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(lián)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(shù)學和天文學教授,以及哥丁根天文臺臺長的職位。1807年,高斯赴哥丁根就職,全家遷居于此。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(huán)境,高斯本人可以充分發(fā)揮其天才,而且為哥丁根數(shù)學學派的創(chuàng)立、德國成為世界科學中心和數(shù)學中心創(chuàng)造了條件。同時,這也標志著科學研究社會化的一個良好開端。
高斯有"數(shù)學王子"、"數(shù)學家之王"的美稱、被認為是人類有史以來"最偉大的四位數(shù)學家之一"(阿基米德、牛頓、高斯、歐拉)。人們還稱贊高斯是"人類的驕傲"。天才、早熟、高產(chǎn)、創(chuàng)造力不衰、……,人類智力領域的幾乎所有褒獎之詞,對于高斯都不過份。
高斯開辟了許多新的數(shù)學領域,從最抽象的代數(shù)數(shù)論到內(nèi)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(shù)學家想象為一系列的高山峻嶺,那么最后一個令人肅然起敬的巔峰就是高斯;如果把19世紀的數(shù)學家想象為一條條江河,那么其源頭就是高斯。
卡爾·弗里德里?!じ咚顾啄陼r就表現(xiàn)出超人的數(shù)學天才。11歲時發(fā)現(xiàn)了二項式定理,17歲時發(fā)明了二次互反律,18歲時發(fā)明了正十七邊形的尺規(guī)作圖法,解決了兩千多年來懸而未決的難題,他也視此為生平得意之作,還交待要把正十七邊形刻在他的墓碑上,但后來他的墓碑上并沒有刻上十七邊形,而是十七角星,因為負責刻碑的雕刻家認為,正十七邊形和圓太像了,大家一定分辨不出來。他發(fā)現(xiàn)了質(zhì)數(shù)分布定理、算術平均、幾何平均。21歲大學畢業(yè),22歲時獲博士學位。1804年被選為英國皇家學會會員。從1807年到1855年逝世,一直擔任格丁根大學教授兼格丁根天文臺長。在成長過程中。幼年的高斯主要是力于母親和舅舅。高斯的外祖父是一位石匠,30歲那年死于肺結核,留下了兩個孩子:高斯的母親羅捷雅、舅舅弗利德里希。
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。由于高斯在天文學、數(shù)學方面的杰出工作,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年歐拉去世后,歐拉在彼得堡科學院的位置一直在等待著像高斯這樣的天才。公爵在世時堅決勸阻高斯去俄國,他甚至愿意給高斯增加薪金,為他建立天文臺。
雖然數(shù)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(yè),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(fā)展,使各國政府都開始重視科學研究。隨著拿破侖對法國科學家、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;1818年,丹麥政府任命他為科學顧問,這一年,德國漢諾威政府也聘請他擔任政府科學顧問。
當時的天文界正在為火星和木星間龐大的間隙煩惱不已,認為火星和木星間應該還有行星未被發(fā)現(xiàn)。在1801年,意大利的天文學家Piazzi,發(fā)現(xiàn)在火星和木星間有一顆新星。它被命名為“谷神星”。我們知道它是火星和木星的小行星帶中的一個,但當時天文學界爭論不休,有人說這是行星,有人說這是彗星。必須繼續(xù)觀察才能判決,但是Piazzi只能觀察到它9度的軌道,再來,它便隱身到太陽后面去了。因此無法知道它的軌道,也無法判定它是行星或彗星。 高斯這時對這個問是產(chǎn)生興趣,他決定解決這個捉摸不到的星體軌跡的問題。高斯自己獨創(chuàng)了只要三次觀察,就可以來計算星球軌道的方法。他可以極準確地預測行星的位置。果然,谷神星準確無誤的在高斯預測的地方出現(xiàn)。這個方法--雖然他當時沒有公布--就是“最小平方法”(Method of Least Square)。
1802年,他又準確預測了小行星二號--智神星的位置,這時他的聲名遠播,榮譽滾滾而來,俄國圣彼得堡科學院選他為會員,發(fā)現(xiàn)Pallas的天文學家Olbers請他當哥廷根天文臺主任,他沒有立刻答應,到了1807年才前往哥廷根就任。
1827年他發(fā)表了《曲面的一般研究》,涵蓋一部分大學念的“微分幾何”
1833年高斯從他的天文臺拉了一條長八千尺的電線,跨過許多人家的屋頂,一直到韋伯的實驗室,以伏特電池為電源,構造了世界第一個電報機。高斯對自己的工作態(tài)度是精益求精,非常嚴格地要求自己的研究成果。他自己曾說:寧可發(fā)表少,但發(fā)表的東西是成熟的成果。許多當代的數(shù)學家要求他,不要太認真,把結果寫出來發(fā)表,這對數(shù)學的發(fā)展是很有幫助的。其中一個有名的例子是關于非歐幾何的發(fā)展。非歐幾何的的開山祖師有三人,高斯、 羅巴切烏斯基,波埃伊。其中Bolyai的父親是高斯大學的同學,他曾想試著證明平行公理,雖然父親反對他繼續(xù)從事這種看起來毫無希望的研究,小Bolyai還是沉溺于平行公理。最后發(fā)展出了非歐幾何,并且在1832~1833年發(fā)表了研究結果,老Bolyai把兒子的成果寄給老同學高斯,想不到高斯卻回信道:我無法夸贊他,因為夸贊他就等于夸獎我自己。早在幾十年前,高斯就已經(jīng)得到了相同的結果,只是怕不能為世人所接受而沒有公布而已。美國的著名數(shù)學家貝爾,在他著的《數(shù)學工作者》一書里曾經(jīng)這樣批評高斯:在高斯死后,人們才知道他早就預見一些十九世的數(shù)學,而且在1800年之前已經(jīng)期待它們的出現(xiàn)。如果他能把他所知道的一些東西泄漏,很可能比當今數(shù)學還要先進半個世紀或更多的時間。阿貝爾和雅可比可以從高斯所停留的地方開始工作,而不是把他們最好的努力花在發(fā)現(xiàn)高斯早在他們出生時就知道的東西。而那些非歐幾何學的創(chuàng)造者,可以把他們的天才用到其他方面去。
雖然高斯作為一個數(shù)學家而聞名于世,但這并不意味著他熱愛教書。盡管如此,他越來越多的學生成為有影響的數(shù)學家,如后來聞名于世的Richard Dedekind和黎曼。
高斯非常信教且保守。他的父親死于1808年4月14日,晚些時候的1809年10月11日,他的第一位妻子Johanna也離開人世。次年8月4日高斯迎娶第二位妻子Friederica Wilhelmine (1788-1831)。他們又有三個孩子:Eugen (1811-1896),Wilhelm (1813-1883) 和 Therese (1816-1864)。1831年9月12日她的第二位妻子也死去,1837年高斯開始學習俄語。1839年4月18日,他的母親在哥廷根逝世,享年95歲。高斯于1855年2月23日凌晨1點在哥廷根去世。他的很多散布在給朋友的書信或筆記發(fā)現(xiàn)于1898年。 [3]