Джерело зображення, Getty Images

карл

Нову планету знайшов сицилійський астроном Джузеппе Піацці. Він залишався планетою протягом півстоліття, перш ніж був знижений до астероїда. У 2006 році Цереру підвищили до статусу карликової планети.

У Новий рік 1801 року було виявлено восьму планету, яка обертається навколо Сонця між Марсом і Юпітером. Вони назвали його Церерою, і її відкриття вважалося великою прикметою майбутнього науки в тому ХІХ столітті, яке тільки починалося.

Але хвилювання перейшло у відчай через кілька тижнів, коли крихітна планета загубилася серед безлічі зірок. Астрономи не мали уявлення, куди це поділося.

Однак через кілька днів 24-річний німець із Брансвіка оголосив, що знає, де знайти зниклу планету, і сказав астрономам, куди на нічному небі направити свої телескопи.

Немов за магією, Церера знову з’явилася.

Йоганн Карл Фрідріх Гаус за одну ніч став науковою знаменитістю.

Магія математики

Звичайно, його великий акт астрономічного передбачення не був актом магії. Це був вчинок математики.

В кінці 18 століття існування планети в цій околиці вже передбачалося; астрономи шукали і знаходили, але випадково.

Гаусс використовував математичний аналіз, щоб з'ясувати, яким шляхом піде небесне тіло далі.

Джерело зображення, Getty Images

Гаус був відомий у своєму районі своїм інтелектом. Знаходження Церери зробило його відомим. Зрештою, він став схожим на бога в математичному світі. і з поважної причини.

Метод, винайдений Гаусом для пошуку шляху Церери, є одним з найважливіших інструментів усієї науки, оскільки він дозволяє нам перетворити велику кількість невпорядкованих спостережень на щось значуще.

Вона відома як функція Гауса або нормальний розподіл і Завдяки цьому розкриваються злочини, оцінюються ліки та приймаються політичні рішення.

З суворо математичної точки зору, мабуть, не найбільше досягнення Гауса, але вплив, який він справив на стільки різних галузей науки (і життя), надзвичайний.

Хто був той молодий німець?

У Європі 18 століття математика була заняттям привілейованих, фінансувалася аристократією або займалася аматорами у вільний час.

Але один з найбільших математиків того і всіх часів, Карл Фредерік Гаус, бідний народжений.

І можна сказати, що саме завдяки баченню та заступництву Карлоса Гільєрмо Фернандо Герцога Брунсвік-Вольфенбюттель він зміг розвинути свій феноменальний талант.

Джерело зображення, Getty Images

Герцог Брансвік-Вольфенбюттель протегував тим, хто мав багатообіцяючий розум.

У 1791 році герцог запропонував оплатити університетські дослідження Гауса, якому тоді було 14 років.

Шляхтич був переконаний, що добре освічене населення є основою ділового успіху Брансвіка, і він завжди шукав видатних студентів.

Гаус був одним із них Вони.

Іскристий

У віці 15 років він виявив надзвичайну закономірність, приховану серед простих чисел, одну з найбільших загадок математики того часу.

У віці 19 років він виявив прекрасну конструкцію правильної 17-гранної фігури - а гептадекагон- використовуючи лише лінійку та циркуль, те, що протягом 2000 років вважалося неможливим.

Джерело зображення, Ласло Немет

З часів Стародавньої Греції, поки Гаус не зробив цю фігуру, яка, як вважалося, не існувала, були відомі лише правила побудови правильних трикутників, квадратів, п'ятикутників і фігури з 15 рівними сторонами з використанням лише лінійки та циркуля. З усіх фігур що подвоює цю кількість сторін.

У цьому віці, можливо, щоб не відставати від багатьох його досягнень, він почав вести математичний журнал.

Записи починаються з 1796 року, а останній - від 9 липня 1814 року.

На 19 сторінках один з найдорожчий документs з історії математики 146 результати коротко фіксуються як.

  • 30 березня,Брансвік: Принципи, від яких залежить поділ кола та його геометричний поділ на 17 частин.
  • 27 червня,Геттінген: Новий доказ золотої теореми відразу, з нуля, різний і не неелегантний.
  • 10 липня: Будь-яке додатне ціле число може бути виражене як сума щонайбільше трьох трикутних чисел

Хоча він був так схвильований цим останнім відкриттям, що що він насправді писав у своєму щоденнику:

Пізніше він склав багато з цих журнальних статей про властивості чисел у своїй першій книзі, опублікованій у 1801 р. " Disquisitiones Arithmeticae", присвячений щедрому герцогу.

У ньому - серед іншого - лежав фундамент нової галузі математики, теорія чисел.

З сімома печатками

Гаус сподівався, що його робота зробить його помітним у Франції, епіцентрі математики в Європі. Однак, на свій жаль, Паризька академія наук не прийняла її.

Певною мірою він сам винен.

Він представив свої ідеї а тому неймовірно загадковий спосіб що були такі, хто описав його трактат як книгу, "запечатану сімома печатками".

Однак французький математик написав йому:

"Його Дисквізовані арифметики давно стали предметом мого захоплення та вивчення.

" Останній розділ цієї книги містить, серед іншого, прекрасну теорему про рівняння 4 (x ^ n-1)/(x-1) = y ^ 2 + -nz ^ 2; Думаю, це можна узагальнити (.)

"Я я візьму свободу піддати цю спробу на свій розсуд, переконавшись, що він не зневажатиме, допомагаючи своїми порадами захопленому науковому любителю, ви культивувала з таким блискучим успіхом".

Це було початок листування, яке мало мати більше поза математика.

У листопаді 1806 р. Його захисник герцог Фердинанд був смертельно поранений у битві проти армії Наполеона.

Штат Ганновер потрапив під контроль Наполеона, і вчителі змушені були сплатити податок французькому уряду в розмірі 2000 франків, що на той час було невеликим статком.

Гаус відмовився, піддавши себе великій небезпеці.

Джерело зображення, Getty Images

Герцог уже не міг його захистити. У битві при Ауершятте (14 жовтня 1806 р.) Він був застрелений і втратив очі. Смертельно поранений він втік від французьких військ і загинув в Оттенсені 10 листопада 1806 року.

Але таємничий месьє Ле Блан використовував свій вплив, щоб переконатися, що це не сталося з ним нічого поганого до яскравого молодого Гауса.

Лише тоді, коли Гаус спробував йому подякувати виявив сu справжня ідентичність: Месьє Ле Блан насправді була жінкою на ім’я Софі Жермен.

"З-за страху насмішок супровідний студенту, раніше я взяв ім'я М. . ви Блан, передавши вам ті замітки, які, безсумнівно, не заслуговують на поблажливість, з якою ви відповіли", пояснив Жермен.

Гаусс відповів, висловивши своє здивування розвитком подій:

"Милашки захоплюючий цієї піднесеної науки виявляються лише тим, хто має мужність заглибитися в це до .

" Але Так Жінка, яка через свою стать та наші упередження стикається з нескінченно більше перешкод, ніж чоловік, щоб ознайомитись зі складними проблемами, їй вдається подолати ці перешкоди та проникнути в найтемніші їх частини, без сумніву, вона повинна мати найблагороднішу мужність, надзвичайні таланти та вищий геній"

Життя без герцога

Гаус зробив більшу частину роботи для Disquitiones в той час як герцог Фернандо заплатив йому, щоб він присвятив себе астрономії, зокрема, щоб простежити шляхи різних небесних тіл: спочатку Церери, потім Паллади, потім Юнони.

У ті часи вивчення нічного неба вважалося справжньою наукою: не таким чином вивчення математика, особливо щось таке абстрактне, як властивості чисел.

Але в листопаді 1806 року, коли його роботодавець помер, Гаус був змушений шукати роботу.

Академічна посада могла бути очевидним вибором, але він мав це "справжнє відраза до викладання"оскільки студенти з" унікальними талантами не хочуть отримувати освіту на майстер-курсах, а навчитися самі ".

Але ніхто не збирався платити йому за розслідування, тому Гаус прийняв посаду директора обсерваторії в Геттінгені, невеликому університетському містечку в Нижній Саксонії, що зараз знаходиться в Німеччині.

Джерело зображення, Getty Images

Астрономія платила, математика ні.

Там він проводив свій час, простежуючи шляхи небесних тіл або те, що він називав. "пару грудок землі ми називаємо планетами".

Тим не менш, пам’ятайте, що саме тоді, коли Гаус відстежував «земляні грудки» для герцога, він придумав, як перетворити велику кількість розсіяних спостережень на щось значуще.

Як і сталося

Вчені люблять збирати дані спостережень у реальному світі.

ІПроблема спостереження за реальним світом полягає в тому, що він, як правило, не такий точнийдо. Якщо ви наносите свої висновки на графік, вони розкидані скрізь. Шаблон відсутній.

Той, хто намагався розрахувати вашу "справжню" вагу, знає, що це непросто. Це залежить від того, що ви використовуєте, наскільки точні ваші ваги, чи їли ви того дня.

Джерело зображення, Getty Images

У Гауса була схожа проблема з Церерою: до її зникнення було багато вимірів щодо її місцезнаходження, але не було жодних вказівок на її справжнє становище.

Що він виявив, це те, що якщо він простежить фактичне положення Церери на нічному небі за допомогою неточних спостережень за її місцезнаходженням, він отримає дзвіночкову криву.

Це те, що відоме як функція Гауса або дзвінок Гауса.

Джерело зображення, Getty Images

На графіку ви бачите криву, яка нагадує простий малюнок дзвона: високий посередині з довгим хвостом, що виходить назовні з кожного боку. Симетрично щодо середньої лінії. Саме цим Гаус зміг передбачити, де Церера з’явиться далі.

Цей метод описує набагато більше, ніж шлях Церери в небі.

Класичний приклад - зріст: є кілька дуже низьких людей і кілька дуже високих людей, але більшість з них скупчуються навколо найпоширенішого або середнього зросту.

Оскільки висота людей до їх читань холестерин, кількість зелений горошок в стручку до фінансові дані, незліченна кількість спостереження в хімії, машинобудуванні та сільському господарстві. крива дзвоноподібної форми може бути використана для характеристики розподілу надзвичайної кількості різноманітних явищ у реальному світі.

З цієї причини він є неминучим супутником науковців, економістів, соціологів та інших.

Є душа статистики.

І правильно використана статистика - це найпотужніша зброя, яку ми маємо відокремити від фактів.

Джерело зображення, Getty Images

Серед його практичних винаходів є попередник електромагнітного зв'язку, елементарний телеграф, за допомогою якого він спілкувався зі своїм співробітником Віхельмом Вебером.

Ідеї ​​Гауса також проливають світло на статистичні кореляції.

Це може звучати дещо технічно, але. наприклад, довжина вашої руки пов’язана з вашим зростом? Мой, мабуть, так!

Ідея співвідношення даних також є важливою для тих, хто намагається виявити зв'язок між способом життя та проблемами зі здоров'ям.

Якщо ви плануєте рівень холестерину щодо артеріального тиску і отримуєте багато точок, розкиданих на міліметровому папері, чи існує шлях через ці точки, що означає, що вони пов’язані?

Метод, який Гаусс винайшов для відновлення загубленої планети, допомагає вам відповісти на ці питання. Саме тому вона є основою сучасної медицини.

Королева і принц

Джерело зображення, Getty Images

Король Ганновера дав йому титул принца.

Гаусс також зробив фундаментальний внесок в астрономію, геодезику та різні галузі фізики, такі як магнетизм та оптика.

Але його великим коханням була чиста математика.

У листі до друга він написав: "Математика є царицею науки, а теорія чисел - королевою математики".

Цитата ще потужніша, оскільки Гаус був не лише математичним гігантом, але й першокласним вченим.

І якщо математика є королем, враховуючи, наскільки великою була робота Гаусса, посмертний титул, яким його вшанував після смерті король Георг V Ганновер, цілком заслужений: принц математики.