正文 第22章 數學的發展(1)(1 / 2)

自然科學的重要學科——數學方麵,有創立解析幾何學的法國數學家、物理學家笛卡兒,有科學上的天才德國數學家、物理學家、天文學家高斯。笛卡兒創立解析幾何學笛卡兒(1596~1650)笛卡兒,法國數學家、物理學家,出生於法國安德爾—盧瓦爾省。

笛卡兒的最大貢獻是創立了解析幾何學。在分析了幾何學和代數學各自的缺陷以後,他找出了把兩者結合起來的方法,這就是解析幾何學。笛卡兒的基本思想是,在平麵上建立點的坐標,而一條曲線就可以由一個含兩個變數的代數方程來表示。這樣把一個幾何問題通過坐標係歸結為代數方程。用代數方程研究這個方程性質後,再翻譯成幾何語言,就得出幾何問題的解法。笛卡兒用這種方法研究了具有兩個變數的二次方程,並指出了這種方程一般表示橢圓、雙曲線或拋物線。

解析幾何學的建立使變數進入了數學,引起了數學的深刻革命,解決了生產和科學技術中的許多重大問題,大大促進了生產和科學技術的發展。夢中的靈感

那是一個深秋的夜晚,年輕的士兵笛卡兒正躺在軍用帳篷裏。一縷月光透過帳篷的縫隙照射在床上,讓笛卡兒想起了天上的繁星。怎麼給天上的每一顆星星確定位置,這是個笛卡兒日思夜想而不得其解的問題。

今晚,他的思緒特別活躍,以至於很難入睡。如果有一張星星的位置圖。可是天上的星星那麼多,而且星空也不斷地變化,怎麼可能畫好呢?即使畫出來了,要尋找某一顆星星時,還得拿出整張圖來,多麼不方便!要是能用幾個簡單的數字來表示就好了。

突然,一陣哨聲響起,帳篷外傳來了教官的腳步聲,是教官來查營了。

笛卡兒趕緊起身,敬禮道:“您好,長官!”

教官回禮後,將笛卡兒拉出了帳篷,說:“你不是整天想要用數字來表示天上的星星的位置嗎?”

“是的,長官!”笛卡兒一聽到這話,非常興奮,“可是,怎麼表示呢?”

隻見教官從身後抽出2支箭,將箭搭成一個“十”字形,並將這“十”字高舉過頭,對笛卡兒說:“你看,假設我們把天空看成一個平麵,這個‘十’字架將平麵分成4個部分。再假定這2支箭能朝4個方向射得無限遠,那麼,無論天上有多少顆星星,每一顆星星隻要向這2支箭上分別引出2條垂直線,就可以得到2個數字。這樣,這顆星星的位置不就能輕而易舉地確定了嗎?”

“對呀!”笛卡兒恍然大悟,興奮不已,猛地抱住了長官。

突然,笛卡兒睜開眼睛,發現自己正緊緊地擁抱軍用毛毯呢,根本就沒有什麼教官!原來隻是一個夢。笛卡兒忙用力捏了一下自己的大腿,痛!剛才真的是在夢中。

不過,這個奇特的夢卻啟示了他。醒來後,笛卡兒馬上整理了自己的思路,最後,坐標係在腦海裏形成了。

首先,笛卡兒建立了2條數軸,它們之間垂直交叉,交叉點稱為原點。這兩條數軸分別命名為x軸和y軸。也就是今天的平麵直角坐標係。有了這個坐標係之後,如果平麵內有一點,並且已知這點分別到兩條坐標軸的垂直距離,即可確定這一點的位置;反之亦然。這樣,笛卡兒通過坐標係的建立,確定了平麵上的點與有順序的實數對(x,y)之間的一一對應關係,從而架起了一座溝通幾何與代數的橋梁,為後來各門學科的進一步發展提供了簡捷的手段。

科學上的天才——高斯高斯(1777~1855)高斯,德國數學家、物理學家、天文學家,他出生於不倫瑞克。