卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)

1777–1855,德国数学家、物理学家,被誉为”数学王子”,与阿基米德、牛顿并称数学史上最伟大的三位数学家之一。

生平亮点

  • 1777年出生于不伦瑞克(今德国)的一个贫苦家庭,自幼显露惊人数学天赋。流传最广的故事是:小学时老师让全班计算 1+2+…+100,小高斯立刻给出答案 5050——他发现了首尾配对求和的技巧。
  • 1796年,19岁的高斯证明了正十七边形可以用尺规作出,这是他数学生涯的第一个重大突破,也促使他决心投身数学。
  • 1798年完成博士论文,证明了代数基本定理(每个复系数多项式都有复根)。
  • 1801年出版巨著《算术研究》(Disquisitiones Arithmeticae),奠定了现代数论的基础,其中包括著名的二次互反律。

与正态分布的关系

1809年,高斯在研究天文观测误差(谷神星轨道计算)时,提出误差服从的分布就是今天所谓的高斯分布,并用最大似然思想论证了最小二乘法的合理性。不过严格来说,这一曲线最早由棣莫弗于1733年发现,拉普拉斯后来作了推广和严格证明。

高斯假设:最合理的真实值,能让所有测量误差的联合概率最大(极大似然思想)。 在这个假设下,推导出误差必须服从这个钟形分布。所以当时它叫误差分布(law of errors)。

晚年

高斯晚年担任哥廷根大学天文台台长,生活简朴,极少发表论文(许多成果只记在自己的笔记里,如非欧几何、椭圆函数的重要工作)。1855年逝世后,人们在他的遗稿中发现了大量未发表的重大成果。

数学界流传一句话:”在高斯之前,数学是等待被发现的;在高斯之后,数学是等待被创造的。”

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