他的父親可以說是一個“大老粗”,他認為只有力氣才能掙錢,學問這種東西對窮人沒有用。母親羅捷雅是一個石匠的女兒。迪德里赫在娶了羅捷雅的第二年,他們唯一的孩子高斯出生了。從小高斯是在這樣一個很貧苦的生活環(huán)境下成長起來的。父親對高斯總是很嚴厲,有時甚至有些過分。他常常根據(jù)自己的人生經(jīng)驗來為年幼的高斯規(guī)劃人生。
高斯從小就對一切現(xiàn)象和事物都感到十分好奇,而且什么事情總想弄個水落石出,有時就會做一些事,超出家長容許的范圍。當父親為此訓斥孩子時,母親羅捷雅總是支持高斯,堅決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無知。 高斯尊重他的父親,并且秉承了其父誠實、謹慎的性格。
在高斯成長過程中,他的母親羅捷雅和舅舅弗利德里希對他有更大的影響。數(shù)學史上很少有人象高斯一樣很幸運地有一位鼎力支持他成才的母親。羅捷雅真誠地希望兒子能干出一番偉大的事業(yè),她對高斯的才華極為珍視。然而,她也不敢輕易地讓兒子投入當時尚不能養(yǎng)家糊口的數(shù)學研究中。在高斯19歲那年,盡管他已做出了一些偉大的數(shù)學成就,但她仍向數(shù)學界的朋友波爾約問道:高斯將來會有出息嗎?波爾約說她的兒子將是“歐洲最偉大的數(shù)學家”,為此她激動得熱淚盈眶。
高斯的舅舅弗利德里希是一個非常有智慧的人,他聰明能干且為人熱情。他發(fā)現(xiàn)姐姐的兒子高斯聰明伶利,因此他就把一部分精力花在這位小天才的教育上。他用生動活潑的方式開發(fā)高斯的智力。若干年后,已成年并成就顯赫的高斯回想起舅舅為他所做的一切,深感對他成才之重要,他想到舅舅多產(chǎn)的思想,不無傷感地說,舅舅去世使“我們失去了一位天才”。正是由于弗利德里;垩圩R才,經(jīng)常勸導姐夫讓孩子繼續(xù)求學深造,才使得高斯走上科學研究的道路,成為一位罕見的“數(shù)學王子”。
高斯幼年就展現(xiàn)了突出的數(shù)學才華
高斯很早就展現(xiàn)出了他過人的才華,三歲時就能指出父親帳冊上的錯誤。七歲時進了小學,在破舊的教室里上課,老師對學生并不好,常認為自己在窮鄉(xiāng)僻壤教書是懷才不遇。高斯和比他大十歲的助教巴特爾斯變得很熟,而巴特爾斯的能力也比老師高得多,后來成為大學教授,他教了高斯更多更深的數(shù)學。1787年高斯10歲,他進入了學習數(shù)學的班次,這是一個首次創(chuàng)辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術(shù)這么一門課程。數(shù)學教師是布特納,他對高斯的成長也起著一部分作用。
高斯最出名的故事就是他十歲時,小學老師出了一道算術(shù)難題:“計算1+2+3…+100=?”
。這對初學算術(shù)的學生來說是很難的,但是高斯卻在幾秒后將答案算了出來。他的方法是把數(shù)目一對對的湊在一起:1+100,2+99,3+98,……49+52,50+51,因為有50組這樣的組合,所以很快就能算出:101×50=5050。不過,這很可能是一個不真實的傳說。據(jù)對高斯素有研究的著名數(shù)學史家E.T.貝爾考證,布特納當時給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。 當然,這也是一個等差數(shù)列的求和問題。當布特納剛一寫完時,高斯也算完并把寫有答案的小石板交了上去。
E.T.貝爾寫道,高斯晚年經(jīng)常喜歡向人們談論這件事,說當時只有他寫的答案是正確的,而其他的孩子們都錯了。高斯沒有明確地講過,他是用什么方法那么快就解決了這個問題。數(shù)學史家們傾向于認為,高斯當時已掌握了等差數(shù)列求和的方法。一位年僅10歲的孩子,能獨立發(fā)現(xiàn)這一數(shù)學方法實屬很不平常。貝爾根據(jù)高斯本人晚年的說法而敘述的史實,應該是比較可信的。而且,這更能反映高斯從小就注意把握更本質(zhì)的數(shù)學方法這一特點。
高斯的計算能力,更主要地是他的獨到的數(shù)學方法、非同一般的創(chuàng)造力,使布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術(shù)書送給高斯,說:“你已經(jīng)超過了我,我沒有什么東西可以教你了!苯又咚古c布特納的助手巴特爾斯建立了真誠的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學習,互相幫助,高斯由此開始了真正的數(shù)學研究。
1788年高斯不顧父親的反對進了高等學校。數(shù)學老師看了高斯的作業(yè)后就要他不必再上數(shù)學課,而他的拉丁文不久也凌駕全班之上。他在新的學校里,所有的功課都極好,特別是古典文學、數(shù)學尤為突出。
高斯老師和助教巴特爾斯去拜訪高斯的父親,要他讓高斯接受更高的教育,但高斯的父親認為兒子應該像他一樣作個泥水匠,而且他也沒有錢讓高斯繼續(xù)讀書,最后的結(jié)論是——去找有錢的人當高斯的贊助人,雖然他們不知道要到哪里找。經(jīng)過這次的訪問,高斯免除了每天晚上織布的工作,每天和巴特爾斯討論數(shù)學,但不久之后,巴特爾斯也沒有什么東西可以教高斯了。
經(jīng)過巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見了14歲的高斯。這位樸實、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情,公爵慷慨地提出愿意作高斯的資助人,讓他繼續(xù)學習。布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實際上反映了歐洲近代科學發(fā)展的一種模式,表明在科學研究社會化以前,私人的資助是科學發(fā)展的重要推動因素之一。高斯正處于私人資助科學研究與科學研究社會化的轉(zhuǎn)變時期。
1791年高斯終於找到了資助人——布倫斯維克公爵費迪南,答應盡一切可能幫助他,高斯的父親再也沒有反對的理由。1792年,15歲的高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續(xù)學習。
1795年,公爵又為他支付各種費用,送他入德國著名的哥丁根大學,這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創(chuàng)造性的研究。由于他在語言和數(shù)學上都極有天分,所以高斯為了將來是要專攻古典文學或還是數(shù)學,他還著實苦惱了一陣子。
到了1796年,十七歲的高斯得到了一個數(shù)學史上極重要的結(jié)果。最為人所知,也使得他走上數(shù)學之路的,就是正十七邊形尺規(guī)作圖之理論與方法。希臘時代的數(shù)學家們已經(jīng)知道如何用尺規(guī)作出正多邊形=2m×3n×5p
,其中m 是正整數(shù),而n 和p 只能是0或1。但是對于正七、九、十一邊形的尺規(guī)作圖法,兩千年來都沒有人知道。
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