十项全能——欧拉
今天的《数学真好玩》,我们要认识一个新的数学家。他叫欧拉,是瑞士有名的数学家和物理学家,他同高斯一起,被称为历史上最伟大的两位数学家。欧拉在数论、几何学、天文数学、微积分等数学分支领域中都取得了出色的成就。同时欧拉也是历来最有才华、最博学的人物之一,也是历史上最多产的一位数学家。今天,世界各地仍在以各种方式,纪念着这位影响了世界的数学大家。
前苏联于1957年发行的纪念邮票
第六版10元瑞士法郎正面的欧拉肖像
天上的星星有几颗——质疑,触摸真理的开始
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。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,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,人们只能做思想的接收者,绝不允许自由思考。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,上帝太粗心了,怎么连天上的星星也记不住?他想,上帝是个独裁者,连提出问题都成了罪。他又想,上帝也许是别人编造出来的,根本就不存在。
智改羊圈——善思,连接知识与实际的桥梁
欧拉小的时候就非常聪明,他经常帮助爸爸计算数学问题。欧拉的爸爸养了一群羊,小欧拉每天放学后都会帮助爸爸去放羊。放羊时,小欧拉会拿出书来认真阅读。其他小孩子都喜欢看一些有趣的故事书,可是小欧拉却偏偏喜欢看数学方面的书籍。在无尽的数字中,小欧拉寻找到了让自己快乐的知识,就这样他的数学越来越好。
随着时间的推移,爸爸养的羊越来越多,有100只之多。羊多了,固然让一家人高兴,可是麻烦事也随之而来。原来的羊圈已经无法容纳越来越庞大的羊群,必须新建一个更大的羊圈才行。
为了建造新羊圈,欧拉的爸爸清理出一块长40米,宽15米的长方形土地,总面积是600平方米。这样一来,每只羊就有六平方米的活动空间。
可问题也随之而来,600平方米的羊圈需要110米长的篱笆,因为15+15+40+40=110,而欧拉的爸爸只准备了100米长的篱笆。如果按照计划建造600平方米的羊圈,就需要增加10米的材料,要是缩小面积,每只羊占有的面积就会小一些。这让欧拉的爸爸很为难,一时间难以作出决定。
见到爸爸愁眉不展的样子,他便对爸爸说:“不用担心,我们不用缩小羊圈,也不用增加材料,就能把羊圈建起来。”爸爸一脸怀疑,心想:材料就这么多,还怎么可能加大面积呢?
小欧拉看出了爸爸的怀疑,便说:“让我试试吧,一定可以的!”没办法,爸爸只好同意让欧拉试一试。
得到爸爸的许可后,小欧拉快乐的跑到空地上,他以一个木桩为中心,将原来的40米边长截短,缩短到了25米。爸爸一看就急了:“你这样建造羊圈太小了,怎么能装得下一百只羊啊?”小欧拉也不回答,他接着又跑到另一条边上,将原来15米的边长增加了10米,变成了25米。这样一改,原来长40米,宽15米的长方形羊圈变成了边长25米的正方形。
小欧拉自信的对爸爸说:“现在的羊圈面积更大了,材料也够用了。”爸爸半信半疑,但当他给小欧拉设计的羊圈张上篱笆时,却惊讶的发现,这些篱笆竟然不多不少全被用光了,而羊圈的面积确实比先前设计的大了一些。
就这样,聪明的小欧拉为爸爸解决了难题。欧拉的爸爸见到儿子如此聪明,觉得让他放羊会耽误他的前途,于是决定让他全心全意的读书,而小欧拉也没有辜负爸爸的一片苦心,经过自己不懈的努力,他终于成为了世界上著名的数学家。
这便是伟大的数学家欧拉的小时候智改羊圈的故事。
欧洲所有数学家的老师——追求真理而非名誉
欧拉有着高尚的品格,他本可以更加荣誉加身,然而他最爱的是真理与数学,而非鲜花与桂冠,因此他毫不吝啬自己的知识,总是愿意倾囊相授。欧拉晚年的时候,欧洲所有的数学家都把他当作老师,著名数学家拉普拉斯(Laplace)曾说过:“读读欧拉、读读欧拉,它是我们大家的老师!”
知识渊博——百科全书式的人物
欧拉是18世纪科学界的代表人物,是那个时代的巨人。他是历来最有才华、最博学的人物之一,也是历史上最多产的一位数学家。
欧拉渊博的知识,无穷无尽的创作精力和空前丰富的著作,都是令人惊叹不已的。他从19岁开始发表论文,直到76岁,半个多世纪写下了浩如烟海的书籍和论文。据统计他一生,共写下了856篇论文,专著32部,其中分析、代数、数论占40%,几何占18%,物理和力学占28%,天文学占11%,弹道学、航海学、建筑学等占3%,彼得堡科学院为了整理他的著作,足足忙碌了四十七年。而今几乎每一个数学领域都可以看到欧拉的名字,从初等几何的欧拉线,多面体的欧拉定理,立体解析几何的欧拉变换公式,四次方程的欧拉解法到数论中的欧拉函数,微分方程的欧拉方程,级数论的欧拉常数,变分学的欧拉方程,复变函数的欧拉公式等等数不胜数。欧拉的兴趣十分广泛,他研究过天文学、物理学、航海学、建筑学、地质学、化学等等,在这些领域,欧拉也留下了大量的论文、著作。
这便是伟大的数学家欧拉的故事。你有什么感受?
我们也许会感叹天才果然是天才,小小年纪就展露出智慧的光芒。可是,我们也不能忘了,小欧拉之所以能帮助父亲成功解决问题,正是因为他平时热爱思考,喜欢探究问题,在小学中关于星星的疑问不正是这一体现吗?终其一生,欧拉始终孜孜以求、不倦思考,他著作等身然而依然保持谦逊求实,这些除了他的学术成就以外的品质,同样使我们敬佩不已。