登陆注册
17301400000022

第22章 数学的发展(1)

自然科学的重要学科——数学方面,有创立解析几何学的法国数学家、物理学家笛卡儿,有科学上的天才德国数学家、物理学家、天文学家高斯。笛卡儿创立解析几何学笛卡儿(1596~1650)笛卡儿,法国数学家、物理学家,出生于法国安德尔—卢瓦尔省。

笛卡儿的最大贡献是创立了解析几何学。在分析了几何学和代数学各自的缺陷以后,他找出了把两者结合起来的方法,这就是解析几何学。笛卡儿的基本思想是,在平面上建立点的坐标,而一条曲线就可以由一个含两个变数的代数方程来表示。这样把一个几何问题通过坐标系归结为代数方程。用代数方程研究这个方程性质后,再翻译成几何语言,就得出几何问题的解法。笛卡儿用这种方法研究了具有两个变数的二次方程,并指出了这种方程一般表示椭圆、双曲线或抛物线。

解析几何学的建立使变数进入了数学,引起了数学的深刻革命,解决了生产和科学技术中的许多重大问题,大大促进了生产和科学技术的发展。梦中的灵感

那是一个深秋的夜晚,年轻的士兵笛卡儿正躺在军用帐篷里。一缕月光透过帐篷的缝隙照射在床上,让笛卡儿想起了天上的繁星。怎么给天上的每一颗星星确定位置,这是个笛卡儿日思夜想而不得其解的问题。

今晚,他的思绪特别活跃,以至于很难入睡。如果有一张星星的位置图。可是天上的星星那么多,而且星空也不断地变化,怎么可能画好呢?即使画出来了,要寻找某一颗星星时,还得拿出整张图来,多么不方便!要是能用几个简单的数字来表示就好了。

突然,一阵哨声响起,帐篷外传来了教官的脚步声,是教官来查营了。

笛卡儿赶紧起身,敬礼道:“您好,长官!”

教官回礼后,将笛卡儿拉出了帐篷,说:“你不是整天想要用数字来表示天上的星星的位置吗?”

“是的,长官!”笛卡儿一听到这话,非常兴奋,“可是,怎么表示呢?”

只见教官从身后抽出2支箭,将箭搭成一个“十”字形,并将这“十”字高举过头,对笛卡儿说:“你看,假设我们把天空看成一个平面,这个‘十’字架将平面分成4个部分。再假定这2支箭能朝4个方向射得无限远,那么,无论天上有多少颗星星,每一颗星星只要向这2支箭上分别引出2条垂直线,就可以得到2个数字。这样,这颗星星的位置不就能轻而易举地确定了吗?”

“对呀!”笛卡儿恍然大悟,兴奋不已,猛地抱住了长官。

突然,笛卡儿睁开眼睛,发现自己正紧紧地拥抱军用毛毯呢,根本就没有什么教官!原来只是一个梦。笛卡儿忙用力捏了一下自己的大腿,痛!刚才真的是在梦中。

不过,这个奇特的梦却启示了他。醒来后,笛卡儿马上整理了自己的思路,最后,坐标系在脑海里形成了。

首先,笛卡儿建立了2条数轴,它们之间垂直交叉,交叉点称为原点。这两条数轴分别命名为x轴和y轴。也就是今天的平面直角坐标系。有了这个坐标系之后,如果平面内有一点,并且已知这点分别到两条坐标轴的垂直距离,即可确定这一点的位置;反之亦然。这样,笛卡儿通过坐标系的建立,确定了平面上的点与有顺序的实数对(x,y)之间的一一对应关系,从而架起了一座沟通几何与代数的桥梁,为后来各门学科的进一步发展提供了简捷的手段。

科学上的天才——高斯高斯(1777~1855)高斯,德国数学家、物理学家、天文学家,他出生于不伦瑞克。

高斯童年时就显示出超人的数学才能,11岁发现二项式定理,15岁读完牛顿、拉格朗日等人的著作,并掌握了牛顿的微积分理论,18岁进入格廷根大学。在大学一年级时,他发明用圆规和直尺进行正十七边形的作图法,解决了2000年来悬而未决的几何难题。1801年他发表《算术研究》的重要著作,阐述数论和高等代数的某些问题。

高斯的曲面论是近代微分几何的开端,建立了最小二乘法,并曾发表3部有关著作。早在1818年他就提出关于非欧几里得几何学的思想。

在天文学方面,他创立一种可以计算星球椭圆轨道的方法,能准确预测出行星的位置。

1820~1830年,他写出《高等大地测量学对象研究》一书,并发明“日光反射器”。

1830~1840年,高斯与威廉·韦伯一起建立了电磁学中的高斯单位制(曾以“高斯”作为磁感应强度的单位),首创电磁铁电报机,还绘出世界上第一张地球磁场图,定出了磁南极和磁北极的位置。小河边的教训

有一天,小高斯和舅舅在河边玩,看到河的上游漂来一根木头,舅舅问小高斯:“小高斯,你说木头为什么不会沉下去?”

“木头轻呗!”小高斯不假思索地回答。

舅舅弯下腰,拾起一颗小石子,又问:“是这颗石子重还是那根木头重?”

“木头重,大木头重多啦!”

舅舅并不吱声,只见他用力一扔,扑通一声,石子沉到了河底。

舅舅没有给小高斯解释为什么比大木头轻的小石子会沉下去。但是,这件事给小高斯留下了难忘的印象。他认识到,要得到正确的结论,必须有严密的推理。从此,他逐渐养成习惯,遇事一定要问它几个“为什么”。聪明的儿子

有一天,高斯的父亲——一家小杂货铺的会计正在结算几个人的工资,算了半天,累得满头大汗。

“唉,总算算出来了!”父亲伸了伸懒腰说。

“爸爸,您算得不对!”站在一边的小高斯低声地说。

“你怎么知道的?”父亲不以为然地问一句。

“我是在心里算出来的呀!”高斯天真地说,“不信您再算一遍。”

父亲仔细一核算,果真算错了,而儿子说的总数是对的。他又惊又喜,兴奋地说:“聪明的孩子,过几天爸爸就送你去上学。”数学中的秘密

老师一进教室便给学生布置课堂作业:“1加2、加3、加4,一直加到100,总数是多少?”

学生开始一个数一个数地去加。一会儿,正当大家正紧张地计算时,有人将答案交到老师的讲桌上,这就是高斯。

这时,老师正在看学生们的算稿,心想,这个全班最小的学生准是瞎写了什么或交了白卷。忽然,他的目光落在交来的答案上,被那上面写着的数字“5050”惊呆了。这是正确的答案,高斯没有错。老师愣了好一会儿,才大声地对着高斯说:“你是怎么算出来的?我没教过你别的算法呀!”

“我想,老师教给我们一个数一个数加起来的方法当然是对的,只不过慢了些。”高斯从容不迫地回答,“因为第一个数和末尾那个数、第二个数和末尾第二个数、第三个数和末尾第三个数相加,它们的和都是一样的,等于101,一共50对这样的数,所以总数是101乘以50,就是5050。”

同类推荐
  • 走进科学·宝藏新探

    走进科学·宝藏新探

    随着现代科学技术的发展,人类在海洋探测、海洋潜水和海洋打捞方面的本领也在突飞猛进。这一方面可以使人类更有效地开发利用海洋资源,另一方面也为各种各样的海底沉宝寻找者提供了方便,使他们可以利用先进的水下技术去找到海底沉宝。
  • 小心孩子这样问你

    小心孩子这样问你

    对于3~6岁的孩子而言,那些看似幼稚、好笑或者令人瞠目结舌的问题恰恰是他们认识世界、表达自己情感的开始,也是他们与父母沟通的重要途径。对此,父母必须给予足够的重视。本书针对孩子最常问的260个问题,首先点出父母最容易做出的错误回答,然后通过对问题进行分析,进而告诉父母该如何巧妙、科学地回答孩子那些令人赧颜的雷人问题,从而保护孩子的好奇心和求知欲,增强亲子关系,为孩子认识世界、发展身心健康、扩大认知能力打下良好基础。
  • 宇宙爆炸前是一颗豌豆吗

    宇宙爆炸前是一颗豌豆吗

    神秘的百慕大、金字塔,神奇的恐龙世界,千奇百怪的动植物,还有遥远的太空及外星人,以及历史上数不清的传奇人物和故事,对孩子来说,都有着莫大的吸引力。根据调查研究表明,中、小学生对历史知识、生物知识、未解之谜等特别感兴趣,而探究这方面的知识,有利于孩子增加阅读量,加强知识的储备,更重要的是孩子能主动寻找问题的答案,对小学生思维的训练和潜能开发起着重要的影响。
  • 世界儿童必读经典——神童故事

    世界儿童必读经典——神童故事

    古今中外丰富多彩的故事是世界各国社会和生活的结晶,是高度艺术化的精神产品,具有永久的闪光魅力,非常集中、非常形象,是中小学生了解世界和社会的窗口,是走向世界、观摩社会的最佳捷径。这些著名故事,伴随着世界各国一代又一代的青少年茁壮成长,具有广泛而深远的影响。我们青少年只要带着有趣的欣赏的心态阅读这些美丽的故事,便非常有利于培养积极的和健康向上的心理、性格、思维和修养,便有利于了解世界各国的社会和生活,并能不断提高语言表达和社会交往的才能。
  • 寻找中国龙

    寻找中国龙

    科幻文学能够让少年儿童从阅读中感受到科学的波澜壮阔和宇宙的美,培养他们的科学精神和科学理想,以及对科学的认识和科学的世界观,可以使他们拓展视域、拓展思维、拓展想象力,以更宽阔的维度看世界。文丛收录名家少儿科幻长篇小说,以名家分册形式单独出版,将为当前少儿科幻文学打造一套高品质的少儿科幻小说文丛。《寻找中国龙》为王晋康的少儿科幻小说,故事讲述的是某个地区发现了龙,基因科技使得龙重新出现,而且仿照我们神话传说中的龙。
热门推荐
  • 九转神劫

    九转神劫

    武道修炼,追求不死不灭,成就举手翻天覆地之能,转涅槃,握生死,扭乾坤。龙云,一公认无法修炼的废材,曾经最卑微的存在,最终通过自己的努力,踏着亿万强者的尸骸,成就武道顶峰,书写了武道逆天神话。
  • 冰虚冻坤

    冰虚冻坤

    这里,是众神的墓地,这里,是妖魔的尽头。这里,只有强者,只信仰力量,不信仰神明。
  • 卿本狂妄皇叔本宫纳你为妃

    卿本狂妄皇叔本宫纳你为妃

    一朝穿越,成了女扮男装的纨绔太子。夜舞表示很无奈。想自己不就是出门买东西时占了点小便宜,看见帅哥时犯了一下小花痴吗?!该死的贼老天至于一道雷把她劈死吗?特么的!如此聪明的脑袋要是劈傻了,你赔我?好吧!不是劈死了。而是劈穿越了!可是穿越了就算了,成了女扮男装的纨绔太子也就罢了。为什么还要有一个皇叔要压榨她?重点是这个皇叔高冷又多金。最最重要的是这个皇叔长的很妖孽!
  • 朱子论“曾点气象”研究

    朱子论“曾点气象”研究

    朱熹是宋明理学研究中的重点,“曾点气象”则是理学中的重要话题。本书从朱熹关于“曾点气象”话题的讨论契入,直探朱子思想中的有无虚实之辨等关键问题,旁及历史上相关“曾点气象”的评论,进而引出中国哲学中关于精神境界、本体与功夫的讨论,以小见大、以一贯多,在诸多方面填补了以往朱子研究的空白。本书充满创新精神,将“曾点气象”的研究范围从《论语集注》扩展到朱子全部文本做全面分析,有《论语集注》稿本的发展及相关书信的考辨对朱子的观点做历史性的分析,都体现了作者的创新意识。
  • 药皇经

    药皇经

    一个打工仔,在路边摊买了个戒指。从此人生翻天覆地的改变。土豪,你肾虚很严重,我有药。美女,你月经不调啊,我有药。药到病除...童叟无欺...嗯?杀手,佣兵来袭?哼,你们准备下地狱去忏悔吧
  • 妈咪爹地是谁

    妈咪爹地是谁

    十六岁杀手妈咪糊里糊涂怀了宝宝,却不知道孩子他爹是谁,十年后带儿寻夫。
  • 痴傻王爷妖孽妃

    痴傻王爷妖孽妃

    “上辈子欠了你所以这辈子我还你,我会一直陪着你的。”她目光柔和的看着明明比自己高出许多,却一脸笑的很痴傻,躺在自己怀里的人,,,“我也会一直陪着你的。”还是一如既往的痴笑着,,,她看着自己刺在他胸口上的剑,这时才明白,原来自己一直没把他当做是他,他骗了我又如何,无助了,心痛了,后悔了,“不!啊,,,”双眼赤红接近疯狂。“我没事,真的,醒醒,醒醒啊!”他眼眸里闪过心疼,,,“我们就这样过一辈子多好,咯咯咯,,,”她巧笑如花。“嗯,好。”
  • 星航传

    星航传

    一场疾病,两次战争,人类被逼入宇宙寻求生存。茫茫宇宙,何时能够找到自己的安居之所?未知未来,又有着那些危机和挑战?他星文明,究竟是敌人还是朋友?人类,该何去何从?
  • 仙民

    仙民

    一个穿越者,难道我就是那个拥有无限光环的猪角了?那我的作弊器呢?算了,没有作弊器,你要惹我,我照样打的你满地找牙。
  • 都市神游记

    都市神游记

    成为天庭下放凡间的驻凡大使,叶梓同学表示前途堪忧——前有变态大叔想和她玩养成游戏后有一群神魔鬼怪蹦出来乱折腾还有来当外援结果连工作都找不到的三个师兄师姐求包养重点是……尼玛这是在神马法术技能都得藏着掖着的各种不科学的现代社会~!--<-<-<@PS***这是一场神二代、仙N代的都市混游记~俺只是想求一张免费的推荐票而已o(╯□╰)o