數學不是某些人的專利,做皇帝了數學也可以學得很厲害!

可能很多人都覺得數學這麼高大上的學科,不是所有人都能玩的,只有那些智商在120以上的大神們才能玩轉得開,我輩平民大概就只有崇無限拜的份了。曉然菌覺得這句話大部分是對的,但是數學玩的好也並不一定就非要在研究領域做出重大貢獻才算。一切對數學的發展起到推動作用的人都是了不起的。

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費馬大法官 寫真

歷史上也的確有很多非科班出身的人在數學上做出了不朽的貢獻,比如,費馬大法官。。。他是在做律師的空檔裡研究數學的,還贏得了一個17世紀業餘數學家之王的稱號,這個稱號當之無愧。甚至還有人在做皇帝期間也研究數學,並且取得了相當的成就,這個就相當少見了。首當其衝的就是法蘭西帝國的締造者——拿破崙。

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拿破崙大帝

撇開他做法蘭西人民國王的經歷,他在科學上,尤其在數學上的成就也很了得。1797年,28歲的拿破崙在11位候選人的激烈競爭中脫穎而出,成為法蘭西科學院的新晉院士。這裡要簡單說下當時科學院院士的評審制度,拿破崙入選的是法蘭西科學院數學分部。法蘭西科學院當時有且僅設置145位院士,而且名額不增加,也就是說你只有等在座的院士退休了或者死了你才能晉升,否則你就只有等,所以說碰到這麼一個可以參選成為院士的機會是多麼不容易!可以想象這裡的競爭得有多激烈,幸運的是,拿破崙最後當選了,成為了這100多位科學家之一!

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法國科學院

可能有的人說,就像現在的社會一樣,一所高校授予一位牛逼人物名譽學位的情況很常見,拿破崙這個院士不會也像是名譽博士那樣中看不中用吧。這一點,人家拿破崙可真是沒有半點弄虛作假的。別忘了,拿破崙是1799年才發動霧月政變的,在那之後才逐步成為領導法蘭西人民的絕對領袖。在1797年,拿破崙雖然有點聲望,但是絕對不至於讓一向高傲的法國科學院卑躬屈膝。拿破崙一生的榮譽無數,但是最珍惜的還是這個法國科學院院士的稱號。以至於後來,簽署無數重要文件時,拿破崙提筆的第一句就是法國科學院院士,其次才是軍隊總司令等等。這一點跟中正先生很像啊,中正先生一生的榮譽和職位不計其數,但是他最喜歡被人稱呼為蔣校長。這是為什麼呢?因為校長這個稱號一聽就是文化人啊,某些意義上,一個人心境的豁達無慾可以做到在財富上豪不追求,在名利上也根本不稀罕,唯獨在文化標準上,每個人都不放棄在這裡取得的成就。曉然菌相信恐怕沒有任何人會牴觸去做個文化人吧。

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數學皇帝 拿破崙

既然拿破崙自詡是一位數學家,那麼他有沒有成就呢?還真有。幾何學上就有個拿破崙定理,看起來相當優美。這個定理是這樣子的:

任意一個三角形△ABC,以三邊分別向外做等邊三角形,連接著三個等邊三角形的中心,那麼以這三個中心圍成的三角形也是一個等邊三角形。

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拿破崙定理

這個定理看起來優美自然,但是證明起來卻不是那樣子顯而易見。這裡想來想去還是不把證明過程貼出來了,希望大家可以思考用什麼比較簡便的方法來證明這個結論。拿破崙第一個發現並且證明了這個看起來不是很好解決的結論,事實上,這裡不僅向外做正三角形成立,向內做正三角形結論也是成立的。

拿破崙本人具有極高的科學素養,那麼肯定就在培養人才方面也有著相當不錯的模式了。我們且來看看拿破崙時期的公民為了可以成為一名合格的炮兵手到底要學習多少數學知識才算合格。

最基本的加減乘除這是最基礎的數學知識,當然不必再說。

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對數計算

你要會根據實際情況來查對數表,你要會計算三角函數,你要熟練掌握正弦餘弦定理計算空間位置,你要會解方程,一次,二次,甚至三次等等。

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二次方程理論

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三角函數學

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動量守恆定理

當個優秀的炮手,你必須還要會瞄準計算彈道軌跡,當然拿破崙時代肯定不會用現代計算軌跡的方法。要計算這個,牛頓的三大定律就必須要擺在檯面上來學,動量定理自然也不在話下,微積分的應用肯定也是必須的啊。這些僅僅是炮兵學院的理論課程,還有實戰演練就更別說了,現實戰場裡遇到的計算肯定要比這裡的複雜得多。

這哪是去當炮兵啊,明明就是一座著名理工科大學的自主招生考試啊。

也正是因為拿破崙看到了數學能力對於在炮兵這個兵種培養上的必要性,後期拿破崙用炮兵攻下一個又一個城市。並最終加冕為國王。

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巴黎高等師範學院

站在客觀的角度上,其實拿破崙的成就仍然不足以稱之為數學家,或許應該叫狂熱的業餘數學愛好者比較合適。但是拿破崙是皇帝啊,他當然會有更大的貢獻,他充分看到了科學技術對於一個國家的重要性,他重視科學教育,更加珍惜科學人才,與同時代的拉普拉斯,蒙日、傅立葉、拉格朗日、勒讓德等,都保持著很好的友誼和相當的器重。並且不遺餘力地為這些曾經窮困潦倒的科學家們提供幫助,甚至這些科學家是敵對國家的人們,拿破崙也毫不介意。正因為如此,法國的科學體系逐漸完善地建立起來,尤其是數學實力一直處在領先水平。今天聞名世界的巴黎高等師範學院,就是來自於拿破崙在1808年的一條法令。

本來做皇帝就是一個日理萬機的活,能夠抽出一點點時間來做別的就已經很難得了。不說被國家大事纏繞著無法脫身,還能廣交科學界的大師們,並且努力用自己的能力為國家人才的培養建立良好條件,這個就更加難上加難了。然而拿破崙同志做到了,拿破崙同志不但打仗厲害,在科學事業上的眼光也相當長遠。

歐洲有個這麼優秀的數學家皇帝存在,那麼中國呢?非常幸運的是,我們的康熙和拿破崙同志比起來絲毫不遜色。

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劇照 青年康熙

康熙同志的數學啟蒙也肇始於傳教士們帶來的西方先進科技知識。大約1664年,當時以楊光先為首的朝廷保守勢力,誣告德國來的傳教士湯若望和比利時來的南懷仁神父計算的歷法與實際天象不合,紛紛要求將這些西方分子下大獄。曆法和天象不合,這在古代可不是一件小事,古代最看重的就是祭祀和星象學說,如果在這個職位上的人不能很好的吻合天象,據說上天就會降下災禍,為禍一方,搞不好掉腦袋也是可能的。可惜那時康熙尚未親政,朝廷大事皆有鰲拜等人左右,所以這兩位神父便真的下了大獄。

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康熙的兩位重要老師 湯若望 南懷仁

1669年,此時康熙已經親政,他逐步發現楊光先等人的歷法時令與實際差別太大,根本不能用在實際生產中。於是召開朝廷會議商討曆法之事,此時湯若望已經離世,只有南懷仁仍在,南懷仁提出一套測量方法來測定正午時分日晷的投影位置。並由兩路人馬分別進行測量,結果發現,南懷仁的推算結果與實際絲毫不差。由此康熙開始對西方傳入中國本土的科學知識重視起來,並且他本人對那些西方現代科學知識也產生了濃厚的興趣。

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南懷仁對於日晷投影的精確計算

康熙同志的感興趣可不是隨便說說,他是真的身體力行,在百忙之中,每天都會抽出幾個時辰來接受老師們的傳授。前面說到的那位南懷仁神父極具數學才能,深得康熙的喜愛,為了能夠接受到他的知識,康熙對他格外關照。每日康熙都派專人專車直接將南神父接到內廷,沿途不用任何安檢,這個是多麼大的信任了。每次南神父到了之後,還未坐定,康熙就已經迫不及待要去向他求教數學問題了。南神父不但數學功底紮實,在教育方式上也頗有心得,沒多久,康熙的數學水平就大大提高。可以說,在南神父當老師的期間,康熙同志除了在朝堂處理必要的國事以外,基本上都在驗算數學問題,甚至每日長達三四個時辰。

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康熙大帝

基本上那個時代能到中國傳教的有名神父都不是泛泛之輩,都是帶著某些特殊的技能來到中國,在這裡,他們帶來了西方的歐幾里得大師的幾何學,代數學,演示天文儀器,教學儀器等。這些生動形象的工具讓康熙同志流連忘返,普通人如此勤奮好學都一定會有所得,對於有著千古一帝的康熙來說更加是有更多所得了。

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康熙系統接受了歐式幾何學的理論

有一天,南神父在給康熙講解有關方程的解法時,用的術語相當難懂。再加上,南神父的滿語也不是特別精通,所以一來二去,康熙就糊塗了。此時康熙建議,我們可以簡化一下術語啊。比如把方程的未知量叫作“元”,最高次數翻譯成“次”,把方程裡未知量的值叫作“根”。這樣就可以把原來繁雜迂迴的術語變得清晰簡潔了,事實上這幾個概念在我們今天看來是多麼地形象易懂啊,但是恐怕很少人知道這些精準的詞居然是來自古代的一位皇帝首創!南懷仁聽後深受震動,對著康熙大帝讚歎道“我教學幾十年,無論是老師還是學生,還真的沒有遇到一位像您一樣願意懂腦筋的人啊!”

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康熙大帝 萌萌噠

康熙好學,想必數學肯定功底深厚,他還曾經親自編纂了數本數學典籍,《數理精蘊》是其中。影響力最大的一部,這本書在相當長的一段時間內都是標準教科書。此外康熙還有《積求勾股法》和《三角形推算法論》兩種數學論著傳世,其中《積求勾股法》裡詳細記載了5種求解直角三角形的解法。

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《數理精蘊》 光緒年版

康熙闡述積求勾股法的原文是:“若所設者為積數(面積),以積率六除之,平方開之得數,再以勾股弦各率乘之,即得勾股弦之數。”這句話的意思是,如果已知的條件是直角三角形的面積,那麼用面積除固定的數字6,再把除後的得數開平方,然後用勾3、股4、弦5分別乘以開平方後的得數,就可以求出勾股弦三個數值。實際上,康熙是給出了一個已知三角形面積、求解其勾股弦的定理。

這裡是康熙大帝的原創,雖然現在我們看起來那是相當初級,但是那個時候懂得幾何學的中國人就很少,根本別說還能創造出新方法來了。所以康熙帝應該和拿破崙同志一樣,數學家算不上,但是作為一個狂熱的業餘數學愛好者還是相當可以的了。

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歐洲銅版印刷天文望遠鏡

然而,康熙大帝雖然本人非常愛好當時西方先進的科學理念,卻並沒有一下子把國門打開,讓更多的人來接受這樣的教育,用科技來振興整個國家。更多時候他只是把這些數學知識作為一種獨門秘籍保存了下來。假如從18世紀開始,康熙就開放國門,讓更多的先進科技進入國內,號召廣大人民學習,那麼近代的中國肯定也不會是那樣子的局面了。

曉然菌做了那麼多期數學內容了,很多人都問曉然菌作為一個智商不高,年齡又比較大,也沒有太多時間的人來說,到底應該怎麼去學習數學呢?其實上面的兩位大帝不就是鮮活的例子嘛,我們普通人是忙碌,整天需要自己操心的事情很多,但是就算再忙肯定還是不及上面兩位大帝的吧,他們都可以擠出時間來學習數學,利用最細瑣的空間來琢磨這些他們愛好的理論知識。並且他們堅定數學豐富自己的思想境界,同時數學的基礎好也是你學好任何科學理論的有利前提。

只要你對自己足夠有信心,什麼時候去學習都不算晚的。


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