阿基米德用數學戰(zhàn)勝羅馬戰(zhàn)艦,牛頓在干農活時沉迷于數學問題,歐拉巧思妙想幫爸爸擴大羊圈,高斯十歲時就能運用等差數列求和……《數學家的故事》帶領我們徜徉在數學故事的長廊中,讓我們從此愛上數學
孫劍,四川省中學特級教師,南充市學術技術帶頭人,被四川省教育廳聘為初中數學教師省級培訓員,南充市優(yōu)秀中小學校長,四川省初中數學省級骨干教師。中國數學會會員,南充市數學專業(yè)委員會副理事長。撰寫論文多篇。指導學生參加全國初中數學聯(lián)賽,18人次獲全國一等獎(金牌)。
外國篇
一、泰勒斯
二、畢達哥拉斯
三、歐幾里得
四、阿基米德
五、韋達
六、笛卡爾
七、費馬
八、伯努利
九、牛頓
十、萊布尼茨
十一、丹尼爾
十二、歐拉
十三、拉格朗日
十四、拉普拉斯
十五、高斯
十六、柯西
十七、阿貝爾
十八、羅巴切夫斯基
十九、伽羅瓦
二十、魏爾斯特拉斯
二十一、黎曼
二十二、康托爾
二十三、克萊因
二十四、科瓦列夫斯卡婭
二十五、龐伽萊
二十六、希爾伯特
二十七、羅素
二十八、哈代
二十九、諾特
三十、馮諾依曼
中國篇
一、劉徽
二、趙爽
三、祖沖之
四、沈括
五、賈憲
六、楊輝
七、秦九韶
八、徐光啟
九、李善蘭
十、熊慶來
十一、陳建功
十二、蘇步青
十三、姜立夫
十四、江澤涵
十五、吳大任
十六、華羅庚
十七、柯召
十八、許寶騄
十九、陳省身
二十、吳文俊
二十一、谷超豪
二十二、王梓坤
二十三、陳景潤
二十四、張景中
二十五、楊樂和張廣厚
二十六、丘成桐
附錄:數學家姓名中英文對照表
致謝
畢達哥拉斯的故事
畢達哥拉斯的父親是一個富商,畢達哥拉斯9歲時被父親送到提爾,在敘利亞學者那里學習,在這里他接觸了東方的宗教和文化。之后,他又多次隨父親做商務旅行到小亞細亞。
公元前551年,畢達哥拉斯來到米里都、得洛斯等地,拜訪了泰勒斯、阿那克西曼德和菲爾庫德斯,并成為他們的學生。在此之前,他還曾在薩摩斯的詩人克萊非洛斯那里學習詩歌和音樂。
公元前550年,30歲的畢達哥拉斯因宣傳理性神學,穿東方人服裝并蓄上頭發(fā),從而引起當地人的反感,薩摩斯人因此一直對畢達哥拉斯有成見,認為他標新立異,鼓吹邪說。
畢達哥拉斯被迫于公元前535年離開家前往埃及,途中他在腓尼基各沿海城市停留,學習當地神話和宗教,并在提爾一神廟中靜修。
畢達哥拉斯抵達埃及后,國王阿馬西斯推薦他人神廟學習。
從公元前535年至公元前525年這十年時間中,畢達哥拉斯學習了象形文字和埃及神話歷史和宗教,并宣傳希臘哲學,受到許多希臘人尊敬,有不少人在他的門下求學。
畢達哥拉斯在自己49歲這一年回到家鄉(xiāng)薩摩斯,開始講學并開辦學校,但是沒有達到他預期的成效。公元前520年左右,他為了擺脫當時君主的暴政,與母親和唯一的一個門徒離開薩摩斯移居到西西里島,后來定居在克羅托內。在那里他廣收門徒,建立了一個宗教、政治、學術合一的團體。
他的演講吸引了各階層的人士,很多上層社會的人士也來參加演講會。按當時的風俗,婦女是被禁止出席公開的會議的,畢達哥拉斯打破了這個成規(guī),允許她們也來聽講。熱心的聽眾中就有他后來的妻子西雅娜,她年輕漂亮,曾給他寫過傳記,可惜已經失傳了。
這個社團里有男有女,地位一律平等,一切財產都歸公有。
社團的組織紀律很嚴密,甚至帶有濃厚的宗教色彩。
每個學員都要在學術上達到一定的水平,加入組織還要經過一系列神秘的儀式,以求達到“心靈的凈化”。他們要接受長期的訓練和考核,遵守很多的規(guī)范和戒律,并且宣誓永不泄露學派的秘密和學說。
他們相信依靠數學可使靈魂升華,與上帝融為一體,“萬物皆數”,“數是萬物的本質”,是“存在由之構成的原則”,而整個宇宙是數及其關系的和諧的體系。上帝通過數來統(tǒng)治宇宙。這是畢達哥拉斯學派和其他教派的主要區(qū)別。學派的成員有著共同的哲學信仰和政治理想,他們吃著簡單的食物,進行著嚴格的訓練。
學派的教義鼓勵人們自制、節(jié)欲、純潔、服從。他們開始在大希臘(今意大利南部一帶)贏得了很高的聲譽,產生過相當大的影響,也因此引起了敵對派的嫉恨。后來,社團受到民主運動的沖擊在克羅托內的活動場所遭到了嚴重的破壞。畢達哥拉斯被迫移居他林敦今意大利南部塔蘭托,并于公元前497年去世。許多門徒逃回希臘本土,在弗利奧斯重新建立據點,另一些人到了塔蘭托,繼續(xù)進行數學哲學研究以及政治方面的活動,直到公元前4世紀中葉畢達哥拉斯學派持續(xù)繁榮了兩個世紀之久。
【勾股定理】有一次,畢達哥拉斯應邀參加一位富有政要舉行的餐會,這位主人豪華宮殿般的餐廳鋪著正方形的美麗大理石地磚。由于大餐遲遲不上桌,饑腸轆轆的貴賓頗有怨言,但善于觀察和理解的畢達哥拉斯卻凝視腳下這些排列規(guī)則、美麗的方形地磚,他不只是欣賞地磚的美麗,而是想到它們和“數”之間的關系。于是,他拿出畫筆并蹲在地板上,選了一塊地磚以它的對角線長度為邊畫了一個正方形,他發(fā)現這個正方形的面積恰好等于兩塊地磚的面積和。他很好奇,于是再以兩塊地磚拼成的矩形的對角線畫了另一個正方形,他發(fā)現這個正方形的面積等于5塊地磚的面積,也就是以該矩形兩邊作正方形面積之和。至此,畢達哥拉斯作了大膽的假設:任何直角三角形,其斜邊的平方恰好等于另兩條邊平方之和。那一頓飯,這位古希臘數學大師的視線都一直沒有離開地面。
畢達哥拉斯本人以發(fā)現勾股定理(西方稱畢達哥拉斯定理)著稱于世。這定理早已為巴比倫人和中國人所知。大約是戰(zhàn)國時期的數學著作《周髀算經》中記錄著商高同周公的一段對話。商高說:“……故折矩,勾廣三,股修四,徑隅五。”意思就是說:當直角三角形的兩條直角邊分別長為3(短邊)和4(長邊)時,徑隅(就是弦)則為5。后人簡練地把這個事實說成“勾三股四弦五”,這就是中國著名的勾股定理。不過,最早的論證大概可歸功于畢達哥拉斯,他用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等于兩直角邊平方之和,即畢達哥拉斯定理。
【個人軼事】畢達哥拉斯是希臘數學家中的一位杰出人物,同時也是歷史上最有趣味且又最難理解的人物之一。有一次,畢達哥拉斯遇到一位非常用功的窮人,他想教對方學習幾何,于是對窮人說:“如果你愿意跟我學習一個定理,我就給你一枚錢幣!备F人看在錢的分上,樂不可支地答應了他。窮人的進步飛速,過了一學期,他對幾何產生了強烈的興趣,反過來要求畢達哥拉斯教快一些,還說:“如果老師多教一個定理,我就給你一個錢幣!睕]過多久,畢達哥拉斯就把給學生的錢如數收回,同時也達到了教學生知識的目的,這是他當老師高明的地方。
讓人遺憾的是,畢達哥拉斯的定理引發(fā)了不可公約數(無理數)的發(fā)現,但這使得他的全部哲學被否定。他的一個學生用畢達哥拉斯定理證明了:當正方形的邊長為1時,對角線長度不能用任何兩個整數相除來表示,也就是說不是有理數。
這剛好否定了畢達哥拉斯“關于一切數的存在都是有理的”的想法,這個學生的發(fā)現直接要了畢達哥拉斯的命——他被教眾拋進了大海。這次事件被稱作數學史上的第一次危機,因為它否定了一切數都是有理數的結論。一直到18—19世紀,關于微積分嚴格性的討論才對這個數學問題做出了解答。
……