可能很多人都觉得数学这么高大上的学科,不是所有人都能玩的,只有那些智商在120以上的大神们才能玩转得开,我辈平民大概就只有崇无限拜的份了。晓然菌觉得这句话大部分是对的,但是数学玩的好也并不一定就非要在研究领域做出重大贡献才算。一切对数学的发展起到推动作用的人都是了不起的。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(1)

费马大法官 写真

历史上也的确有很多非科班出身的人在数学上做出了不朽的贡献,比如,费马大法官。。。他是在做律师的空档里研究数学的,还赢得了一个17世纪业余数学家之王的称号,这个称号当之无愧。甚至还有人在做皇帝期间也研究数学,并且取得了相当的成就,这个就相当少见了。首当其冲的就是法兰西帝国的缔造者——拿破仑。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(2)

法国科学院

可能有的人说,就像现在的社会一样,一所高校授予一位牛逼人物名誉学位的情况很常见,拿破仑这个院士不会也像是名誉博士那样中看不中用吧。这一点,人家拿破仑可真是没有半点弄虚作假的。别忘了,拿破仑是1799年才发动雾月政变的,在那之后才逐步成为领导法兰西人民的绝对领袖。在1797年,拿破仑虽然有点声望,但是绝对不至于让一向高傲的法国科学院卑躬屈膝。拿破仑一生的荣誉无数,但是最珍惜的还是这个法国科学院院士的称号。以至于后来,签署无数重要文件时,拿破仑提笔的第一句就是法国科学院院士,其次才是军队总司令等等。这一点跟中正先生很像啊,中正先生一生的荣誉和职位不计其数,但是他最喜欢被人称呼为蒋校长。这是为什么呢?因为校长这个称号一听就是文化人啊,某些意义上,一个人心境的豁达无欲可以做到在财富上豪不追求,在名利上也根本不稀罕,唯独在文化标准上,每个人都不放弃在这里取得的成就。晓然菌相信恐怕没有任何人会抵触去做个文化人吧。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(3)

数学皇帝 拿破仑

既然拿破仑自诩是一位数学家,那么他有没有成就呢?还真有。几何学上就有个拿破仑定理,看起来相当优美。这个定理是这样子的:

任意一个三角形△ABC,以三边分别向外做等边三角形,连接着三个等边三角形的中心,那么以这三个中心围成的三角形也是一个等边三角形。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(4)

拿破仑定理

这个定理看起来优美自然,但是证明起来却不是那样子显而易见。这里想来想去还是不把证明过程贴出来了,希望大家可以思考用什么比较简便的方法来证明这个结论。拿破仑第一个发现并且证明了这个看起来不是很好解决的结论,事实上,这里不仅向外做正三角形成立,向内做正三角形结论也是成立的。

拿破仑本人具有极高的科学素养,那么肯定就在培养人才方面也有着相当不错的模式了。我们且来看看拿破仑时期的公民为了可以成为一名合格的炮兵手到底要学习多少数学知识才算合格。

最基本的加减乘除这是最基础的数学知识,当然不必再说。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(5)

对数计算

你要会根据实际情况来查对数表,你要会计算三角函数,你要熟练掌握正弦余弦定理计算空间位置,你要会解方程,一次,二次,甚至三次等等。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(6)

二次方程理论

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(7)

三角函数学

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(8)

动量守恒定理

当个优秀的炮手,你必须还要会瞄准计算弹道轨迹,当然拿破仑时代肯定不会用现代计算轨迹的方法。要计算这个,牛顿的三大定律就必须要摆在台面上来学,动量定理自然也不在话下,微积分的应用肯定也是必须的啊。这些仅仅是炮兵学院的理论课程,还有实战演练就更别说了,现实战场里遇到的计算肯定要比这里的复杂得多。这哪是去当炮兵啊,明明就是一座著名理工科大学的自主招生考试啊。

也正是因为拿破仑看到了数学能力对于在炮兵这个兵种培养上的必要性,后期拿破仑用炮兵攻下一个又一个城市。并最终加冕为国王。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(9)

巴黎高等师范学院

站在客观的角度上,其实拿破仑的成就仍然不足以称之为数学家,或许应该叫狂热的业余数学爱好者比较合适。但是拿破仑是皇帝啊,他当然会有更大的贡献,他充分看到了科学技术对于一个国家的重要性,他重视科学教育,更加珍惜科学人才,与同时代的拉普拉斯,蒙日、傅立叶、拉格朗日、勒让德等,都保持着很好的友谊和相当的器重。并且不遗余力地为这些曾经穷困潦倒的科学家们提供帮助,甚至这些科学家是敌对国家的人们,拿破仑也毫不介意。正因为如此,法国的科学体系逐渐完善地建立起来,尤其是数学实力一直处在领先水平。今天闻名世界的巴黎高等师范学院,就是来自于拿破仑在1808年的一条法令。

本来做皇帝就是一个日理万机的活,能够抽出一点点时间来做别的就已经很难得了。不说被国家大事缠绕着无法脱身,还能广交科学界的大师们,并且努力用自己的能力为国家人才的培养建立良好条件,这个就更加难上加难了。然而拿破仑同志做到了,拿破仑同志不但打仗厉害,在科学事业上的眼光也相当长远。

欧洲有个这么优秀的数学家皇帝存在,那么中国呢?非常幸运的是,我们的康熙和拿破仑同志比起来丝毫不逊色。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(10)

剧照 青年康熙

康熙同志的数学启蒙也肇始于传教士们带来的西方先进科技知识。大约1664年,当时以杨光先为首的朝廷保守势力,诬告德国来的传教士汤若望和比利时来的南怀仁神父计算的历法与实际天象不合,纷纷要求将这些西方分子下大狱。历法和天象不合,这在古代可不是一件小事,古代最看重的就是祭祀和星象学说,如果在这个职位上的人不能很好的吻合天象,据说上天就会降下灾祸,为祸一方,搞不好掉脑袋也是可能的。可惜那时康熙尚未亲政,朝廷大事皆有鳌拜等人左右,所以这两位神父便真的下了大狱。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(11)

康熙的两位重要老师 汤若望 南怀仁

1669年,此时康熙已经亲政,他逐步发现杨光先等人的历法时令与实际差别太大,根本不能用在实际生产中。于是召开朝廷会议商讨历法之事,此时汤若望已经离世,只有南怀仁仍在,南怀仁提出一套测量方法来测定正午时分日晷的投影位置。并由两路人马分别进行测量,结果发现,南怀仁的推算结果与实际丝毫不差。由此康熙开始对西方传入中国本土的科学知识重视起来,并且他本人对那些西方现代科学知识也产生了浓厚的兴趣。

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南怀仁对于日晷投影的精确计算

康熙同志的感兴趣可不是随便说说,他是真的身体力行,在百忙之中,每天都会抽出几个时辰来接受老师们的传授。前面说到的那位南怀仁神父极具数学才能,深得康熙的喜爱,为了能够接受到他的知识,康熙对他格外关照。每日康熙都派专人专车直接将南神父接到内廷,沿途不用任何安检,这个是多么大的信任了。每次南神父到了之后,还未坐定,康熙就已经迫不及待要去向他求教数学问题了。南神父不但数学功底扎实,在教育方式上也颇有心得,没多久,康熙的数学水平就大大提高。可以说,在南神父当老师的期间,康熙同志除了在朝堂处理必要的国事以外,基本上都在验算数学问题,甚至每日长达三四个时辰。

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康熙大帝

基本上那个时代能到中国传教的有名神父都不是泛泛之辈,都是带着某些特殊的技能来到中国,在这里,他们带来了西方的欧几里得大师的几何学,代数学,演示天文仪器,教学仪器等。这些生动形象的工具让康熙同志流连忘返,普通人如此勤奋好学都一定会有所得,对于有着千古一帝的康熙来说更加是有更多所得了。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(14)

康熙系统接受了欧式几何学的理论

有一天,南神父在给康熙讲解有关方程的解法时,用的术语相当难懂。再加上,南神父的满语也不是特别精通,所以一来二去,康熙就糊涂了。此时康熙建议,我们可以简化一下术语啊。比如把方程的未知量叫作“元”,最高次数翻译成“次”,把方程里未知量的值叫作“根”。这样就可以把原来繁杂迂回的术语变得清晰简洁了,事实上这几个概念在我们今天看来是多么地形象易懂啊,但是恐怕很少人知道这些精准的词居然是来自古代的一位皇帝首创!南怀仁听后深受震动,对着康熙大帝赞叹道“我教学几十年,无论是老师还是学生,还真的没有遇到一位像您一样愿意懂脑筋的人啊!”

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康熙大帝 萌萌哒

康熙好学,想必数学肯定功底深厚,他还曾经亲自编纂了数本数学典籍,《数理精蕴》是其中。影响力最大的一部,这本书在相当长的一段时间内都是标准教科书。此外康熙还有《积求勾股法》和《三角形推算法论》两种数学论著传世,其中《积求勾股法》里详细记载了5种求解直角三角形的解法。

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《数理精蕴》 光绪年版

康熙阐述积求勾股法的原文是:“若所设者为积数(面积),以积率六除之,平方开之得数,再以勾股弦各率乘之,即得勾股弦之数。”这句话的意思是,如果已知的条件是直角三角形的面积,那么用面积除固定的数字6,再把除后的得数开平方,然后用勾3、股4、弦5分别乘以开平方后的得数,就可以求出勾股弦三个数值。实际上,康熙是给出了一个已知三角形面积、求解其勾股弦的定理。

这里是康熙大帝的原创,虽然现在我们看起来那是相当初级,但是那个时候懂得几何学的中国人就很少,根本别说还能创造出新方法来了。所以康熙帝应该和拿破仑同志一样,数学家算不上,但是作为一个狂热的业余数学爱好者还是相当可以的了。

世界数学的最高境界:数学不是某些人的专利(17)

欧洲铜版印刷天文望远镜

然而,康熙大帝虽然本人非常爱好当时西方先进的科学理念,却并没有一下子把国门打开,让更多的人来接受这样的教育,用科技来振兴整个国家。更多时候他只是把这些数学知识作为一种独门秘籍保存了下来。假如从18世纪开始,康熙就开放国门,让更多的先进科技进入国内,号召广大人民学习,那么近代的中国肯定也不会是那样子的局面了。

晓然菌做了那么多期数学内容了,很多人都问晓然菌作为一个智商不高,年龄又比较大,也没有太多时间的人来说,到底应该怎么去学习数学呢?其实上面的两位大帝不就是鲜活的例子嘛,我们普通人是忙碌,整天需要自己操心的事情很多,但是就算再忙肯定还是不及上面两位大帝的吧,他们都可以挤出时间来学习数学,利用最细琐的空间来琢磨这些他们爱好的理论知识。并且他们坚定数学丰富自己的思想境界,同时数学的基础好也是你学好任何科学理论的有利前提。

只要你对自己足够有信心,什么时候去学习都不算晚的。

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