一区二区三区日韩精品-日韩经典一区二区三区-五月激情综合丁香婷婷-欧美精品中文字幕专区

搜索
分享

相映成趣的兩座數(shù)學(xué)橋

 shuirongye 2022-09-06 發(fā)布于河南
世界上有兩座著名的數(shù)學(xué)橋。一座在英國的倫敦，一座在中國的杭州。

圖片
劍橋數(shù)學(xué)橋

圖片
杭州道古橋

英國倫敦的劍橋是英格蘭的一個小鎮(zhèn)。1209年，一批牛津大學(xué)的學(xué)者和教師因為宗教信仰或者學(xué)術(shù)思想的分歧，受到排擠，為了躲避毆斗，憤然離校，在劍橋鎮(zhèn)這個靜謐的地方建起了一所大學(xué)，這就是聞名遐邇的劍橋大學(xué)。在八百多年的時間里，劍橋大學(xué)共培養(yǎng)出了超過九十位的諾貝爾獎獲得者和不計其數(shù)的科學(xué)家、哲學(xué)家、文學(xué)家和經(jīng)濟學(xué)家。

劍橋大學(xué)沒有圍墻，有一條曲折蜿蜒的河流流經(jīng)它的校園，穿過小鎮(zhèn)。河的兩岸芳草萋萋，風(fēng)光旖旎，給劍橋大學(xué)帶來了靈氣。傳說在公元一世紀的時候，古羅馬軍隊橫掃歐洲大陸，駐扎在這里的將士們經(jīng)常在這條小河里洗滌佩劍和兵器，他們就稱這條河流為劍河。由于河上架設(shè)的橋梁非常密集，也就有了劍橋鎮(zhèn)的美名。劍橋大學(xué)的所有學(xué)院和機構(gòu)就星羅棋布的坐落于劍河下游的兩岸，它們的所有建筑都顯得古樸典雅。

劍河這條著名的河流在中國著名詩人徐志摩的生命中是無法抹去的。他在留給世間的優(yōu)美詩篇《再別康橋》中將這條河流音譯為康河：“在康河的柔波里，我甘心做一條水草！”正是康河的漣漪，撩動了詩人蜇伏在內(nèi)心的性靈：“輕輕的我走了，正如我輕輕的來；我輕輕的招手，作別西天的云彩。”他曾經(jīng)滿懷情感地說：“我的眼是康橋教我睜的，我的求知欲是康橋給我撥動的，我的自我意識是康橋給我胚胎的”。

徐志摩所說的康橋指的就是劍橋大學(xué)。泛舟于碧波蕩漾的劍河，途徑劍橋大學(xué)的河段，它的各個學(xué)院的后園景觀美景如織，盡收眼底。一座座造型別致的小橋，橫跨在劍河的兩岸，給觀覽這美麗景致的人們留下了不可磨滅的印象。這些小橋有國王橋、三一橋、嘆息橋、克萊爾橋、麥格達琳橋等等，其中最為著名的就是數(shù)學(xué)橋。

劍河岸邊那座通體用紅磚壘砌，錯落有致的建筑是劍橋大學(xué)的女王學(xué)院。它已經(jīng)沐浴了二百五十多個春秋的風(fēng)雨。佇立于女王學(xué)院圖書館窗前，清晰可見一座古老的木橋橫臥在劍河兩岸，歲月在上面涂抹著斑駁的痕跡，古拙厚重。這就是非常值得劍橋大學(xué)驕傲的數(shù)學(xué)橋，舉世聞名。橋下流淌的河水清澄如鏡，水綠如染。岸邊林木森然，婆娑的枝葉隨風(fēng)蕩漾，鳥語花香，讓人流連忘返。數(shù)學(xué)橋呈現(xiàn)出的朦朧神奇的數(shù)學(xué)圖案，不規(guī)則的三角形、平行四邊形和梯形等幾何光影深邃地倒映在潺潺的流水之中。

圖片
國王橋

圖片
三一橋

圖片
嘆息橋

圖片
克萊爾橋

圖片
麥格達琳橋

和牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的蘋果傳奇一樣，這座數(shù)學(xué)橋也有一個美麗的故事。說的是偉大的數(shù)學(xué)家牛頓在劍橋大學(xué)任教期間，為了驗證他創(chuàng)立的力學(xué)定律，他經(jīng)過精確的數(shù)學(xué)計算親自設(shè)計和建造了這座橋，而且在建造過程中沒有使用一顆鐵釘。后來在維多利亞時代，女王學(xué)院一群崇拜牛頓的粉絲學(xué)生，為了探究這座橋梁的奧秘，同時，也是為了紀念老師，超越老師，就以敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)的姿態(tài)，宣稱牛頓大師能做到的事情，作為他的學(xué)生們也能夠做到。他們毅然把這座橋梁給拆掉了，然后胸有成竹地恢復(fù)重建。豈不知他們絞盡腦汁，也沒有能夠恢復(fù)成牛頓設(shè)計建筑的原樣，最后只好采用螺釘予以固定，遂成為現(xiàn)在這樣的狀態(tài)。所以，這座橋也被稱作牛頓橋。

這個美麗的傳說真切地體現(xiàn)了劍橋大學(xué)的精神，傳達出了劍橋大學(xué)的教學(xué)理念，那就是劍橋人對科學(xué)王國的神奇充滿了好奇和興趣，追求真理的執(zhí)著猶如精衛(wèi)填海，矢志不渝。學(xué)校鼓勵學(xué)生獨立思考，質(zhì)疑創(chuàng)新，挑戰(zhàn)權(quán)威，勇于實踐，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和動手能力。

數(shù)學(xué)橋是真實存在的，傳說卻是虛構(gòu)的。實際上，這座橋跟牛頓并沒有直接的關(guān)系，牛頓是1669年來到劍橋大學(xué)教授數(shù)學(xué)的，在牛頓去世二十二年以后，數(shù)學(xué)橋才建成。作為世界上最為著名的數(shù)學(xué)家，牛頓來到劍橋大學(xué)任教，使得微積分理論在英倫大陸得到了廣泛的傳播，一舉將英國的數(shù)學(xué)研究水平提升到了國際上的領(lǐng)先地位，這座小橋被劍橋人以牛頓的名字命名為數(shù)學(xué)橋就是順理成章的事情了。

這座小橋被稱為數(shù)學(xué)橋，還體現(xiàn)了大不列顛民族喜歡炫耀的文化基因。世界數(shù)學(xué)史上發(fā)生過一場關(guān)于微積分發(fā)明權(quán)的訟爭，它是由英國的數(shù)學(xué)家們首先挑起的。

1695年，他們向歐洲大陸的數(shù)學(xué)界宣稱，微積分理論是由英國數(shù)學(xué)家牛頓首先發(fā)明的，德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲發(fā)表的微積分論文中有抄襲之嫌。這場曠日持久的爭論在英國和德國之間持續(xù)了五十多年。就在數(shù)學(xué)橋架設(shè)完工之際，這場訟爭也基本上接近了尾聲。這時，歐洲大陸的數(shù)學(xué)家們對于這個訟爭也取得了基本的共識，認為牛頓和萊布尼茲對微積分的創(chuàng)立都獨立地做出了各自的貢獻，只是在發(fā)明的時間上牛頓略早幾年。牛頓是在物理運動學(xué)研究的基礎(chǔ)上，運用幾何方法建立微積分理論的。牛頓在運用微積分解決物理學(xué)問題上造詣精深。

萊布尼茲是在研究曲線的切線和面積的基礎(chǔ)上，運用分析學(xué)的方法建立了微積分理論，萊布尼茲在微積分的表達形式方面，引入的符號簡潔明確。作為數(shù)學(xué)家的牛頓，謹守治學(xué)嚴謹?shù)男艞l，在沒有建立起嚴密的邏輯基礎(chǔ)之前，沒有公開發(fā)表微積分著作《流數(shù)術(shù)》。而作為哲學(xué)家的萊布尼茲卻早于牛頓三年發(fā)表了他的研究成果。在這場訟爭中，英國的數(shù)學(xué)家們提出弄清楚微積分發(fā)明權(quán)的歷史并沒有任何不妥，只是在這個過程中，他們顯得心胸有些狹隘，主動停止了與歐洲大陸數(shù)學(xué)界的學(xué)術(shù)交流，在這之后數(shù)十年間，致使英國的數(shù)學(xué)研究水平停滯不前。在這個背景下，劍橋人將這座小橋貼上牛頓的標(biāo)簽，是不是顯得意味深長呢？

數(shù)學(xué)橋的真正設(shè)計者是英國著名的橋梁設(shè)計大師威廉姆·埃斯里奇。他在女王學(xué)院讀書的時候，游歷考察了東方各國的建筑，尤其見識了中國古代木結(jié)構(gòu)建筑的精華榫卯結(jié)構(gòu)。他結(jié)合科學(xué)的橋梁設(shè)計原理，精心設(shè)計了這座小橋。不過，數(shù)學(xué)橋的設(shè)計并沒有采用中國式的榫卯結(jié)構(gòu)，因為數(shù)學(xué)橋的木質(zhì)構(gòu)件截面不大，采用榫卯結(jié)構(gòu)連接將降低它的承載能力，所以，主要還是采用鐵釘來連接固定橋身。不過，他還是受到中國建筑中榫卯結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，在設(shè)計中巧妙地隱藏了橋身上的鐵釘，外表看來，好像整個小橋通身都沒有使用鐵釘一樣。

1749年，由詹姆斯·埃塞克斯根據(jù)這個設(shè)計，組織建造了這座小橋。它的建成體現(xiàn)了現(xiàn)代鋼架橋梁的雛形，橋身相鄰桁架之間均構(gòu)成11.25度的夾角，在弧形的拱式結(jié)構(gòu)中，每一處局部都是用筆直的構(gòu)件建造，彰顯著“以直代曲”的微積分思想。這種設(shè)計建造理念完全由幾何結(jié)構(gòu)支撐，所以，命名此橋為“數(shù)學(xué)橋”也是名副其實的?，F(xiàn)在我們見到的這座橋是復(fù)制品，建于1905年，全部采用了螺栓連接固定。但是，原來設(shè)計建設(shè)的痕跡還依稀可見。

今天的數(shù)學(xué)橋與劍河上的其它小橋共同融入到了劍橋大學(xué)的亮麗景觀之中，吸引著世界各地的人們前往游覽，成為莘莘學(xué)子向往之地劍橋大學(xué)不可或缺的點綴。沿著劍河漫步，遙想徐志摩當(dāng)年曾經(jīng)感嘆，“康橋的靈性全在一條河上”，我們也可以說，劍橋的理性全在一座橋上，這座橋自然非數(shù)學(xué)橋莫屬。

早于劍橋大學(xué)數(shù)學(xué)橋建成五百多年以前，中國的臨安城（現(xiàn)在杭州市）也有一座數(shù)學(xué)橋。它是由宋朝的大數(shù)學(xué)家秦九韶親自設(shè)計并募資，于南宋嘉熙年間（1237—1241）建造的。南宋時期的《臨安志》記載：“'西溪橋’，本府試院東，宋代嘉熙年間道古建造”。 “元人朱世杰為紀念建橋人'道古’，將'西溪橋’更名'道古橋’，并書鐫橋頭”。文獻中提到的道古，就是秦九韶的字，朱世杰則是另一位宋元時期的數(shù)學(xué)家。

圖片
疑似原道古橋（之一）

宋元時期是中國數(shù)學(xué)繁榮發(fā)展的黃金時期。這一時期，前后誕生了四位杰出的數(shù)學(xué)家，他們是秦九韶、李冶、楊輝和朱世杰。中國的這座數(shù)學(xué)橋與他們中間的兩位數(shù)學(xué)家有著直接的關(guān)系，其意義遠比虛構(gòu)的牛頓造橋的故事渾厚深遠。相較于劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)橋，中國的這座數(shù)學(xué)橋才堪稱名副其實。

秦九韶于1202年出生在南宋的一個宦官家庭，自幼聰穎好學(xué)。他的父親秦季槱曾經(jīng)擔(dān)任過秘書少監(jiān)兼國史院編修官，掌管皇家的圖書資料館，主持天文歷法的計算和編制。秦九韶隨父親在臨安生活期間，把全部精力都投入到學(xué)習(xí)之中，他利用父親任職的有利條件，可以閱讀大量先哲的學(xué)術(shù)著作，還能夠向?qū)W識淵博的學(xué)者當(dāng)面請教。通過努力，秦九韶扎實地掌握了天文歷法、土木工程和數(shù)學(xué)方面的系統(tǒng)知識。秦九韶不僅重視理論學(xué)習(xí)，繼承傳統(tǒng)，他還善于獨立思考，勇于創(chuàng)新。難能可貴的是，他具有人道主義的情懷，關(guān)心國計民生，體察民間疾苦，主張施仁政，他很快就成長為一個有擔(dān)當(dāng)?shù)闹R分子。

1238年是嘉熙二年，父親病逝，秦九韶回臨安丁父憂。這期間，他萌生了為民眾做點事情的想法。他居住的西溪河兩岸一直沒有橋梁，民眾要渡河辦事很不方便。他便打算在西溪河上修建一座橋。秦九韶的父親生前有一位摯友李心傳，這時恰好在朝廷任秘書少監(jiān)，掌管朝廷府庫的銀兩調(diào)配。秦九韶設(shè)計好橋梁的圖紙以后，親自找到這位父親的摯友幫忙。李心傳從朝廷舟橋營建的經(jīng)費中撥出了一筆?？?，予以資助，秦九韶又慷慨地捐出了朝廷給他父親的部分恤祿，終于建造起了一座橋。橋梁建好后，秦九韶也沒有刻意給它取名字，人們就習(xí)慣地叫它“西溪橋”。

1244年，秦九韶在建康府（現(xiàn)在南京市）擔(dān)任通判期間，母親病逝，他又回到湖州丁母憂，守孝三年。在這期間，他得以有充裕的時間潛心研究數(shù)學(xué)，于1247年完成了《數(shù)書九章》的寫作，奠定了秦九韶在世界數(shù)學(xué)史上的崇高地位。他在這部著作里系統(tǒng)地總結(jié)和發(fā)展了高次方程的數(shù)值解法，創(chuàng)造性地提出了“正負開方術(shù)”，解決了求解一元高次方程正根的問題，被稱為“秦九韶算法”。這一成就比西方數(shù)學(xué)家魯菲尼和霍納領(lǐng)先了五百多年。

秦九韶提出的“大衍求一術(shù)”是另一項輝煌的數(shù)學(xué)成就，創(chuàng)設(shè)了一次同余式組求解的完備性算法，西方數(shù)學(xué)界稱其為“中國剩余定理”，這是中國數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最具世界影響力的定理，達到了當(dāng)時世界數(shù)學(xué)研究的巔峰?！爸袊Ｓ喽ɡ怼币渤蔀榱藬?shù)論學(xué)科的理論基石。與秦九韶同一時期的意大利數(shù)學(xué)家斐波那契是西方著名的數(shù)學(xué)家，他僅僅解決了求解兩個一次同余式組的特殊情形。直到五百多年以后，兩位最杰出的數(shù)學(xué)家歐拉和高斯才對一次同余式組進行了系統(tǒng)深入的研究。1801年，由高斯提出了與“中國剩余定理”等價的定理。1852年，通過英國傳教士、漢學(xué)家偉烈亞力發(fā)表的《中國數(shù)學(xué)科學(xué)札記》，西方數(shù)學(xué)界才知曉這個數(shù)學(xué)難題早在五百五十年之前就被中國的數(shù)學(xué)家解決了。

朱世杰是元代的一位數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家，他出生于1249年，字漢卿，號松庭，出生地在燕山（現(xiàn)在北京市）。朱世杰的數(shù)學(xué)成就主要體現(xiàn)在《算學(xué)啟蒙》和《四元玉鑒》兩部數(shù)學(xué)著作中?！端銓W(xué)啟蒙》是用通俗的語言撰寫的一部中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的百科全書，架構(gòu)了一個完整的具有中國特色的數(shù)學(xué)體系，成為一部優(yōu)秀的數(shù)學(xué)教科書，對朝鮮和日本的數(shù)學(xué)普及和發(fā)展都產(chǎn)生了重大影響?！端脑耔b》則是一部成就更為輝煌的數(shù)學(xué)名著，它集宋元數(shù)學(xué)成就之大成，展現(xiàn)了中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)的最高成就，不僅是我國古代水平最高的一部數(shù)學(xué)著作，即使在全世界，也是當(dāng)時最杰出的數(shù)學(xué)著作之一。朱世杰尤其推崇秦九韶的數(shù)學(xué)成就，繼承和發(fā)展了秦九韶用以求高次方程正根的“正負開方術(shù)”，在《四元玉鑒》中創(chuàng)造性地提出了“四元術(shù)”，解決了四元高次方程組的求解問題，延續(xù)了秦九韶創(chuàng)設(shè)的高次方程數(shù)值解法在世界上的領(lǐng)先地位。

元滅南宋統(tǒng)一中國之后，朱世杰以數(shù)學(xué)教育家的身份游歷四方，掛牌講學(xué)，凡二十余年，最后寓居揚州。他在寓所門前掛起了一面招人眼球的招牌，大書：“燕山朱松庭先生，專門教授四元術(shù)”，立刻就吸引了眾多愛好數(shù)學(xué)的人們前往，“踵門而學(xué)者云集”，跟他學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的學(xué)生絡(luò)繹不絕。

朱世杰在杭州逗留期間，當(dāng)了解到秦九韶體察民情，關(guān)心民瘼，修建西溪橋的事跡以后，為了紀念這位他無比敬仰的數(shù)學(xué)前輩，他倡議用秦九韶的字“道古”直接命名西溪橋，理所當(dāng)然的得到了當(dāng)?shù)厝藗兊钠毡橘澩?。朱世杰又親自題寫了“道古橋”的橋名，找人鐫刻后矗立于橋頭。

圖片
疑似原道古橋（之二）

道古橋一直在西溪河上橫臥了七百七十多年，悠靜曼妙，歷經(jīng)滄桑，直到二十一世紀初，杭州市政府為了西溪路的擴建改造，拆除了這座具有歷史意義的橋梁。2005年，在距離道古橋原址八十米的天目山路南側(cè)西溪支流上修建了另一座石橋。浙江大學(xué)數(shù)學(xué)系教授蔡天新親自向浙江省政協(xié)提出提案，倡議以秦九韶的名字命名這座橋梁。因此，杭州市政府于2005年正式命名這座橋為“道古橋”。秦九韶提出的“中國剩余定理”被稱為數(shù)學(xué)皇冠數(shù)論的理論基石，蔡天新教授就是一位著名的數(shù)論專家，他謙恭地邀請中國資深的數(shù)論專家、著名數(shù)學(xué)家王元院士親自命筆，題寫了“道古橋”的橋名。這樣，道古橋就與古今四位數(shù)學(xué)家發(fā)生了聯(lián)系，成為世界上一座名副其實的數(shù)學(xué)橋?！?/span>

圖片
馬宏云

作者介紹：馬宏云，中學(xué)一級教師，2003年畢業(yè)于新疆師范大學(xué)數(shù)學(xué)與數(shù)學(xué)應(yīng)用專業(yè)，學(xué)習(xí)期間，兩次獲得獎學(xué)金，畢業(yè)論文獲得校級優(yōu)秀獎。現(xiàn)為新疆兵團第二師華山中學(xué)高中部數(shù)學(xué)教師，多次獲得優(yōu)秀教師和優(yōu)秀班主任獎勵。

圖片
傳播數(shù)學(xué)，普及大眾

    本站是提供個人知識管理的網(wǎng)絡(luò)存儲空間，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，不代表本站觀點。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購買等信息，謹防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請點擊一鍵舉報。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻花（0）

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多

    亚洲综合天堂一二三区| 亚洲成人精品免费在线观看| 国产欧美日韩精品一区二| 丝袜诱惑一区二区三区| 欧美日韩国产的另类视频| 日本加勒比在线播放一区| 五月天丁香婷婷狠狠爱| 国产不卡一区二区四区| 日本熟妇熟女久久综合| 精品人妻一区二区三区免费| 91亚洲人人在字幕国产| 亚洲视频在线观看免费中文字幕| 欧美日韩精品久久第一页| 亚洲欧美日韩另类第一页| 激情五月激情婷婷丁香| 国产精品香蕉一级免费| 亚洲国产性感美女视频 | 久久中文字人妻熟女小妇| 免费观看日韩一级黄色大片| 国产一区二区不卡在线播放 | 99久久精品午夜一区二区| 日本 一区二区 在线| 亚洲一区二区三区福利视频| 欧美色婷婷综合狠狠爱| 日韩人妻欧美一区二区久久| 亚洲中文字幕日韩在线| 亚洲国产精品一区二区毛片| 国产免费一区二区三区不卡| 国产黑人一区二区三区| 欧美成人久久久免费播放| 日韩中文高清在线专区| 亚洲国产四季欧美一区| 高清一区二区三区大伊香蕉| 91一区国产中文字幕| 久草精品视频精品视频精品| 欧美成人国产精品高清| 日韩美成人免费在线视频| 欧美日韩综合在线第一页 | 亚洲熟女国产熟女二区三区| 亚洲欧美中文日韩综合| 91亚洲熟女少妇在线观看|