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查爾斯·赫頓

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查爾斯·赫頓（Charles Hutton，1737–1823 [5]  ）是英格蘭東北部紐卡斯爾 [2]  一個煤礦主管家庭的小兒子，他幼年時代展現了數學天賦，並能夠在當地的教師和數學人才隊伍中受到關注。 [2]  他以數學教科書作者的身份引起了全國的注意，併成為倫敦附近伍利奇皇家軍事學院的數學教授。在那裏，他從事了包括《航海年鑑》的計算和馬斯基林（Nevil Maskelyne）監督的其他項目、數學教科書的彙編以及一本龐大的數學詞典（1795年），以及關於空氣阻力和射彈運動的實驗工作。
儘管赫頓的職業生涯取得了成功，但他今天最出名的可能是招致了英國皇家學會主席約瑟夫·班克斯爵士的厭惡；麻煩的來源尚不清楚，但可能包括幾個社會、政治和職業因素。班克斯作梗，安排赫頓辭去英國皇家學會外交大使一職，儘管赫頓的朋友們進行了激烈的抗議活動，但最終結果是他和該學會的其他一些數學家一起被驅逐。
赫頓是一位有影響力的、年輕數學家的贊助人，他與包括班克斯、馬斯基林和亨利·卡文迪許在內的一系列重要科學人物通信。他也是數學家網絡的有效焦點，在他的一生中，數學家網絡的自我意識和組織能力不斷增強。 [1] 
中文名
查爾斯·赫頓
外文名
Charles Hutton [3]  [7] 
出生日期
1737年8月14日 [3] 
逝世日期
1823年1月27日 [3] 

目錄

  1. 1 人物生平

查爾斯·赫頓人物生平

赫頓生於煤礦礦長家庭，在七歲時不幸受傷。他捲入了與其他一些孩子的打鬥，左肘脱臼了。他對父母隱瞞了足夠長的時間，以至於在接受治療時，不可能將他從永久殘疾中拯救出來。如果沒有這次受傷，幾乎可以肯定的是，查爾斯會追隨兄弟們的腳步，去煤礦工作。他的父母決定，如果他不能做體力活，就把他送到學校學習讀寫，半工半讀：1755-1756年，赫頓在一個礦井裏工作過。 [6] 
1760年，赫頓在紐卡斯爾開設了數學學校，但他也在該市的主要中學任教。他很幸運，有一些來自當地擁有土地的家庭的私校學生幫助他進一步發展了自己的職業生涯。赫頓有一些學生後來變得比他們的校長更出名。約翰·斯科特就是其中之一，他1751年出生於紐卡斯爾，1801年至1827年間擔任英格蘭大法官。
赫頓編寫的數學教科書 赫頓編寫的數學教科書 [4]
赫頓於1764年在紐卡斯爾出版了他的第一本教科書《校長指南》，即《實用算術全集（The Schoolmaster’s Guide or a Complete System of Practical Arithmetic）》，並將其獻給了羅伯特·沙夫託。這是一本基礎算術課本，很快就被廣泛採用。赫頓不僅教授和編寫教科書，還為紐卡斯爾市市長對紐卡斯爾周圍地區進行了土地調查，1770年，他編寫了《紐卡斯爾和蓋茨黑德規劃》，現存放在紐卡斯爾市圖書館。兩年後，他發表了《橋樑原理》，這是一篇關於橋樑平衡的論文，在1771年紐卡斯爾中世紀大橋被沖走的可怕洪水之後，赫頓被要求進行計算，為重建大橋提供信息，其中包括簡要檢查“拱的強度、橋墩的厚度、水對其的作用力”。 [6] 
在教學過程中結交的當地士紳説服赫頓爭取更高的職位。當倫敦伍利奇皇家軍事學院數學教授職位的競爭宣佈時，赫頓成為了11名競爭者之一。馬斯基林是負責選擇該職位最佳候選人的小組成員之一，赫頓在幾天的考試中表現出了超越其他人的水平。他於1773年5月24日被任命為教授。次年6月16日，他成為英國皇家學會會員。他後來獲得了愛丁堡大學的榮譽學位。
赫頓編寫的教科書 赫頓編寫的教科書 [6]
1776年，他發表了《尋找簡單快速收斂級數的新的通用方法（A new and general method of finding simple and quickly converging series）》，兩年後，在同一期《彙刊》中，他發表了《火藥的威力和炮彈的速度（The force of fired gunpowder and the velocity of cannon balls）》。他因這篇1778年的論文獲得了英國皇家學會的科普利獎章。他還根據馬斯基林在Schiehallion山的數據計算了地球的平均密度（1779年）。也正是在榭赫倫實驗的間隙，在計算地球密度而進行的山體測量的過程中，赫頓開創性地發明、使用了等高線。 [6] 
1779年，赫頓成為英國皇家學會的外交大使。在1783年被1778年至1820年擔任協會主席的約瑟夫·班克斯爵士強迫他辭職之前，他擔任了四年的職務。赫頓被強迫辭職是一件不幸的事情，在協會中引起了相當大的爭議。班克斯聲稱赫頓未能有效地履行職責，但協會中的許多人，包括馬斯基林都支持赫頓。
1786年，赫頓開始患有肺部疾病。皇家軍事學院位於河邊，濕氣開始影響胸部；事實上，他的前任辛普森死於胸部疾病。赫頓決定搬家，並在俯瞰伍利奇的河流以南的山丘上買了土地。在那裏，他為自己建造了一棟房子，也為出租人建造了其他房子。但在喬治三世看來，赫頓的房屋破壞了地區景緻。因此，這些東西被賣給了王室，王室立即拆除了它們，讓赫頓從他的投機中獲得了鉅額利潤，足以保證他的財務前景。因此，“身體殘疾使他轉向數學，而健康不佳使他變得富有”。
赫頓重新開始出版教科書。《簡明測量者（The Compendious Measurer ）》發表在1784年，《圓錐截面要素（The Elements of Conic Sections）》發表在1777年。1795年，他最著名的作品《數學與哲學詞典（The Mathematical and Philosophical Dictionary）》發表。這是一部優秀的數學調查，包括許多數學家的傳記，是對數學史的先驅貢獻。第一卷着眼於以下主題：算術，包括對平方根和立方根的討論，算術和幾何級數，複利，雙位置以及排列和組合；對數；代數，包括二次方程的研究和三次方程的Cardan（吉羅拉莫·卡爾達諾）-Tartaglia（尼科洛·塔爾塔利亞）方法，即卡爾達諾公式；遵循歐幾里得元素方法的幾何；測量；和圓錐截面。第二捲包含了牛頓關於微分學和積分學的方法。
伍利奇皇家軍事學院的教學大綱決定了他1798年至1801年出版了教科書《皇家軍事學院學員數學課程（A course of mathematics for cadets of the Royal Military Academy ）》的內容。赫頓作為教科書作家的名氣如此之大，以至於在這部作品出現之前，人們就對它寄予了厚望，正如1798年8月《月刊》的以下出版前報告所表明的那樣：“從赫頓博士的才華和長期的專業經驗來看，我們完全有理由期待這不僅是一項最有用、最有價值的工作，而且將完全取代其他同類工作。”它被指定為伍利奇學院學生的教科書，也被紐約北部西點軍校採用。這所學院於1802年7月4日開學，赫頓的書立即被第一批學員採用。
赫頓編寫的軍事教科書
1798年，《數學教程》 (A Course of Mathematics, 1sted., 1798)出版，第1捲包括算術 (Arithmetic) 、對數 (Logarithms) 、代數 (Algebra) 、幾何 (Geometry) 等內容。第2捲包括平面三角學 (Plane Trigonometry) 、測量 (Mensuration) 、大地測量 (Land Surveying) 、圓錐曲線 (Conic Sections) 、力學 (Mechanics, 包括靜力學、流體靜力學、聲學等) 、流數 (Fluxions) 等內容。這些內容主要是初等數學、初等力學、微分 (流數) 及其應用, 大致相當於現在理工科大學低年級學生應掌握的數學和力學知識。《數學教程》非常受歡迎, 後多次改版或改編, 在赫頓生前就出版至第7版。第1版至第5版 (出版年依次為1798年、1799年、1801年、1803~1804年、1807年) 均為2卷本, 內容大致相同。第6版 (1811年) 和第7版 (1819~1820年) 在第5版的基礎上增加了1卷，包含圓錐曲線、等周平面圖形和等積立體圖形的最值問題、三角測量和大地測量、球面三角形、流數的應用以及實用槍炮理論等內容, 有很強的實用性和針對性。 [9] 
赫頓於1807年從伍利奇皇家學院的教授職位上退休，當時他70歲，每年領取500英鎊的養老金，搬到倫敦貝德福德街居住。在他去世前不久，有人向他諮詢了新倫敦橋拱應採用的曲線，該橋擬建結構有五個半橢圓形石拱。這座橋的建造始於1824年，也就是赫頓去世後的第二年。赫頓去世後被安葬在肯特郡查爾頓的家族墓穴中。後人對他的評價是：“赫頓是一位不知疲倦的工作者，他的數學貢獻即使沒有獨創性，也是實用的。在他的一生中，他通過筆記、問題提出、批評和評論為科學期刊做出了不懈的貢獻。” [3] 
圖冊： [8] 
參考資料