数学家的小故事 3个数学家的小故事,可以讲给孩子们听
10岁豪言,不求升官发财,只求得知宇宙之奥秘。
祖冲之是我国南北朝时期的数学家、天文学家。祖冲之的数学著作《缀术》记载了很多数学计算的方法,比如一些特殊的二次方程和三次方程根的计算。
另外,祖冲之还将圆周率推算到了3.1415926到3.1415927之间,也是当时对圆周率计算精度最高的。
祖冲之的爷爷、爸爸都是当官的,祖冲之小时候被逼着学习四书五经就是必然的了。
但是,小祖冲之并不擅长学习这些,经常因为无法背诵课文而被爸爸骂成蠢猪笨牛。
最后还是祖冲之的爷爷出来说话:“算了算了,书念不好也许其他的能做好呢。别再难为孩子了。”
某个机会,祖冲之的爷爷发现祖冲之对天文学很感兴趣,于是给祖冲之找来很多关于天文学的书。
看到小祖冲之读得津津有味,大家都很高兴。于是,祖孙三人就经常一起讨论天文知识。
10岁那年,家里带着祖冲之去天文学家何承天的家里。
何承天见祖冲之对天文感兴趣,满心欢喜。爷爷见状,顺水推舟道:“你看你这么喜欢这孩子,就收了他当徒弟吧?”
何承天转过头来,对小祖冲之说道:“小朋友,研究天文历法非常苦呀,而且不能升官发财,你真愿意搞这个?”
10岁的祖冲之一本正经的正面回答:“升官发财算什么,我想知道的是宇宙的奥秘!”
老师说:这孩子太牛,我教不了。
高斯是德国数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。高斯是近代数学的奠基人之一,有“数学王子”之称。大家可能知道的更多的故事是关于等差数列求和的。
有一天高斯的数学教师情绪低落的一天。对同学们说:“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。”结果不到半个小时,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,说:“去,回去再算!错了。”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,可是一看石板上写了这样的数:5050,他惊奇起来,这个8岁的小鬼怎么这样快就得到了答案呢?
要知道那个年代,等差数列的求和是大学才学习的知识,而小高斯看上去有能力掌握这个数学技能。
于是,下课后老手向校长汇报:“对于高斯,我已经没什么可教的了。”
后来,老师为了不埋没高斯的数学天赋,经常托人去大城市汉堡买更先进的数学书给高斯看,还让自己的助理对这个普通家庭的孩子多加照顾。
9岁自学《代数学》,13岁上大学
欧拉是最伟大的数学家之一,分析、代数、几何都是欧拉伟大的贡献。欧拉还是最多产的数学家之一,共写下了886本书籍和论文。
欧拉出生在一个牧师家庭。很小的时候,就利用“周长相等四边形正方形面积最大”帮助他的父亲改造羊圈。让老爹见识了欧拉的数学天赋。
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。
他发现他的材料只够围100米的篱笆。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。
小欧拉却向父亲说,不用缩小羊圈,他有办法。父亲不相信小欧拉会有办法。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。
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。
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。
13岁,欧拉考进巴塞尔大学,当时举世轰动,是这所大学最年轻的大学生。
从哈工大退学,靠400元低保过活,数学天才刘汉清到底经历了啥?
30年前,大学生可是一个了不得的词汇。在那个大学还没有扩招,千军万马过独木桥的时代,大学生就是天之骄子的代名词。而考入哈工大这样的名校,更是光明未来的保证。但是有一个人,他30年前考上了哈工大,如今却蜗居在农村家中,靠400元低保过活。而这个人,正是“数学痴汉”——刘汉清。
1978年,一篇名为《哥德巴赫猜想》的报告文学,席卷了全国。该报告文学,介绍了民间数学家陈景润数十年如一日,破解世界级难题——哥德巴赫猜想的过程,一时间激起了千层浪花。而陈景润也由默默无闻,变得名震全国,成为了科学的化身,也成了所有有志青年的偶像。
陈景润的事例,深深刺激了那些自视甚高,却自认为怀才不遇的人。于是他们纷纷学习陈景润,数十年如一日地攻克哥德巴赫猜想的“1+1”、费马大定理以及四色问题等悬而未决的数学难题。但和陈景润不一样的是,这些人都走偏了方向,最终陷入了偏执,既耽误了自己的前途,也拖累了家人。而刘汉清,就是其中一个。
刘汉清,是在江苏泰州戴南镇双沐村人,生于一个普通农户家庭。39年前,刘汉清以优异成绩考入了哈尔滨工业大学,成为村里第一个大学生。一时间,他成为了全村人的骄傲。至今在村里,刘汉清的成绩仍然无人超越。
随着《哥德巴赫猜想》这篇报告文学的风靡,一向喜欢钻研的刘汉清也深深地爱上了数学,那年他刚上高二。至于为何爱上数学,他对记者解释说:
“我也搞不清楚,因为数论里的很多东西是美的,数字、数字规律是有美感的。”
到了大学,刘汉清并未选择数学系,而是选择了最好就业的材料类专业。但是在学校,刘汉清书对数学走火入魔了,对于专业课程,刘汉清几乎一节都没听过。而之前成为工程师的目标,也完全被他抛之脑后。
刘汉清整天泡在图书馆,将关于数论的所有书籍往自己身边一堆,然后废寝忘食的进行计算,一坐就是一天。
由于过分沉迷数学,他的专业课简直一塌糊涂,全部都亮了红灯。系主任和辅导员听说此事后,立即找到他进行规劝。毕竟刘汉清考上大学实在不容易,而且在当时,每个大学生都是人才,怎么能轻易放弃呢?
然而刘汉清已经完全中了邪,根本就听不进去。后来他由于挂科过多,最终被留级。即便如此,学校领导也没没有放弃他。有了陈景润的先例,谁能保准名不见经传的刘汉清,会不会成为又一个大数学家?
因此,学校找来数学系的老师,审阅刘汉清的研究成果。但是该老师却说,刘汉清的推论方式有严重的问题,从一开始就难以成立。
留级后,刘汉清得到了去数学系旁听的机会,但是他对老师的讲解根本不以为然,于是他又缩回宿舍,继续演算。其后,学校又想将刘汉清直接分到数学系。但是他却说,哈工大数学系并不研究数论,因此拒绝转专业。
后来,刘汉清的成绩实在无法毕业,于是老师们只好让他退学,只发给肄业证书。在当时,只要能够拿到毕业证,就能分配到不错的工作,而肄业证,却一钱不值。离校时,看重刘汉清的一位女教授落泪了:他钻研学术,却因此未能毕业,太可惜了。
背着沉重的手稿,刘汉清颓然地回到家乡,村里人均对他大失所望。不过他并不太注重常人的眼光,而是继续投入到数论的研究之中。
回到家后,刘汉清工作不找,家务不干,农活也不帮忙,成为完全被父母养着的大男孩。一次,母亲小心翼翼地询问他,是否能找个工作。但是刘汉清却大发雷霆,将母亲轰出了屋子:“你懂什么?”
30多年过去,父母的年级也越来越大,而刘汉清还是一门心思地研究数论,而生活也越来越贫困。刘汉清一家,甚至穷到每天只能吃两顿饭。2012年,政府终于为刘汉清批下了低保,而他也每个月就靠这400元,和父母捡破烂、做农活的微薄收入过活。当然,今年53岁的刘汉清仍没有成家,更没有孩子,孑然一身。
刘汉清过得窘迫的同时,他在哈工大的老同学们都早已功成名就,成为各个领域的精英。得知他的遭遇后,刘汉清的朋友——在泰州一家报社任总编辑的翟明,发动媒体报道了此事,希望能拉老同学一把。
其后,刘汉清在哈工大的老同学,也得知了他的遭遇,于是纷纷商量,去泰州见上他一面。一时间,刘汉清家的破败平房,高中同学、大学同学络绎不绝。在同学们的资助下,刘汉清家的危房也得到了改造,而刘汉清也第一次用上了智能手机。
那段时间,刘汉清的门庭由无人问津,变得车水马龙,一时间群贤毕至,少长咸集,不是企业高管,就是大工程师。对比着同学的成就,刘汉清显得那样寒酸。他的母亲更是抹着眼泪说:“要是汉清也像他们一样就好了”。
然而,刘汉清却并不后悔自己的选择,他认为自己是在做一件高尚的工作,一个脱离低级趣味的工作。那么这么多年的研究,刘汉清做出成果了吗?
实际在1989年,刘汉清已经因自己的偏执,给自己的学术前程判了死刑。他在美国留学的老同学陈国营曾帮他把论文翻译成英文,在当时美国的大型局域网公布,但是应者寥寥,看来论证并没有什么出彩的地方。其中一个芬兰的数学系博士更是毫不客气地表示,论文错误很多,混淆了基数,达不到论文的要求。
时过境迁,翟明又带着刘汉清奔赴北京,将他的成果交给中国农业大学数学系教授潘承彪观看。潘承彪勉强看了两眼,叹道:“第五页的论证有问题。”随后就被退回了。
刘汉清努力了那么多年,为何就是做不出成果呢?这从刘汉清所说的一句话就能明白。当他人质疑刘汉清论文证明不够明确时时,他却傲慢地回应:
”这还需要证明吗?一想不就明白了?“
虽然刘汉清一直否认自己是个“民科”,但他却犯下了民科最大的毛病——喜欢把复杂的事情想的过于简单。在报告文学中,徐迟曾将哥德巴赫猜想定义为“1+1”“1+2”,这样可以脱去猜想晦涩的外衣,方便读者理解。
但因为过于容易理解,便让很多人产生误解,那就是“哥德巴赫猜想”很简单。虽然民科日复一日的投入到研究之中,但他们的想当然和对严谨学术范式的轻蔑,导致他们一事无成。
虽然从表面上看,陈景润也是个“民间科学家”,但他秉承理性的精神,严谨的态度,对数学这座大山进行了严谨的攻克。因此,他才能做出成就。
而刘汉清这样的民科,对理性和科学缺乏敬畏,即使数十年的努力,也不过是徒劳。他亲手毁掉了自己光明的前程,拖累了父母和兄弟,最终孑然一身,留下的只有一些写满数字的破旧黄纸和一地鸡毛而已。
研究数学,必须要有兴趣。但是除了兴趣,我们还是要严谨和理性。而在这方面,杨振宁教授可谓是佼佼者。他不仅是个伟大的物理学家,也是个出色的数学家,他的杨-巴斯特方程,仍是现代科学家重要的数学工具。
1983年,杨振宁向中学生介绍自己的学习数学过程时,就专门提到了一个人。
他说:“有一位刘薰宇先生,他是位数学家,写过许多通俗易懂和极其有趣的数学方面的文章。我记得,我读了他写的关于一个智力测验的文章,才知道排列和奇偶排列这些极为重要的数学概念。”
可见,一本好的数学书能够让孩子爱上数学。而刘薰宇的数学三书,正是这样一本优秀的数学科普书籍。
这套书一共有三本,《马先生讲数学》《数学趣味》和《数学的园地》。三本书由浅入深,给孩子讲解什么是数学,数学有多么有趣。
除了专业严谨以外,还创造性地加入了许多幽默的话语。你能想象吗?刘薰宇先生能将数学题编成段子,逗得孩子乐不可支。
其中第三本《数学的园地》是最难的。里面讲了函数、连续、诱导函数、微分、积分和总集等概念及它们的运算法的基本原理。虽然有点深,但讲解的方法很妙,只要能吃透,初中数学基本就不用愁了。
所以,大家可以给自己的孩子看看这本激励了世界最牛物理学家的数学启蒙书。而且价格也不贵,三册只要69,包邮到家。
学数学,一定要掌握最正确的方法,切不可像刘汉清走火入魔。而笔者相信,刘薰宇一定能培养您孩子的逻辑以及理性能力,在考试中取得好成绩。
这本书能培养出世界最牛的物理学家,当然也能让您的孩子成为同等的人才。本书价格不贵,三册只要68,包邮到家。双十一做活动,还能领优惠券哦!
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格尔德·法尔廷斯(Gerd Faltings),这个名字你听过吗?
1954年7月,出生于德国盖尔森基兴的法尔廷斯,从小受到学霸父母的影响,酷爱物理,后来偶然接触到一些关于数学的书籍,让他对数学开始产生了兴趣,开始一发不可收拾,10岁便立志成为数学家。
上了初中,法尔廷斯对数域方面的问题,特别感兴趣,也常常自娱自乐,一个人从白天做数学题做到深夜,才肯睡觉。
高中时期,法尔廷斯的数学才华开始逐渐显现,他两次成功地参加了“Bundeswettbewerb Mathematik”(一项为热衷于数学的高中生举办的竞赛),并因此成为了德国人民奖学金基金会的成员之一。
后来,法尔廷斯考上了明斯特大学,也是这个时候,他越发迷上了思考更深奥的数学问题,经常呆在图书馆里,阅读各种数学巨著。
一开始,法尔廷斯只是研究交换代数,后来,他的老师见他如此沉迷交换代数,就给了他一本代数几何大师格罗森迪克的书。
之后,法尔廷斯开始尝试研究代数几何,并研究与之相关的二本巨著—— EGA和SGA。
EGA与SGA
后来,他在学习阿基洛夫几何的过程中,发现这个阿基洛夫几何十分有趣,便开始尝试研究算术几何方面的问题。
这些有趣的问题,深深吸引着法尔廷斯,一步一步,让他从对数学感兴趣,到对数学疯狂热爱。
菲尔兹奖,载誉归来
1978年,法尔廷斯攻读数学博士学位后,获得了德国国家科学基金会的助学金,前往哈佛大学学习一年,并在一年后,回到了自己的母校担任助理教授。
之后,法尔廷斯成功申请到了教授职位,便前往德国的伍珀塔尔大学,并成为该校最年轻的教授。
伍珀塔尔大学
1983年,29岁的法尔廷斯,发表了他用代数几何方法对于莫德尔猜想的证明,与此同时,他还获得了人生中的第一个奖项——来自哥廷根学院的Danie - Heinemann奖。
什么是莫德尔猜想?
莫德尔猜想是美国数学家路易·莫德尔曾在1922年提出了一个猜想,认为绝大部分丢番图方程要么没有解,要么只有有限个解。
这出乎意料的证明为Arakelov几何及算术几何提供了基础性的新工具,同时亦证明了另一基本的有限性定理——关于多变量多项式的Shafarevich和Tate猜想。
三年后,法尔廷斯因为证明了莫德尔猜想,而获得数学界的诺贝尔奖——菲尔兹奖。
在法尔廷斯解决莫德尔猜想后,他开始在普林斯顿大学任教,有一次,法尔廷斯在课堂上讲了一位法国数学家Bis-mut的论文(大概有200到300页),他只看了论文的前言部分,就能把整篇论文推演出来。
更厉害的是,这样一位学魔级的数学老师,还教了不少学神级的学生,包括望月新一、迈克尔·J·拉森、阿德里安·瓦苏......都是当时数学界响当当的数学大咖,其中最特别是一位学生,是来自中国的张寿武,他目前是清华大学高等研究中心教授。
张寿武
他的中国学生
1986年,法尔廷斯的好友哥德费尔德,推荐一位特别聪明学生给法尔廷斯认识。然而法尔廷斯第一次与张寿武见面时,并不这样认为,直到看到他在斯匹若的问题上有了新的突破,才发现这个学生是个可塑之材!
后来,张寿武来到普林斯顿跟着法尔廷斯学习,一次,张寿武想要拿题目来做 , 一向高冷的法尔廷斯只好幽默地回了一句:“容易的题目我都做了,剩下的都特难,比如黎曼猜想。”
又有一次,张寿武请教法尔廷斯,一个关于分析的问题,但法尔廷斯并没有直接告诉张寿武答案,只是让他到图书馆去查3卷书,告诉他答案就在里面,并让他第二天给出答案。
那3卷书每一卷都有 1000 多页,张寿武花了一个多小时也没有找到需要的那一页,于是决定自己算,算出来后还特别得意洋洋,。这时,他才明白到法尔廷斯是怎样做数学的:哪里不懂就做哪里。
后来,张寿武因博士论文答辩不得不回哥伦比亚大学,而法尔廷斯破天荒地出现在答辩现场,这让整个数学系都为之震惊,因为有时哥伦比亚大学请他作报告,他也不一定会来。
在答辩结束后,这位低调又高冷的数学家,对他的学生张寿武的博士论文评价颇高:“这是11年来,数学界最好的博士论文。”
这应该是法尔廷斯,第一次夸奖张寿武,还是在公开的场合下!这无疑是给张寿武未来的人生之路铺好基石。
张寿武也很争气,1997年获得奖励全球杰出华人数学家的晨兴数学奖金奖,2019年1月,还担任中国“未来科学大奖”科学委员会委员。
不得不说,法尔廷斯,不仅自己厉害,连学生也厉害!
低调而又满腹才华
1994年,法尔廷斯为了让自己的小孩接受德国教育,离开了美国。在德国波恩,他被任命为马克斯普朗克数学研究所的科学成员,并一年内,晋升为该研究所的所长。
过了一年,他还获得了德国研究基金会的莱布尼茨奖,这是授予德国研究的最高荣誉。
除此之外,法尔廷斯还获得了许多其他奖项,包括:卡尔格奥尔格冯斯托特奖(2008年)、德国联邦荣誉一等奖(2009年)、亨氏格林奖(2010年)、费萨尔国王奖(2014年)、邵逸夫奖(2015年)等等。
2014年获得费萨尔国王奖
2015年获得邵逸夫奖
虽然法尔廷斯取得了不错的成就,但他坦言,比起一直在马克斯普朗克数学研究所担任所长,更喜欢教书,那是一份有趣的工作,就像学数学一样。
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