Научные открытия и краткая биография Гаусса Фридриха

Биография Гаусса Фридриха (Karl Gauss Friedrich) начинается с 30 апреля 1777 г., когда родился будущий ученый в городке Брауншвейг. Его родители принадлежали к рабочему классу. Уже в 3 года Карл мог настолько хорошо считать, что смог увидеть ошибку в вычислениях отца, когда тот подсчитывал зарплату каменщикам, делая пометки на бумаге. В последующем его открытия в математике задали направление для развития науки XIX столетия.

Оглавление:

• Детство и юность
• Поздняя жизнь
• Вклад в математику
• Наследие в науке
• Интересные факты
• Человек за легендой

Биография Гаусса Фридриха (Karl Gauss Friedrich) начинается с 30 апреля 1777 г., когда родился будущий ученый в городке Брауншвейг. Его родители принадлежали к рабочему классу. Уже в 3 года Карл мог настолько хорошо считать, что смог увидеть ошибку в вычислениях отца, когда тот подсчитывал зарплату каменщикам, делая пометки на бумаге. В последующем его открытия в математике задали направление для развития науки XIX столетия.

Детство и юность

Отец Карла занимался разными делами, был купеческим помощником, мастером на стройплощадке и обычным рабочим. Мать Фридриха была умной, но неграмотной, она посвятила свою жизнь полностью Гауссу. Мальчик был одаренным еще в школе, когда ему исполнилось 11 лет, его отца уговорили отдать Карла в академическую школу, а не заставлять работать.

Тогда герцог Брауншвейгский пытался модернизировать свои владения и привлекал образованных людей для помощи в этом. Когда Фридриху исполнилось 15 лет, герцог отправил юношу в коллегию Каролинум, чтобы он получил высшее образование, хоть уже тогда он сам выучил алгебру и латынь на уровне высшей школы. В 17 лет Карл поступает в Геттингенский университет, а в 20 уже пишет докторскую работу.

Немецкого ученого сделало знаменитым несколько событий, которые произошли в 1800 г. Первым являлась публикация его труда, который назывался «Арифметические рассуждения». Он полностью переписывал теорию чисел, это привело к тому, что последняя и сегодня является основным предметом в алгебре.

Теория в себя включает уравнения типа x^n, что являлось оригинальным и при этом понятным, а также сложную теорию квадратичной формы. На последнее обратили внимание два известных математика из Франции Адриен Лежандра и Джозеф Лагранжа, они признались, что Фридрих смог далеко уйти за пределы того, что эти ученые делали.

Еще одним немаловажным событием являлось повторное открытие Карлом первого знаменитого астероида, который нашел в 1800 г. Джузеппе Пьяцци из Италии. Он дал ему название Церера, она являлась богиней земледелия. Астроном наблюдал его на протяжении 40 ночей, перед тем как астероид исчез за солнцем. Это было удивительное открытие и астрономы хотели узнать, в каком месте он возникнет заново. Лишь Фридрих смог рассчитать это правильно, этого не сделал никто из других ученых и это прославило его в астрономии.

Другие ранние достижения Карла в математике также были очень ценными. Среди научных работ:

1. Термин «Гауссова кривизна».
2. «Исследования кривых поверхностей».
3. Основы дифференциальной геометрии.
4. Открытие комплексных чисел.
5. «Теория биквадратичных вычетов».

Поздняя жизнь

Первые труды Фридриха были в области математики, но когда он открыл Цереру, а после и иные астероиды, то со временем перешел на астрономию, а в 1816 г. стал руководителем Геттингенской обсерватории, занимая этот пост практически до смерти. При этом он был профессором алгебры и геометрии в Геттингенском университете. По большому счету он был отчужденным, ему комфортней было общаться с профессорами астрономии и математики.

В 1820 г. он был руководителем масштабных исследований Дании и Германии, в процессе своих работ он переписывал дифференциальную геометрию.

Фридрих был женат два раза, в первый раз брак был счастливым, но когда супруга Джоанна скончалась при родах в 1808 г., он заново женился на Минне Вальдек, однако этот союз был не таким успешным. Она умерла в 1832 г. У Карла было три сына, двое из них переехали в Америку, поскольку их взаимоотношения с отцом являлись проблематичными. Также у Гаусса было две дочки — по одной от каждой жены.

Вклад в математику

Изучая краткую биографию Карла Гаусса и его вклад в науку, нужно начать с метода меньших квадратов, который Фридрих разработал, чтобы точно понять описанную информацию Пьяцци и отыскать Цереру. Это являлось прорывом в усреднении многих наблюдений, поскольку все из них были не совсем точными, чтобы получить достоверные расчеты. Его создание уравнений типа x^(n-1)=0 и глубокие работы по теории квадратичных форм позволили использовать комплексные числа, к примеру, чтобы доказать результаты о целых числах.

В 1820 г. Фридрих обнаруживает, что есть концептуальная кривизна поверхности, являющаяся неотъемлемым ее элементом. Это объяснило, почему определенные поверхности нельзя точно скопировать на другие, не проведя преобразований, как нельзя в точности сделать карту Земли на бумаге. Это позволило освободить от изучения поверхностей твердых тел.

В 1840 г. отдельно от математика Грина из Англии, он разработал предмет теории потенциала, это большой вклад в расширение исчисления функций с несколькими переменными значениями. Эта теория об изучении гравитации и сегодня применяется в различных сферах прикладной математики.

Составляя реферат о великом немецком ученом, также нужно не забывать, что Фридрих сделал множество открытий, но нигде даже кратко не публиковал их. До сих пор неизвестно, почему Гаусс так много делал для себя. Одна из версий этого заключается в том, что весь поток находящихся в голове идей были для ученого определенным стимулом для дальнейшей работы.

Он смог убедить себя в том, что геометрия Евклида необязательно является истиной и другая геометрия вполне возможна. Популярность этого открытия досталась другим математикам: Бойяю и Лобачевскому.

Также Карл долго трудился над эллиптическими функциями — их рассматривают как обобщение косинусных и синусоидальных функций в тригонометрии, Фридрих создал целую теорию по этому поводу. Через 10 лет Якоби и Абель получили славу за то, что сделали то же, что уже до них сделал Гаусс, просто они этого не знали.

Также Фридрих принял единую систему определения:

• длина – 1 миллиметр;
• время – 1 секунда;
• масса – 1 грамм.

Наследие в науке

Великий немецкий ученый оставил огромное наследие в математике и астрономии. В первую очередь теория чисел значительно усложнилась. Безусловно, многие проблемы, которые не решил Фридрих, привлекают к себе внимание, можно смело утверждать, что Гаусс создал огромную область последующих исследований, это же относится и к теории эллиптических функций.

Помимо этого, открытие Фридрихом внутренней концепции кривизны позволило обогатить все изучение поверхностей, являясь вдохновением на долгие годы работы будущих поколений. Все люди, которые изучают поверхности, от архитекторов до математиков, обязаны этому Гауссу.

Внутренняя геометрия поверхностей перешла на новый уровень, появилось определение трех- и четырехмерного пространства.

Теория Эйнштейна и полностью космология, в частности исследование черных дыр, сегодня стали возможными благодаря Фридриху, который сделал значительный прорыв в этой области. Создание неевклидовой геометрии, такой нашумевшей в свое время, заставило человечество понять, что существует множество разновидностей строгой математики, определенные из этих наук являются намного точней и полезней, чем те, которые люди знали до этого.

Интересные факты

Фридрих о себе говорил, что научился считать раньше, чем разговаривать. При этом ему с легкостью давалась не только математика, но и иностранные языки, которых он знал несколько. Потому в юности он долго выбирал ученую специализацию: филологию или математику. Но в результате остановился на точных науках. Причем свои работы он публиковал на немецком, английском и латинском языках.

Фридрих также начал изучение русского языка. Однако приступил он к этому в 63 года. Основная причина этого – работы математика из России Лобачевского. Гаусс хотел прочитать их в оригинале.

Другие факты:

1. Нужно сказать, что Фридрих, будучи уже известным, никогда не читал работы остальных ученых: он изучал только концепцию, затем самостоятельно пытался или доказать, или опровергнуть эту теорию. Труд российского математика являлся исключением.
2. Фридрих являлся членом Петербургской Академии наук, это звание он получил, когда после сложных подсчетов открыл местоположение Цереры. Определение траектории полета астероида математическим методом прославило имя его во всем мире.
3. В обществе уфологов существует легенда, что Фридрих являлся первым человеком, который предложил установить контакт с инопланетянами. Для этого в лесах Сибири было необходимо вырубить специальное место в виде треугольника и посеять пшеницу. Инопланетяне, наблюдая это уникальное поле с правильной геометрией, должны были догадаться, что на Земле проживают разумные люди. Но точно неизвестно, предлагал ли Фридрих это, либо история является просто байкой.

Человек за легендой

Биография Фридриха породила множество интересных историй. К примеру, как ни удивительно, его мать все время говорила, что никто не учил ее сына основам математики, но Гаусс самостоятельно справился с этим, слушая отца во время его расчетов на работе. Безусловно, Фридрих являлся одним из немногих ученых с уникальной способностью к умственным вычислениям и мог практически мгновенно выполнять длинные расчеты в уме. Также были сообщения, что его дети говорили о том, что Гаусс отговаривал сыновей от продолжения карьеры в математике, поскольку он не хотел, чтобы имя Карла Фридриха вызывало ассоциации со второсортной работой.

В таком же духе у Гаусса была ужасная привычка говорить остальным ученым, что он уже давно знал то, что математики только открыли. Самый широко известный случай, когда его старинный приятель из университета Фаркаш Бойаи отправил ему письмо с приложением открытия своего сына Яноса неевклидовой геометрии, Фридрих сказал, что не сможет похвалить этот труд, написав: «просто сделать это все равно, что похвалить самого себя».

Но не должно складываться мнение, что Фридрих являлся грубым человеком. Гаусс был принципиальным, он счастлив признать Софи Жермен как хорошего математика, при этом в те времена девушки исключались из высшего образования, и он постоянно стремился пользоваться своим даром для продуктивной работы. Но его особые таланты, возможно, сделали этого ученого одиноким.

Умер Иоганн Карл Фридрих Гаусс (Iogann Carl Gauss Friedrich) в городе Геттинген 23 февраля 1855 г. В честь этого математика по указу Короля Георга Пятого сделали медаль с изображением ученого и присвоили статус – «король математиков».