| Johann Carl Friedrich Gauss
La varsta de 7 ani, Carl Friedrich Gauss a inceput scoala primara iar potentialul i-a fost remarcat aproape imediat. Profesorul sau, Büttner, si asistentul sau, Martin Bartels, au fost uimiti cand Gauss a calculat pe loc suma intregilor pana la 100, dandu-si seama ca trebuia de fapt sa insumeze 50 de perechi fiecare de cate 101.
In 1788 Gauss a inceput ciclul gimnazial, cu ajutorul lui Büttner si al lui Bartels, unde a invatat germana intensiv si latina. Dupa ca a primit o aprobare de la Ducele de Brunswick- Wolfenbüttel, Gauss a intrat la Colegiul Brunswick Carolinum in 1792. La academie, Gauss a descoperit singur legea lui Bode, teorema binomiala si interpretarea ei aritmetico- geometrrica, precum si reciprocitatea cadranelor si teorema numerelor prime.
In 1795, Gauss a parasit Brunswick pentru a studia la Universitatea Göttingen. Profesorul lui Gauss era Kaestner, pe care Gauss il ridiculiza de multe ori. Singurul prieten stiut printre studenti era Farkas Bolyai. Ei s-au cunoscut in 1799 si au corespondat multi ani.
Gauss a parasit Göttingen in 1798, fara diploma, dar cam in acest timp a facut una dintre cele mai importante descoperiri ale lui- constructia unui poligon cu 17 laturi numai cu rigla si cu compasul. Acesta a fost cel mai mare avans in acest domeniu de la matematicienii greci si a fost publicata ca Sectiunea VII in cartea celebra a lui Gauss, Disquisitiones Arithmeticae.
Gauss s-a intors la Brunswick unde a primit un grad in 1799. Dupa ce Ducele Brunswick-ului a fost de acord sa continuie ca Gauss sa-si continue munca, el a cerut ca Gauss sa sustina o lucrare de doctorat la Universitatea din Helmstedt. El il conostea deja pe Pfaff, care i-a fost ales ca sfatuitor. Referatul lui Gauss a fost o discutie a teoremei fundamentale a algebrei.
Cu acesta aprobare Gauss nu avea nevoie sa-si gaseasca o slujba si ca urmare s-a devotat cercetarii. A publicat cartea Disquisitiones Arithmeticae in vara anului 1801. Ea cuprindea sapte sectiuni si toate in afara de ultima erau dedicate teoriei numerelor.
In iunie 1801, Zach, un astronom pe care Gauss il cunoscuse cu doi sau trei ani in urma, publica pozitia orbitala a lui Ceres, o noua "planeta mica" care fusese descoperita de G Piazzi, un astronom italian, pe 1 ianuarie 1801. Din nefericire Piazzi a putut observa 9 grade din orbita sa dupa care a disparut in spatele Soarelui. Zach a publicat mai multe predictii, incluzand una a lui Gauss care dieferea mult de celelalte. Cand Ceres a fost redescoperita de Zach pe 7 decembrie 1801, se afla aproape exact unde prevazuse Gauss. Desi nu a dezvaluit metodele sale la acea vreme, Gauss a utilizat metoda aproximarii patratelor perfecte.
In iunie 1802 Gauss l-a vizitat pe Olbers care descoperise Pallas in luna martie a acelui an si Gauss ii cerceta orbita. Olbers ceru ca Gauss sa fie facut director la viitorul observator din Göttingen care era in plan, dar nu se facu nimic. Gauss a inceput sa corespondeze cu Bessel, pe care nu il intalnise pana in 1825 si cu Sophie Germain.
Gauss s-a insurat cu Johanna Ostoff pe 9 octobmbrie 1805. In ciuda faptului ca avea o vieta personala fericita pentru prima data, binefacatorul sau, Ducele de Brunswick, a fost ucis luptand in armata prusaca. In 1807 Gauss a parasit Brunswick pentru a ocupa postul de director al observatorului din Göttingen.
In 1808 tatal sau muri si la un an dupa aceasta muri si sotia sa Joanna, dupa ce nascu cel de-al doilea copil al lor, care isi pierdu si el viata putin dupa ea. Gauss a fost zdruncinat si i-a scris lui Olbers cerandu-i sa-i dea o locuinta pentru cateva saptamani pentru a aduna putere in bratele prieteniei tale- putere pentru o viata care este valoroasa doar pentru ca apartine celor trei copilasi ai mei.
Gauss s-a insurat pentru a doua oara anul urmator cu Minna, prietena cea mai buna a Joannei si desi au avut trei copii, mariajul paru unul deconvenienta pentru Gauss.
Munca lui Gauss nu paru sa fie afectata de tragedia lui. El sia- publicat ce-a de-a doua lucrare Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis Solem ambientium, in 1809, un tratat major de doua volume despre miscarea corpurilor ceresti. In primul volum discuta despre ecuatiile diferentiale, sectiuni conice si orbite eliptice, in timp ce in al doilea volum, partea principala a operei, el arata cum sa se estimeze si apoi imbunatati calcularea orbitei unei planete. Contributia lui Gauss la astronomia teoretica s-a oprit dupa 1817, desi a continuat sa faca observatii pana la varsta de 70.
O mare parte din timp Gauss si-a petrecut-o la un nou observator, terminat in 1816, dar a gasit timp si pentru a lucra la alte subiecte. Publicatiile sale din aceasta perioada includ Disquisitiones generales circa seriem infinitam, o tratare riguroasa a seriilor si o introducere a functiilor hipergeometrice, Methodus nova integralium valores per approximationem inveniendi, un eseu practic pentru aproximarea integralelor.
Bestimmung der Genauigkeit der Beobachtungen, o discutie despre estimatorii statistici si Theoria attractionis corporum sphaeroidicorum ellipticorum homogeneorum methodus nova tractata. Opera de mai tarziu va fi inspirata de problemele geodezice si s-a ocupat in principal de teoria potentiala. De fapt Gauss a devenit din ce in ce mai interesat de geodezie in anii 1820.
Lui Gauss i-a fost cerut in 1818 sa ingrijeasca o perspectiva geodezica a statului Hanover pentru a o lega de existenta grila daneza. Gauss a fost incantat sa accepte si s-a implicat personal, facand masuratori ziua si reducandu-le pe timpul noptii, folosindu-si extraordinara capacitate mintala pentru calcule. El ii scrise cu regularitate lui Schumacher, Olbers si Bessel, raportandu-le progresul si discutand probleme.
Datorita acestei supravegheri, Gauss a inventat heliotropul care functiona reflectand razele solare utilizand un ansamblu de oglinzi si un mic telescop. Oricum linii de baza imprecise au fost utilizate pentru supraveghere si o retea nesactifacatoarede triunghiuri. Gauss se intreba ades daca nu ar fi fost mai bine sfatuit sa urmeze o alta ocupatie dar a publicat peste 70 de aritcole intre 1820 si 1830.
In 1822 Gauss a castigat Premiul Universitatii din Copenhaga cu Theoria attractionis... impreuna cu idea de a suprapune o suprafata peste alta. Acest articol a fost publicat in 1825 si a condus la publicatia de mai tarziu Untersuchungen über Gegenstände der Höheren Geodäsie (1843 si 1846). Articolul Theoria combinationis observationum erroribus minimis obnoxiae (1823), cu suplementul din 1828 a fost dedicat statisticilor matematice, in particular ultimei metode a patratelor perfecte.
Incepand de prin 1800, Gauss s-a aratat interesat de intrebarea daca exista o geometrie non-Euclidiana. El a discutat lucrul acesta de la distanta cu Farkas Bolyai si in corespondenta sa cu Gerling si Schumacher. La revederea unei carti in 1816 el discuta dovezi care deduceau axioma paralelelor pornind de la celelalte axiome euclidiene, sugerand ca ar fi crezut in existenta geometriei non-euclidiene desi era vag. Gauss avea incredere in Schumacher, spunandu-i ca reputatia sa ar fi avut de suferit daca ar fi admis in public ca parereaa lui era ca exista o asemenea geometrie.
In 1831 Farkas Bolyai ii trimis lui Gauss opera fiului sau János Bolyai asupra acestui subiect. Gauss replica: "To praise it would mean to praise myself "
Din nou, o decada mai tarziu, cand a fost informat despre lucrarile lui Lobachevsky asupra subiectului, el si-a laudat caracterul sau "cu adevarat geometric", in timp ce intr-o scrisoare trimisa lui Schumacher in 1864 spune ca are aceleasi convingeri de 54 de ani ca stiuse de existenta unei geometrii non-euclidiene de cand avea 15 ani.
Gauss a prezentat un interes major pentru geometria diferentiala si a publicat multe articole despre acest subiect. Disquisitiones generales circa superficies curva (1828) a fost opera lui cea mai cunoscuta in acest domeniu. De fapt acest articol a fost o urmare a interesului sau prntru geodezie., dar continea continea idei geometrice "curba lui Gauss". Articolul de asemenea includea faimoasa sa teorema "egregrium" "If an area in E3 can be developed (i.e. mapped isometrically) into another area of E3, the values of the Gaussian curvatures are identical in corresponding points."
Perioada 1817- 1832 a fost trista pentru Gauss. El a tinut-o la el pe mama sa bolnava in 1817, care a stat la el pana cand a murit, in 1839, in timp ce el se certa cu sotia sa si cu familia acesteia daca ar trebui sa se duca la Berlin. Ii fusese oferita un post la Unoversitatea din Berlin iar Minna si familia sa de-abia astepta sa se mute acolo. Lui Gauss nu-i placea niciodata sa se mute si decise sa ramana in Göttingen. In 1831 cea de-a doua sotie a lui Gauss a murit dupa o boala indelungata.
In 1831 Wilhelm Weber sosi in Göttingen ca profesor de fizica, luandu-i locul lui Tobias Mayer. Gauss il cunostea pe Weber din 1828 si ail ujuta sa obtina postul. Gauss lucrase in fizica inainte de 1831 , publicand Uber ein neues allgemeines Grundgesetz der Mechanik, care continea principiul "least constraint" si Principia generalia theoriae figurae fluidorum in statu aequilibrii care discuta despre forte si atractii. Aceste articole se bazau pe teoria potentialului a lui Gauss care s-au dovedit de o mare importanta in studiul fizicii. Mai tarziu a ajuns sa creada teoria potentialului data de el si cea a "least squres" ce asigura legaturi vitale intre stiinta si natura.
In 1832 Gauss si Weber au inceput sa studieze teoria magnetismului terestru dupa ca Alexander von Humboldt incercase sa obtina asistenta lui Gauss pentru a face o grila a punctelor de observatie magnetica de pe Glob. Gauss a fost incantat de acest prospect si prin 1840 el scria trei articole importante despre acest subiect: Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata (1832), Allgemeine Theorie des Erdmagnetismus (1839) and Allgemeine Lehrsätze in Beziehung auf die im verkehrten Verhältnisse des Quadrats der Entfernung wirkenden Anziehungs- und Abstossungskräfte (1840).
Aceste articole, toate tratand teoriile curente despre magnetismul terestru, incluzandideile lui Poisson, masura absoluta pentru forta magnetica si o definitie empiric a magnetismului terestru.Principiul lui Dirichlet era mentionat fara demonstratie.
Teoria Allgemeine...arata ca pot fi doar doi poli pe glob si continua prin demonstrarea unei teoreme importante despre determinarea intensitatii componentei orizontale a fortei maghetice de-a lungul unghiului de inclinatie. Gauss folosi ecuatia lui Laplace pentru a-l ajuta la calcule si termina prin a localiza polul Sud magnetic.
Humboldt nascoci un calendar pentru observatii ale declinarii magnetice. Totusi, odata ce noul observator magnetic ( terminat in 1833 ) fu construit, el revizui multe din procedurile lui Humboldt ceea nu-i pacu lui Humboltd foarte mult. Oricum schimbarile lui Gauss au obtinut mai multe rezultate precise cu mai putin efort.
Gauss si Weber facusera multe in cei sase ani cat au lucrat impreuna. Ei au descoperit legile lui Kirchhoff precum si un mecanism telegrafic primitiv care putea transmite mesaje la o distanta de 5000 ft. Oricum Gauss se bucura din plin de acest rastimp. El era mai mult interesat de a stabili o retea mondiala de puncte de observatii magnetice. Aceasta ocupatie produse multe rezultate concrete. Magnetischer Verein si jurnalul ei au fost fundate si atlasul geomagnetismului fu publicat, in timp ce jurnalul lui Gauss si al lui Weber , in care isi publicau rezultatele, aparu incepand din 1836 pana in 1841.
In 1837 Weber fu fortat sa paraseasca Göttingen-ul cand se implica intr-o disputa politica si din aceasta perioada activitatea lui Gauss scazu treptat. Continua sa corespondeze cu prieteni oameni de stiinta, raspunzandu-le cand acestia ii aduceau la cunostinta propriile descoperiri, de obicei spunandu-le ca stia aceasta de mai multi ani dar ca simtise nevoia sa le publice. Cateodata el parea foarte incantat de progresele facute de ceilalti matematicieni, in special de cele ale lui Einstein si ale lui Lobachevsky.
Gauss petrecu perioada 1845-1851 reactualizand fundul vaduvelor de la Universitatea Göttingen. Aceasta indeletnicire ii dadu experienta practica in chestiunile financiare si continua in a-si cauta norocul prin investitii istete in titlurile emise de catre companiile private.
Doi dintre studenti ai lui Gauss au fost Monitz Cantor and Dedekind. Dedekind facu o descriere "de obicei lua o atitudine confortabila, privind in jos, putin incovoiat, cu mainile incrucisate. Vorbea liber, foarte clar, simplu, dar cand voia sa accentueze un nou punct de vedere... atunci isi ridica capul, se intorcea catre unul care sedea alaturi si se uita la el cu frumosii si patrunzatorii sai ochi albastri in timpul discursului emfatic... Daca pornea de la explicarea unor principii pana la fomule matematice, atunci se ridica, si intr-o postura dreapta, maiestuoasa, scria pe o tabla de langa el cu scrisul sau frumos; intotdeauna continua cu economia. Pentru exemplele numerice, pe a caror completare riguroasa el punea mare valoare, el aduse inainte datele necesare pe biletele."
Gauss isi prezenta lectura cu ocazia jubileului de aur in 1849, la 50 de ani dupa ce i-a fost acordata diploma de catre Universitatea Hemstedt. A fost aproape identica cu expunerea din 1799. Din comunitatea matematicienilor doar Jacobi si Dirichlet erau prezenti, dar Gauss primi multe mesaje si onoruri.
Incepand din 1850, munca lui Gauss a fost aproape in intregime de natura practica desi era de acord cu cu teza de doctorat a lui Riemann si auzise demonstratia sa. Ultimul sau schimb stiintific cunoscut a fost cu Gerling. El discuta despre un pendul Foucalt modificat in 1854. A fost deasemenea in stare sa ia parte la deschiderea liniei ferate legand Hanover si Göttingen, dar aceasta s-a dovedit a fi ultima sa iesire. Sanatatea sa s-a deteriorat incet iar Gauss a murit in somn in dimineata zilei de 23 februarie 1855.
|