LMS知識社群ePortfolio登入
科學史上的今天-數學篇 1~6月份
by 葉小筠, 2016-04-13 10:04, 人氣(1311)

科學史上的今天-數學篇

1月份  2月份  3月份  4月份  5月份  6月份

 

1月份

日期

事件

簡介

14

牛頓誕辰

對牛頓而言,研究科學是他個人的事,他無須告訴外界他的研究成果,這些真理他自己知道就好。因此他明明早就用三大運動定律與萬有引力定律證明了克卜勒三大定律,卻要等到哈雷三催四請才整理出《自然哲學的數學原理》一書,而且還故意把它寫得晦澀難懂,「免得被那些對數學一知半解的人糾纏不清」。

17

博雷爾誕辰

當無限猴子定理廣為流傳之後,就變成「一個定理,各自表述」,已不再拘泥於原創者的本意。有人反而用來指稱任何事都可能發生,有人則從中找到各種諷刺意味,因此它也常在許多文章與小說中出現,例如科幻經典《銀河便車指南》。

18

霍金生日

霍金是繼愛因斯坦之後最受大眾喜愛的明星科學家。他寫的《時間簡史》內容艱深,卻賣了超過一千萬冊;還偶而在《Star Trek》、《The Big Bang Theory》、《辛普森家庭》等電視影集中客串演出。

122

培根誕辰

培根的「刪除歸納法」,不同於「列舉歸納法」可能造成的謬誤(例如所有天鵝都是白色的),雖然都是以經驗事實為前提,但培根特別強調不斷以反例排除錯誤的假設。此一「假設驗證」的方法成為近代科學研究的基礎

128

挑戰者號太空梭爆炸

這是挑戰者號第十次出任務,在眾人的期盼之中,挑戰者號終於在美東時間上午 11 38 分緩緩升空。不料,59 秒後太空梭右側的固態火箭推進器出現白煙,接著出現火苗,第 73 秒挑戰者號在眾人的驚呼聲中爆炸解體,七名太空人全部罹難。

 


 

 

2月份

日期

事件

簡介

27

哈代誕辰

哈代認為純數學才是真正的數學,在他眼中,「任何一門學科與實際生活相聯繫的往往是其中平凡和乏味的部分。」他追求的是一種形而上的不朽,而最符合的唯有純數學的嚴謹與美麗。

28

白努利誕辰

1738 年,丹尼爾發表論文解答「聖彼得堡悖論」。這個悖論源自一個丟硬幣遊戲:出現正面可得 2 元,下次又是正面則獎金加倍,以此類推,直到出現反面為止。那麼你願意花多少錢參加這個遊戲?若按期望值來算,其期望值是無限大( 2*½ + 4*¼ + 8*1/8 + …… ),但顯然沒有人願意掏出幾十元來玩這遊戲;這個矛盾如何解釋?丹尼爾用「邊際效用遞減原理」與「最大效用原理」做出合理的解釋,成為現代經濟學的基礎。

214

第一台通用型電子計算機問世

⋯⋯一台首次能以電子速度處理困難繁重而難以解答之數學問題的神奇機器,⋯⋯它的計算能力比以往的計算機快上一千倍」紐約時報所描述的這台神奇機器叫「電子數值積分計算機」

 


 

 

3月份

日期

事件

簡介

33

康托爾誕辰

康托爾創立集合論,將無限當成可以一一對應其中元素的集合來處理。經由他無懈可擊的證明,無限的確有大小等級不同之分。自然數、平方數、整數、有理數的集合都是「可數無限」,屬於最初級(第零級)的無限,它們都一樣大。但無理數、實數的集合就是另一種「不可數無限」,硬是比第零級的無限還大,屬於第一級的無限。

314

愛因斯坦誕辰

「像我們這種人永遠不會變老,因為置身於偉大奧秘之前,我們永遠都像好奇的小孩。」

318

哥德巴赫誕辰

哥德巴赫猜想吸引了無數數學家與素人競相投入,進展卻相當緩慢。如今我們知道只要證明歐拉的偶數那個版本(稱為「強哥德巴赫猜想」),就能證明奇數可以寫成三個質數之和(稱為「弱哥德巴赫猜想」),等於完成了哥德巴赫猜想。

320

金納誕辰

史金納的觀點似乎暗示人類並沒有自由意志,只是被外部條件牽著鼻子走;加上「改變人類行為」不免令人聯想到極權國家控制人民的手段,而使他備受爭議。然而仔細想想,我們生活中的很多習慣難道不是如此嗎?

321

傅立葉誕辰

傅立葉的研究似乎總是領先時代太多。傅立葉級數與傅立葉轉換要過一百多年才展現其巨大的應用價值,撐起了現在這個數位時代。他還是第一位正確解釋地球溫室效應的人,而這也是要等百餘年,我們才瞭解溫室效應與人類的未來命運息息相關。

323

拉普拉斯誕辰

拉普拉斯對天體的掌握當然是建立於數學的高深造詣。他一些開創性的研究留下許多以他為名的數學名詞,例如拉普拉斯轉換、拉普拉斯方程、拉普拉斯展開、拉普拉斯定理、⋯⋯等等。就連機率也是他在 25 歲時率先給出古典機率的明確定義,使機率走向公式化與公理化,日後他還出版了第一本結合微積分與機率理論的《機率分析論》。

330

於是,我們有了「數學王子」高斯⋯⋯

高斯不凡的成就不勝枚舉,數學方面除了上述的貢獻之外,還發現代表常態分佈的高斯曲線、建立複數平面而賦予複數幾何上的意義、對於曲面的研究為非歐幾里得幾何奠下了基礎(最後由他的學生黎曼完成)。物理方面提出電磁學的高斯定理、與韋伯(Wilhelm Weber)共同發明第一台發報機並繪製第一張地球磁場圖,還發明廣泛應用於大地測量的鏡式六分儀。

331

笛卡兒誕辰

笛卡兒首度引進直角座標系與線段運算的觀念,幾何圖形因此可以轉譯為代數方程式,從此倚重直覺、解法繁複的幾何問題得以搖身一變為有明確步驟可解的代數問題。笛卡兒前無古人地將幾何與代數熔於一爐,開創了「解析幾何」,成為現代數學的第一個里程碑,也為微積分的發展奠下了根基。直角座標系因此被稱為笛卡兒座標系,也成為現代物理各種理論架構的基礎。

 


 

 

4月份

日期

事件

簡介

42

2001太空漫遊》首映

有科學基礎的豐富想像、對人類命運之終極關懷所引發的哲思,加上極具開創性的美學,使得《2001太空漫遊》成為獨一無二的經典電影,以致於喬治・盧卡斯坦承自己的《星際大戰》遠不及它;史蒂芬・史匹柏稱它是「我們這一世代的『大霹靂』」;雷利・史考特則直言在《2001太空漫遊》之後,已經沒有什麼是原創的,所有元素都在這部電影出現過了!

44

納皮爾忌日

對數的發現為天文學家省去很多計算的功夫,拉普拉斯就曾說:「對數的發明簡化了計算,使天文學家的壽命增加了一倍。」納皮爾可說是功德無量,只是他的出生日期已不可考,我們只能在他的忌日緬懷他的貢獻了。

411

懷爾斯生日

高懸三百多年的費馬最後定理終獲證明,懷爾斯也從此在歷史留名。

414

埃米·諾特忌日

二十世紀之前,科學領域幾乎是女性勿入的禁地,其中數學這個歷史最悠久的學科,在長達數千年的時間裏女數學家竟然屈指可數,更凸顯了女性長期受到的歧視。直 1907年,德國的女數學家諾特才終於成為史上第一位女數學博士。然而這不代表她已敲開學術圈的大門,相反地,諾特後來仍因她的性別與身分而遭受極不公平的對待……

418

愛因斯坦的大腦不見了

愛因斯坦的大腦有何特殊之處?它的重量1230公克,還略小於成人平均值。有研究者提出其神經元密度比較高、前額葉皮質略有不同、……等等構造迥異的說法,但我們心知肚明,其實根本無法從中窺出愛因斯坦的天才根源。它真正的特殊之處就只在於它是愛因斯坦的大腦,因而具有某種神聖意義,所以令後人如此為之著迷吧!

日期

事件

簡介

428

哥德爾誕辰

25歲的年輕奧地利數學家哥德爾發表了一篇石破天驚的論文。這個「哥德爾不完備定理」摧毀了數學界與哲學界的一貫信念,正式宣判聖杯只是幻影,任何努力只是徒勞,大家可以散矣!馮·紐曼聞之當下即嘆:「一切都結束了。」

429

龐加萊誕辰

龐加萊一生發表的論文近五百篇,著作三十部,幾乎涵蓋數學所有領域以及原來沒有的領域。而他跨足的物理也涵蓋廣闊,包括天體力學、流體力學、電磁學、熱力學、……等等。難怪他會被譽為繼高斯之後,對於純數學及其應用均具有全面知識之最後一人。

430

夏農誕辰

如今,電腦與各種數位產品中的處理器無不運用夏農規劃的布爾代數與二元運算;而語音通訊、資料傳輸與資料壓縮更是因為他的資訊理論才得以實現,我們才能講電話、上網、聽音樂、看影片。

 


 

5月份

日期

事件

簡介

54

神奇的數字:7±2

試著背下這組數字:26535897932384626433。三、二、一,好了,你能背出幾個數字?我猜不會超過9個,但也不會低於5個,平均而言,一般人能記得的個數就是7正負2這個區間。

512

南丁格爾誕辰

南丁格爾,穿著護士服穿梭在戰地裡照顧傷兵,即使夜裡仍提著燈巡房,宛如「上帝派來的天使」;這是大家所熟悉的南丁格爾的形象。但很多人並不知道,她也是個統計學家,而且她以統計學家的身份所救助的人數,還遠遠多於她以護士身份所挽回的生命。

518

羅素誕辰

舊有的數學體系已搖搖欲墜,一些所謂「不證自明」的公設根本經不起考驗(例如歐氏幾何中的平行公設);甚至當代大師康托爾等人企圖打造為數學根基的集合論,也被他的「理髮師悖論」(又稱「羅素悖論」)戳出漏洞。因此他才決定回歸邏輯,把數學建立在無懈可擊的邏輯推理上,這也是為什麼花362頁證明1+1=2是必要的。

527

米爾格蘭的服從實驗

當你回顧人類漫長而晦暗的歷史時,你會發現以服從之名所犯下的可怕罪行,遠遠多於以反抗之名所犯下的罪行。

 


 

6月份

日期

事件

簡介

621

指紋鑑識科學誕生

如今指紋的分析方法與採集技術已遠遠超越當年高騰發明的方法,應用範圍更從警方的刑事鑑定擴及到一般民眾的日常生活,但無論如何演變,所依據的仍是高騰率先引進的統計學方法。「相關係數」與「向平均數回歸」這兩項重要的觀念正是高騰的創見呢!

622

第一位知道地球大小的人

埃拉托斯塞尼完全展現了科學思考的力量,將看似無法克服的複雜問題,化約成本質不變的簡潔模型;不用蠻力與特殊工具,也無需深奧的理論與繁複的計算,僅憑現今國中程度的數學就能在兩千多年前算出地球的大小。

623

圖靈誕辰

圖靈以計算機的形式重新演繹了哥德爾不完備定理,並補充了判定問題,不僅在數學上作出貢獻,他構想的圖靈機更成為現代電腦的雛形。