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数学家的小故事

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数学家的小故事

华罗庚

原来也是个调皮、贪玩的孩子,但他很有数学才能。有一次,数学老师出了一个中国古代有名的算题——有一样东西,不知是多少。3个3个地数,还余2;5个5个地数,还余3;7个7个的数,还余2。问这样东西是多少?——题目出来后,同学们议论开了,谁也说不出得数。老师刚要张口,华罗庚举手说:“我算出来了,是23。”他不但正确地说出了得数,而且算法也很特别。这使老师大为惊诧。

可是,这位聪明的孩子,在读完中学后,因为家里贫穷,从此失学了。他回到家里,在自家的小杂货店做生意,卖点香烟、针线之类的东西,替父亲挑起了养活全家的担子。然而,华罗庚仍然酷爱数学。不能上学,就自己想办法学。一次,他向一位老师借来了几本数学书,一看,便着了魔。从此,他一边做生意、算帐,一边学数学。有时看书入了神,人家买东西他也忘了招呼。傍晚,店铺关门以后,他更是一心一意地在数学王国里尽情漫游。一年到头,差不多每天都要花十几个小时,钻研那些借来的数学书。有时睡到半夜,想起一道数学难题的解法,他准会翻身起床,点亮小油灯,把解法记下来。
   还有一次,他跟邻居家的孩子一起出城去玩,他们走着走着;忽然看见路旁有座荒坟,坟旁有许多石人、石马。这立刻引起了华罗庚的好奇心,他非常想去看个究竟。于是他就对邻居家的孩子说:
“那边可能有好玩的,我们过去看看好吗?”
邻居家的孩子回答道:“好吧,但只能呆一会儿,我有点害怕。”
胆大的华罗庚笑着说:“不用怕,世间是没有鬼的。”说完,他首先向荒坟跑去。
两个孩子来到坟前,仔细端详着那些石人、石马,用手摸摸这儿,摸摸那儿,觉得非常有趣。爱动脑筋的华罗庚突然问邻居家的孩子:“这些石人、石马各有多重?”
邻居家的孩子迷惑地望着他说:"我怎么能知道呢?你怎么会问出这样的傻问题,难怪人家都叫你‘罗呆子’。”
华罗庚很不甘心地说道:“能否想出一种办法来计算一下呢?”
邻居家的孩子听到这话大笑起来,说道:“等你将来当了数学家再考虑这个问题吧!不过你要是能当上数学家,恐怕就要日出西山了。”
华罗庚不顾邻家孩子的嘲笑,坚定地说:“以后我一定能想出办法来的。”
当然,计算出这些石人、石马的重量,对于后来果真成为数学家的华罗庚来讲,根本不在话下。
金坛县城东青龙山上有座庙,每年都要在那里举行庙会。少年华罗庚是个喜爱凑热闹的人,凡是有热闹的地方都少不了他。有一年华罗庚也同大人们一起赶庙会,一个热闹场面吸引了他,只见一匹高头大马从青龙山向城里走来,马上坐着头插羽毛、身穿花袍的“菩萨”。每到之处,路上的老百姓纳头便拜,非常虔诚。拜后,他们向“菩萨”身前的小罐里投入钱,就可以问神问卦,求医求子了。
华罗庚感到好笑,他自己却不跪不拜“菩萨”。站在旁边的大人见后很生气,训斥道:
“孩子,你为什么不拜,这菩萨可灵了。”
“菩萨真有那么灵吗?”华罗庚问道。
一个人说道:“那当然,看你小小年纪千万不要冒犯了神灵,否则,你就会倒楣的。”
“菩萨真的万能吗?”这个问题在华罗庚心中盘旋着。他不相信一尊泥菩萨真能救苦救难。
庙会散了,看热闹的老百姓都回家了。而华罗庚却远远地跟踪着“菩萨”。看到“菩萨”进了青龙山庙里,小华罗庚急忙跑过去,趴在门缝向里面看。只见 “菩萨”能动了,他从马上下来,脱去身上的花衣服,又顺手抹去脸上的妆束。门外的华庚惊呆了,原来百姓们顶礼膜拜的“菩萨”竟是一村民装扮的。
华罗庚终于解开了心中的疑团,他将“菩萨”骗人的事告诉了村子里的每个人,人们终于恍然大悟了。从此,人们都对这个孩子刮目相看,再也无人喊他“罗呆子”了。

陈景润

陈景润一个家喻户晓的数学家,在攻克歌德巴赫猜想方面作出了重大贡献,创立了著名的“陈氏定理”,所以有许多人亲切地称他为“数学王子”。但有谁会想到,他的成就源于一个故事。
1937年,勤奋的陈景润考上了福州英华书院,此时正值抗日战争时期,清华大学航空工程系主任留英博士沈元教授回福建奔丧,不想因战事被滞留家乡。几所大学得知消息,都想邀请沈教授前进去讲学,他谢绝了邀请。由于他是英华的校友,为了报达母校,他来到了这所中学为同学们讲授数学课。
一天,沈元老师在数学课上给大家讲了一故事:“200年前有个法国人发现了一个有趣的现象:6=3+3,8=5+3,10=5+5,12=5+7,28= 5+23,100=11+89。每个大于4的偶数都可以表示为两个奇数之和。因为这个结论没有得到证明,所以还是一个猜想。大数学欧拉说过:虽然我不能证明它,但是我确信这个结论是正确的。
它像一个美丽的光环,在我们不远的前方闪耀着眩目的光辉。……”陈景润瞪着眼睛,听得入神。
从此,陈景润对这个奇妙问题产生了浓厚的兴趣。课余时间他最爱到图书馆,不仅读了中学辅导书,这些大学的数理化课程教材他也如饥似渴地阅读。因此获得了“书呆子”的雅号。
兴趣是第一老师。正是这样的数学故事,引发了陈景润的兴趣,引发了他的勤奋,从而引发了一位伟大的数学家。


“老师,我没有胡闹”
——“数学王子”高斯的故事

7岁那年,小高斯上小学了。教师名字叫布特纳,是当地小有名气的“数学家”。这位来自城市的青年教师,总认为乡下的孩子都是笨蛋,自己的才华无法施展。三年级的一次数学课上,布特纳对孩子们又发了一通脾气,然后,在黑板上写下了一个长长的算式:81297+81495+81693+……+100701+100899=?

“哇!这是多少个数相加呀?怎么算呀?”学生们害怕极了,越是紧张越是想不出怎么计算。

布特纳很得意。他知道,像这样后一个数都比前一个数大198的100个数相加,这些调皮的学生即使整个上午都乖乖地计算,也不会算出结果。

不料,不一会儿,小高斯却拿着写有答案的小石板过来了,说:“老师,我算完了。”布特纳连头都没抬,生气地说:“去去,不要胡闹。谁想胡乱写一个数交差,可得小心!”说完,挥动了一下他那铁锤似的拳头。

可是小高斯却坚持不走,说:“老师,我没有胡闹。”并把小石板轻轻地放在讲台上。布特纳看了一眼,惊讶得说不出话来,没想到,这个10岁的孩子居然这么快就算出了正确的答案。

原来,小高斯不是像其他孩子那样一个数一个数地加,而是细心地观察,动脑筋,找规律。他发现一头一尾两个数依次相加,每次加得的和都是182196,求50个182196的和可以用乘法很快算出。

小高斯的难以置信的数学天赋,使布特纳既佩服,又内疚。从此,他再也不轻视穷人的孩子了。他给小高斯买来了许多数学书,并让他的年轻的助手巴蒂尔帮助小高斯学数学。

笛卡儿

笛卡儿,(1596-1650)法国哲学家,数学家,物理学家,解析几何学奠基人之一。他认为数学是其他一切科学的理论和模型,提出了数学为基础,以演绎为核心的方法论,对后世的哲学。数学和自然科学发展起到了巨大的作用。

笛卡儿分析了几何学和代数学的优缺点,表示要寻求一种包含这两门科学的优点而没有它们的缺点的方法,这种方法就是用代数方法,来研究几何问题--解析几何,《几何学》确定了笛卡儿在数学史上的地位,《几何学》提出了解析几何学的主要思想和方法,标志着解析几何学的诞生,思格斯把它称为数学的转折点,以后人类进入变量数学阶段。

笛卡儿还改进了韦达的符号记法,他用a、b、c……等表示已知数,用x、y、z……等表示未知数,创造了“=”,“”等符号,延用至今。

笛卡儿在物理学,生理学和天文学方面也有许多独到之处。

八岁的高斯发现了数学定理

德国著名大科学家高斯(1777~1855)出生在一个贫穷的家庭。高斯在还不会讲话就自己学计算,在三岁时有一天晚上他看着父亲在算工钱时,还纠正父亲计算的错误。

长大后他成为当代最杰出的天文学家、数学家。他在物理的电磁学方面有一些贡献,现在电磁学的一个单位就是用他的名字命名。数学家们则称呼他为“数学王子”。

他八岁时进入乡村小学读书。教数学的老师是一个从城里来的人,觉得在一个穷乡僻壤教几个小猢狲读书,真是大材小用。而他又有些偏见:穷人的孩子天生都是笨蛋,教这些蠢笨的孩子念书不必认真,如果有机会还应该处罚他们,使自己在这枯燥的生活里添一些乐趣。

这一天正是数学教师情绪低落的一天。同学们看到老师那抑郁的脸孔,心里畏缩起来,知道老师又会在今天捉这些学生处罚了。

“你们今天替我算从1加2加3一直到100的和。谁算不出来就罚他不能回家吃午饭。”老师讲了这句话后就一言不发的拿起一本小说坐在椅子上看去了。

教室里的小朋友们拿起石板开始计算:“1加2等于3,3加3等于6,6加4等于10……”一些小朋友加到一个数后就擦掉石板上的结果,再加下去,数越来越大,很不好算。有些孩子的小脸孔涨红了,有些手心、额上渗出了汗来。

还不到半个小时,小高斯拿起了他的石板走上前去。“老师,答案是不是这样?”

老师头也不抬,挥着那肥厚的手,说:“去,回去再算!错了。”他想不可能这么快就会有答案了。

可是高斯却站着不动,把石板伸向老师面前:“老师!我想这个答案是对的。”

数学老师本来想怒吼起来,可是一看石板上整整齐齐写了这样的数:5050,他惊奇起来,因为他自己曾经算过,得到的数也是5050,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了这个数值呢?

高斯解释他发现的一个方法,这个方法就是古时希腊人和中国人用来计算级数1+2+3+…+n的方法。高斯的发现使老师觉得羞愧,觉得自己以前目空一切和轻视穷人家的孩子的观点是不对的。他以后也认真教起书来,并且还常从城里买些数学书自己进修并借给高斯看。在他的鼓励下,高斯以后便在数学上作了一些重要的研究了。

为了中华民族的富强

-------苏步青的故事

苏步青1902年9月出生在浙江省平阳县的一个山村里。虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。

那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。

杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。

17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”

这就是老一辈数学家那颗爱国的赤子之心。

从小立志 科学救国

------ 熊庆来的故事

熊庆来(1893-1969)是云南弥勒县人,中国现代数学的先驱,为中国数学事业的发展做出了杰出贡献。

熊庆来的父亲熊国栋,精通儒学,但更喜欢新学,思想很开明,对熊庆来的影响很大。少年时的熊庆来从他父亲那里常听到有关孙中山民主革命的事情,这在幼年熊庆来的心田播下了爱国的种子。

1907年,熊庆来考入昆明的云南方言学堂,不久又升入云南高等学堂。当时满清王朝已日薄西山,各地的反清斗争风起云涌,抗捐、抗税、罢课、罢市、兵变遍及全国,清政府陷入于风雨飘摇之中。熊庆来由于参加了“收回矿山开采权”的抗法反清的示威游行而遭到学校的记过处分。现实的生活与斗争命命名熊庆来认识到:要使国家富强,必须掌握科学,科学能强国富民。

1913年,熊庆来赴欧留学。1914年,第一次世界大战爆发,他从比利时经荷兰、英国,辗转到了法国巴黎。8年间先后获得高等数学、力学及天文学等多科证书,并获得理学硕士学位。1921年,28岁的熊庆来学成归国,一心想学以致用,救民于水火。1949年6月,国民党反动政府趁熊庆来去巴黎参加国际会议的机会,解散了熊庆来苦心经营12年的云南大学。年近花甲的熊庆来怀着“壮志难酬,报国无门”的心情,决定滞留在法国继续从事函数论的研究。

“……祖国欢迎你,人民欢迎你!欢迎你回来参加社会主义建设的伟大事业……”1957年4月,周总理给熊庆来写信,动员他回国。同年6月,熊庆来在完成了函数论专著稿后,毅然启程,回到了祖国的怀抱。他表示,愿在社会主义的光芒中鞠躬尽瘁于祖国的学术建设事业。在回国后的7年中,他在国内外学术杂志上发表了近20篇具有世界水平的数学论文。还培养了杨乐、张广厚等一批数学人才,为祖国赢得了荣誉,表现了这位七旬老人热爱祖国的赤子之心。

1969年,一代宗师、著名数学家熊庆来先生与世长辞。临终之前他还表示为人民鞠躬尽瘁,死而后已。


欧拉

欧拉是数学史上著名的数学家,他在数论、几何学、天文数学、微积分等好几个数学的分支领域中都取得了出色的成就。不过,这个大数学家在孩提时代却一点也不讨老师的喜欢,他是一个被学校除了名的小学生。

事情是因为星星而引起的。 当时,小欧拉在一个教会学校里读书。有一次,他向老师提问,天上有多少颗星星。老师是个神学的信徒,他不知道天上究竟有多少颗星,圣经上也没有回答过。其实,天上的星星数不清,是无限的。我们的肉眼可见的星星也有几千颗。这个老师不懂装懂,回答欧拉说:"天有有多少颗星星,这无关紧要,只要知道天上的星星是上帝镶嵌上去的就够了。"

欧拉感到很奇怪:"天那么大,那么高,地上没有扶梯,上帝是怎么把星星一颗一颗镶嵌到一在幕上的呢?上帝亲自把它们一颗一颗地放在天幕,他为什么忘记了星星的数目呢?上帝会不会太粗心了呢?

他向老师提出了心中的疑问,老师又一次被问住了,涨红了脸,不知如何回答才好。老师的心中顿时升起一股怒气,这不仅是因为一个才上学的孩子向老师问出了这样的问题,使老师下不了台,更主要的是,老师把上帝看得高于一切。小欧拉居然责怪上帝为什么没有记住星星的数目,言外之意是对万能的上帝提出了怀疑。在老师的心目中,这可是个严重的问题。

在欧拉的年代,对上帝是绝对不能怀疑的,人们只能做思想的奴隶,绝对不允许自由思考。小欧拉没有与教会、与上帝"保持一致",老师就让他离开学校回家。但是,在小欧拉心中,上帝神圣的光环消失了。他想,上帝是个窝囊废,他怎么连天上的星星也记不住?他又想,上帝是个独裁者,连提出问题都成了罪。他又想,上帝也许是个别人编造出来的家伙,根本就不存在。

回家后无事,他就帮助爸爸放羊,成了一个牧童。他一面放羊,一面读书。他读的书中,有不少数学书。

爸爸的羊群渐渐增多了,达到了100只。原来的羊圈有点小了,爸爸决定建造一个新的羊圈。他用尺量出了一块长方形的土地,长40米,宽15米,他一算,面积正好是600平方米,平均每一头羊占地6平方米。正打算动工的时候,他发现他的材料只够围100米的篱笆,不够用。若要围成长40米,宽15米的羊圈,其周长将是110米(15+15+40+40=110)父亲感到很为难,若要按原计划建造,就要再添10米长的材料;要是缩小面积,每头羊的面积就会小于6平方米。

小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,也不用担心每头羊的领地会小于原来的计划。他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法,听了没有理他。小欧拉急了,大声说,只有稍稍移动一下羊圈的桩子就行了。

父亲听了直摇头,心想:"世界上哪有这样便宜的事情?"但是,小欧拉却坚持说,他一定能两全齐美。父亲终于同意让儿子试试看。

小欧拉见父亲同意了,站起身来,跑到准备动工的羊圈旁。他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到25米。父亲着急了,说:"那怎么成呢?那怎么成呢?这个羊圈太小了,太小了。"小欧拉也不回答,跑到另一条边上,将原来15米的边长延长,又增加了10米,变成了25米。经这样一改,原来计划中的羊圈变成了一个25米边长的正方形。然后,小欧拉很自信地对爸爸说:"现在,篱笆也够了,面积也够了。"

父亲照着小欧拉设计的羊圈扎上了篱笆,100米长的篱笆真的够了,不多不少,全部用光。面积也足够了,而且还稍稍大了一些。父亲心里感到非常高兴。孩子比自己聪明,真会动脑筋,将来一定大有出息。

父亲感到,让这么聪明的孩子放羊实在是及可惜了。后来,他想办法让小欧拉认识了一个大数学家伯努利。通过这位数学家的推荐,1720年,小欧拉成了巴塞尔大学的大学生。这一年,小欧拉13岁,是这所大学最年轻的大学生。

伽利略

伽利略17岁那年,考进了比萨大学医科专业。他喜欢提问题,不问个水落石出决不罢休。

有一次上课,比罗教授讲胚胎学。他讲道:“母亲生男孩还是生女孩,是由父亲的强弱决定的。父亲身体强壮,母亲就生男孩;父亲身体衰弱,母亲就生女孩。”

比罗教授的话音刚落,伽利略就举手说道:“老师,我有疑问。”

比罗教授不高兴地说:“你提的问题太多了!你是个学生,上课时应该认真听老师讲,多记笔记,不要胡思乱想,动不动就提问题,影响同学们学习!”“这不是胡思乱想,也不是动不动就提问题。我的邻居,男的身体非常强壮,可他的妻子一连生了5个女儿。这与老师讲的正好相反,这该怎么解释?”伽利略没有被比罗教授吓倒,继续反问。

“我是根据古希腊著名学者亚里士多德的观点讲的,不会错!”比罗教授搬出了理论根据,想压服他。

伽利略继续说:“难道亚里士多德讲的不符合事实,也要硬说是对的吗?科学一定要与事实符合,否则就不是真正的科学。”比罗教授被问倒了,下不了台。

后来,伽利略果然受到了校方的批评,但是,他勇于坚持、好学善问、追求真理的精神却丝毫没有改变。正因为这样,他才最终成为一代科学巨匠。

数学家的墓志铭

一些数学家生前献身于数学,死后在他们的墓碑上,刻着代表着他们生平业绩的标志。
古希腊学者阿基米德死于进攻西西里岛的罗马敌兵之手(死前他还在主:“不要弄坏我的圆”。)后,人们为纪念他便在其墓碑上刻上球内切于圆柱的图形,以纪念他发现球的体积和表面积均为其外切圆柱体积和表面积的三分之二。 德国数学家高斯在他研究发现了正十七边形的尺规作法后,便放弃原来立志学文的打算 而献身于数学,以至在数学上作出许多重大贡献。甚至他在遗嘱中曾建议为他建造正十七边形的棱柱为底座的墓碑。
16世纪德国数学家鲁道夫,花了毕生精力,把圆周率算到小数后35位,后人称之为鲁 道夫数,他死后别人便把这个数刻到他的墓碑上。 瑞士数学家雅谷·伯努利,生前对螺线(被誉为生命之线)有研究,他死之后,墓碑上 就刻着一条对数螺线,同时碑文上还写着:“我虽然改变了,但却和原来一样”。这是一句既刻划螺线性质又象征他对数学热爱的双关语