人物简介
卡尔·弗里德里希·高斯 (1777-1855)
约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss,1777年4月30日-1855年2月23日),德国著名数学家、物理学家、天文学家、几何学家,大地测量学家,毕业于Carolinum学院(现布伦瑞克工业大学)。
高斯被认为是历史上最重要的数学家之一,并享有“数学王子”的美誉。他的研究领域遍及纯数学和应用数学的各个领域,并且在物理学和天文学等领域也有重要贡献。
高斯的数学成就遍及各个领域,在数论、代数学、非欧几何、复变函数和微分几何等方面都做出了开创性的贡献。他还把数学应用于天文学、大地测量学和磁学的研究,发明了最小二乘法原理。
生平经历
高斯出生于不伦瑞克的一个普通家庭,幼年时就表现出惊人的数学天赋,据传三岁时就能纠正父亲的账目错误。
高斯在小学时就快速算出了1到100的整数和(使用等差数列求和公式),展现出超凡的数学才能,得到了布伦瑞克公爵的注意和资助。
高斯证明了可以用尺规作正十七边形,解决了自欧几里得以来悬而未决的几何难题。
高斯出版了《算术研究》(Disquisitiones Arithmeticae),这是数论领域的经典著作,奠定了近代数论的基础。同年,他成功预测了谷神星的位置。
高斯成为哥廷根大学的教授和天文台台长,此后一直在哥廷根工作直至去世。
高斯发表《关于曲面的一般研究》,全面系统地阐述了空间曲面的微分几何学,并提出了内蕴曲面理论。
高斯在哥廷根逝世,享年78岁。他的墓碑上刻着正十七边形,以纪念他年轻时的重要数学发现。
主要成就
高斯是近代数论的奠基人,他系统地总结了前人的数论成果,提出了同余理论、二次互反律等重要定理,其著作《算术研究》是数论发展史上的里程碑。
高斯独立发现了非欧几何,证明了尺规作正十七边形的可能性,发展了微分几何理论,提出了高斯曲率的概念,为黎曼几何的发展奠定了基础。
高斯证明了代数基本定理,即任何复系数一元n次多项式方程在复数域上至少有一根,这是代数学中的核心定理之一。
高斯创立了行星轨道计算方法,成功预测了谷神星的位置,发展了最小二乘法,为天体力学和统计学的发展做出了重要贡献。
高斯与韦伯合作研究电磁学,发明了有线电报,提出了高斯单位制,在电磁学领域有重要贡献,磁场强度单位以他的名字命名。
高斯主导了汉诺威王国的大地测量工作,发明了日光反射仪等测量仪器,发展了曲面测量的理论和方法。