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高斯在物理学方面做出的贡献有什么?

 大隆龙 2017-09-25

绝大部分人所知道的高斯,可能多是那个被成为“数学王子”的高斯,人们津津乐道的,是他如何在小学时候就快速的计算得到1+2+……+99+100的结果,还有他如何在大学的时候就证明出来可以用一把直尺和圆规画出来一个十七边形。

——↑如何用尺规画出来十七边形↑——

但是实际上高斯的成就要比普通人所知道的多得多。而且,他的成就远远不仅仅只在数学领域,而是在物理领域,包括物理学、天文学都有所建树。

在物理学中,高斯最重要的成就之一,就是提出了高斯定律,也就是公式:

——↑高斯定律↑——

这个定律后来被集成在麦克斯韦方程组中,成为电磁学中非常重要的一条定理。(当然,这个公式后来还被进一步推广,成为矢量分析中的一条定律,这个就是后话了。)

而除此之外,高斯还在天文学中有所建树,通过独特的天体轨道测量方法,预测到了谷神星的轨迹。

——↑广义相对论描述下的曲面空间↑——

而在另一门学科,大地测量学中,他不仅亲力亲为,亲自测量超过100万个大地测量数据(天知道这种学术强人是怎么分配时间的),而且在这些数据上开展了大量的研究工作,写出了20多篇相关的论文。更神的是,他还根据大地测量遇到的问题开始研究曲面和投影相关的定理——要知道,在他之前,大部分数学家都没有考虑曲面空间,所以他无疑也开启了非欧几何的相关工作,为未来的相对论的出现打下了基础——对的,搞大地测量学的高斯为相对论打下了基础,就是这么神奇,难怪爱因斯坦本人也对高斯的成就赞不绝口:

“高斯对于近代物理学的发展,尤其是对于相对论的数学基础所作的贡献(指曲面论),其重要性是超越一切,无与伦比的。”

所以,高斯的成就是伟大的、多样的,【德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家】这样的称号,高斯当之无愧。

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