十万个为什么(共4册)(精)/读行天下

作者简介

袁宏宾，女，出生于1963年，河北科技师范学院副教授。毕业于河北师大。曾出版古体诗集《孤竹采薇》《闲人醉语》，主持编辑过《授业笔谈》《敬业笔谈》《研究·探索·创新》等书。

内容简介

《科技、文化、教育、体育》 为什么18世纪欧洲数学家们都视欧拉为老师？ 欧拉被公认为人类历史上成就最为斐然的数学家之一。几乎每一个数学 领域都可以看到欧拉的名字：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……欧拉还是数学史上最多产的数学家，他一生写下886种书籍 论文，平均每年写出800多页，彼得堡科学院为了整理他的著作，足足忙碌 了47年。他的著作《无穷小分析引沧》、《微分学》、《积分学》是18世纪 欧洲标准的微积分教科书。欧拉还创造了一批数学符号，如f(x)等等，使得 数学更容易表述和推广。并日．，欧拉把数学应用到数学以外的很多领域。 1707年欧拉生于瑞士巴塞尔，13岁入读巴塞尔大学，15岁大学毕业，16岁获 硕士学位，19岁开始发表论文，26岁时担任了彼得堡科学院教授，约30岁时 右眼失明，60岁左右眼完全失明，1783年76岁时在俄国彼得堡去世。在失明 后，他仍然以口述形式完成了几本书和400多篇论文，解决了让牛顿头痛的 月离等复杂分析问题。法国大数学家拉普拉斯曾说过一句话：“读读欧拉， 他是所有人的老师”。中国科学院数学与系统科学研究院研究员李文林表示 ：“欧拉其实是大家很熟悉的名字，在数学和物理的很多分支中到处都有以 欧拉命名的常数、公式、方程和定理，他的探索使得科学更接近我们现在的 形态。”为什么庞加莱被称为 “最后一位数学全才”？ 法国数学家亨利·庞加莱1854年4月29日生于南锡，1912年7月17日卒于 巴黎。因为在学术界的杰出贡献，他被誉为“最后一位数学全才”。庞加莱 的研究涉及数论、代数学、几何学、拓扑学等许多领域。1883年，庞加莱提 出了一般的单值化定理。同年，他进而研究一般解析函数论，研究了整函数 的亏格及其与泰勒展开的系数或函数绝对值的增长率之间的关系，它同皮卡 定理构成后来的整函数及亚纯函数理论发展的基础。庞加莱又是多复变函数 论的先驱者之一。1881～1886年，他发表的四篇关于微分方程所确定的积分 曲线的论文中，创立了微分方程的定性理论。1885年，他以关于当三体中的 两个的质量比另一个小得多时的三体问题的周期解的论文获奖，还证明了这 种限制性三体问题的周期解的数目同连续统的势一样大。这以后，他又进行 了大量天体力学研究，引进了渐进展开的方法，得出严格的天体力学计算技 术。1895年，他证明了“庞加莱回归定理”。庞加莱对数学、物理和偏微分 方程也有贡献。他用括去法证明了狄利克雷问题解的存在性，这一方法后来 促使位势论有新发展。他还研究拉普拉斯算子的特征值问题，给出了特征值 和特征丽数存在性的严格证明。他在积分方程中引进复参数方法，促进了弗 雷德霍姆理论的发展。庞加莱对现代数学最重要的影响是创立组合拓扑学。 1895～1904年，他在六篇论文中建立了组合拓扑学。他还引进贝蒂数、挠系 数和基本群等重要概念，创造流形的三角剖分、单纯复合形、重心重分、对 偶复合形、复合形的关连系数矩阵等工具，借助它们推广欧拉多面体定理成 为欧拉庞加莱公式，并证明流形的同调对偶定理。庞加莱的思想预示了德· 拉姆定理和霍奇理论。他还提出庞加莱猜想，这个属于代数拓扑学中带有基 本意义的命题，困扰了数学家整整一个世纪，向世界上最优秀的拓扑学家发 出了挑战。庞加莱在数论和代数学方面著有《有理数域上的代数几何学》一 书，开创了丢番图方程的有理解的研究。庞加莱对经典物理学有深入而广泛 的研究，对狭义相对论的创立有贡献。他从1899年开始研究电子理论，首先 认识到洛伦茨变换构成群。庞加莱的哲学著作《科学与假设》、《科学的价 值》、《科学与方法》也有着重大的影响。直角坐标系是由谁发明出来的？ 直角坐标系又称为“笛卡儿坐标系”，它的出现在代数和几何上架起了 一座桥梁，使几何概念得以用代数的方法来描述，几何图形可以通过代数形 式来表达。当然，它也使笛卡儿成为了当之无愧的现代数学的创始人之一。 笛卡儿是17世纪法国杰出的哲学家，是近代生物学的奠基人，是当时第一流 的物理学家，并非是专业的数学家。笛卡儿的父亲是一位律师。当他8岁的 时候，父亲把他送人了一所教会学校，他16岁离开该校，后进入普瓦界大学 学习，20岁毕业后去巴黎当律师。他于1617年进入军队。在军队服役的9年 中，他一直利用业余时间研究数学。后来他回到巴黎，为望远镜的魅力所吸 引，闭门钻研光学仪器的理论与构造，同时研究哲学问题。他于1682年移居 荷兰，得到较为安静自由的学术环境，在那里住了20年，完成了他的许多重 要著作，如《思想的指导法则》、《世界体系》、《更好地指导推理和寻求 科学真理的方法论》(包括三个著名的附录：《几何》、《折光》和《陨星 》)，还有《哲学原理》和《音乐概要》等。其中《几何》这一附录，是笛 卡儿写过的唯一一本数学书，其中明确地体现了他关于坐标几何和代数的思 想。 为什么陈省身被称为“国际数学大师”？ 提起在国际数学界最有成就和影响的中国人，数学家陈省身当之无愧。 陈省身，1911年10月26日生于浙江嘉兴，少年时就喜爱数学，觉得数学既有 趣又容易，并且喜欢独立思考，自主发展，常常“自己主动去看书，不是老 师指定什么参考书才去看”。陈省身1927年进入南开大学数学系，师从姜立 夫教授。后在1931年考入清华大学研究院，成为中国国内最早的数学研究生 之一。期间发表过关于射影微分几何的论文，并确定了以微分几何为以后的 研究方向。1934年，他得到汉堡大学的奖学金，赴布拉希克所在的汉堡大学 数学系留学，并于1936年获得博士学位。从汉堡大学毕业之后，他来到巴黎 师从几何学大师E·嘉当，学到了大师的数学语言及思维方式，终身受益。 陈省身先后担任西南联大教授，美国普林斯顿高等研究所研究员，芝加哥大 学、伯克利加州大学终身教授等，是美国国家数学研究所、南开大学数学研 究所的创始所长。陈省身的数学工作范围极广，包括微分几何、拓扑学、微 分方程、代数、几何、李群和几何学等多方面。他是创立现代微分几何学的 大师。早在20世纪40年代，他结合微分几何与拓扑学的方法，完成了黎曼流 形的高斯一博内一般形式和埃尔米特流形的示性类论。他首次把纤维丛概念 应用于微分几何的研究，引进了后来通称的陈氏示性类。为大范围微分几何 提供了不可缺少的工具。他引进的一些概念、方法和工具，已远远超过微分 几何与拓扑学的范围，成为整个现代数学中的重要组成部分。陈省身还是一 位杰出的教育家，培养了大批优秀的博士生。他本人也获得了许多荣誉和奖 励：1975年获美国总统颁发的美国国家科学奖，1983年获美国数学会“全体 成就靳蒂尔奖”，1984年获沃尔夫奖。中国数学会在1985年通过决议设立陈 省身数学奖。他是有史以来唯一获得过数学界最高荣誉“沃尔夫奖”的华人 ，甚至被称为“当代最伟大的数学家”。 为什么说祖冲之是“圆周率之父”？ 中国古代秦汉以前，人们以“径一周三”做为圆周率，这就是“古率” 。后来发现古率误差太大，圆周率应是“圆径一而周三有余”，不过究竟余 多少，意见不一。直到i国时期，刘徽提出了计算圆周率的“割圆术”，用 圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。刘徽计算到圆内接96边形，求得π=3 ．14，并指出，内接正多边形的边数越多，所求得的π值越精确。南北朝时 的祖冲之在前人成就的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，求出π在3． 1415926与3．1415927之间，并得出了π分数形式的近似值，取为约率22/7 ，取为密率355/113，其中取六位小数是3．141929，它是分子分母在1000以 内最接近π值的分数。祖冲之计算得出的密率，外国数学家获得同样结果， 已是一千多年以后的事了。为了纪念祖冲之的杰出贡献，有些外国数学家建 议把π叫做“祖率”。 获得菲尔兹奖的华人数学家是谁？ 当代国内外华人中最伟大的数学家有两个：一个是2004年去世的陈省身 ，另一个就是丘成桐。他们都是世界数学界的领袖，更是华人数学家的领袖 。1983年的数学界的诺贝尔奖——菲尔兹奖颁发给了证明微分几何中卡拉比 猜想以及广义相对论中正质量猜想的一位年仅34岁的华人数学家，这位才能 非凡的年轻人就是丘成桐。丘成桐原籍中国广东，后来迁居香港，1966年进 入香港中文大学数学系。1971年获美国伯克莱加州大学博士学位。1987年获 美国哈佛大学名誉博士学位。曾任美国斯坦福大学、普林斯顿高等研究院、 圣地亚哥加州大学数学教授；1987年至今，任哈佛大学数学教授。他自幼迷 恋数学，经过不懈的努力，在大学三年级时就由于出众的才华被一代几何学 宗师陈省身发现．破格成为美国加州大学伯克利分校的研究生。在陈省身教 授的亲自指导下，年仅22岁的丘成桐获得了博士学位。28岁时，丘成桐成为 世界著名学府斯坦福大学的教授，并且是普林斯顿高级研究所的终身教授。 丘成桐的第一项重要研究成果是解决了微分几何的著名难题——卡拉比猜想 ，从此名声鹊起。他把微分方程应用于复变函数、代数几何等领域并取得了 非凡成果，比如解决了高维闵考夫斯基问题，证明了塞凡利猜想等。这一系 列的出色工作终于使他成为菲尔兹奖得主。 中国现代第一位数学博士是谁？ 中国现代第一位数学博士是胡明复。胡明复生于1891年，初名孔孙，后 改名为达，字明复，江苏无锡人。清光绪二十七年(1901年)在上海就读于南 洋公学，清宣统二年，即1910年赴美留学，毕业前夕与赵元任被推举为美国 科学学术联谊会会员，并筹创科学社和创办《科学》杂志。毕业后入哈佛大 学研究院专攻数学，获哲学博L学位。回上海后，任教于大同大学，兼任东 南大学、南洋大学教授。他是我国第一位以数学论文在国外获得博士学位的 数学家，其博士论文《具有边界条件的线性积分——微分方程》，发表于《 美国数学会会刊》。1918年7月学术界成立了科学名词审查委员会，他与其 它几位数学家审定了几何、代数、微积分、函数论等数学分支的名词。1924 年胡明复被商务印书馆聘请兼任数学函授社主任，主持编写了一批普及性的 数学书籍，为中国的数学传播事业做了基础性的工作，他还编写过微积分、 高等分析方面的教材，翻译过《科学大纲》等普及性的科学书籍。1927年6 月12日，溺水而死。为纪念他，1929年，当时教育界筹建了明复馆”，现为 上海卢湾图书馆。P23-25 以独特的编辑理念和丰富多彩的内容，全力打造高品质的科普读物。衷心希望它能成为少年儿童求知路上的一块基石，为武装他们的头脑打下坚实的基础，也希望更多的孩子能够以此为基点，向科学提出无数个“为什么”。 包罗万象的内容，前沿科技的汇集，让知识更加多元。 千奇百怪的问题，简洁明了的答案，让科学融入生活。 活泼新颖的版式，独具匠心的编排，让图文相得益彰。 融科学性、知识性、趣味性于一体，成就高品质的科普读物。