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大学里得跟那些数学家们打交道……

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发表于 2010-7-22 22:13:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

Brook Taylor 布鲁克·泰勒
  
Brook Taylor
18世纪早期英国牛顿学派最优秀代表人物之一的英国数学家泰勒(Brook Taylor),于1685 818日在米德尔塞克斯的埃德蒙顿出生。1709年后移居伦敦,获法学硕士学位。他在1712年当选为英国皇家学会会员,并于两年后获法学博士学位。同年(即1714年)出任英国皇家学会秘书,四年后因健康理由辞退职务。1717年,他以泰勒定理求解了数值方程。
最后在17311229于伦敦逝世。
  泰勒的主要著作是1715年出版的《正的和反的增量方法》,书内以下列形式陈述出他已于17127月给其老师梅钦(数学家
、天文学家)信中首先提出的著名定理——泰勒定理:式内v为独立变量的增量,

为流数。他假定z随时间均匀变化,则
为常数。上述公式以现代形式表示则为:这公式是从格雷戈里-牛顿插值公式发展而成的,当x0时便称作麦克劳林定理。1772
拉格朗日强调了此公式之重要性,而且称之为微分学基本定理,但泰勒于证明当中并没有考虑级数的收敛性,因而使证明不严谨,
这工作直至十九世纪二十年代才由柯西完成。
  泰勒定理开创了有限差分理论,使任何单变量函数都可展成幂级数;同时亦使泰勒成了有限差分理论的奠基者。泰勒于书中还讨论了微积分对一系列物理问题之应用,其中以有关弦的横向振动之结果尤为重要。他透过求解方程
导出了基本频率公式,开创了研究弦振问题之先河。此外,此书还包括了他于数学上之其他创造性工作,如论述常微分方程的奇异解,曲率问题之研究等。
1715年,他出版了另一名著《线性透视论》,更发表了再版的《线性透视原理》(1719)。他以极严密之形式展开其线性透
视学体系,其中最突出之贡献是提出和使用没影点概念,
这对摄影测量制图学之发展有一定影响。另外,还撰有哲学遗作,发表于1793年。

·巴普蒂斯·约瑟夫·傅立叶法文Jean Baptiste Joseph Fourier,17683211830516),也译作傅里叶法国数学家物理学家
  【履历】1768321生于欧塞尔,1830516卒于巴黎。9岁父母双亡,
被当地教堂收养。12岁由一主教送入地方军事学校读书。17岁(1785)回乡教数学,1794到巴
黎,成为高等师范学校的首批学员,
次年到巴黎综合工科学校执教。1798年随拿破仑远征埃及时任军中文书和埃及研究院秘书,1801年回国后任伊泽尔
省地方长官。1817年当选为科学院院
士,1822年任该院终身秘书,后又任法兰西学院终身秘书和理工科大学校务委员会主席。
  【主要贡献】
  数学方面
  主要贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论。1807年向巴黎科学院呈交《热的传播》论文,推导出著名的热传导方程
,并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式表示,从而提出任一函数都可以展成三角函数的无穷级数。傅立叶级数(即三角级数)、傅立叶分析等理论均由此创始。
  其他贡献有:最早使用定积分符号,改进了代数方程符号法则的证法和实根个数的判别法等。
  傅里叶变换的基本思想首先由傅里叶提出,所以以其名字来命名以示纪念。
  从现代数学的眼光来看,傅里叶变换是一种特殊的积分变换。它能将满足一定条件的某个函数表示成正弦基函数的线性组合或者积分。在不同的研究领域,傅里叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。
  傅立叶变换属于调和分析的内容。"分析"二字,可以解释为深入的研究。从字面上来看,分析二字,实际就是"条分缕析"而已。它通过对函数的" 条分缕析"来达到对复杂函数的深入理解和研究。从哲学上看,"分析主义""还原主义",就是要通过对事物内部适当的分析达到增进对其本质理解的目的。比如近代原子论试图把世界上所有物质的本源分析为原子,而原子不过数百种而已,相对物质世界的无限丰富,这种分析和分类无疑为认识事物的各种性质提供了很好的手段。
  在数学领域,也是这样,尽管最初傅立叶分析是作为热过程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的还原论和分析主义的特征。"任意"的函数通过一定的分解,都能够表示为正弦函数的线性组合的形式,而正弦函数在物理上是被充分研究而相对简单的函数类,这一想法跟化学上的原子论想法何其相似!奇妙的是,现代数学发现傅立叶变换具有非常好的性质,使得它如此的好用和有用,让人不得不感叹造物的神奇:
  1. 傅立叶变换是线性算子,若赋予适当的范数,它还是酉算子;
  2. 傅立叶变换的逆变换容易求出,而且形式与正变换非常类似;
  3. 正弦基函数是微分运算的本征函数,从而使得线性微分方程的求解可以转化为常系数的代数方程的

求解.在线性时不变的物理系统内,频率是个不变的性质,从而系统对于复杂激励的响应可以通过组合其对不同频率正弦信号的响应来获取;
  4. 著名的卷积定理指出:傅立叶变换可以化复杂的卷积运算为简单的乘积运算,从而提供了计算卷积的一种简单手段;
  5. 离散形式的傅立叶变换可以利用数字计算机快速的算出(其算法称为快速傅立叶变换算法(FFT)).
正是由于上述的良好性质,傅里叶变换在物理学、数论、组合数学、信号处理、概率、统计、密码学、声学、光学等领域都有着广泛的应用。



柯西CauchyAugustin Louis 1789-1857),出生生于巴黎,他的父亲路易·弗朗索瓦·柯西是法国波旁王朝的官员,在法国动荡的**漩涡中一直担任公职。由于家庭的原因,柯西本人属于拥护波旁王朝的正统派,是一位虔诚的天主教徒。并且在数学领域,有很高的建树和造诣。很多数学的定理和公式也都以他的名字来称呼,如柯西不等式柯西积分公式...
个人作品
  柯西是一位多产的数学家,他的全集从1882年开始出版到1974年才出齐最后一卷,总计28卷。他的主要贡献如下;

()单复变函数

  柯西最重要和最有首创性的工作是关于单复变函数论的。18世纪的数学家们采用过上、下限是虚数的定积分。但没有给出明确的定义。柯西首先阐明了有关概念,并且用这种积分来研究多种多样的问题,如实定积分的计算,级数与无穷乘积的展开,用含参变量的积分表示微分方程的解等等。

()分析基础

  柯西在综合工科学校所授分析课程及有关教材给数学界造成了极大的影响。自从牛顿和莱布尼茨发明微积分(即无穷小分析,简称分析)以来,这门学科的理论基础是模糊的。为了进一步发展,必须建立严格的理论。柯西为此首先成功地建立了极限论。

  在柯西的著作中,没有通行的语言,他的说法看来也不够确切,从而有时也有错误,例如由于没有建立一致连续和一致收敛概念而产生的错误。可是关于微积分的原理,他的概念主要是正确的,其清晰程度是前所未有的。例如他关于连续函数及其积分的定义是确切的,他首先准确地证明了泰勒公式,他给出了级数收敛的定义和一些判别法。

()常微分方程

柯西在分析方面最深刻的贡献在常微分方程领域。他首先证明了方程解的存在和唯一性。在他以前,没有人提出过这种问题。通常认为是柯西提出的三种主要方法,即柯西利普希茨法,逐渐逼近法和强级数法,实际上以前也散见到用于解的近似计算和估计。柯西的最大贡献就是看到通过计算强级数,可以证明逼近步骤收敛,其极限就是方程的所求解。

约瑟夫·路易斯·拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange 1735~1813
  法国数学家物理学家1736125生于意大利都灵1813410卒于巴黎。他在数学力学天文学三个学科领域中都有历史性的贡献,其中尤以数学方面的成就最为突出。
拉格朗日的科学成就
  拉格朗日科学研究所涉及的领域极其广泛。他在数学上最突出的贡献是使数学分析与几何与力学脱离开来,使数学的独立性更为清楚,从此数学不再仅仅是其他学科的工具。

  拉格朗日总结了18世纪的数学成果,同时又为19世纪的数学研究开辟了道路,堪称法国最杰出的数学大师。同时,他的关于月球运动(三体问题)行星运动、轨道计算、两个不动中心问题、流体力学等方面的成果,在使天文学力学化、力学分析化上,也起到了历史性的作用,促进了力学和天体力学的进一步发展,成为这些领域的开创性或奠基性研究。

  在柏林工作的前十年,拉格朗日把大量时间花在代数方程超越方程的解法上,作出了有价值的贡献,推动了代数学的发展。他提交给柏林科学院两篇著名的论文:《关于解数值方程》和《关于方程的代数解法的研究》
。把前人解三、四次代数方程的各种解法,总结为一套标准方法,即把方程化为低一次的方程(称辅助方程或预解式)以求解。

  他试图寻找五次方程的预解函数,希望这个函数是低于五次的方程的解,但未获得成功。然而,他的思想已蕴含着置换群概念,对后来阿贝尔伽罗华起到启发性作用,最终解决了高于四次的一般方程为何不能用代数方法求解的问题。因而也可以说拉格朗日是群论的先驱。

  在数论方面,拉格朗日也显示出非凡的才能。他对费马提出的许多问题作出了解答。如,一个正整数是不多于4平方数的和的问题等等,他还证明了圆周率的无理性。这些研究成果丰富了数论的内容。

  在《解析函数论》以及他早在1772年的一篇论文中,在为微积分奠定理论基础方面作了独特的尝试,他企图把微分运算归结为代数运算,从而抛弃自牛顿以来一直令人困惑的无穷小量,并想由此出发建立全部分析学。但是由于他没有考虑到无穷级数的收敛性问题,他自以为摆脱了极限概念,其实只是回避了极限概念,并没有能达到他想使微积分代数化、严密化的目的。不过,他用幂级数表示函数的处理方法对分析学的发展产生了影响,成为实变函数论的起点。

  拉格朗日也是分析力学的创立者。拉格朗日在其名著《分析力学》中,在总结历史上各种力学基本原理的基础上,发展达朗贝尔、欧拉等人研究成果,引入了等势面的概念,进一步把数学分析应用于质点和刚体力学,提出了运用于静力学动力学的普遍方程,引进广义坐标的概念,建立了拉格朗日方程,把力学体系的运动方程从以力为基本概念的牛顿形式,改变为以能量为基本概念的分析力学形式,奠定了分析力学的基础,为把力学理论推广应用到物理学其他领域开辟了道路。

  他还给出刚体重力作用下,绕旋转对称轴上的定点转动(拉格朗日陀螺)的欧拉动力学方程的解,对三体问题的求解方法有重要贡献,解决了限制性三体运动的定型问题。拉格朗日对流体运动的理论也有重要贡献,提出了描述流体运动的拉格朗日方法。

  拉格朗日的研究工作中,约有一半同天体力学有关。他用自己在分析力学中的原理和公式,建立起各类天体的运动方程。在天体运动方程的解法中,拉格朗日发现了三体问题运动方程的五个特解,即拉格朗日平动解。此外,他还研究了彗星小行星摄动问题,提出了彗星起源假说等。

  近百余年来,数学领域的许多新成就都可以直接或间接地溯源于拉格朗日的工作。所以他在数学史上被认为是对分析数学的发展产生全面影响的数学家之一。被誉为欧洲最大的数学家


科林
麦克劳林Colin Maclaurin
是苏格兰数学家16982月生于苏格兰的基尔莫登,1746114卒于爱丁堡。麦克劳林是18世纪英国最具有影响的数学家之一。

麦克劳林是一位牧师的儿子,半岁丧父,9岁丧母。由其叔父抚养成人。叔父也是一位牧师。麦克劳林是一个神童,为了当牧师,他11岁考入格拉斯哥大学学习神学,但入校不久却对数学发生了浓厚的兴趣,一年后转攻数学。17岁取得了硕士学位并为自己关于重力作功的论文作了精彩的公开答辩;19岁担任阿伯丁大学的数学教授并主持该校马里歇尔学院数学第工作;两年后被选为英国皇家学会会员;1722-1726年在巴黎从事研究工作,并在1724年因写了物体碰撞的杰出论文而荣获法国科学院资金,回车后任爱丁堡大学教授。
  1719年,麦克劳林在访问伦敦时见到了牛顿,从此便成为牛顿的门生。1724年,由于牛顿的大力推荐,他继续获得教授席位。麦克劳林21岁时发表了第一本重要著作《构造几何》,在这本书中描述了作圆锥曲线的一些新的巧妙方法,精辟地讨论了圆锥曲线及高次平面曲线的种种性质。1742年撰写的《流数论》以泰勒级数作为基本工具,是对牛顿的流数法作出符合逻辑的、系统解释的第一本书。此书之意是为牛顿流数法提供一个几何框架的,以答复贝克来大主教等人对牛顿的微积分学原理的攻击。他以熟练的几何方法和穷竭法论证了流数学说,还把级数作为求积分的方法,并独立于Cauchy以几何形式给出了无穷级数收敛的积分判别法。他得到数学分析中著名的Maclaurin级数展开式,并用待定系数法给予证明。
他在代数学中的主要贡献是在《代数论》(1748,遗著)中,创立了用行列式的方法求解多个未知数联立线性方程组。但书中记叙法不太好,后来由另一位数学家Cramer又重新发现了这个法则,所以现在称为Cramer法则





戈特弗里德·威廉··莱布尼茨Gottfried Wilhelm von Leibniz16467117161114德国最重要的自然科学家、数学家、物理学家、历史学家和哲学家,一位举世罕见的科学天才,和牛顿164314—1727331)同为微积分的创建人。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。

个人成就
  始创微积分

  17世纪下半叶,欧洲科学技术迅猛发展,由于生产力的提高和社会各方面的迫切需要,经各国科学家的努力与历史的积累,建立在函数与极限概念基础上的微积分理论应运而生了。

  微积分思想,最早可以追溯到希腊由阿基米德等人提出的计算面积和体积的方法。1665年牛顿创始了微积分,莱布尼茨在1673—1676年间也发表了微积分思想的论著。

  以前,微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题,是分别的加以研究的。卡瓦列里、巴罗、沃利斯等人得到了一系列求面积(积分)、求切线斜率(导数)的重要结果,但这些结果都是孤立的,不连贯的。

  只有莱布尼茨和牛顿将积分和微分真正沟通起来,明确地找到了两者内在的直接联系:微分和积分是互逆的两种运算。而这是微积分建立的关键所在。只有确立了这一基本关系,才能在此基础上构建系统的微积分学。并从对各种函数的微分和求积公式中,总结出共同的算法程序,使微积分方法普遍化,发展成用符号表示的微积分运算法则。因此,微积分是牛顿和莱布尼茨大体上完成的,但不是由他们发明的

  然而关于微积分创立的优先权,在数学史上曾掀起了一场激烈的争论。实际上,牛顿在微积分方面的研究虽早于莱布尼茨,但莱布尼茨成果的发表则早于牛顿。

  莱布尼茨168410月在《教师学报》上发表的论文《一种求极大极小的奇妙类型的计算》,是最早的微积分文献。这篇仅有六页的论文,内容并不丰富,说理也颇含糊,但却有着划时代的意义。

  牛顿在三年后,即1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版也写道:十年前在我和最杰出的几何学家莱布尼茨的通信中,我表明我已经知道确定极大值和极小值的方法、作切线的方法以及类似的方法,但我在交换的信件中隐瞒了这方法,……这位最卓越的科学家在回信中写道,他也发现了一种同样的方法。他并诉述了他的方法,它与我的方法几乎没有什么不同,除了他的措词和符号而外(但在第三版及以后再版时,这段话被删掉了)。

  因此,后来人们公认牛顿和莱布尼茨是各自独立地创建微积分的。

  牛顿从物理学出发,运用集合方法研究微积分,其应用上更多地结合了运动学,造诣高于莱布尼茨。莱布尼茨则从几何问题出发,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则,其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。

  莱布尼茨认识到好的数学符号能节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此,他所创设的微积分符号远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展有极大影响。1713年,莱布尼茨发表了《微积分的历史和起源》一文,总结了自己创立微积分学的思路,说明了自己成就的独立性。



黎曼(Georg Friedrich Bernhard Riemann,18261866)
复变函数论的奠基人

黎曼几何的创始人

微积分理论的创造性贡献

解析数论跨世纪的成果

组合拓扑的开拓者

代数几何的开源贡献
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沙发
发表于 2010-7-23 15:43:12 | 只看该作者
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板凳
发表于 2010-7-23 19:58:54 | 只看该作者
这帖子怎么这么眼熟啊?
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