http://www.mathland.idv.tw/history/guass.htm

高斯 (GARL.F.GAUSS 1777-1855)


高斯的研究涵蓋數論、代數、函數論、微分幾何、機率論、天文學、力學、測地學、水工學、電工學、磁學、光學。他和阿基米得、牛頓被世人公認史上最傑出的三位數學家。

有一個故事是說在他3歲時,水泥匠父親每星期六要發薪水給助手,有次他跟著父親計算給工人的薪水,他竟能糾正父親的錯誤。

10歲時,小學老師布特納(Buttner)給一道計算題:「 1+2+3….+100=?」。布特納認為算術初學者不容易很快計算完,高斯卻很快完成並可以解釋解題方法,其作法如下︰
1 + 2 +3+..........+98+99+100 ..... (1)
100+99+98+.........+3+ 2+1 ..... (2)
(1)+(2) 得 101+101+101+.......+101+101+101=101×100=10100
所以1+2 +3+......+98+99+100 =10100÷2=5050

布特納總是自認懷才不遇,發現高斯的天分,他很高興遇見天才卻覺得自己懂的不多,不能對高斯有什麼幫助。後來,布特納從漢堡郵購一本高等算術讓高斯研讀,並讓他和十八歲的助教巴陀(Martin Bartels)往來討論,高斯很高興和比他年長的老師助手一起學習這本書。

經過巴陀(Martin Bartels)的推薦,高斯認識卡洛林學院教授勤模曼(Zimmermann),經由勤模曼的引薦得以晉見費迪南公爵。費迪南公爵經援高斯提供他繼續深造高等教育。

15歲,開始研究高等數學,研究質數分佈,這引導他涉入高等數論的領域,同時也開啟他思考歐幾里得的基本問題,尤其是平行公理,這影響到後來的非歐幾何學。他並專心閱讀牛頓、尤拉、拉格朗日的著作。牛頓的微積分理論深深吸引他。

18歲,高斯解決了二千多年來的幾何難題,使用直尺和圓規作圖圓內接正 17 邊形,從此他下定決心研究數學。 據傳他曾表示要在墓碑上要刻上一個正十七邊形,紀念改變一生的數學發現。

19歲,他到哥庭根 ( Gottingen )讀大學,哥庭根是一個學術風氣很濃厚的城市,這裡豐富的數學藏書深深吸引高斯。
高斯在數論的研究,發現數字間的關係和定理,並加以嚴謹證明。22歲,他完成博士論文,證明『代數基本定理』:「任何一元代數方程式都有解」,證明過程中一直避免使用複數,因為當時數學家仍為複數爭議不休。後來,他陸續找出三個證明方法,最後一個證明是在他慶祝獲得博士學位五十週年時發表,這時他已經可以公開運用複數,因為這時大家已經接受複數。

19歲~25歲期間研究數論的豐碩結果大都收集在《Disquisitiones Arithmeticae 》(算學講話,或算數研究)一書中,於1801 年出版。這本書以拉丁文寫的,原來有八章,由於資金不夠,只印了其中七章,這書可以說是第一本有系統研究數論的著作,使數論成為數學中重要的一支,書中高斯首先介紹同餘這個概念。算學講話分成七章,包括一般同餘、一次同餘、冪剩餘、二次同餘、二次型式、應用、分圓。

高斯曾說過:「數學是科學的皇后,而數論是數學的女王」,那時代的人因此稱高斯是「數學王子」。

歐氏幾何的第五公設問題直到高斯,才取得突破,高斯自15歲時就想解決這個困擾數學界近兩千年的難題。他親自實地測量,討論我們的空間是否存在有非歐幾何性質的可能性,提出新的幾何觀念解決第五公設難題。到1813年,37歲的高斯發展一套關新幾何觀點,他稱之為「反歐幾里得幾何」後來又改稱「非歐幾里得幾何」。

1831年54歲的高斯給複數的一個幾何意義的解釋,奠立複數在數學的地位。

在物理學領域,高斯提出透鏡及毛細作用理論,和 Wilhelm Weber 共同研究電磁學,電學以高斯作為單位名。 製作反光器,雙線磁力計及發報機。

高斯通常給人的印象總是冷冷的,這可能是他幾乎沒人能分享想法和討論有關。可是離群索居的生活,卻換來不受打擾的研究環境。高斯因心臟病在睡夢中平靜逝世,享年七十七歲。

目前教科書見過的數學符號[x],我麼稱之為高斯符號,首次出現在高斯於1801出版的《算術研究》,它是一本數論教材。高斯符號[x]表示小於等於x的最大整數。
教科書常用高斯消去法來解聯立方程式。
高斯將複數a+bi與平面上一點(a,b)一一對應,這平面稱為複數平面或高斯平面,橫軸點是實數,縱軸點是純虛數。
高斯將歐幾里得的算術基本定理:「每一個大於1的自然數,都可以唯一寫為質因數的乘積」,也就是標準分解式,推廣至複數系。
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DandelionJack wrote:
高斯的研究涵蓋數論、代數、函數論、微分幾何、機率論、天文學、力學、測地學、水工學、電工學、磁學、光學。

談到光學.我在攝影圈玩相機.鏡頭有50多年.

很多次聽聞鏡頭有關設計的光學.提到高斯喔!
DandelionJack wrote:
高斯和阿基米得、牛頓被世人公認史上最傑出的三位數學家。

+1.

反觀中國古代.也有多位數學家.

網路資料圖文介紹.參考如下:

劉徽
(Liu Hui,263年左右)





中國數學家,魏晉年間人。他於公元263年注釋《九章算術》,其不只停留在對《九章》的注釋上,而是更上一層樓,在注釋的同時提出了許多創造性見解。主要貢獻有:創立割圓術、運用樸素的極限思想證明圓面積公式及計算圓周率(π),得到π=157/50、3927/1250兩個近似值而「割圓術」是我國數學史上首次將極限概念用於近似計算 ,得到π=157/50、3927/1250兩個近似值。


祖沖之
(Zu Chong-zhi,429年─500年)




是中國數學家、科學家。祖沖之的傑出成就主要在數學、天文曆法和機械三方面,他研究過《九章算術》及劉徽注。祖沖之並且算出地球繞太陽一周所需的時間是365.24281481日。在其他的著作中,可知其數學成就有圓周率、球體積和開帶從立方等三個方面。在圓周率方面,祖 沖之接續了劉徽的工作,算到了圓內接正24576邊形,結果得到了圓周率π,提出了3.1415926<π<3.1415927。

 
至於近代世界有名的中國數學家.

陳省身
(Chern Shiing-Shen,1911—2004)





當代著名的美國華裔數學家。從事幾何研究50多年,是20世紀的偉大幾何學家,
在微分幾何方面的成就尤為特殊,是高斯、黎曼與嘉當的繼承者與開拓者。
老何boss wrote:
+1.反觀中國古代.(恕刪)


何大哥,

謝謝你的光臨,今天才發現網路出現好多新媒體。
找到陳省身的介紹。

https://www.mdeditor.tw/dl/12ufe/zh-tw
人物 · 大家 | 華人數學宗師陳省身

1911年10月28日,陳省身出在浙江嘉興的一個書香宅第,其父陳寶楨取曾子“吾日三省吾身”之語,為子命名曰“省身”。彼時辛亥革命剛剛打響,行將就木的清王朝已經步入崩潰的邊緣,而神州大地正在大變局中迎來新的生機。但無人知道,在歷史的另一端——數學,已經在這個古老水鄉不動聲色地翻開了下一頁。(本文收錄於知社《人物 · 大家》系列,也歡迎讀者朋友在評論區推薦古今中外的優秀學界人物,知社將選擇合適的製作收錄!)

陳省身在數學上天賦異稟。年幼時,家裡並沒有專門聘請教師教授陳省身算學,他只是在父親的指導下簡單學會了加減乘除。父親離家後,陳省身靠著父親帶回來的一本《筆算數學》,用功自學,獨自完成了大量習題 。在9歲那年,幾乎不曾念過初小的陳省身 , 卻 以優異的數學成績考入秀州中學高小就讀。

1922年, 陳家北遷至天津。陳省身則於翌年就讀於扶輪中學。扶輪中學經費寬裕,資源優良。校長顧贊廷尤其重視數學,甚至還親自教授幾何課程。天資優渥的陳省身則理所應當地成為了校長的得意學生。到了四 年級,他已能做許多英語教材所引用的劍橋大學榮譽 學位考試中的題目。

陳省身並不是一個循規蹈矩的乖學生,興趣是唯一支撐他學習的動力,對於自己不感興趣的學科則十分敷衍。他坦言自己的學習狀態是,“我要有興趣,我就可以做做。分數好壞不大在乎。反正我的數學分數總很好,其他功課平平常常,但總能及格,甚至比及格還好點。當然花點勁也可以很好,但我懶得花勁。”

《紙鳶》



紙鳶啊紙鳶!
我羨你高舉空中。
可是你為什麼東吹西蕩的不自在?
莫非是上受微風的吹動,
下受麻線的牽扯,

所以不能平青雲而直上,
向平陽而直下。
但是可憐的你!
為什麼這樣的不自由呢?
原來你沒有自動的能力?
才落得這樣的苦惱。



——陳省身1926年發表於校刊《扶輪》



陳省身中學畢業後報考了南開大學。然而由於此前沒有學過解析幾何,他只好借來南開中學的課本,自學三週,然後考進了南開。彼時陳省身15歲未滿,但沒有念預科就直接進了南開大學。1927年,陳省身因為厭惡實驗轉而主修數學,在數學家姜立夫的指導下學習。在南開大學,陳省身的數學才能得到了全方位的培養。課餘他還修習了德文與法文,以便閱讀德、法文的數學著作。也正是在這個時期,陳省身作了“獻身於數學事業”的人生決定。

從南開畢業後,陳省身前往清華大學理科研究所算學部就讀研究生,這是我國第一個現代數學研究機構。到清華後,陳省身修習的課程相當廣泛,主方向則是追隨數學家孫光遠研究射影微分幾何。陳省身在清華結識了不少同儕,華羅庚就是其中之一。陳華二人至此結下了畢生的友誼,成為華人數學界永遠的佳話。成績優異的陳省身最終成為了中國第一名數學碩士研究生,與此同時他也拿下了公費留學名額。

在深思熟慮後,陳省身決定前往德國漢堡大學進一步深造。這一方面是因為當時的漢堡大學集結了大量數學人才,大師雲集;另一方面也是因為漢堡大學對中國人態度友好包容,中國許多數學家都曾在此處求學。陳省身此番赴德,投入了數學家布拉施克門下。布拉施克把自己的數篇論文先交予陳省身研讀,沒想到陳省身竟然在論文裡發現了一個漏洞。布拉施克驚訝又高興,於是命陳省身補正。陳省身隨即完成了補正缺漏的論文,並且還對布拉施克的定理作了推廣。論文發表後,陳省身已然在漢堡站穩了腳跟。而這距離他入學不過一個月。陳省身在布拉施克的指導下取得了博士學位,並在後者的“極力主張”下,選擇前往巴黎追隨數學大師嘉當進行博士後研究。

嘉當是20世紀最偉大的數學家之一,陳省身稱布拉施克的這個建議對他來說是“極大的幸運”。嘉當的工作覆蓋了廣義下的微分幾何的全部內容 ,從李群、微分方程和幾何,他的許多思想和結論都稱得上是根本性的。然而,嘉當的著作也是出了名的奧澀難懂。就連著名數學家外爾也評價他的書和文章是“極其難懂的”。但是陳省身卻能夠清晰深入地理解嘉當的思想。他也因此備受嘉當青睞,嘉當甚至常常邀請陳省身去家中深談。有評論家評論陳省身稱,“他精通微分形式的運算技巧並將它巧妙地用到幾何問題上,這是他老師幾何大師嘉當傳給他的魔杖,使他能以此進入數學上旁人難以進入的新領域。” 陳省身完美繼承了嘉當衣缽,逐漸確立自己一流數學家的地位。

人物 · 大家 | 華人數學宗師陳省身
嘉當與陳省身

1937年盧溝橋事變發生,僅3天后,陳省身就告別嘉當,離法返華。回到中國的陳省身在清華大學就任教授。在日本侵華戰爭中,陳省身與愛國知識分子一起輾轉長沙、昆明等地,建設發展中國科教事業。但陳省身從未丟下研究事業,教課之餘,他依然潛心研究,筆耕不輟。戰火肆虐之時,交通受阻,但在嘉當配合幫助下,陳省身依然取得了嘉當大部分的論文專著。陳省身對這些文章刻苦鑽研,並對其中許多方面發起了新的思考。

1943年,陳省身應普林斯頓高等研究院之請去做訪問研究。在美國,他和國際上許多數學家有過深入合作及交流。1944 年,陳省身發表了他“ 一生中最得意的文章” ———《對閉黎曼流形高斯—博內公式 的一個簡單的內蘊證明》。他採用“內蘊叢”,解決了這個“ 幾何學中極其重要和困難的問題”,使其“ 成為現代微分幾何的出發點” 。1945年, 他又進一步發現了著名的“陳示性類”。這些工作至今對整個數學界乃至理論物理 學界的發展產生著廣泛而深刻的影響。可以說在普林斯頓的兩年,是陳省身成果最為豐碩的時期。

1946年,年僅35歲的陳省身學術地位及國內聲望已如日中天。當年4月,陳省身離美返滬。回國之前,他即被清華續聘為數學系教授 。抵滬後,國民黨設立的中央研究院又聘其為專任研究員,並擬任命他為中研院數學所籌備處代理主任。多方考慮後,陳省身最終還是選擇了前往南京。清華方面梅貽琦、葉企孫兩位先生苦留無果。1947年7月,中研院數學研究所成立,陳 省身任代理所長。

然而事與願違的是,由於社會、經濟及政治等因素影響,陳省身留在國內創辦數學研究所的想法開始動搖。於是1948年10月,在普林斯頓高等研究院院長奧本海默的盛情邀請下,陳省身決定攜家眷赴美工作。陳抵美后感慨,“雖賓至如歸,而西望故國,歸去無日,感慨萬千,唯借工作以忘情 ”。多年以後,陳省身回憶起在中研院數學所的努力,依然嘆息那是“犧牲自己,於人無補”。

赴美后,陳省身埋頭學術,誨人不倦。他和國際數學家合作,促進了微分幾何同其他數學領域的融匯繁榮。他們的努力,逐漸把微分幾何“推向數學的中央舞臺”。1961年3月,陳省身加入美國國籍,並隨即當選美國科學院院士,在美國數學界取得了舉足輕重的地位。此前僅有華人科學家吳健雄取得了同等榮譽。著名數學家奧塞曼說:“使幾何學在美國復興的決定性因素,我想應該是40年代後期陳省身從中國來到美國。” 除此之外,陳省身培養了許多優秀數學家,華人數學家如丘成桐、廖山濤都曾受教於他。


陳省身一生出版十多種專著和教材,發表文章150餘篇,其研究領域遍及射影微分幾何、歐氏微分幾何、幾何結構與它們的內蘊聯絡、積分幾何、示性類、全純對映、極小子流形、網、外微分系統和偏微分方程等許多方面,成果無數。其中最著名的有三條:一是高斯—博內公式的內蘊證明。1944 年,陳省身發表了他“ 一生中最得意的文章” ———《對閉黎曼流形高斯—博內公式的一個簡單的內蘊證明》。他採用“內蘊叢”,解決了這個“ 幾何學中極其重要和困難的問題”,使其“成為現代微分幾何的出發點” 。

二是纖維叢理論與“陳示性類”。1945 年, 陳省身發表了“埃米特流形的示性類” 的文章,從而引入了著名的“ 陳示性類” 。他不僅對相關概念提出了明確的描述,還提出了從事這方面定量研究的方法、工具與例項。從而使纖維叢與示性類理論煥然一新。後來,楊振寧成功利用數學的纖維叢理論建立了物理學領域異常重要的規範場理論。楊振寧也因此為陳省身的學識所折服。他盛讚陳省身的纖維叢和示性類理論, “不但是劃時代的貢獻, 也是十分美妙的構思” 。

人物 · 大家 | 華人數學宗師陳省身

三是大範圍微分幾何。1946年,陳省身發表《大範圍微分幾何的若干新觀點》,指出嘉當的幾何學思想與纖維叢理論的密切聯絡,並把微分幾何推進到大範圍的情形。由此, 微分幾何發展到了陳省身開創的大範圍微分幾何理論,微分幾何的研究進入到了一個新的紀元。

陳省身一生獲獎無數。1970年,美國數學協會授於他“ 查文尼特獎;1975年,美國授於他美國國家科學獎;1982年, 德國授於他洪堡研究獎;1983年,美國數學學會授於他斯蒂爾獎;1984年,他獲得世界上最重要的數學獎之一的沃爾夫獎,他是第一個獲得沃爾夫數學獎的華人。2009年,為了紀念陳省身的傑出貢獻,國際數學聯盟和陳省身基金會合作設立了陳省身獎。

在談及如何成為優秀的數學家時,陳省身直言需要“一半天賦,一半運氣”。或許對於他這樣頂級的數學家而言,努力已經成了一個不需要提及的必選項。

2004年12月3日19時14分,陳省身病逝於天津。南開大學許多學子自發聚集,為其默哀。其弟子丘成桐撰文稱,在去世前,陳省身說他就要去見古希臘那些偉大的幾何學家了。然而在更多的人眼裡看來,他是步入了那些偉大的幾何學家的行列。楊振寧曾寫詩盛讚陳省身,且附後,或可供追慕先賢。


《題陳氏級》

楊振寧

天衣豈無縫,匠心剪接成。

渾然歸一體,廣邃妙絕倫。

造化愛幾何,四力纖維能。

千古寸心事,歐高黎嘉陳。
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老何boss wrote:
談到光學.我在攝影圈玩相機.鏡頭有50多年.

很多次聽聞鏡頭有關設計的光學.提到高斯喔!


何大哥好,

高斯的影響還可以在光學鏡頭設計聽得到啊?

有點出乎意料之外,本來以為有很多後起之秀可以追趕上高斯的成果,

結果高斯的影響力還在。

滿意料之外的,沒想到的。
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題外話.

網路資料.參考如下:

數學王子-高斯
www.cyut.edu.tw/~jjliaw/pages/96_01_course/physics/report/...


由於高斯的對數學的貢獻很大,所以有不少記念他的物品,最為人所知的是
德國的十馬克紙幣以印有高斯的肖像,此外還有郵票和以他的名字命名的獎項
「高斯獎」(Gauss Prize)等。高斯的肖像已經被印在從 1989 年至 2001 年流通的
10 德國馬克的紙幣上.
關於:祖沖之.

數學家的故事
163.28.10.78/content/junior/math/tn_kh/store.htm


法國巴黎的「發現宮」科學博物館中友祖沖之的大名與他所發現

的圓周率值並列。他曾經算出月球繞地球一周為時27.21223日,與現代

公認的27.21222日,在那個時代能有那麼偉大的成就,實在讓人佩服,

難怪西方科學家把月球上許多「火山口」中的一個命名為「祖沖之」。

而即使在社會主義共產國家「老大哥」蘇俄,在莫斯科國立大學禮堂

廊壁上,用彩色大理石鑲嵌的世界各國著名的科學家肖像中,也有中國

的祖沖之和李時珍,祖氏有那麼傑出的表現,我們不能不對他稍有認識。
高斯在光學鏡頭的設計.

網路圖片資料.參考如下:



這支58/2標準蔡司鏡頭.屬於EXAKTA用接環.我有收藏.




這支鏡頭是蘇聯模仿58/2蔡司鏡頭.屬於M42接環.生產到第七代.我收藏有3支.


該鏡頭之鏡片為6片4組.為標準的雙高斯結構.
可以說是教科書級的設計.成像效果的確不差.
而且算是很經典的大光圈結構.銳利度真不俗.


卡爾蔡司小B 58mm F2.

卡爾蔡司小B 58mm F2紅色T.是東蔡很有知名度的一支標準鏡頭.
因為它的散景.會在周圍產生獨特旋渦.畫面看來令人如癡如醉.馬上會愛上它.

後來.蘇聯的HELIOS 44M 58MM F2的所謂[八羽怪]就是模仿這顆鏡頭而成.
現在網路有很多人在賣.至於後來新版本的光圈葉片只有5片.不能算是八羽怪.

至於鏡頭的接環.一般有EXA.以及M42.可以利用轉接環.適用於各種單反廠牌之用.
我個人最早是用EXAKTA VXII相機.配的標準鏡頭就是卡爾蔡司小B 58mm F2 紅色T .
後來購用蘇聯的單反ZENIT-E 相機.標準鏡頭即是俗稱的HELIOS 44M 58MM F2八羽怪這支.

以上舊文章請參考.
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