Velcí němečtí vědci. Velký matematik Gauss: biografie, fotografie, objevy Gaussových let života

Johann Carl Friedrich Gauss je nazýván králem matematiků. Jeho objevy v algebře a geometrii daly směr rozvoji vědy v 19. století. Kromě toho významně přispěl k astronomii, geodézii a fyzice.

Karl Gauss se narodil 30. dubna 1777 v německém vévodství Braunschweig v rodině chudého správce kanálu. Je pozoruhodné, že Přesné datum jeho rodiče si porod nepamatovali - Karl ji v budoucnu vyvedl sám.

Již ve 2 letech ho příbuzní poznali jako génia. Ve 3 letech četl, psal a opravoval otcovy chyby v počítání. Gauss si později vzpomněl, že se naučil počítat, než mohl mluvit.

Ve škole si chlapcova génia všiml jeho učitel Martin Bartels, který později učil Nikolaje Lobačevského. Učitel poslal petici vévodovi z Brunswicku a získal pro mladého muže stipendium na největší technické univerzitě v Německu.

V letech 1792 až 1795 strávil Karl Gauss ve zdech univerzity v Braunschweigu, kde studoval díla Lagrange, Newtona a Eulera. Následující 3 roky studoval na univerzitě v Göttingenu. Jeho učitelem se stal vynikající německý matematik Abraham Kestner.

Ve druhém roce studia si vědec začne vést deník pozorování. Pozdější životopisci z něj čerpají mnoho objevů, které Gauss za svého života neprozradil.

V roce 1798 se Karel vrátil do vlasti. Vévoda platí za zveřejnění vědcovy doktorské práce a uděluje mu stipendium. Gauss zůstal v Braunschweigu až do roku 1807. V tomto období zastává pozici Privatdozent tamní univerzity.

V roce 1806 zemřel ve válce patron mladého vědce. Ale Carl Gauss si už udělal jméno. Je pozván k rozdílné země Evropa. Matematik odchází pracovat do německého univerzitního města Göttingen.

Na novém místě získává místo profesora a ředitele hvězdárny. Zde zůstává až do své smrti.

Karl Gauss se za svého života dočkal širokého uznání. Byl členem korespondentem Akademie věd v Petrohradě, byl oceněn cenou Pařížské akademie věd, zlatou medailí Královské společnosti v Londýně, stal se laureátem Copleyho medaile a členem Švédské akademie věd.

Matematické objevy

Carl Gauss učinil zásadní objevy téměř ve všech oblastech algebry a geometrie. Nejplodnějším obdobím je doba jeho studií na univerzitě v Göttingenu.

Na vysoké škole prokázal zákon reciprocity kvadratických zbytků. A na univerzitě se matematikovi podařilo sestrojit pomocí pravítka a kružítka pravidelný sedmnáctistranný trojúhelník a vyřešit problém sestrojení pravidelných mnohoúhelníků. Vědec si tohoto úspěchu cenil nejvíce. Natolik, že chtěl na svůj posmrtný pomník vyrýt kruh, ve kterém by byla postava se 17 rohy.

V roce 1801 Klaus publikoval práci „Aritmetický výzkum“. Za 30 let se objeví další mistrovské dílo německého matematika - "Teorie bikvadratických reziduí". Poskytuje důkazy důležitých aritmetických vět pro reálná a komplexní čísla.

Gauss byl první, kdo předložil důkazy základní věty algebry a začal studovat vnitřní geometrii povrchů. Objevil také okruh komplexních Gaussových celých čísel, vyřešil mnoho matematických problémů, odvodil teorii srovnání, položil základy Riemannovy geometrie.

Úspěchy v jiných vědních oborech

Vice heliotrop. Mosaz, zlato, sklo, mahagon (vytvořeno před rokem 1801). S ručně psaným nápisem: "Majetek pana Gausse." Nachází se na univerzitě v Göttingenu, prvním fyzikálním institutu.

Skutečnou slávu Carlu Gausse přinesly výpočty, jimiž určoval polohu, objevené v roce 1801.

Následně se vědec opakovaně vrací k astronomickému výzkumu. V roce 1811 vypočítá oběžnou dráhu nově objevené komety, provede výpočty k určení polohy komety „Oheň Moskvy“ v roce 1812.

Ve 20. letech 19. století pracoval Gauss v oboru geodézie. Byl to on, kdo vytvořil novou vědu - vyšší geodézii. Rozvíjí také výpočetní metody pro provádění geodetických zaměření, publikuje cyklus prací o teorii povrchů, zahrnutý v publikaci „Investigations on Curved Surfaces“ v roce 1822.

Vědec se také obrací k fyzice. Rozvíjí teorii kapilárních a čočkových soustav, pokládá základy elektromagnetismu. Spolu s Wilhelmem Weberem vynalezl elektrický telegraf.

Osobnost Carla Gausse

Carl Gauss byl maximalista. Nikdy nepublikoval syrová, dokonce brilantní díla, považoval je za nedokonalá. Díky tomu v řadě mnoha objevů předběhl ostatní matematiky.

Vědec byl také polyglot. Mluvil a psal plynně latinsky, anglicky a francouzsky. A ve věku 62 let zvládl ruštinu, aby mohl číst díla Lobačevského v originále.

Gauss byl dvakrát ženatý, stal se otcem šesti dětí. Bohužel oba manželé zemřeli brzy a jedno z dětí zemřelo v kojeneckém věku.

Karl Gauss zemřel v Göttingenu 23. února 1855. Na jeho počest byla na příkaz hannoverského krále Jiřího V. ražena medaile s portrétem vědce a jeho titulem – „Král matematiků“.

Kolik vynikajících matematiků si bez přemýšlení zapamatujete? Dokážete jmenovat ty z nich, kteří během svého života obdrželi zasloužený titul „král matematiků“? Jeden z mála, komu se dostalo této pocty Karl Gauss je německý matematik, fyzik a astronom.

Chlapec, který vyrůstal v chudé rodině, již od dvou let projevoval mimořádné schopnosti zázračného dítěte. Ve třech letech dítě perfektně počítalo a dokonce pomáhalo otci identifikovat nepřesnosti v prováděných matematických operacích. Podle legendy učitel matematiky požádal školáky, aby spočítali součet čísel od 1 do 100, aby děti zaměstnal. Malý Gauss se s tímto úkolem skvěle vypořádal a poznamenal, že párové součty na opačných koncích jsou stejné. Od dětství začal Gauss ve své mysli provádět jakékoli výpočty.

Budoucí matematik měl vždy štěstí na učitele: byli citliví na schopnosti mladého muže a pomáhali mu všemi možnými způsoby. Jedním z těchto mentorů byl Bartels, který pomáhal Gaussovi získat stipendium od vévody, což se ukázalo jako významná pomoc při výuce mladého muže na vysoké škole.

Gauss je výjimečný také proto dlouho zkusil si vybrat mezi filologií a matematikou. Gauss mluvil mnoha jazyky (a zvláště miloval latinu) a rychle se naučil kterýkoli z nich, rozuměl literatuře; již v pokročilém věku se matematik dokázal naučit nelehký ruský jazyk, aby se seznámil s díly Lobačevského v originále. Jak víme, Gaussova volba padla na matematiku.

Už na vysoké škole dokázal Gauss prokázat zákon reciprocity kvadratických zbytků, což nebylo možné u jeho slavných předchůdců – Eulera a Legendra. Gauss zároveň vytvořil metodu nejmenších čtverců.

Později Gauss prokázal možnost sestrojit pravidelný 17úhelník pomocí kružítka a pravítka a také obecně odůvodnil kritérium takové konstrukce pravidelných mnohoúhelníků. Tento objev byl pro vědce obzvláště drahý, a tak odkázal, aby na jeho hrobě zobrazil 17-úhelník vepsaný do kruhu.

Matematik byl na svůj výkon náročný, proto publikoval jen ty studie, se kterými byl spokojen: v Gaussových dílech nenajdeme nedokončené a „surové“ výsledky. Mnoho z nepublikovaných nápadů bylo od té doby vzkříšeno ve spisech jiných vědců.

Většinu času se matematik věnoval rozvoji teorie čísel, kterou považoval za „královnu matematiky“. V rámci svých výzkumů zdůvodnil teorii srovnání, studoval kvadratické formy a kořeny jednoty, nastínil vlastnosti kvadratických zbytků atd.

Ve své doktorské disertaci Gauss dokázal základní větu algebry a později vyvinul další 3 její důkazy různými způsoby.

Astronom Gauss se proslavil svým „pátráním“ po uprchlé planetě Ceres. Za pár hodin matematik provedl výpočty, které umožnily přesně určit polohu „uniklé planety“, kde byla objevena. Gauss pokračuje ve svém výzkumu a píše The Theory of Celestial Body, kde uvádí teorii zohlednění poruch oběžných drah. Gaussovy výpočty umožnily pozorovat kometu "Oheň Moskvy".

Přednosti Gausse jsou také velké v geodézii: „Gaussova křivost“, metoda konformního mapování atd.

Gauss provádí výzkum magnetismu se svým mladým přítelem Weberem. Gauss patří k objevu Gaussovy zbraně - jedné z odrůd elektromagnetického urychlovače hmoty.Spolu s Weberem Gaussem byl vyvinut také funkční model elektrický telegraf, který sám vytvořil.

Metoda řešení systémových rovnic, kterou vědec objevil, se nazývala Gaussova metoda. Metoda spočívá v postupné eliminaci proměnných, dokud rovnice není redukována do stupňovitého tvaru. Řešení Gaussovou metodou je považováno za klasické a nyní se aktivně používá.

Jméno Gauss je známé téměř ve všech oblastech matematiky, stejně jako v geodézii, astronomii a mechanice. Pro hloubku a originalitu myšlení, pro náročnost pro sebe a genialitu získal vědec titul „král matematiků“. Gaussovi studenti se stali neméně vynikajícími vědci než jejich mentor: Riemann, Dedekind, Bessel, Möbius.

Vzpomínka na Gauss zůstala navždy v matematických a fyzikálních pojmech (Gaussova metoda, Gaussovy diskriminanty, přímý Gauss, Gauss je měrná jednotka magnetické indukce atd.). Gauss je pojmenován po měsíčním kráteru, sopce v Antarktidě a malé planetě.

stránky, s úplným nebo částečným zkopírováním materiálu, je vyžadován odkaz na zdroj.

Matematik Gauss byl rezervovanou osobou. Eric Temple Bell, který studoval jeho biografii, se domnívá, že kdyby Gauss zveřejnil všechny své výzkumy a objevy v plně a časem se mohlo proslavit ještě půl tuctu matematiků. A tak museli strávit lví podíl času, aby zjistili, jak vědec přijal ta či ona data. Ostatně metody publikoval jen zřídka, vždy ho zajímal jen výsledek. Vynikající matematik a nenapodobitelná osobnost - to vše je Carl Friedrich Gauss.

raná léta

Budoucí matematik Gauss se narodil 30. dubna 1777. To je samozřejmě zvláštní jev, ale vynikající lidé se nejčastěji rodí v chudých rodinách. To se stalo i tentokrát. Jeho dědeček byl obyčejný rolník a jeho otec pracoval ve vévodství Brunswick jako zahradník, zedník nebo instalatér. Rodiče zjistili, že jejich dítě je zázračné dítě, když dítěti byly dva roky. O rok později už Karl umí počítat, psát a číst.

Ve škole si jeho schopností všiml učitel, když zadal úkol vypočítat součet čísel od 1 do 100. Gauss rychle pochopil, že všechna extrémní čísla ve dvojici jsou 101 a během pár sekund tuto rovnici vyřešil vynásobením 101 50.

Mladý matematik měl na učitele neuvěřitelné štěstí. Pomáhal mu ve všem, dokonce i lobboval za vyplácení stipendia začínajícím talentům. S její pomocí se Karlovi podařilo vystudovat vysokou školu (1795).

Studentská léta

Po vysoké škole Gauss studoval na univerzitě v Göttingenu. Životopisci označují toto období života za nejplodnější. V této době se mu podařilo dokázat, že je možné nakreslit pravidelný sedmnáctistranný trojúhelník pouze pomocí kružítka. Ujišťuje, že je možné kreslit nejen sedmnáctistranný mnohoúhelník, ale i další pravidelné mnohoúhelníky, a to pouze pomocí kružítka a pravítka.

Na univerzitě si Gauss začne vést speciální zápisník, kam zapisuje všechny poznámky, které se týkají jeho výzkumu. Většina z nich byla skryta před zraky veřejnosti. Přátelům vždy opakoval, že nemůže publikovat studii nebo vzorec, kterým si není stoprocentně jistý. Z tohoto důvodu většinu jeho myšlenek objevili jiní matematici o 30 let později.

"Aritmetické studie"

Spolu s absolvováním univerzity dokončil matematik Gauss své vynikající dílo Aritmetické vyšetřování (1798), které však vyšlo až o dva roky později.

Toto rozsáhlé dílo má další vývoj matematika (zejména algebra a vyšší aritmetika). Hlavní část práce je zaměřena na popis abiogeneze kvadratických forem. Životopisci tvrdí, že právě u něj začínají Gaussovy objevy v matematice. Ostatně byl prvním matematikem, kterému se podařilo vypočítat zlomky a převést je na funkce.

Také v knize můžete najít kompletní paradigma rovnosti dělení kruhu. Gauss dovedně aplikoval tuto teorii a snažil se vyřešit problém trasování polygonů pomocí pravítka a kompasu. Na důkaz této pravděpodobnosti Carl Gauss (matematik) zavádí řadu čísel, která se nazývají Gaussova čísla (3, 5, 17, 257, 65337). To znamená, že pomocí jednoduchých papírových předmětů můžete postavit 3-úhelník, 5-úhelník, 17-úhelník atd. Ale sestavit 7-úhelník nebude fungovat, protože 7 není „Gaussovo číslo“. Matematik také odkazuje na „svá“ čísla dvě, která se vynásobí libovolnou mocninou jeho řady čísel (2 3, 2 5 atd.)

Tento výsledek lze nazvat „teorémem čisté existence“. Jak již bylo zmíněno na začátku, Gauss rád publikoval své konečné výsledky, ale nikdy neupřesnil metody. V tomto případě je to stejné: matematik tvrdí, že stavět se dá, ale jak přesně to udělat, neuvádí.

Astronomie a královna věd

v roce 1799 získal Karl Gauss (matematik) titul Privatdozent na univerzitě v Braunschweinu. O dva roky později dostává místo v petrohradské akademii věd, kde působí jako dopisovatel. Stále pokračuje ve studiu teorie čísel, ale okruh jeho zájmů se rozšiřuje po objevu malé planety. Gauss se snaží zjistit a určit její přesnou polohu. Mnoho lidí se diví, jak se planeta jmenovala podle výpočtů matematika Gausse. Málokdo však ví, že Ceres není jedinou planetou, se kterou vědec pracoval.

V roce 1801 bylo poprvé objeveno nové nebeské těleso. Stalo se to nečekaně a náhle, stejně jako náhle byla planeta ztracena. Gauss se ji pokusil najít pomocí matematických metod a kupodivu to bylo přesně tam, kde vědec naznačil.

Vědec se astronomii věnuje více než dvě desetiletí. Celosvětovou slávu si získává metoda Gauss (matematika, která vlastní mnoho objevů) pro určení dráhy pomocí tří pozorování. Tři pozorování - to je místo, kde se planeta nachází jiné obdobíčas. S pomocí těchto indikátorů byl Ceres opět nalezen. Přesně stejným způsobem byla objevena další planeta. Od roku 1802, kdy se matematik Gauss zeptal na jméno planety objevené, bylo možné odpovědět: "Pallas". Když se podíváme trochu dopředu, stojí za zmínku, že v roce 1923 byl po slavném matematikovi pojmenován velký asteroid obíhající kolem Marsu. Gaussia neboli asteroid 1001 je oficiálně uznaná planeta matematika Gausse.

Jednalo se o první studie v oboru astronomie. Možná právě rozjímání o hvězdné obloze bylo důvodem, proč se člověk fascinovaný čísly rozhodne založit rodinu. V roce 1805 se ožení s Johannou Ostgofovou. V tomto svazku má pár tři děti, ale nejmladší syn umírá v dětství.

V roce 1806 vévoda, který sponzoroval matematiku, zemřel. Země Evropy soupeřící mezi sebou začínají zvát Gausse k sobě. Od roku 1807 až do svých posledních dnů vedl Gauss katedru na univerzitě v Göttingenu.

V roce 1809 umírá první manželka matematika, ve stejném roce Gauss vydává svůj nový výtvor – knihu s názvem „Paradigma pohybu nebeských těles“. Metody pro výpočet oběžných drah planet, které jsou v této práci nastíněny, jsou aktuální i dnes (i když s drobnými úpravami).

Hlavní věta algebry

Německo potkalo začátek 19. století ve stavu anarchie a úpadku. Tato léta byla pro matematika těžká, ale žije dál. V roce 1810 Gauss uvázal uzel podruhé – s Minnou Waldeckovou. V tomto svazku má další tři děti: Terezu, Wilhelma a Eugena. Také rok 1810 byl poznamenán přijetím prestižního ocenění a zlaté medaile.

Gauss pokračuje ve své práci v oblasti astronomie a matematiky a zkoumá stále více neznámých složek těchto věd. Jeho první publikace o základní větě algebry se datuje do roku 1815. Hlavní myšlenka je tato: počet kořenů polynomu je přímo úměrný jeho stupni. Později toto tvrzení nabylo trochu jiné podoby: každé číslo do stupně, které se a priori nerovná nule, má alespoň jeden kořen.

Poprvé to dokázal již v roce 1799, ale nebyl se svou prací spokojen, a tak publikace vyšla o 16 let později s některými opravami, doplňky a výpočty.

Neeuklidovská teorie

Podle údajů byl Gauss v roce 1818 první, kdo zkonstruoval základ pro neeuklidovskou geometrii, jejíž věty by byly ve skutečnosti možné. Neeuklidovská geometrie je vědní obor odlišný od euklidovské. Hlavním rysem euklidovské geometrie je přítomnost axiomů a teorémů, které nevyžadují potvrzení. Euclid ve svých Živlech učinil prohlášení, která musí být přijata bez důkazu, protože je nelze změnit. Gauss byl první, kdo dokázal, že Euklidovy teorie nelze vždy brát bez odůvodnění, protože v určitých případech nemají pevnou důkazní základnu, která by vyhovovala všem požadavkům experimentu. Tak se objevila neeuklidovská geometrie. Samozřejmě, že základní geometrické systémy objevili Lobačevskij a Riemann, ale základ pro toto odvětví geometrie položila metoda Gausse – matematika, který dokáže nahlédnout do hloubky a najít pravdu.

Geodézie

V roce 1818 se vláda v Hannoveru rozhodla, že je čas změřit království, a tento úkol dostal Carl Friedrich Gauss. Objevy v matematice tím neskončily, ale získaly pouze nový odstín. Vyvíjí výpočetní kombinace nezbytné k dokončení úkolu. Mezi ně patřila Gaussova technika „malých čtverců“, která povýšila geodézii na novou úroveň.

Musel dělat mapy a organizovat průzkumy oblasti. To mu umožnilo získávat nové poznatky a zakládat nové experimenty, takže v roce 1821 začal psát práci o geodézii. Tato Gaussova práce byla publikována v roce 1827 pod názvem „Obecná analýza hrubých rovin“. Tato práce byla založena na přepadech vnitřní geometrie. Matematik se domníval, že je nutné považovat objekty, které jsou na povrchu, za vlastnosti povrchu samotného, ​​věnovat pozornost délce křivek a ignorovat data okolního prostoru. O něco později byla tato teorie doplněna o práce B. Riemanna a A. Aleksandrova.

Díky této práci se ve vědeckých kruzích začal objevovat pojem „Gaussova křivost“ (určuje míru zakřivení roviny v určitém bodě). Diferenciální geometrie začíná svou existenci. A aby byly výsledky pozorování spolehlivé, Carl Friedrich Gauss (matematik) vyvozuje nové metody pro získávání veličin s vysokou mírou pravděpodobnosti.

Mechanika

V roce 1824 byl Gauss zařazen v nepřítomnosti jako člen Petrohradské akademie věd. Tím jeho úspěchy nekončí, stále se vytrvale věnuje matematice a představuje nový objev: „Gaussova celá čísla“. Znamenají čísla, která mají imaginární a reálnou část, což jsou celá čísla. Ve skutečnosti se Gaussova čísla svými vlastnostmi podobají běžným celým číslům, ale tyto malé rozlišovací charakteristiky umožňují dokázat bikvadratický zákon reciprocity.

V každé době byl nenapodobitelný. Gauss - matematik, jehož objevy jsou tak úzce spjaty se životem - v roce 1829 provedl nové úpravy dokonce i v mechanice. V této době vyšlo jeho drobné dílo „O novém univerzálním principu mechaniky“. Gauss v něm dokazuje, že princip malého dopadu lze právem považovat za nové paradigma mechaniky. Vědec tvrdí, že tento princip lze aplikovat na všechny mechanické systémy které jsou vzájemně propojené.

Fyzika

Od roku 1831 začal Gauss trpět těžkou nespavostí. Nemoc se projevila po smrti druhé manželky. Útěchu hledá v nových průzkumech a známostech. Díky jeho pozvání tedy W. Weber přijel do Göttingenu. S mladým talentovaným člověkem Gauss rychle najde společný jazyk. Oba jsou zapálení pro vědu a touhu po vědění je třeba utišit výměnou osvědčených postupů, odhadů a zkušeností. Tito nadšenci se rychle pustí do práce a věnují svůj čas studiu elektromagnetismu.

Gauss, matematik, jehož biografie má velkou vědeckou hodnotu, vytvořil v roce 1832 absolutní jednotky, které se ve fyzice používají dodnes. Vyčlenil tři hlavní polohy: čas, hmotnost a vzdálenost (délku). Spolu s tímto objevem se Gaussovi v roce 1833 díky společnému výzkumu s fyzikem Weberem podařilo vynalézt elektromagnetický telegraf.

Rok 1839 byl ve znamení vydání dalšího díla – „O obecné abiogenezi gravitačních a odpudivých sil, které působí přímo úměrně vzdálenosti“. Stránky podrobně popisují slavný Gaussův zákon (známý také jako Gauss-Ostrogradského věta nebo jednoduše Tento zákon je jedním z hlavních v elektrodynamice. Určuje vztah mezi elektrickým tokem a součtem povrchového náboje, děleno elektrická konstanta.

Ve stejném roce Gauss zvládl ruský jazyk. Do Petrohradu posílá dopisy s žádostí, aby mu posílal ruské knihy a časopisy, chtěl se především seznámit s dílem „Kapitánova dcera“. Tento fakt biografie dokazuje, že kromě schopnosti počítat měl Gauss mnoho dalších zájmů a koníčků.

Prostě muž

Gauss s publikováním nikdy nespěchal. Pečlivě a pečlivě kontroloval každou svou práci. Pro matematika záleželo na všem: od správnosti vzorce až po eleganci a jednoduchost slabiky. Rád opakoval, že jeho práce je jako nově postavený dům. Majiteli je zobrazen pouze konečný výsledek práce, nikoli zbytky lesa, který na místě obydlí býval. Nejinak tomu bylo i s jeho prací: Gauss si byl jistý, že se nikomu nemají ukazovat hrubé obrysy výzkumu, pouze hotová data, teorie, vzorce.

Gauss vždy projevoval velký zájem o vědy, ale zvláště se zajímal o matematiku, kterou považoval za „královnu všech věd“. A příroda ho o mysl a talenty nepřipravila. I ve vysokém věku si podle zvyku většinu složitých výpočtů dělal v hlavě. Matematik o své práci nikdy dopředu nemluvil. Jako každý člověk se bál, že mu jeho současníci nebudou rozumět. Karl v jednom ze svých dopisů říká, že ho už nebaví stále balancovat na hraně: na jednu stranu bude s potěšením podporovat vědu, ale na druhou stranu nechtěl rozvířit „sršní hnízdo nudy“. jedničky."

Gauss strávil celý život v Göttingenu, pouze jednou se mu podařilo navštívit Berlín na vědeckou konferenci. Dlouhou dobu mohl provádět výzkumy, experimenty, výpočty či měření, ale přednášet příliš nerad. Tento proces považoval pouze za nešťastnou nutnost, ale pokud se v jeho skupině objevili talentovaní studenti, nešetřil na nich časem ani námahou a po mnoho let vedl korespondenci o důležitých vědeckých otázkách.

Carl Friedrich Gauss, matematik, jehož fotografie je zveřejněna v tomto článku, byl opravdu úžasný člověk. Mohl se pochlubit vynikajícími znalostmi nejen v oblasti matematiky, ale byl také „přátelem“ cizích jazyků. Hovořil plynně latinsky, anglicky a francouzsky, ovládal dokonce i ruštinu. Matematik četl nejen vědecké paměti, ale i běžnou beletrii. Oblíbil si především díla Dickense, Swifta a Waltera Scotta. Poté, co jeho mladší synové emigrovali do USA, se Gauss začal zajímat o americké spisovatele. Postupem času se stal závislým na dánských, švédských, italských a španělských knihách. Všechny práce matematika je třeba číst v originále.

Gauss zaujal velmi konzervativní postoj v veřejný život. S raná léta cítil se závislý na lidech u moci. I když v roce 1837 začal na univerzitě protest proti králi, který snížil platy profesorů, Karel nezasáhl.

Minulé roky

V roce 1849 slaví Gauss 50. výročí svého doktorátu. Přišli za ním a to ho potěšilo mnohem víc než přidělení dalšího ocenění. V minulé roky Karl Gauss byl nemocný už hodně ze svého života. Pro matematika bylo obtížné se pohybovat, ale jasnost a bystrost mysli tím neutrpěla.

Krátce před jeho smrtí se Gaussův zdravotní stav zhoršil. Lékaři diagnostikovali srdeční onemocnění a nervovou zátěž. Léky opravdu nepomáhaly.

Matematik Gauss zemřel 23. února 1855 ve věku sedmdesáti osmi let. pohřben v Göttingenu a podle své poslední vůle vyryt na náhrobní kámen pravidelných sedmnáct. Později budou jeho portréty vytištěny na poštovních známkách a bankovkách, země si svého nejlepšího myslitele navždy zapamatuje.

To byl Carl Friedrich Gauss – zvláštní, chytrý a nadšený. A když se zeptají, jak se jmenuje planeta matematika Gausse, můžete pomalu odpovědět: „Výpočty!“ Vždyť jim věnoval celý svůj život.

(1777-1855) Německý matematik a astronom

Carl Friedrich Gauss se narodil 30. dubna 1777 v Německu, ve městě Braunschweig, v rodině řemeslníka. Jeho otec Gerhard Diederich Gauss měl mnoho různých profesí, protože kvůli nedostatku peněz musel dělat vše od fontán po zahradnictví. Carlova matka, Dorothea, byla také z jednoduché kamenické rodiny. Vyznačovala se veselou povahou, byla to chytrá, veselá a rozhodná žena, milovala svého jediného syna a byla na něj hrdá.

Jako dítě se Gauss naučil počítat velmi brzy. Jednoho léta vzal jeho otec tříletého Karla pracovat do lomu. Když dělníci dokončili svou práci, Gerhard, Karlův otec, začal platit každému dělníkovi. Po zdlouhavých výpočtech, které zohledňovaly počet hodin, výkon, pracovní podmínky atd., otec přečetl prohlášení, ze kterého vyplývalo, kdo kolik má dlužit. A najednou malý Karl řekl, že účet je špatný, že je tam chyba. Zkontroloval a chlapec měl pravdu. Začali říkat, že malý Gauss se naučil počítat, než mohl mluvit.

Když bylo Karlovi 7 let, byl přidělen do Kateřinské školy, kterou vedl Buttner. Okamžitě upozornil na chlapce, který vyřešil příklady nejrychleji. Ve škole se Gauss seznámil a spřátelil s mladým mužem, Buttnerovým asistentem, který se jmenoval Johann Martin Christian Bartels. Společně s Bartelsem se 10letý Gauss pustil do matematické transformace, studia klasických děl. Díky Bartelsovi na mladé talenty upozornil vévoda Karl Wilhelm Ferdinand a šlechtici z Brunswicku. Johann Martin Christian Bartels později studoval na univerzitách v Helmstedtu a Göttingenu a později přišel do Ruska a byl profesorem na univerzitě v Kazani, Nikolaj Ivanovič Lobačevskij poslouchal jeho přednášky.

Mezitím Karl Gauss v roce 1788 odešel studovat na Kateřinské gymnázium. Ubohý chlapec by nikdy nemohl studovat na gymnáziu a poté na univerzitě bez pomoci a patronátu vévody z Brunswicku, kterému byl Gauss po celý život oddán a vděčný. Vévoda vždy vzpomínal na plaché mládí mimořádných schopností. Karl Wilhelm Ferdinand propuštěn potřebné finanční prostředky pokračovat ve vzdělávání mladého muže již na Carolina College, která ho připravila na vstup na univerzitu.

V roce 1795 vstoupil Karl Gauss na univerzitu v Göttingenu ke studiu. Mezi univerzitními přáteli mladého matematika byl Farkas Bolyai, otec Janose Bolyaie, velkého maďarského matematika. V roce 1798 absolvoval univerzitu a vrátil se do vlasti.

V rodném Braunschweigu zažívá Gauss již deset let jakýsi „boldinský podzim“ – období bujné kreativity a velkých objevů. Oblast matematiky, kde pracuje, se nazývá „tři velká A“: aritmetika, algebra a analýza.

Všechno to začalo uměním počítat. Gauss neustále počítá, dělá výpočty s desetinnými čísly s neskutečným počtem desetinných míst. Během svého života se stává virtuosem v numerických výpočtech. Gauss shromažďuje informace o různých součtech čísel, výpočtech nekonečných řad. Je to jako hra, kde génius vědce přichází k hypotézám a objevům. Je jako brilantní prospektor, cítí, když jeho krumpáč narazí na zlatý valoun.

Gauss dělá tabulky reciprokých hodnot. Rozhodl se vysledovat, jak se mění perioda desetinného zlomku v závislosti na přirozeném čísle p.

Dokázal, že pravidelný sedmiúhelník lze sestrojit pomocí kružítka a pravítka, tzn. jaká je rovnice:

nebo rovnice

je řešitelný v kvadratických radikálech.

Dal kompletní řešení problému konstrukce pravidelných sedmiúhelníků a neúhelníků. Vědci se tímto problémem zabývají již 2000 let.

Gauss si začíná psát deník. Při jeho čtení vidíme, jak se začíná odvíjet uhrančivá matematická akce, rodí se vědcovo mistrovské dílo, jeho „Aritmetický výzkum“.

Dokázal základní větu algebry, v teorii čísel dokázal zákon reciprocity, který objevil velký Leonhard Euler, ale nedokázal ho. Karl Gauss se zabývá teorií ploch v geometrii, z čehož vyplývá, že geometrie je postavena na jakémkoli povrchu, a ne pouze na rovině, jako v Euklidově planimetrii nebo sférické geometrii. Podařilo se mu postavit čáry na povrchu, které hrají roli přímek, podařilo se mu měřit vzdálenosti na povrchu.

Aplikovaná astronomie je pevně v rámci jeho vědeckých zájmů. Jedná se o experimentální a matematickou práci, sestávající z pozorování, výzkumu experimentálních bodů, matematických metod zpracování výsledků pozorování a numerických výpočtů. Gaussův zájem o praktickou astronomii je znám a nikomu nesvěřil nudné výpočty.

Sláva nejslavnějšímu astronomovi v Evropě mu přinesla objev planetky Ceres. A bylo to tak. Nejprve D. Piazzi objevil malou planetu a nazval ji Ceres. Nepodařilo se mu však určit jeho přesnou polohu, protože nebeské těleso zmizelo za hustými mraky. Gauss je „na špičce pera“, pro lavice znovuobjevený Ceres. Vypočítal oběžnou dráhu menší planety a v dopise Piazzimu uvedl, kde a kdy lze pozorovat Ceres. Když astronomové namířili své dalekohledy na uvedený bod, viděli, že se Ceres znovu objevila. Jejich úžas neměl konce.

Mladý vědec má být ředitelem observatoře v Göttingenu. Bylo o něm napsáno: „Gaussova sláva je zasloužená a mladý 25letý muž už jde před všemi moderními matematiky ... “.

22. listopadu 1804 se Karl Gauss oženil s Joannou Osthof z Brunswicku. Napsal svému příteli Boyai: „Život mi připadá jako věčné jaro se vším novým světlé barvy". Je šťastný, ale netrvá to dlouho. O pět let později Joanna umírá po narození svého třetího dítěte, syna Louise, který zase nežil dlouho, jen šest měsíců. Karl Gauss zůstal sám se dvěma dětmi - synem Josephem a dcerou Minnou. A pak se stalo další neštěstí: vévoda z Brunswicku, vlivný přítel a mecenáš, náhle zemře. Vévoda zemřel na zranění utržená v bojových bitvách, navíc jimi ztracená, u Auerstedtu a Jeny.

Mezitím je vědec pozván univerzitou v Göttingenu. Třicetiletý Gauss dostává katedru matematiky a astronomie a poté post ředitele astronomické observatoře v Göttingenu, kterou zastával až do konce života.

4. srpna 1810 se oženil s milovanou přítelkyní své zesnulé manželky, dcerou göttingenského radního Waldecka. Jmenovala se Minna, porodila Gaussovi dceru a dva syny. Karl byl doma přísný konzervativec, který si nepotrpěl na žádné inovace. Měl železnou povahu a vynikající schopnosti a genialita se v něm snoubily s opravdu dětskou skromností. Byl hluboce věřící, pevně věřil v posmrtný život. Zařízení jeho malé kanceláře po celý život vědce vypovídalo o nenáročném vkusu jeho majitele: malý pracovní stůl, stůl natřený na bílo olejomalba, úzká pohovka a jedno křeslo. Svíčka hoří slabě, teplota v místnosti je velmi mírná. Toto je sídlo „krále matematiků“, jak byl Gauss nazýván, „göttingenský kolos“.

Tvůrčí osobnost vědce má velmi silnou humanitární složku: zajímá se o jazyky, historii, filozofii a politiku. Naučil se rusky, v dopisech přátelům do Petrohradu je žádal, aby mu posílali knihy a časopisy v ruštině, a dokonce i Puškinovu Kapitánovu dceru.

Karlu Gaussovi je nabídnuto, aby se ujal křesla na berlínské akademii věd, ale jeho osobní život, její problémy (ostatně právě proběhly zásnuby s druhou ženou) ho natolik zavalí, že lákavou nabídku odmítl. Již po krátkém pobytu v Göttingenu vytvořil Gauss okruh studentů, ti zbožňovali svého učitele, skláněli se před ním a následně se sami stali slavnými vědci. Jsou to Schumacher, Gerlin, Nicolai, Möbius, Struve a Encke. Přátelství vzniklo na poli aplikované astronomie. Všichni se stávají řediteli hvězdáren.

Působení Carla Gausse na univerzitě samozřejmě souviselo s výukou. Kupodivu jeho postoj k této činnosti je velmi, velmi negativní. Domníval se, že jde o ztrátu času, který se odebírá vědecké práci, výzkumu. Všichni však zaznamenali vysokou kvalitu jeho přednášek a jejich vědeckou hodnotu. A jelikož byl Karl Gauss svou povahou milý, sympatický a pozorný člověk, vzdávali mu studenti úctu a lásku.

Studium dioptrie a praktické astronomie ho přivedlo k praktickým aplikacím, zejména ke zlepšení dalekohledu. Provedl potřebné výpočty, ale nikdo jim nevěnoval pozornost. Uplynulo půl století a Steingel použil výpočty a Gaussovy vzorce a vytvořil vylepšený design dalekohledu.

V roce 1816 byla postavena nová observatoř a Gauss se do ní přestěhoval nový byt jako ředitel observatoře v Göttingenu. Nyní má vedoucí důležité obavy - je nutné vyměnit přístroje, které jsou již dávno zastaralé, zejména dalekohledy. Gauss objednává u slavných mistrů Reichenbacha, Frauenhofera, Utzschneidera a Ertela dva nové meridiánové nástroje, které byly dokončeny v letech 1819 a 1821. Göttingenská observatoř pod vedením Gausse začíná provádět nejpřesnější měření.

Vědec vynalezl heliotron. Jedná se o jednoduché a levné zařízení, které se skládá z dalekohledu a dvou plochých zrcadel umístěných normálně. Říká se, že vše důmyslné je jednoduché, to platí i pro heliotron. Zařízení se ukázalo jako naprosto nezbytné pro geodetické měření.

Gauss vypočítává vliv gravitace na povrchy planet. Ukazuje se, že na Slunci mohou žít pouze tvorové velmi malého vzrůstu, protože gravitační síla je zde 28krát vyšší než na Zemi.

Ve fyzice se zajímá o magnetismus a elektřinu. V roce 1833 byl předveden jím vynalezený elektromagnetický telegraf. Byl to prototyp moderního telegrafu. Vodič, kterým šel signál, byl ze železa o tloušťce 2 nebo 3 milimetry. Na tomto prvním telegrafu se nejprve přenášela jednotlivá slova a poté celé fráze. Zájem veřejnosti o Gaussův elektromagnetický telegraf byl velmi velký. Vévoda z Cambridge podnikl zvláštní výlet do Göttingenu, aby se s ním setkal.

"Kdyby byly peníze," napsal Gauss Schumacherovi, "pak by elektromagnetická telegrafie mohla být dovedena k takové dokonalosti a do takových rozměrů, že fantazie je prostě zděšena." Po úspěšných experimentech v Göttingenu pozval saský státní ministr Lindenau lipského profesora Ernsta Heinricha Webera, který spolu s Gaussem předvedl telegraf, aby přednesl zprávu o „zařízení elektromagnetického telegrafu mezi Drážďany a Lipskem“. Ve zprávě Ernsta Heinricha Webera zazněla prorocká slova: „...když bude země jednou pokryta sítí železnic s telegrafním vedením, bude to připomínat nervový systém v Lidské tělo......". Weber přijal Aktivní účast v projektu provedl mnoho vylepšení a první Gauss-Weberův telegraf vydržel deset let, dokud 16. prosince 1845 po silném blesku většina jeho drátěného vedení shořela. Zbývající kus drátu se stal muzejním kusem a je uložen v Göttingenu.

Gauss a Weber prováděli slavné experimenty v oblasti magnetických a elektrických jednotek, měření magnetických polí. Výsledky jejich výzkumu tvořily základ teorie potenciálu, základ moderní teorie chyby.

Když se Gauss zabýval krystalografií, vynalezl přístroj, kterým bylo možné s vysokou přesností měřit úhly krystalu 12palcovým Reichenbachovým teodolitem, přičemž vynalezl nový způsob pojmenování krystalů.

Zajímavá stránka jeho pozůstalosti je spojena se základy geometrie. Říkalo se, že velký Gauss se zabýval teorií rovnoběžných čar a dospěl k nové, zcela jiné geometrii. Postupně se kolem něj vytvořila skupina matematiků, kteří si vyměňovali nápady v této oblasti. Vše začalo tím, že se mladý Gauss, stejně jako jiní matematici, pokusil dokázat paralelní větu založenou na axiomech. Když odmítl všechny pseudodůkazy, uvědomil si, že touto cestou nelze nic vytvořit. Neeuklidovská hypotéza ho vyděsila. Není možné tyto myšlenky publikovat - vědec by byl proklet. Ale myšlení nelze zastavit a Gaussova neeuklidovská geometrie – tady je před námi, v denících. To je jeho tajemství, skryté široké veřejnosti, ale známé jeho nejbližším přátelům, protože matematici mají tradici korespondence, tradici výměny myšlenek a nápadů.

Farkas Bolyai, profesor matematiky, Gaussův přítel, ho při výchově svého syna Janose, talentovaného matematika, přesvědčil, aby nestudoval teorii paralel v geometrii s tím, že toto téma je v matematice zakleté a až na neštěstí by nic nepřineslo. A co neřekl Karl Gauss, později řekli Lobačevskij a Boljai. Proto je po nich pojmenována absolutní neeuklidovská geometrie.

V průběhu let se Gaussova nechuť k pedagogické činnosti, k přednáškové činnosti vytrácí. V této době je obklopen studenty a přáteli. 16. července 1849 se v Göttingenu slavilo padesáté výročí Gaussova doktorátu. Sešlo se mnoho studentů a obdivovatelů, kolegů a přátel. Byly mu uděleny diplomy čestného občana Göttingenu a Braunschweigu, řády různých států. Uskutečnila se slavnostní večeře, na které řekl, že v Göttingenu jsou všechny podmínky pro rozvoj talentu, zde pomáhají v každodenních potížích i ve vědě, a také že "... banální fráze nikdy neměly v Göttingenu moc."

Karl Gauss je starý. Nyní pracuje méně intenzivně, ale záběr jeho aktivit je stále široký: konvergence řad, praktická astronomie, fyzika.

Zima roku 1852 byla pro něj velmi těžká, jeho zdravotní stav se prudce zhoršoval. Nikdy nechodil k lékařům, protože nedůvěřoval lékařské vědě. Jeho přítel, profesor Baum, vědce zkoumal a řekl, že situace je velmi obtížná a může za to srdeční selhání. Zdraví velkého matematika se neustále zhoršuje, přestává chodit a 23. února 1855 umírá.

Současníci Karla Gausse cítili nadřazenost génia. Na medaili, ražené v roce 1855, je vyryto: Mathematicorum princeps (Princeps matematiků). V astronomii vzpomínka na něj zůstala ve jménu jedné ze základních konstant, soustavy jednotek, věty, principu, vzorců – to vše nese jméno Karla Gausse.

Kdyby lidé mohli žít několik století, pak by letos slavný německý matematik Johann Carl Friedrich Gauss oslavil 242. narozeniny. A kdo ví, jaké další objevy by učinil... Ale to se bohužel neděje.

Gauss se narodil 30. dubna 1777 v německém městě Braunschweig. Jeho rodiče byli nejobyčejnější lidé. Jeho otec měl mnoho specialit, protože aby se nějak vyžil, musel pracovat jako zedník, zahradník a vybavovat fontány.

Foto: Naskenováno uživatelem:Brunswyk, snímek pořízen před rokem 1914, Wikimedia (public domain)

Karl byl velmi mladý, když ostatním bylo jasné, že je génius. Ve třech letech už dítě umělo číst a počítat. Jednou se mu dokonce podařilo najít chybu ve výpočtech svého otce. A po celý svůj život většinu výpočtů prováděl ve své mysli.

V 7 letech byl chlapec zařazen do školy. Tam na něj okamžitě upozornili, protože byl nejlepší v řešení příkladů. Ještě na škole začal studovat klasická díla o matematice.

Jeho úžasných matematických schopností si všiml i vévoda Karl Wilhelm Ferdinand. Přidělil finanční prostředky na vzdělání chlapce, nejprve na gymnáziu a poté na univerzitě. V tehdejší době se dítěti z dělnické rodiny jen stěží dostalo takového vzdělání.

Foto: Siegfried Detlev Bendixen (publikováno v „Astronomische Nachrichten“ 1828), prostřednictvím Wikimedia Commons (Public domain)

V roce 1798 dokončil svá aritmetická studia. V té době mu bylo pouhých 21 let. Na univerzitě Gauss nestuduje jen různé obory. Dokázal mnoho významných teorémů a učinil důležité objevy.

V roce 1799 Gauss obhájil svou doktorskou disertaci, ve které poprvé dokázal základní větu algebry. Vydání disertační práce zaplatil vévoda, který po celou dobu sledoval činnost mladého génia.

Postupem času Gauss rozšířil rozsah svého výzkumu. Zabýval se astronomií. Důvodem bylo, že astronom D. Piazzi objevil novou planetu a nazval ji Ceres. Ale brzy po objevu planeta zmizela z dohledu. Gauss pomocí své nové výpočetní metody provedl nejsložitější výpočty během několika hodin a přesně označil místo, kde se planeta objeví. A našli to tam. To Gaussovi přineslo celoevropskou slávu. Stává se členem mnoha vědeckých společností.

Foto: (Public domain)

V roce 1806 se stal ředitelem observatoře v Göttingenu. A v roce 1809 byla dokončena práce „Teorie pohybu nebeských těles“. V roce 1810 obdržel cenu od pařížské akademie věd a zlatou medaili od Royal Society of London.

Gauss věnoval velkou pozornost vydávání svých děl. Nikdy nepublikoval díla, která podle jeho názoru ještě nebyla dokončena.

Genius matematiky zemřel 23. února 1855 v Göttingenu. Na příkaz krále Hannoveru Jiřího V. byla na jeho počest vyražena medaile s vyrytým portrétem Gausse a jeho čestným titulem – „Král matematiků“.

A dnes si vychutnáváme plody génia krále matematiků. Například Johann Carl Friedrich Gauss navrhl algoritmus pro výpočet data Velikonoc. Jak víte, datum Velikonoc připadá každý rok na různá data a tento algoritmus vám umožňuje vypočítat data pro jakýkoli rok v minulosti a v budoucnu.

Také díky významnému příspěvku vědce ke studiu elektromagnetismu se v anglický jazyk akce k demagnetizaci lodí, stejně jako při širokém používání televizorů a monitorů s kineskopy - demagnetizace katodové trubice se nazývala jednoduše a stručně: demagnetizace.

Fanoušci šťouchání s elektronikou také asi znají zajímavé zařízení, který je schopen udělovat tělům silné zrychlení pomocí elektromagnetického pole, známého jako „Gaussova zbraň“.

Hlavní foto: Christian Albrecht Jensen, přes Wikimedia Commons (Public domain)

Navigace příspěvku

Také vás to bude zajímat

Milán: poté, co lidé zmizeli z ulic, zaplavili městské parky divocí králíci

10 oduševnělých filmů z "nuly", které stojí za to znovu navštívit

Bloger pronikl do samotného epicentra šíření viru a pořídil tyto záběry