高斯獎

高斯獎

高斯獎(Gauss Prize),由國際數學家聯盟(IMU)和德國數學家聯合會共同設立 ,於四年一度的國際數學家大會(ICM)上頒發 ,德國數學家聯盟具體負責獎項的管理工作 。 1998年在德國柏林舉行的第23屆國際數學家大會上,國際數學家聯盟(IMU)決定設立這一獎項 。1855年去世的卡爾·弗里德里希·高斯是德國數學家,也是天文學家和物理學家,由於他在多個數學領域取得了重大成就,因此被譽為數學王子 。該獎項是為紀念“數學王子”高斯而設,主要用於獎勵在套用數學方面取得成果者 ,獲獎者可獲得一枚繪有高斯肖像的獎章和一筆獎金 。該獎項首次頒發是在馬德里召開的第25屆國際數學家大會上 。

人物簡介

高斯(C.F.Gauss,1777.4.30~1855.2.23)是德國數學家、物理學家和天文學家,出生於德國布倫茲維克的一個貧苦家庭。父親格爾恰爾德·迪德里赫先後當過護堤工、泥瓦匠和園丁,第一個妻子和他生活了10多年後因病去世,沒有為他留下孩子。迪德里赫後來娶了羅捷雅,第二年他們的孩子高斯出生了,這是他們唯一的孩子。父親對高斯要求極為嚴厲,甚至有些過分,常常喜歡憑自己的經驗為年幼的高斯規劃人生。高斯尊重他的父親,並且秉承了其父誠實、謹慎的性格。1806年迪德里赫逝世,此時高斯已經做出了許多劃時代的成就。

在成長過程中,幼年的高斯主要是力於母親和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30歲那年死於肺結核,留下了兩個孩子:高斯的母親羅捷雅、舅舅弗利德里希(Friederich)。弗利德里希富有智慧,為人熱情而又聰明能幹投身於紡織貿易頗有成就。他發現姐姐的兒子聰明伶利,因此他就把一部分精力花在這位小天才身上,用生動活潑的方式開發高斯的智力。若干年後,已成年並成就顯赫的高斯回想起舅舅為他所做的一切,深感對他成才之重要,他想到舅舅多產的思想,不無傷感地說,舅舅去世使“我們失去了一位天才”。正是由於弗利德里希慧眼識英才,經常勸導姐夫讓孩子向學者方面發展,才使得高斯沒有成為園丁或者泥瓦匠。

在數學史上,很少有人象高斯一樣很幸運地有一位鼎力支持他成才的母親。羅捷雅直到34歲才出嫁,生下高斯時已有35歲了。他性格堅強、聰明賢慧、富有幽默感。高斯一生下來,就對一切現象和事物十分好奇,而且決心弄個水落石出,這已經超出了一個孩子能被許可的範圍。當丈夫為此訓斥孩子時,他總是支持高斯,堅決反對頑固的丈夫想把兒子變得跟他一樣無知。

羅捷雅真誠地希望兒子能幹出一番偉大的事業,對高斯的才華極為珍視。然而,他也不敢輕易地讓兒子投入當時尚不能養家餬口的數學研究中。在高斯19歲那年,儘管他已做出了許多偉大的數學成就,但她仍向數學界的朋友W.波爾約(W.Bolyai,非歐幾何創立者之一J.波爾約之父)問道:高斯將來會有出息嗎?W.波爾約說她的兒子將是“歐洲最偉大的數學家”,為此她激動得熱淚盈眶。

7歲那年,高斯第一次上學了。頭兩年沒有什麼特殊的事情。1787年高斯10歲,他進入了學習數學的班次,這是一個首次創辦的班,孩子們在這之前都沒有聽說過算術這么一門課程。數學教師是布特納(Buttner),他對高斯的成長也起了一定作用。

1788年,11歲的高斯進入了文科學校,他在新的學校里,所有的功課都極好,特別是古典文學、數學尤為突出。經過巴特爾斯等人的引薦,布倫茲維克公爵召見了14歲的高斯。這位樸實、聰明但家境貧寒的孩子贏得了公爵的同情,公爵慷慨地提出願意作高斯的資助人,讓他繼續學習。

布倫茲維克公爵在高斯的成才過程中起了舉足輕重的作用。不僅如此,這種作用實際上反映了歐洲近代科學發展的一種模式,表明在科學研究社會化以前,私人的資助是科學發展的重要推動因素之一。高斯正處於私人資助科學研究與科學研究社會化的轉變時期。

1792年,高斯進入布倫茲維克的卡羅琳學院繼續學習。1795年,公爵又為他支付各種費用,送他入德國著名的哥丁根大學,這樣就使得高斯得以按照自己的理想,勤奮地學習和開始進行創造性的研究。1799年,高斯完成了博士論文,回到家鄉布倫茲維克,正當他為自己的前途、生計擔憂而病倒時----雖然他的博士論文順利通過了,已被授予博士學位,同時獲得了講師職位,但他沒有能成功地吸引學生,因此只能回老家,又是公爵伸手救援他。公爵為高斯付諸了長篇博士論文的印刷費用,送給他一幢公寓,又為他印刷了《算術研究》,使該書得以在1801年問世;還負擔了高斯的所有生活費用。所有這一切,令高斯十分感動。他在博士論文和《算術研究》中,寫下了情真意切的獻詞:“獻給大公”,“你的仁慈,將我從所有煩惱中解放出來,使我能從事這種獨特的研究”。

1806年,公爵在抵抗拿破崙統帥的法軍時不幸陣亡,這給高斯以沉重打擊。他悲痛欲絕,長時間對法國人有一種深深的敵意。大公的去世給高斯帶來了經濟上的拮据,德國處於法軍奴役下的不幸,以及第一個妻子的逝世,這一切使得高斯有些心灰意冷,但他是位剛強的漢子,從不向他人透露自己的窘況,也不讓朋友安慰自己的不幸。人們只是在19世紀整理他的未公布於眾的數學手稿時才得知他那時的心態。在一篇討論橢圓函式的手搞中,突然插入了一段細微的鉛筆字:“對我來說,死去也比這樣的生活更好受些。”

慷慨、仁慈的資助人去世了,因此高斯必須找一份合適的工作,以維持一家人的生計。由於高斯在天文學、數學方面的傑出工作,他的名聲從1802年起就已開始傳遍歐洲。彼得堡科學院不斷暗示他,自從1783年歐拉去世後,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著象高斯這樣的天才。公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,他甚至願意給高斯增加薪金,為他建立天文台。現在,高斯又在他的生活中面臨著新的選擇。

為了不使德國失去最偉大的天才,德國著名學者洪堡(B.A.Von Humboldt)聯合其他學者和政界人物,為高斯爭取到了享有特權的哥丁根大學數學和天文學教授,以及哥丁根天文台台長的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居於此。從這時起,除了一次到柏林去參加科學會議以外,他一直住在哥丁根。洪堡等人的努力,不僅使得高斯一家人有了舒適的生活環境,高斯本人可以充分發揮其天才,而且為哥丁根數學學派的創立、德國成為世界科學中心和數學中心創造了條件。同時,這也標誌著科學研究社會化的一個良好開端。

相關故事

在全世界廣為流傳的一則故事說,高斯10歲時算出布特納給學生們出的將1到100的所有整數加起來的算術題,布特納剛敘述完題目,高斯就算出了正確答案。不過,這很可能是一個不真實的傳說。據對高斯素有研究的著名數學史家E·T·貝爾(E.T.Bell)考證,布特納當時給孩子們出的是一道更難的加法題:81297+81495+81693+…+100899。

當然,這也是一個等差數列的求和問題(公差為198,項數為100)。當布特納剛一寫完時,高斯也算完並把寫有答案的小石板交了上去。E·T·貝爾寫道,高斯晚年經常喜歡向人們談論這件事,說當時只有他寫的答案是正確的,而其他的孩子們都錯了。高斯沒有明確地講過,他是用什麼方法那么快就解決了這個問題。數學史家們傾向於認為,高斯當時已掌握了等差數列求和的方法。一位年僅10歲的孩子,能獨立發現這一數學方法實屬很不平常。貝爾根據高斯本人晚年的說法而敘述的史實,應該是比較可信的。而且,這更能反映高斯從小就注意把握更本質的數學方法這一特點。

高斯的計算能力,更主要地是高斯獨到的數學方法、非同一般的創造力,使布特納對他刮目相看。他特意從漢堡買了最好的算術書送給高斯,說:“你已經超過了我,我沒有什麼東西可以教你了。”接著,高斯與布特納的助手巴特爾斯(J.M.Bartels)建立了真誠的友誼,直到巴特爾斯逝世。他們一起學習,互相幫助,高斯由此開始了真正的數學研究。

榮譽成就

高斯的學術地位,歷來為人們推崇得很高。他有“數學王子”、“數學家之王”的美稱、被認為是人類有史以來“最偉大的三位(或四位)數學家之一”(阿基米德、牛頓、高斯或加上歐拉)。人們還稱讚高斯是“人類的驕傲”。天才、早熟、高產、創造力不衰、……,人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,對於高斯都不過分。

高斯的研究領域,遍及純粹數學和套用數學的各個領域,並且開闢了許多新的數學領域,從最抽象的代數數論到內蘊幾何學,都留下了他的足跡。從研究風格、方法乃至所取得的具體成就方面,他都是18----19世紀之交的中堅人物。如果我們把18世紀的數學家想像為一系列的高山峻岭,那么最後一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀的數學家想像為一條條江河,那么其源頭就是高斯。

雖然數學研究、科學工作在18世紀末仍然沒有成為令人羨慕的職業,但高斯依然生逢其時,因為在他快步入而立之年之際,歐洲資本主義的發展,使各國政府都開始重視科學研究。隨著拿破崙對法國科學家、科學研究的重視,俄國的沙皇以及歐洲的許多君主也開始對科學家、科學研究刮目相看,科學研究的社會化進程不斷加快,科學的地位不斷提高。作為當時最偉大的科學家,高斯獲得了不少的榮譽,許多世界著名的科學泰斗都把高斯當作自己的老師。

1802年,高斯被俄國彼得堡科學院選為通訊院士、喀山大學教授;1877年,丹麥政府任命他為科學顧問,這一年,德國漢諾瓦政府也聘請他擔任政府科學顧問。

人物評價

高斯的一生,是典型的學者的一生。他始終保持著農家的儉樸,使人難以想像他是一位大教授,世界上最偉大的數學家。他先後結過兩次婚,幾個孩子曾使他頗為惱火。不過,這些對他的科學創造影響不太大。在獲得崇高聲譽、德國數學開始主宰世界之時,一代天驕走完了生命旅程。

獲獎名單

2006年8月22日,第一屆高斯獎(Carl Friedrich Gauss Prize)頒給了日本數學家Kiyosi Itô(伊藤清),以表彰其在隨機微分分析領域的基礎研究工作。

2010年,第二屆高斯獎(Carl Friedrich Gauss Prize)頒給了法國數學家Yves Meyer,以表彰其在數論、運算元理論和諧波分析領域的傑出貢獻。

2014年,第三屆高斯獎(Carl Friedrich Gauss Prize)頒給了美國數學家Stanley Osher,表彰其在套用數學及多個工程交叉學科領域內的傑出工作。

2018年,第四屆高斯獎(Carl Friedrich Gauss Prize)頒給了史丹福大學的美國數學家David L. Donoho,表彰他在信號處理中重要問題的數學、統計和計算分析方面做出的基礎性貢獻。

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