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數學之神是誰,數學界公認的四大巨頭

  • 數學
  • 2023-05-26
目錄
  • 英語之神是誰
  • 數學界三大神
  • 數字之神是誰
  • 數學之王是高斯還是歐拉
  • 數學界公認的四大巨頭

  • 英語之神是誰

    阿基米德(前287一前212)出身在現今意大利西西里島的海濱敘拉古城,這是一個由希臘移民建立的城邦國家。曾經創造了燦爛文化,出現了亞里士多德、亞歷山大大帝等名人的希臘文明此時已如西照的夕陽,步入了傍晚時分。鬧搭在環地中海周邊,北部,羅馬國家在意大利半島崛起;南部,是腓尼基人建立的迦太基強國;在東部的廣大區域,是仍然屬于希臘世界的大小不等的數個國家。阿基米德就是在這樣的環境中度過了一生。

    阿基米德家屬于貴族階層,與敘拉古國王希耶隆二世是親戚,但家境并不富裕。他的父親菲迪阿斯是位天文學家兼數學家,使阿基米德自小得到良好的教育,飽受科學知識的熏陶。少時的阿基米德天資聰慧,勤奮好學,善于鉆研、思考各種問題,并常常達到癡迷的程度。據說在他年輕時就設計出在港口用的裝卸貨物的機器。但這時,他的理論知識還不夠,講不出它的道理。在國王的幫助下,他來到埃及亞歷山大里亞留學,以求深造。

    亞歷山大里亞位于尼羅河港口,是當時希臘世界的最大城市之一,也是文化與學術中心,人才薈萃之地,有藏書豐富的圖書館和博學園。幾何學之父歐幾里得曾在這里開辦學校,講授《幾何原本》,培養了一批人才。阿基米德來到這里,跟隨歐幾里得的學生柯農學習。他與青年學者埃拉托色尼(任圖書館館長)結為好友,兩人常在一起探討問題。埃拉托色尼測出的地球直徑,與人們現在得出的長度僅相差一百余公里。學者們在這里展開的日心說與地心說的辯論,雖然日心說未能取勝,卻開闊了阿基米德的思路,給他以啟迪。

    學習之余,阿基米德常常到尼羅河畔散步。在久旱無雨的季節,他看到農民們一桶一桶地從河里提水澆田,非常吃力。為解決用尼羅河水灌溉農田的問題,他制造了一個螺旋抽水機,可以將水連續地從低處抽到高處,這就是人們稱為“阿基米德螺旋”的機械。這種排水的機械后來用途越來越廣,如攪拌機、絞肉機等,都是利用了阿基米德螺旋的原理。

    前240年,阿基米德回到家鄉,當上了國王的顧問,幫助國王解決生產、軍事以及各種生活中出現的問題。這促使他將理論與實際相結合,取得許多新的發現與發明。

    “假如給我一個支點,我就能移動地球。”這是阿基米德強調杠桿作用的名言。杠桿很早就為人們所熟悉和使用了,但是還沒有人進行的論述。阿基米德總結了前人驗證的散亂的論述,經過對杠桿平衡條件的數學證明,寫出了《論平面圖形的平衡》,對杠桿原理進行了、全面、科學的總結,并得出重量比等于距離反比的杠桿定律。這個定律后來成為一切機械設計的基礎,直接指導了人們的生產和生活實踐。據說,希耶隆國王曾抱怨阿基米德的理論研究沒有實際用處,但不久后發生的一件事卻使國王信服了。國王命人造了一只大船,船造好后卻無法下水。正當大家束手無策之時,阿基米德主動請戰,設計、制造了一套杠桿滑輪,然后將繩子的一頭交給國王。國王輕輕一拉,船就慢慢地移動起來,下到水里了。國王高興萬分,特發出布告,命“從今以后,凡是阿基米德所說的話,務須一律聽從”。

    在古希臘時代,人們求圓的周長和面積時,利用的是前人總結出的直徑為一而周長為三(即徑一周三)數值,然而,這樣計算出的圓的周長和面積總是偏小。阿基液運拿米德經過反復計算與求證,得出了用小數表示即3.1409<π<3.1429的數值,取平均值即3.1419,大大地提高了計算的精確度。他在《論球和圓柱》中提出了5條公理作為嚴格證明的依據。在《圓的度量》一書中,求出了計算球體、圓柱體和更復雜立體的體積、表面和周長的公式。更重要的是,在推演這些公式的過程中,他運用了窮竭法,即逐步求近似而求極限的方法,從而奠定了現代微積分計算的基礎。以至在一千多年以后,萊布尼茨發明微積分法時,還聲稱得益于阿基米德的創造。

    一則流傳最廣的故事是:希耶隆二世交給工匠15兩金子,讓悄皮工匠為他制造了一頂純金的王冠。許多天以后,王冠做成了,纖細的金絲密密地織成各種花樣,十分精美,稱一下,正好15兩。國王拿到手里,滿心歡喜,但又懷疑工匠偷了金子,摻進銀子。國王命人拿去檢驗成色,并且不能碰壞一根金絲。誰也沒辦法完成這個重任,只好將其交給阿基米德。接受任務后阿基米德整日冥思苦想,也想不出什么好辦法。但他并不放棄,腦中始終為這個難題所縈繞。一天,他去澡堂洗澡,當坐進澡盆時,他看見盆里的水慢慢地溢了出來,而身體則微微上浮。突然,他眼前一亮,一個靈感閃現在腦海:相同重量的物體,由于其體積不同,排出的水量也不同。干是,他不顧赤裸的身體,大喊著“我找到了,我找到了”,跑回家去。經過實驗與嚴格的計算,證明王冠中摻有銀子,并且得出準確的數量,令工匠心服口服。由此,他發現了流體靜力學的基本原理——物體在液體中減輕的重量,等于它所排出的液體的重量。后來,他在《論浮力》一書中對此做了詳述,這個原理被人們稱為阿基米德原理。

    到了前3世紀末,阿基米德已進入高齡之時,羅馬與迦太基之間的戰爭越來越激烈了。夾在兩強之間的敘拉古地位十分微妙,不得不左右逢源,茍且圖存。前218年,兩強間的第二次布匿戰爭爆發。戰爭初期,迦太基的名將漢尼拔率軍突然出現在意大利的北部,令羅馬軍隊大敗。敘拉古趁機脫離羅馬,宣布與迦太基結盟。當羅馬軍隊從失敗中恢復過來后,立刻對背叛它們的城邦實行報復。羅馬元老院命令執政官馬賽拉斯統帥4個軍團,40艘戰船向敘拉古發動攻擊。阿基米德責無旁貸地投入了保衛祖國的戰斗,在他的指導下,敘拉古人制造的機械在戰爭中發揮了巨大威力。

    當敵人的戰艦從海上襲來時,城墻里飛出了大大小小的石塊,打向戰船。待戰船好不容易靠近城墻時,城墻上又伸出了相當先進的長長的機械吊臂,吊臂下懸著的巨大的鐵爪和鐵鉤,用以鉤住羅馬戰船,慢慢上升,再慢慢傾斜,將它掀翻在海上。還有一個傳說:在羅馬戰船靠近時,城墻上集中的許多鏡子把太陽光反射到敵人的船帆上,使戰船起火燃燒,損失慘重(人們對這個傳說一直半信半疑。17世紀牛頓對光進行了研究之后,認為這種情況完全是可能的)。海軍司令克勞狄烏斯說:“我們簡直是在跟木桶打仗,災難連續不斷地向我們襲來,可是我們卻看不見一個敵人。我們還是不要和科學家打仗吧。”海軍只得退出了戰斗。羅馬陸軍的命運似乎更慘,當軍隊接近城墻時,投石機將大石塊投向敵軍;在軍隊后退時,又飛出利箭,打得敵人望風而逃。

    馬賽拉斯無計可施,只得命令將敘拉古城團團圍住。一年、兩年過去了,敘拉古仍然安然無恙。但是,城里的糧食越來越緊張,人心混亂,一部分人產生了投降情緒。前212年的春天,一個雇傭軍頭目叛變,在黑夜偷偷地打開城門,放進了敵人。等待了這么長久的敵人沖進城,按捺不住地在城里大肆燒殺劫掠。盡管馬賽拉斯命令不許碰阿基米德,并派一名士兵去請他。但是,覆巢之下,安有完卵。當時,阿基米德正在全神貫注地求證著眼前的一個幾何圖形,突然一名士兵的黑影遮住了光線。阿基米德憤怒地大喊:快走開!你弄壞了我的圖形。那個士兵要帶他去見馬賽拉斯,他說:“等等,讓我證出這道題。”士兵終于不耐煩,拔劍刺進了阿基米德的胸膛。一位偉大的科學家就這樣離開了人世。

    阿基米德死后,人們遵照他早年的囑托,在他的墓碑上刻下了標明其體積比為3:2的一個圓柱體和一個內切球(他的一項發現:直徑相同的一個內接球體與一個圓柱體體積之比是2:3)。

    阿基米德將數學與物理學緊密結合,不僅用力學方法解決數學問題,而且用數學方法研究力學及其他實際問題,在數學和物理學上都做出了杰出的貢獻。他是現代數學分析的先驅、靜力學的奠基人、液體靜力學的創始者、螺旋抽水機的發明人。他的這些發現和發明在今天已經得到了廣泛的應用。在科學發展史上,他和牛頓標志著力學和數學史上的兩個主要時代。

    數學界三大神

    是阿基米德。阿基米德是古希臘最偉大的數學家。早在公元1世紀,就有人出自對阿基米德的狂熱崇拜,稱他是“數學的神”。

    拓展:阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學家、州兆跡百科式科學家、數學家、物理學家、力學家,靜態力學和流體靜力學的奠基人冊并,并且享有“力學之父”的美稱,阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數學家。[1]阿基米德曾說過:“給我一個支點,我猜碼就能撬起整個地球。”

    公元前267年,阿基米德被父親送到埃及的亞歷山大城跟隨歐幾里得的學生埃拉托塞和卡農學習。亞歷山大城位于尼羅河口,是當時世界的知識、文化貿易中心,學者云集,人才薈萃,被世人譽為“智慧之都”。

    數字之神是誰

    "數學之神"──阿基米德

    阿基米德公元前287年出生在意大利半島南端西西里島的敘拉古。父親是位數學家兼天文學家。阿基米德從小有良好的家庭教養,11歲就被送到當時希臘文化中心的亞歷山大城去學習。在這座號稱"智慧之都"的名城里,阿基米德博閱群書,汲取了許多的知識,并且做了歐幾里得學生埃拉托塞和卡農的門生,鉆研《幾何原本》。

    后來阿基米德成為兼數學家與力學家的偉大學者,并且享有"力學之父"的美稱。其原因在于他通過大量實驗發現了杠桿原理,又用幾何演澤方法推出許多杠桿命題,給出嚴格的證明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在數學上也有著極為光輝燦爛的成就。盡管阿基米德流傳至今的著作共只有十來部,但多數是幾何著作,這對于推動數學的發展,起著決定性的作用。

    《砂粒計算》,是專講計算方法和計算理論的一本著作。阿基米德要計算充滿宇宙大球體內的砂粒數量,他運用了很奇特的想象,建立了新的量級計數法,確定了新單位,提出了表示任何大數量的模式,這與對數運算是密切相關的。

    《圓的度量》,利用圓的外切與內接96邊形,求得圓周率π為: 3<π<4 ,這是數學史上最早的,明確指出誤差限度的π值。他還證明了圓面積等于以圓周長為底、半徑為高的正三角形的面積;使用的是窮舉法。

    《球與圓柱》,熟練地運用窮竭法證明了球的表面積等于球大圓面積的四倍;球的體積是一個圓錐體積的四倍,這個圓錐的底等于球的大圓,高等于球的半徑。阿基米德還指出,如果等邊圓柱中有一個內切球,則圓柱的全面積和它的體積,分別為球表面積和體積的 。在這部著作中,他還提出了著名的"阿基米德公理"。

    《拋物線求積法》,研究了曲線圖形求積的問題,并用窮竭法建立了這樣的結論:"任何由直線和直角圓錐體的截面所包圍的弓形(即拋物線),其面積都是其同底同高的三角形面積的三分之四。"他還用力學權重方法再次驗證這個結論,使數學與力學成功地結合起來。

    《論螺線》,是阿基米德對數學的出色貢獻。他明確了螺線的定義,以及對螺線的面積的計算方法。在同一著作中,阿基米德還導出幾何級數和算術級數求和的幾何方法。

    《平面的平衡》,是關于力學的最早的科學論著,講的是確定平面圖形和立體圖形的重心問題。

    《浮體》,是流體靜力學的第一部專著,阿基米德把數學推理成功地運用于分析浮體的平衡上,并用數學公式表示浮體平衡的規律。

    《論錐型體與球型體》,講的是確定由拋物線和雙曲線其軸旋轉而成的錐型體體積,以及橢圓繞其長軸和短軸旋轉而成的球型體的體積。

    丹麥數學史家海伯格,于1906年發現了阿基米德給厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的傳抄本。通過研究發現,這些信件和傳抄本中,蘊含著微積分的思想,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨于成熟的無窮小分析領域里去,預告了微積分的誕生。

    正因為他的杰出貢獻,美國的E.T.貝爾在《數學人物》上是這樣評價阿基米德的:任何一張開列有史以來山畢毀三個最偉大的數學家的名單之中,必定會包括阿基米德,而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較,或拿他們影響當代和后世的深邃久遠來比較,還應首推阿基米德。

    阿基米德的成就是多方面的。他是采用積分方法的第一人,同時開創了圓周率 值的科學計算的悠久歷史,寫出了關于數學物理的第一篇重要論文。歷史上有許多關于阿基米德的生動有趣的故事,如海埃羅國王和可疑的首飾匠。敘拉古國王海埃羅讓一個首飾匠給他逗備制作一頂金王冠,完成后,國王懷疑首飾匠在其中加入了白銀而竊取了黃金。他想要弄清情況,但又不愿損壞王冠,于是他向阿基米德請教。有一天,正當阿基米德在浴池數春洗澡時,他想出了解決這個問題的關鍵,即浮力第一定律:浸入流體中的物體所受的浮力等于物體排開流體的重量。這一發現使他興奮之極,他從水池中跳出來,連衣服都忘記穿了。就從房間跑出去。在大街上,他一邊跑,一邊喊:“知道啦!知道啦!”

    阿基米德隨時都在思考,她的許多幾何學發現都是利用在爐灰上和泥地上所畫的圖形而得到的。事實上,他就是正在潛心研究畫在地上的一個幾何圖形時被殺害的。公元前215年,敘拉古城被羅馬軍隊侵犯。后來,由于叛徒的出賣,敘拉古城終于陷落。當時阿基米德正在專心思考,以至沒有聽到羅馬士兵沉重的腳步聲和粗暴的喝問聲。一只皮靴踩在阿基米德畫在地上的圖形,阿基米德抬起頭來,憤怒地吼道:“滾開些,不要踩壞了我的圖!”……結果士兵就用長矛把他刺死了。

    阿基米德的逝世是古希臘科學的巨大損失,連他的敵人也感到非常惋惜。當羅馬將軍馬塞拉得知阿基米德被殺后,把殺害阿基米德的那個士兵當作犯處決了。他為阿基米德舉行了隆重的葬禮,并在墓地上立了一塊碑,上面刻有一個幾何圖形。相傳,它是阿基米德生前最引以為豪的一個定理:

    “如果圓柱的底等于球的大圓,圓柱的高等于球的直徑,則圓柱的總面積(包括側面積和兩底)恰好等于球的表面積的2/3,圓柱的體積恰好等于球的體積的3/2。

    數學之王是高斯還是歐拉

    阿基米德(公元前287~前212年),出生于西西里島的敘拉古城。他是古希臘后期一位最偉大的科學家,在數學和力學方面取得了極大的成就。被稱為“數學之神”。

    公元前214年,羅馬的執政官馬賽拉斯率領軍隊攻打敘拉古。當羅馬的艦隊和陸軍逼近敘拉古城時,許多又大又重的石頭以飛快的速度投向羅馬陸軍,而一些粗梁則撞沉了羅馬人的軍艦;有的軍艦還被一種起重機式的機械抓吊到空中,掀翻過來,或摔在巖石上,掉入海里,連人帶船粉身碎骨。這些機械都是阿基米德多年前造的。

    馬賽拉斯不能取勝,只好采用長期圍困的辦法,這樣整整過了兩年,到公元前212年才占領了敘陵基拉古。馬賽拉斯十分敬佩使他屢次敗北的阿基米德,下令不準傷害他,還派了一個士兵去請他念汪指。誰知阿基米德還不知道城池已破,此時正全神貫注地凝視著幾何圖形沉思呢。他要求把問題證完再去,激怒了這個魯莽而無知的士兵,拔出劍來刺死了這位仔配75歲的老科學家。

    馬賽拉斯對阿基米德的死十分痛心,嚴懲了那個士兵,撫恤了阿基米德的親屬,隆重地追悼了阿基米德,為他建了陵墓。

    數學界公認的四大巨頭

    阿基米德(公元前287年—公元前舉型前212年),是舉世公認的上古亞歷山大里亞時期最偉大的數學家、發答局明家,天才的思想家慧猜和偉大的愛國者。阿基米德在力學方面的成績最為突出。他并嚴格地證明了杠桿定律,為靜力學奠定了基礎。他還發現了浮力定律,即有名的阿基米德定律。被稱為數學之神。

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