卡尔·弗⾥德⾥希·⾼斯是⼀位旷世奇才，他在数学、物理学、天⽂学领域都有重⼤影响。⾼斯⼜与阿基⽶德、欧拉并称为世界三⼤数学家，是近代数学奠基者之⼀，被誉为数学王⼦。1777年4⽉30⽇，⾼斯出⽣在德国的布伦瑞克。幼时家境贫寒，虽然没有机会受到良好的正规教育，却很早地显现出罕⻅的数学天赋。
据说，他3岁就能⼼算账⽬；9岁就能迅速计算⾃然级数之和；11岁时发现⼆项式定理；12岁时能给出⼏何学证明过程；16岁时已经能预料⾮欧⼏何学的存在；他导出了⼆项式定理的⼀般形式，并将其运⽤到了⽆穷级数，由此发展了数学分析的理论；18岁时，发现了质数分布定理和最⼩⼆乘法；19岁时能⽤没有刻度的直尺和圆规构造出正⼗七边形，解决了2000多年来，⾃希腊开始，曾难倒阿基⽶德和⽜顿的数学难题，成为对欧式⼏何学的重要补充；21岁时完成他的代表性著作《数论》，这部杰作于1798年完成，却直到1801年才发表。
成为数论的奠基之作，⾄今对现代数论的研究都有着重要的影响。
⾼斯的⽼师对他异乎寻常的数学天赋刮⽬相看，他的数学天才也受到布伦瑞克⼀位公爵威廉·布伦奇维格的赏识。威廉·布伦奇维格从⾼斯14岁起，公爵开始资助他的学习和⽣活，这位公爵的善举成就了⼀位世界级的数学伟⼈。1795年，⾼斯18岁时进⼊哥廷根⼤学，1798年转⼊赫姆施泰特⼤学，第⼆年以证明代数的⼀个基本定理获得了博⼠学位。1807年，⾼斯开始担任哥廷根⼤学数学教授，同时兼任哥廷根天⽂台台⻓，直⾄去世。
⾼斯的成就遍及数学的各个领域。在数论、⾮欧⼏何、微分⼏何、超⼏何级数、复变函数论以及椭圆函数论等⽅⾯均有开创性的贡献。他⼗分重视数学的应⽤，更重视科学技术的“数学化”，正因如此，他在天⽂学、⼤地测量学和磁学的研究中超于常⼈，作出独具开拓性的重要贡献。⾼斯曾有句名⾔：“数学是科学的皇后。”这句话具有两个重要的含义，既指明数学在科学技术活动中不容置疑的统治地位，⼜说明数学必须与科学技术相结合。
在⾼斯的⼀⽣⾥，有记录在案的论⽂共155篇，在没有发表的⽇志⾥，还有着⼀个更为庞⼤的“数学王国”。⾼斯去世多年之后，⼈们发现了他随⼿写下的⽇志。从1796年开始到1814年，⽇志中记录了⾼斯146项研究成果，由于只是个⼈使⽤，说明并不详细：有的是三⾔两语、提纲挈领地写出了证明⽅法，有的仅有⼏个公式和结论，甚⾄有的条⽬简单得令⼈看不懂。这些不完整的记载可以看到⾼斯研究课题之深⼴和宽泛。
1796年是⾼斯数论研究⼤发展的⼀年。这部⽇志记录了当年对数论不完整的记载，例如，这⼀年的3⽉30⽇，⾼斯发现了⼗七边形的制图法，找到了简化数论操作的⽅法；4⽉8⽇，⾸次提出⼆次互反律的证明⽅法，这⼀⼯作使得数学家得以确定⼆次⽅程的可求解性；5⽉31⽇，推测出素数理论；7⽉10⽇，发现任何⼀个正整数都可以表现为三个三⻆数之和，这⼀证明涉及⽇后费⻢⼤定理的证明等。
这部⽇志直到1898年（⾼斯去世的43年之后），才由哥廷根皇家学会流传开来。⾼斯⽇志轰动了整个科学界。⼈们第⼀次认识到，许多重⼤的成果早已由⾼斯所发现，但都没有公开发表。例如，关于椭圆函数的双周期研究早在1797年3⽉18⽇就有记载，但这⼀重要成果⼀直沉睡了百年，才由雅克⽐和阿⻉尔独⽴研究成功，成为19世纪函数论的核⼼。
⾼斯的⽇志来源|BBC纪录⽚《数学的故事（The story of maths）》与⾼斯⼀⽣相伴的是⼀个庞⼤的“数学王国”，⽽这些成果也决不仅仅是“伏案的⼯作”，他不把数学研究与天⽂学和⼤地测量学同时并举，更把⼤部分时间投⼊到了物理学、天⽂学及⼤地测量学的研究中。早在哥廷根⼤学求学的时候，他就对天⽂学产⽣了兴趣。
1801年1⽉1⽇，⽪亚奇发现了⼩⾏星——⾕神星，当时能观察到这颗星的时间只有⼏个星期，年仅24岁的⾼斯能通过观察数据，运⽤数学⽅法预⾔了这颗⾏星的轨迹。这⼀年年底的观察结果，果然证明了⾼斯的预⾔正确。1802年，⼜有⼀颗⼩⾏星——智神星被奥博斯发现，⾼斯再次成功地算出了它的轨迹。在哥廷根⼤学将近50年的时间⾥，⾼斯⼀直担任天⽂学教授和哥廷根天⽂台台⻓。天⽂学占去了他绝⼤部分时间和精⼒。
在⾼斯1809年的主要著作之⼀《天体运动论》中，他对这些天⽂学⽅⾯的早期⼯作进⾏了总结，⽽其中所阐述的⼤部分是数学。
在⾼斯的⼿⾥，数学在天⽂学中并不仅限于运⽤，在应⽤中，数学理论更获得了发展⽣机。在对⾕神星轨迹的计算中，⾼斯相辅相成地发展了复数运算，并严格证明了任何⼀个n阶的代数⽅程⼀定存在着n个实数或复数解；他在第⼀本著作《数论》中给出了⼆次互反律的证明，成为数论发展的重要基础。
在这部书中，他还推导出了三⻆形全等定理的证明⽅法。在最⼩⼆乘法基础上，他发展了测量的平差理论，由此测算出天体的运⾏轨迹。他的测算如此之精确，以致使后来的天⽂学家毫不困难地把⾕神星和智神星的位置找到。⾼斯的《天体运⾏理论》中所引⽤的⽅法⾄今在天⽂学中⼴泛使⽤。
在1818—1826年间，⾼斯应汉诺威公爵之邀，主持了汉诺威公园的⼤地测量⼯作。这是有史以来，在测量学上罕⻅的巨⼤⼯程。
在⼯程的实施过程中，⾼斯亲⾃参与野外测量，他⽩天观测、晚上计算。他所设计、布下的⼤规模⼤地控制⽹精确地确定了2578个三⻆点的⼤地坐标，为了使数据精确周密，他发明了⽇光反射仪，更利⽤所创⽴的最⼩⼆乘法发展了测量平差法和求解线性⽅程法，从⽽提⾼了测量的精确度。在确⽴了三⻆测量法之后，他⼜把主要精⼒转到了处理观测数据上。他亲⾃计算的数据达100万条，写出了近20篇关于⼤地测量学的论⽂。
⾼斯的这⼀⼯作奠定了⼤地测量学的基础，更由此产⽣了微分⼏何的创新思想。
通过所创⽴的⼤地测量学，⾼斯得出了复活节⽇期的测算公式，由此可以获知任何⼀年复活节的⽇期，这⼀成果使他在世界上的名声⼤噪。在⼤地测量中，⾼斯通过⼯程还促进了对⾮欧⼏何学的思考。他曾对哥廷根附近的三个⼭头进⾏测量，以证明⾮欧⼏何学的存在，虽然最后没有成功，但这⼀思想对后来⾮欧⼏何的开创，甚⾄对⼴义相对论理论的发展都具有重要意义。
1828年，⾼斯出版《关于曲⾯的⼀般研究》⼀书，全⾯地阐述了空间曲⾯的微分⼏何学，提出了曲⾯内秉性质的理论，这⼀理论后来经黎曼发展成著名的微分⼏何学。从1830年到1840年间，⾼斯参与物理磁学的研究，也获得了开创性的成果。他创造了测量地球磁场的⽅法；与⻙伯⼀起研究电流磁场的规律，由此制成利⽤电流控制磁针偏转的装置，成为⾼斯的若⼲发明之⼀，这项发明引发后来的⽆线电电报技术。
电磁场理论的创始⼈⻨克斯⻙在他的《电学和磁性论》中写道：“⾼斯对磁学的研究，他所使⽤⼯具，观察的⽅法和结果的计算，重新构造了整个科学。”
1849年，哥廷根⼤学为⾼斯获得博⼠学位50周年举⾏庆祝会。此时，哥廷根⼤学已经成为数学、物理学研究的世界中⼼，但⾼斯的身体却⽇渐衰弱。
在庆祝会上，⾼斯获得了哥廷根荣誉市⺠的头衔，由于在数学、天⽂学、⼤地测量学和物理学上的杰出贡献，他被选为德国科学院和学术团体的成员，成名之后，⾼斯谢绝了来⾃各地，甚⾄来⾃国外⼤学教授职位的邀请，⼀直留在哥廷根⼩城，直到1855年2⽉23⽇去世。
⾼斯在哥廷根的墓地转载内容仅代表作者观点不代表中科院物理所⽴场如需转载请联系原公众号来源：原点阅读编辑：深浅近期热⻔⽂章Top10↓点击标题即可查看↓1.封杀这个公式，ChatGPT智商将为零2.有⼈说ChatGPT有物理学博⼠⽔平？我们的测试结果令⼈……3.为什么你⼀⼯作就想睡觉，想睡觉时却睡不着？4.为什么我们吃不上国宴菜？⼤抵是因为⻝材过于“变态”|科到了5.地球内核正在反向旋转！
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