是精益求精,非常嚴格地要求自己的研究成果。他自己曾說:寧可發表少,但發表的東西是成熟的成果。許多當代的數學家要求他,不要太認真,把結果寫出來發表,這對數學的發展是很有幫助的。

歐幾何的的開山祖師有三人,分別是高斯、

洛巴切夫斯基,波爾約。其中波爾約的父親是高斯大學的同學,他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對他繼續從事這種看起來毫無希望的研究,小波爾約還是沉溺於平行公理。最後發展出了非歐幾何,並且在1832~1833年發表了研究結果,老波爾約把兒子的成果寄給老同學高斯,想不到高斯卻回信道:我無法誇贊他,因為誇贊他就等於誇獎我自己。早在幾十年前,高斯就已經得到了相同的結果,只是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。

波爾約

快速傅立葉變換FFT的基本思路在1965年之後開始為人所知。但後來發現,實際上發現這思路的兩位作者只是重新發明了高斯在1805年就已經提出的演算法。可想而知,高斯領先了同時代的人160年。

數學家雅克比跟高斯差不多生活在同一個時代,但是他要比高斯小近三十歲。雅克比本人在橢圓函數領域上做了很多工作,他曾經拜訪過幾次高斯並向高斯陳述了自己在橢圓函數方面的最新進展,但是每次高斯都能從書桌里拿出一堆三十多年前的手稿向雅克比證明「你剛才說的東西我早就發現了」......

經歷過幾次這樣的事情後,雅克比寫信給他的兄長,在信中他是這么說的:「像高斯這樣的巨人,如果他不是把晚年的精力放在天文學上,今天的數學界恐怕完全會是另外一種模樣了。「

高斯和阿基米德、牛頓、歐拉並列為世界四大數學家,和歐拉一樣,歐拉的許多成果毀於大火,而高斯的成果則散落於與朋友的書信以及筆記之間,沒有發表。如果這兩位大師都可以把自己的所有成果公布於眾,那麼數學的發展至少要提前一個世界。

高斯是"人類的驕傲"。天才、早熟、高產、創造力不衰……人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,可以說對於高斯都不過分。而愛因斯坦曾評論說:「高斯對於近代物理學的發展,尤其是對於相對論的數學基礎所作的貢獻(指曲面論),其重要性是超越一切,無與倫比的。」

貝爾曾經這樣評論高斯:在高斯死後,人們才知道他早就預見一些十九世紀的數學,而且在1800年之前已經期待它們的出現。如果他能把他所知道的一些東西泄漏,很可能比當今數學還要先進半個世紀或更多的時間。



最後說一句:高斯真牛!

10、高斯的數學成就是什麼?

發現了質數分布定理和最小二乘法、高斯推導了復活節日期的計算公式等等。

17歲的高斯發現了質數分布定理和最小二乘法。通過對足夠多的測量數據的處理後,可以得到一個新的、概率性質的測量結果。在這些基礎之上,高斯隨後專注於曲面與曲線的計算,並成功得到高斯鍾形曲線(正態分布曲線)。其函數被命名為標准正態分布,並在概率計算中大量使用。

高斯在最小二乘法基礎上創立的測量平差理論的幫助下,測算天體的運行軌跡。他用這種方法,測算出了小行星穀神星的運行軌跡。

天賦異稟

當高斯12歲時,已經開始懷疑元素幾何學中的基礎證明。當他16歲時,預測在歐氏幾何之外必然會產生一門完全不同的幾何學,即非歐幾里得幾何學。他導出了二項式定理的一般形式,將其成功的運用在無窮級數,並發展了數學分析的理論。

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