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全国科普日专题|脑洞科学家系列 欧拉:世上最伟大的数学家、超越达芬奇的天才,令人感叹的一生!

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科创共建龙泉驿,科普飞入千万家
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数学,是每个学生从小学开始接触,必学的一门课程。数学的重要性很多人都知道,一直是三大主课之一。数学同时被称为“自然科学明珠上的皇冠”,是其它学科发展的基础。

世界上有哪些伟大的数学家呢?一般来说,世界上有公认的四位伟大数学家:阿基米德、牛顿、欧拉、高斯。那么这四人中,就对后世的影响层面来看,谁又是其中最伟大的数学家呢?毫无问的,是欧拉。

世界上每个人都学习过他的研究

小学、初中甚至高中的数学课本上,我们都学过跟欧拉关的数学知识,只是我们并不知道那些原理或者公式,是出自欧拉之手、也不十分清楚这位伟大数学家究竟是谁。

欧拉,1707年出生于瑞士,天资聪慧之外也收到了父亲的启发,9岁时已把牛顿《自然哲学的数学原理》学完,13岁开始进入巴塞尔大学、15岁大学毕业、16岁拿到硕士学位、19岁博士毕业。在他一生的求学中,他都是学校里最小的那个学生。

上学期间就是学霸

13岁上大学已经是一件让人非常惊讶的事情,但却远不止这些。他在大学里主修的是哲学和法律专业,觉得太简单,自己又修了数学、神学、希腊语、希伯语。短短两年的大学生活,他一共学习了6个专业。而且课余时间,还自学了建筑、物理、音乐等知识,感觉他学东西跟玩一样,跨界完全没问题。

大学毕业后,他仅用了一年就完成了硕士论文,然后继续攻读博士,然后19岁完成了他的博士论文,内容却是跟物理有关,研究声音的传播。欧拉从大学开始,就跟随当时欧洲最优秀的数学家约翰·伯努利学习数学,也是他说服欧拉父亲放弃让他当牧师的想法,最后才有了欧拉的数学王国。

传奇的人生之路

欧拉,在数学领域属于绝对的多产科学家,平均每年要写八百多页的论文。根据后人不完全统计,欧拉一生撰写的书籍著作、发表的论文数量让人咂舌。列举如下:共写下了886本书籍和论文,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。

凭一己之力助推世界数学发展

欧拉对世界数学的发展做出了巨大贡献,我们只简单举一些大家在中学阶段数学学习过的知识点:

l 三角函数:sin、cos、tan,是欧拉在27岁的时候提出来这些符号,后来进行了统一整理成三角函数学。

l 函数符号:f(x)、∑、圆周率符号π,还有i、e等数学符号都是出自他之手,是他发明这些数学符号让很多数学计算变得更加形象具体。

l 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、数论的欧拉函数、变分法的欧拉方程、复变函数的欧拉公式……

18世纪数学:欧拉的世纪

18世纪的数学领域,绝对是欧拉世纪。他不仅将数学演绎到了极致,还将数学推广到了物理学领域,他的博士论文写的是物理研究内容。例如他直接从牛顿运动定律出发,建立了流体力学里的欧拉方程。总之,欧拉对数学以及相关领域的贡献,几本书都讲述不完。

很多喜欢数学的人这样评价欧拉:他是中国所有学生的恶梦,是所有喜欢数学的人的恶梦。许多出自于欧拉之手的数学原理和公式,一直沿用至今。从中小学阶段到大学,甚至有的学习数学专业,从事数学研究,几乎一辈子都离不开欧拉,因为出自他之手的很多数学原理非常深奥,而且很多都是每次数学必考的知识点。

世界上最完美的数学公式

提起欧拉,很多人一定会提到“欧拉公式”,因为这个欧拉公式被称为世界上最完美的公式,欧拉公式如下:

这个公式看着非常简单,却影响了整个数学领域的专业,包括:傅里叶级数、泰勒级数、三角函数、概率论、群论、几何都受到这个公式的影响,就连物理也收到了这个公式的影响,机械波论、电磁学、波动光学以及引发了电子学革命的量子力学的理论基础也蕴含其中。

欧拉被人称为数学之王,是世界上最伟大的数学家,被人视为超越达芬奇的天才。然而,这样一位贡献卓著的数学家,一生命运却很悲惨,特别是到了晚年,他的经历让人心疼。

卓越的数学家、坎坷的生命旅程

欧拉从31岁开始右眼失明,到了晚年59岁时双眼失明,欧拉健康状况一直不理想,长年有病在身,但这并没有影响他对数学的研究热情。1771年,64岁的欧拉再次遭遇不幸,当年的彼得堡大火殃及了欧拉住宅,放在家里的研究成果全数烧光,他也差点葬身火海。所幸欧拉记忆人惊人、过目不忘,凭借自己的记忆、口述、它人整理,还是恢复了不少研究成果。可惜他的研究成果太多,能够恢复的也只是部分而已。

让数学站上科学界顶峰的伟大科学家

后人对欧拉评价非常高,他死后很多国家和地区会不定期举行纪念他的活动。法国数学家拉普拉斯认为:读读欧拉,他是所有人的老师。欧拉的传奇故事太多太多,每每读到他的故事,总是让人热血沸腾,燃起对数学的热爱。欧拉将数学演绎得出神入化,用自己无数的研究成果告诉全世界所有人,数学就是自然科学皇冠上那颗最闪亮的明珠。

(参考资料来源:教育有故事)

评论
科普cuili007
庶吉士级
天才呀
2022-12-24
无聊猩猩
贡士级
榜样
2024-05-19