Нікола Тесла
«Я не працюю більше для сьогодення, я працюю для майбутнього»
08.10.13
Тесла
Ерстед
Ганс Кристіан Ерстед народився 14 серпня 1777 на датському острові Лангеланд в містечку Рюдкобінг в сім'ї бідного аптекаря. Сім'я постійно відчувала потребу, так що початкову освіту братам Гансу Християну і Андерсу, довелося отримувати де доведеться: міський перукар вчив їх німецької мови, його дружина - датському, пастор маленької церкви навчив їх правилами граматики, познайомив з історією і літературою, землемір навчив додаванню і відніманню, а заїжджий студент вперше розповів їм дивовижні речі про властивості мінералів, посіяв цікавість і привчив любити аромат таємниці.
Вже у дванадцять років Ганс був змушений стати за стійку батьківській аптеки. Тут медицина надовго полонила його, потіснивши хімію, історію, літературу, і ще більше зміцнила в ньому впевненість у його науковому призначення. Він вирішує поступати до Копенгагенського університету, але як і раніше одержимий сумнівами: що вивчати? Він береться за все - медицину, фізику, астрономію, філософію, поезію.Ганс був щасливий в університетських стінах. Учений пізніше писав, що для того щоб юнак був абсолютно вільним, він повинен насолоджуватися у великому царстві думки і уяви, де є боротьба, де є свобода висловлювання, де переможеному дано право повстати і боротися знову. Він жив, впиваючись труднощами і своїми першими невеликими перемогами, набуттям нових істин і усуненням попередніх помилок.
Чим він тільки не займався. Золота медаль університету 1797 була присуджена йому за есе «Кордони поезії та прози». Наступна його робота, також високо оцінена, стосувалася власти-востей лугів, а дисертація, за яку він отримав звання доктора філософії, була присвячена медицині. Він розкидався і, здавалося, заздалегідь ставив хрест на своїй науковій кар'єрі, вважаючи за краще різнобічність професіоналізму.
Дев'ятнадцяте століття заявило про себе новим способом життя і думок, новими соціальними і політичними ідеями, новою філософією, новим сприйняттям мистецтва і літератури. Все це захоплює Ганса. Він прагне потрапити туди, де вирує життя, де вирішуються головні наукові та філософські питання - в Німеччину, Францію, інші європейські країни. Данія, звичайно, була в цьому сенсі європейською провінцією. Ерстед не хотів і не міг там залишатися.
У двадцять Ерстед отримав диплом фармацевта, а в двадцять два роки - ступінь доктора філософії. Блискуче захистивши дисертацію, Ганс їде по направленню університета на стажування до Франції, Німеччини, Голландії. Там Ерстед слухав лекції про можливості досліджень фізичних явищ за допомогою поезії, про зв'язок фізики з міфологією. Йому подобалися лекції філософів, але він ніколи не зміг би погодитися з ними у відмові від експериментального дослідження фізичних явищ. Його вразив Шеллінг, як раніше вразив Гегель, і, перш за все, шеллинговска ідея про загальний зв'язок явищ. Ерстед побачив у ній виправдання і сенс своєї розкиданості - все вивчаємо ним здійснювалося з цією філософію і є взаємопов'язаним та взаємозумовленим. Він став одержимий ідеєю зв'язку всього з усім. Швидко знайшлася і споріднена душа, мисляча так само, як і він, так само розкидана і романтична. Це був німецький фізик Ріттер, винахідник акумулятора, геніальний фантазер, генератор навіжених ідей. Він, наприклад, «вирахував» (виходячи з суто астрономічних міркувань), що епоха нових відкриттів в області електрики настане в 1819 або 1820 році. І це передбачення дійсно збулося: відкриття відбулося в 1820 році, зробив його Ерстед, але Ріттеру не довелося бути свідком - він помер за десять років до цього.
У 1806 році Ерстед стає професором Копенгагенського університету. Захопившись філософією Шеллінга, він багато думав про зв'язок між теплом, світлом, електрикою і магнетизмом. У 1813 році у Франції виходить його праця «Дослідження ідентичності хімічних і електричних сил». У ньому він вперше висловлює ідею про зв'язок електрики і магнетизму. Він пише: «Слід випробувати, не виробляє чи електрику ... будь-яких дій на магніт ...» Його міркування були простими: електрика народжує світло - іскру, звук - тріск, нарешті, воно може виробляти тепло - дріт, що замикається затискувачами джерела струму, нагрівається . Чи не може електрику виробляти магнітні дії? Кажуть, Ерстед не розлучався з магнітом. Той шматочок заліза повинен був безупинно змушувати його думати в цьому напрямку.
Сьогодні будь-який школяр без праці відтворить досвід Ерстеда, продемонструє «вихор електричного конфлікту», насипавши на картон, через центр якого проходить дріт зі струмом, залізні ошурки.
Але виявити магнітні дії струму було нелегко. Їх намагався виявити російський фізик Петров, з'єднуючи полюси своєї батареї залізними і сталевими пластинками. Він не виявив ніякого намагнічування платівок після декількох годин пропускання через них струму. Є відомості і про інші спостереження, проте з повною достовірністю відомо, що магнітні дії струму спостерігав і описав Ерстед.
15 лютого 1820 Ерстед, вже заслужений професор хімії Копенгагенського університету, читав своїм студентам лекцію. Лекція супроводжувалася демонстраціями. На лабораторному столі знаходилися джерело струму, провід, замикаючий його затискач, і компас. У той час, коли Ерстед замикав ланцюг, стрілка компаса здригалася і поверталася. При розмиканні ланцюга стрілка поверталася назад. Це було перше експериментальне підтвердження зв'язку електрики і магнетизму, того, що так довго шукали багато вчених.
Здавалося б, все ясно. Ерстед продемонстрував студентам ще одне підтвердження давньої ідеї про загальний зв'язок явищ. Але чому ж виникають сумніви? Чому довкола обставин цієї події згодом розгорілося так багато суперечок?Справа в тому, що студенти, які були присутні на лекції, розповідали потім зовсім інше. За їх словами, Ерстед хотів продемонструвати на лекції всього лише цікава властивість електрики нагрівати дріт, а компас опинився на столі зовсім випадково. І саме випадковістю пояснювали вони те, що компас лежав поруч з цією дротом, і зовсім випадково, на їхню думку, один з пильних студентів звернув увагу на повертання стрілки, а здивування і захоплення професора, за їхніми словами, були непідробленими. Сам же Ерстед у своїх пізніших роботах писав: «Усі присутні в аудиторії свідки того, що я заздалегідь оголосив про результат експерименту. Відкриття, таким чином, не було випадковістю, як хотів би викласти професор Гільберт з тих висловів, які я використовував при першому сповіщенні про відкриття ».
Чи випадково, що саме Ерстед зробив відкриття? Адже щасливе поєднання потрібних приладів, їх взаємного розташування і «режимів роботи» могло вийти в будь-якій лабораторії? Так, це так. Але в даному випадку випадковість закономірна - Ерстед був у числі тоді ще небагатьох дослідників, які вивчають зв'язки між явищами.
Однак варто повернутися до суті відкриття Ерстеда. Потрібно сказати, що відхилення стрілки компаса в лекційному досліді було досить невеликим. У липні 1820 Ерстед знову повторив експеримент, використовуючи більш потужні батареї джерел струму. Тепер ефект став значно сильнішим, причому тим сильніше, чим товще була дріт, який замикав контакти бата-реї. Крім того, він з'ясував одну дивну річ, яка не лягала на ньютонівські уявлення про дію та протидію. Сила, що діє між магнітом і дротом, була спрямована не з’єднання їх по прямій, а перпендикулярно до неї. Висловлюючись словами Ерстеда, «магнітний ефект електричного струму має круговий рух навколо нього». Магнітна стрілка ніколи не вказувала на дріт, але завжди була спрямована по дотичній до кіл. Наче б навколо дроту вихрилося невидимі згустки магнітних сил, що тягнуть за собою легку стрілку компаса. Ось чим вражений учений.
Ерстед, давши, загалом, неправильне теоретичне тлумачення експерименту, виразив глибоку думку про вихровий характер електромагнітних явищ. Він писав: «Крім того, із зроблених спостережень можна зробити висновок, що цей конфлікт утворює вихор навколо дроту».Іншими словами, магнітні силові лінії оточують провідник зі струмом, або електричний струм є вихором магнітного поля. Такий зміст першого основного закону електродинаміки, і в цьому суть відкриття вченого. Досвід Ерстеда доводив не тільки зв'язок між електрикою і магнетизмом. Те, що відкрилося йому, було новою таємницею, що не вкладається в рамки відомих законів.
Мемуар Ерстеда вийшов у світ 21 липня 1820. Подальші події розвивалися в досить незвичному і неквапливому тоді для науки темпі. Вже через кілька днів мемуар з'явився в Женеві, де в той час був з візитом Араго. Перше ж знайомство з досвідом Ерстеда довело йому, що знайдена розгадка завдання, над якою бився і він, і багато інших. Враження від дослідів було настільки велике, що один із присутніх при демонстрації піднявся і з хвилюванням промовив фразу яка стала згодом знаменитою: «Панове, відбувається переворот!» Араго повертається в Париж приголомшений. На першому ж засіданні академії, на якому він був присутній відразу після повернення, 4 вересня 1820 року він робить усне повідомлення про досліди Ерстеда. Записи, зроблені в академічному журналі ледачою рукою протоколіста, свідчать, що академіки просили Араго вже на наступному засіданні, 22 вересня, показати всім присутнім досвід Ерстеда, що називається, «в натуральну величину».
Повідомлення Араго з особливою увагою слухав академік Ампер. Він, може бути, відчув у той момент, що прийшла його пора перед лицем всього світу взяти з рук Ерстеда естафету відкриття. Він довго чекав цієї години - близько двадцяти років, як Араго і як Ерстед. І ось час настав - 4 вересня 1820 Ампер зрозумів, що повинен діяти. Всього через два тижні він повідомив світові про результати своїх досліджень. Він висловив геніальну ідею і зумів підтвердити її експериментально - всі магнітні явища можна звести до електричних. Так зародилася нова наука - електродинаміка, теоретично зв'язує електричні та магнітні явища. А ще через сорок років електродинаміка влилася складовою частиною в теорію електромагнітного поля Максвелла, до цих пір є нашим компасом у світі всіх електромагнітних явищ.
Після відкриття почесті посипалися на Ерстеда як з рогу достаток. Він був обраний членом багатьох авторитетних наукових товариств: Лондонського Королівського товариства і Паризької академії. Англійці присудили йому медаль за наукові заслуги, а з Франції він отримав премію у три тисячі золотих франків, колись призначену Наполеоном для авторів найбільших відкриттів в області електрики.
У 1821 році Ерстед одним з перших висловив думку, що світло являє собою електромагнітні явища. У 1822-1823 роках незалежно від Ж. Фур’є перевідкрив термоелектричний ефект і побудував перший термоелемент. Ерстед експериментально вивчав стисливість і пружність рідин і газів, винайшов п'єзометр. Учений проводив дослідження з акустики, зокрема намагався виявити виникнення електричних явищ за рахунок повітря.
У 1830 році Ерстед став почесним членом Петербурзької академії наук. Беручи все нові почесті, Ерстед не забуває про те, що нове століття вимагає нового підходу до навчання науці.
Ерстед помер 9 березня 1851. Ховали його вночі. Натовп з двохсот тисяч чоловік, освітлюючи шлях смолоскипами, проводжала його в останню путь. Звучали траурні мелодії, спеціально складені в його пам'ять. Вчені, урядові чиновники, члени королівської сім'ї, дипломати, студенти, прості данці відчували його смерть як особисту втрату. Багато за що вони були вдячні йому. І не в останню чергу за те, що він подарував світові нові таємниці.
Ампер
Андре Марі Ампер (1775 - 1836) - французький фізик, математик, хімік, член Паризької академії наук (1814), іноземний член Петербурзької академії наук (1830), один з основоположників електродинаміки. Видатний вчений в честь якого названа одна з основних електричних величин - одиниця сили струму - ампер. Автор самого терміна «електродинаміка» як найменування вчення про електрику і магнетизм, один з основоположників цього вчення.
Основні праці Ампера в галузі електродинаміки. Автор першої теорії магнетизму. Запропонував правило для визначення напряму дії магнітного поля на магнітну стрілку (правило Ампера).
Основні праці Ампера в галузі електродинаміки. Автор першої теорії магнетизму. Запропонував правило для визначення напряму дії магнітного поля на магнітну стрілку (правило Ампера).
Ампер провів ряд експериментів з дослідження взаємодії між електричним струмом і магнітом, для яких сконструював велику кількість приладів. Виявив дію магнітного поля Землі на рухомі провідники зі струмом.
Відкрив (1820) механічну взаємодію струмів і встановив закон цієї взаємодії (закон Ампера). Зводив всі магнітні взаємодії до взаємодії прихованих в тілах кругових молекулярних електричних струмів, еквівалентних плоским магнітам (теорема Ампера). Стверджував, що великий магніт складається з величезної кількості елементарних плоских магнітів. Послідовно доводив чисто струмову природу магнетизму.
Андре Марі Ампер відкрив (1822) магнітний ефект котушки зі струмом (соленоїда). Висловив ідею про еквівалентність соленоїда зі струмом і постійного магніту. Запропонував поміщати металевий сердечник з м'якого заліза для посилення магнітного поля. Висловив ідею використання електромагнітних явищ для передачі інформації (1820). Ампер винайшов комутатор, електромагнітний телеграф (1829). Сформулював поняття «кінематика». Проводив також дослідження з філософії та ботаніки.
Гаус
Карл Фрідріх Гаус народився 30 квітня 1777 року в Брауншвейгу. Він успадкував від рідних батька міцне здоров'я, а від рідних матері яскравий інтелект.
У сім років Карл Фрідріх вступив до Катерининської народної школи. Оскільки рахувати там починали з третього класу, перші два роки на маленького Гауса уваги не звертали. У третій клас учні зазвичай потрапляли в десятирічному віці і навчалися там до п'ятнадцяти років. Вчителю Бюттнеру доводилося займатися одночасно з дітьми різного віку та різної підготовки. Тому він давав зазвичай частини учнів довгі завдання на обчислення, з тим щоб мати можливість розмовляти з іншими учнями. Одного разу групі учнів, серед яких був Гаус, було запропоновано підсумувати натуральні числа від 1 до 100. По мірі виконання завдання учні повинні були класти на стіл учителя свої грифельні дошки. Порядок дощок враховувався при виставленні оцінок. Десятирічний Карл поклав свою дошку, ледь Бюттнер закінчив диктувати завдання. На загальний подив, лише у нього відповідь була правильна. Секрет був простий: поки диктувалося завдання, Гаус встиг для себе відкрити заново формулу для суми арифметичної прогресії! Слава про диво-дитину поширилася по маленькому Брауншвейгу.
У 1788 році Гаус переходить до гімназії. Втім, у ній не вчать математику. Тут вивчають класичні мови. Гаус із задоволенням займається мовами і робить такі успіхи, що навіть не знає, ким він хоче стати - математиком або філологом.
Про Гауса дізнаються при дворі. У 1791 році його представляють Карлу Вільгельму Ферди-нанду - герцогу Брауншвейзькому. Хлопчик буває в палаці і розважає придворних мистецтвом рахунку. Завдяки заступництву герцога Гаус зміг у жовтні 1795 року вступити до Геттінгенського університету. Перший час він слухає лекції з філології і майже не відвідує лекцій з математики. Але це не означає, що він не займається математикою.
У 1795 році Гауса охоплює пристрасний інтерес до цілих числах. Незнайомий з якою б то не було літературою, він повинен був все створювати собі сам. І тут він знову проявляє себе як неабиякий обчислювач, який прокладає шлях в невідоме. Восени того ж року Гаус переїжджає в Геттінген і прямо-таки проковтує першу ліпшу йому літературу: Ейлера і Лагранжа.
Він приймає рішення присвятити себе не філології, а виключно математиці ».
30 березня 1796, в день, коли був побудований правильний сімнадцятикутник, починається щоденник Гауса - літопис його чудових відкриттів. Наступний запис в щоденнику з'явився вже 8 квітня . У ньому повідомлялося про доведення теореми квадратичного закону взаємності, який він назвав «золотим». Окремі випадки цього твердження довели Ферма, Ейлер, Лагранж. Ейлер сформулював загальну гіпотезу, неповний доказ якої дав Лежандр.
8 квітня Гаус знайшов повний доказ гіпотези Ейлера. Втім, Гаус ще не знав про роботи своїх великих попередників. Весь нелегкий шлях до «золотої теоремі» він пройшов самостійно.
Два великих відкриття Гаус зробив протягом усього десяти днів, за місяць до того, як йому виповнилося 19 років! Одна з найдивовижніших сторін «феномена Гауса» полягає в тому, що він у своїх перших роботах практично не спирався на здобутки попередників, відкривши як би наново за короткий термін то, що було зроблено в теорії чисел за півтора століття працями найбільших математиків.
У 1801 році вийшли знамениті «Арифметичні дослідження» Гауса. Ця величезна книга (більше 500 сторінок великого формату) містить основні результати Гауса. Книга була видана на кошти герцога і йому присвячена. У виданому вигляді книга складалася з семи частин. На восьму частину грошей не вистачило. У цій частині мова мала йти про узагальнення закону взаємності на ступені вище другого, зокрема - про біквадратичний закон взаємності. Повний доказ біквадра-тичного закону Гаус знайшов лише 23 жовтня 1813 року, причому в щоденнику він зазначив, що це збіглося з народженням сина.
За межами «Арифметичних досліджень» Гаус, по суті, теорією чисел більше не займався.
Він лише продумував і доробляв те, що було задумано в ті роки.
З настанням нового століття наукові інтереси Гауса рішуче змістилися в бік від чистої математики. Він багато разів епізодично буде звертатися до неї, і кожного разу отримував результати, гідні генія. У 1812 році він опублікував роботу про гіпергеометричний функції. Широко відома заслуга Гауса в геометричній інтерпретації комплексних чисел.
Новим захопленням Гауса стала астрономія. Однією з причин, по якій він зайнявся новою наукою, була прозаїчна. Гаус займав скромне положення приват-доцента в Брауншвейгу, отри-муючи 6 талярів на місяць. Пенсія в 400 талерів від герцога-покровителя не настільки поліпшила його положення, щоб він міг утримувати сім'ю, а він подумував про одруження. Отримати де-небудь кафедру з математики було не просто, та Гаус і не дуже прагнув до активної виклада-цької діяльності. Розширення мережі обсерваторій робила кар'єру астронома більш доступною.
Вчений обчислює траєкторію передбачуваної нової великої планети. Німецький астроном Ольберс, спираючись на обчислення Гауса, знайшов планету (її назвали Церерою). Це була справжня сенсація.
25 березня 1802 Ольберс відкриває ще одну планету - Палладу. Гаус швидко обчислює її орбіту, показавши, що і вона розташовується між Марсом і Юпітером. Дієвість обчислюва-льних методів Гауса стала для астрономів безсумнівною.
До Гаусу приходить визнання. Однією з ознак цього було обрання його членом-кореспондентом Петербурзької академії наук. Незабаром його запросили зайняти місце директора Петер-бурзької обсерваторії. У той же час Ольберс робить зусилля, щоб зберегти Гауса для Німеч-чини. Ще в 1802 році він пропонує куратору Геттінгенського університету запросити Гауса на пост директора щойно організованої обсерваторії. Ольберс пише при цьому, що Гаус «до кафедри математики має позитивну огиду».
Життя Гауса в Геттінгені складалася несолодко. У 1809 році після народження сина померла дружина, а потім і сама дитина. До того ж Наполеон обклав Геттінген важкою контрибуцією. Сам Гаус повинен був заплатити непосильний податок в 2000 франків. За нього спробували внести гроші Ольберс і, прямо в Парижі, Лаплас. Обидва рази Гаус гордо відмовився. Проте знайшовся ще один благодійник, на цей раз - анонім, і гроші повертати не було нікому. Тільки багато пізніше дізналися, що це був курфюрст Майнцський, друг Гете. «Смерть мені миліше такого життя», - пише Гаус між нотатками з теорії еліптичних функцій. Оточуючі не цінували його робіт, вважали його, щонайменше, диваком. Ольберс заспокоює Гауса, кажучи, що не слід розраховувати на розуміння людей: «їх треба жаліти і їм служити».
У 1809 році виходить знаменита «Теорія руху небесних тіл, які обертаються навколо Сонця по конічним перетинах». Гаус викладає свої методи обчислення орбіт. Щоб переконатися в силі свого методу, він повторює обчислення орбіти комети 1769 року, яку в свій час за три дні напруженого рахунку обчислив Ейлер. Гаусу на це потрібен час. У книзі було викладено метод найменших квадратів, що залишається до сьогоднішнього дня одним з найпоширеніших методів обробки результатів спостережень.
На 1810 рік припало велике число почестей: Гаус отримав премію Паризької академії наук і золоту медаль Лондонського королівського суспільства, був обраний у кілька академій.
Регулярні заняття астрономією тривали майже до самої смерті. Знамениту комету 1812 року (яка «віщувала» пожежу Москви!) всюди спостерігали, користуючись обчисленнями Гауса. 28 серпня 1851 Гаус спостерігав сонячне затемнення. У Гауса було багато учнів-астрономів: Шумахер, Герлінг, Ніколаї, Струве. Найбільші німецькі геометри Мебіус і Штаудт вчилися у нього не геометрії, а астрономії. Він здійснював активне листування з багатьма астрономами регулярно.
До 1820 року центр практичних інтересів Гауса перемістився в геодезію. Геодезії ми зобов'язані тим, що на порівняно короткий час математика знову стала одним з головних справ Гауса. У 1816 році він думає про узагальнення основного завдання картографії - завдання про відображення однієї поверхні на іншу «так, щоб відображення було подібно відображеними в найдрібніших деталях».
У 1828 році вийшов у світ основний геометричний мемуар Гауса «Загальні дослідження про криві поверхні». Мемуар присвячений внутрішній геометрії поверхні, тобто тому, що пов'язано зі структурою самої цієї поверхні, а не з її положенням у просторі.
До кінця двадцятих років Гаус, який перейшов п'ятдесятирічну межу, починає пошуки нових для себе областей наукової діяльності Про це свідчать дві публікації 1829 і 1830 років. Перша з них несе друк роздумів про загальні принципи механіки , інша присвячена вивченню капілярних явищ. Гаус вирішує займатися фізикою, але його вузькі інтереси ще не визначилися.
У 1831 році він намагається займатися кристалографією. Це дуже важкий рік у житті Гауса , помирає його друга дружина, у нього починається важке безсоння. У цьому ж році в Геттінген приїжджає запрошений за ініціативою Гауса 27-річний фізик Вільгельм Вебер. Гаус познайомився з ним в 1828 році в будинку Гумбольдта. Гаусу було 54 роки, про його замкнутості ходили легенди, та все ж у Вебері він знайшов товариша для занять наукою, якого він ніколи не мав раніше.
Інтереси Гауса і Вебера лежали в галузі електродинаміки і земного магнетизму. Їх діяльність мала не тільки теоретичні, а й практичні результати. У 1833 році вони винаходять електромагнітний телеграф. Перший телеграф пов'язував магнітну обсерваторію з містом Нейбургом.
Вивчення земного магнетизму спиралося як на спостереження у магнітній обсерваторії, створеної у Геттінгені, так і на матеріали, які збиралися в різних країнах «Союзом для спостереження над земним магнетизмом», створеним Гумбольдтом після повернення з Південної Америки. У цей же час Гаус створює одну з найважливіших розділів математичної фізики - теорію потенціалу.
Спільні заняття Гауса і Вебера були перервані в 1843 році, коли Вебера разом з шістьма іншими професорами вигнали з Геттінгена за підписання листа королю, в якому вказувалися порушення останнім конституції (Гаус не підписав листа). Повернувся в Геттінген Вебер лише в 1849 році, коли Гаусу було вже 72 роки.
Помер Гаус 23 лютого 1855.
У сім років Карл Фрідріх вступив до Катерининської народної школи. Оскільки рахувати там починали з третього класу, перші два роки на маленького Гауса уваги не звертали. У третій клас учні зазвичай потрапляли в десятирічному віці і навчалися там до п'ятнадцяти років. Вчителю Бюттнеру доводилося займатися одночасно з дітьми різного віку та різної підготовки. Тому він давав зазвичай частини учнів довгі завдання на обчислення, з тим щоб мати можливість розмовляти з іншими учнями. Одного разу групі учнів, серед яких був Гаус, було запропоновано підсумувати натуральні числа від 1 до 100. По мірі виконання завдання учні повинні були класти на стіл учителя свої грифельні дошки. Порядок дощок враховувався при виставленні оцінок. Десятирічний Карл поклав свою дошку, ледь Бюттнер закінчив диктувати завдання. На загальний подив, лише у нього відповідь була правильна. Секрет був простий: поки диктувалося завдання, Гаус встиг для себе відкрити заново формулу для суми арифметичної прогресії! Слава про диво-дитину поширилася по маленькому Брауншвейгу.
У 1788 році Гаус переходить до гімназії. Втім, у ній не вчать математику. Тут вивчають класичні мови. Гаус із задоволенням займається мовами і робить такі успіхи, що навіть не знає, ким він хоче стати - математиком або філологом.
Про Гауса дізнаються при дворі. У 1791 році його представляють Карлу Вільгельму Ферди-нанду - герцогу Брауншвейзькому. Хлопчик буває в палаці і розважає придворних мистецтвом рахунку. Завдяки заступництву герцога Гаус зміг у жовтні 1795 року вступити до Геттінгенського університету. Перший час він слухає лекції з філології і майже не відвідує лекцій з математики. Але це не означає, що він не займається математикою.
У 1795 році Гауса охоплює пристрасний інтерес до цілих числах. Незнайомий з якою б то не було літературою, він повинен був все створювати собі сам. І тут він знову проявляє себе як неабиякий обчислювач, який прокладає шлях в невідоме. Восени того ж року Гаус переїжджає в Геттінген і прямо-таки проковтує першу ліпшу йому літературу: Ейлера і Лагранжа.
Він приймає рішення присвятити себе не філології, а виключно математиці ».
30 березня 1796, в день, коли був побудований правильний сімнадцятикутник, починається щоденник Гауса - літопис його чудових відкриттів. Наступний запис в щоденнику з'явився вже 8 квітня . У ньому повідомлялося про доведення теореми квадратичного закону взаємності, який він назвав «золотим». Окремі випадки цього твердження довели Ферма, Ейлер, Лагранж. Ейлер сформулював загальну гіпотезу, неповний доказ якої дав Лежандр.
8 квітня Гаус знайшов повний доказ гіпотези Ейлера. Втім, Гаус ще не знав про роботи своїх великих попередників. Весь нелегкий шлях до «золотої теоремі» він пройшов самостійно.
Два великих відкриття Гаус зробив протягом усього десяти днів, за місяць до того, як йому виповнилося 19 років! Одна з найдивовижніших сторін «феномена Гауса» полягає в тому, що він у своїх перших роботах практично не спирався на здобутки попередників, відкривши як би наново за короткий термін то, що було зроблено в теорії чисел за півтора століття працями найбільших математиків.
У 1801 році вийшли знамениті «Арифметичні дослідження» Гауса. Ця величезна книга (більше 500 сторінок великого формату) містить основні результати Гауса. Книга була видана на кошти герцога і йому присвячена. У виданому вигляді книга складалася з семи частин. На восьму частину грошей не вистачило. У цій частині мова мала йти про узагальнення закону взаємності на ступені вище другого, зокрема - про біквадратичний закон взаємності. Повний доказ біквадра-тичного закону Гаус знайшов лише 23 жовтня 1813 року, причому в щоденнику він зазначив, що це збіглося з народженням сина.
За межами «Арифметичних досліджень» Гаус, по суті, теорією чисел більше не займався.
Він лише продумував і доробляв те, що було задумано в ті роки.
З настанням нового століття наукові інтереси Гауса рішуче змістилися в бік від чистої математики. Він багато разів епізодично буде звертатися до неї, і кожного разу отримував результати, гідні генія. У 1812 році він опублікував роботу про гіпергеометричний функції. Широко відома заслуга Гауса в геометричній інтерпретації комплексних чисел.
Новим захопленням Гауса стала астрономія. Однією з причин, по якій він зайнявся новою наукою, була прозаїчна. Гаус займав скромне положення приват-доцента в Брауншвейгу, отри-муючи 6 талярів на місяць. Пенсія в 400 талерів від герцога-покровителя не настільки поліпшила його положення, щоб він міг утримувати сім'ю, а він подумував про одруження. Отримати де-небудь кафедру з математики було не просто, та Гаус і не дуже прагнув до активної виклада-цької діяльності. Розширення мережі обсерваторій робила кар'єру астронома більш доступною.
Вчений обчислює траєкторію передбачуваної нової великої планети. Німецький астроном Ольберс, спираючись на обчислення Гауса, знайшов планету (її назвали Церерою). Це була справжня сенсація.
25 березня 1802 Ольберс відкриває ще одну планету - Палладу. Гаус швидко обчислює її орбіту, показавши, що і вона розташовується між Марсом і Юпітером. Дієвість обчислюва-льних методів Гауса стала для астрономів безсумнівною.
До Гаусу приходить визнання. Однією з ознак цього було обрання його членом-кореспондентом Петербурзької академії наук. Незабаром його запросили зайняти місце директора Петер-бурзької обсерваторії. У той же час Ольберс робить зусилля, щоб зберегти Гауса для Німеч-чини. Ще в 1802 році він пропонує куратору Геттінгенського університету запросити Гауса на пост директора щойно організованої обсерваторії. Ольберс пише при цьому, що Гаус «до кафедри математики має позитивну огиду».
Життя Гауса в Геттінгені складалася несолодко. У 1809 році після народження сина померла дружина, а потім і сама дитина. До того ж Наполеон обклав Геттінген важкою контрибуцією. Сам Гаус повинен був заплатити непосильний податок в 2000 франків. За нього спробували внести гроші Ольберс і, прямо в Парижі, Лаплас. Обидва рази Гаус гордо відмовився. Проте знайшовся ще один благодійник, на цей раз - анонім, і гроші повертати не було нікому. Тільки багато пізніше дізналися, що це був курфюрст Майнцський, друг Гете. «Смерть мені миліше такого життя», - пише Гаус між нотатками з теорії еліптичних функцій. Оточуючі не цінували його робіт, вважали його, щонайменше, диваком. Ольберс заспокоює Гауса, кажучи, що не слід розраховувати на розуміння людей: «їх треба жаліти і їм служити».
У 1809 році виходить знаменита «Теорія руху небесних тіл, які обертаються навколо Сонця по конічним перетинах». Гаус викладає свої методи обчислення орбіт. Щоб переконатися в силі свого методу, він повторює обчислення орбіти комети 1769 року, яку в свій час за три дні напруженого рахунку обчислив Ейлер. Гаусу на це потрібен час. У книзі було викладено метод найменших квадратів, що залишається до сьогоднішнього дня одним з найпоширеніших методів обробки результатів спостережень.
На 1810 рік припало велике число почестей: Гаус отримав премію Паризької академії наук і золоту медаль Лондонського королівського суспільства, був обраний у кілька академій.
Регулярні заняття астрономією тривали майже до самої смерті. Знамениту комету 1812 року (яка «віщувала» пожежу Москви!) всюди спостерігали, користуючись обчисленнями Гауса. 28 серпня 1851 Гаус спостерігав сонячне затемнення. У Гауса було багато учнів-астрономів: Шумахер, Герлінг, Ніколаї, Струве. Найбільші німецькі геометри Мебіус і Штаудт вчилися у нього не геометрії, а астрономії. Він здійснював активне листування з багатьма астрономами регулярно.
До 1820 року центр практичних інтересів Гауса перемістився в геодезію. Геодезії ми зобов'язані тим, що на порівняно короткий час математика знову стала одним з головних справ Гауса. У 1816 році він думає про узагальнення основного завдання картографії - завдання про відображення однієї поверхні на іншу «так, щоб відображення було подібно відображеними в найдрібніших деталях».
У 1828 році вийшов у світ основний геометричний мемуар Гауса «Загальні дослідження про криві поверхні». Мемуар присвячений внутрішній геометрії поверхні, тобто тому, що пов'язано зі структурою самої цієї поверхні, а не з її положенням у просторі.
До кінця двадцятих років Гаус, який перейшов п'ятдесятирічну межу, починає пошуки нових для себе областей наукової діяльності Про це свідчать дві публікації 1829 і 1830 років. Перша з них несе друк роздумів про загальні принципи механіки , інша присвячена вивченню капілярних явищ. Гаус вирішує займатися фізикою, але його вузькі інтереси ще не визначилися.
У 1831 році він намагається займатися кристалографією. Це дуже важкий рік у житті Гауса , помирає його друга дружина, у нього починається важке безсоння. У цьому ж році в Геттінген приїжджає запрошений за ініціативою Гауса 27-річний фізик Вільгельм Вебер. Гаус познайомився з ним в 1828 році в будинку Гумбольдта. Гаусу було 54 роки, про його замкнутості ходили легенди, та все ж у Вебері він знайшов товариша для занять наукою, якого він ніколи не мав раніше.
Інтереси Гауса і Вебера лежали в галузі електродинаміки і земного магнетизму. Їх діяльність мала не тільки теоретичні, а й практичні результати. У 1833 році вони винаходять електромагнітний телеграф. Перший телеграф пов'язував магнітну обсерваторію з містом Нейбургом.
Вивчення земного магнетизму спиралося як на спостереження у магнітній обсерваторії, створеної у Геттінгені, так і на матеріали, які збиралися в різних країнах «Союзом для спостереження над земним магнетизмом», створеним Гумбольдтом після повернення з Південної Америки. У цей же час Гаус створює одну з найважливіших розділів математичної фізики - теорію потенціалу.
Спільні заняття Гауса і Вебера були перервані в 1843 році, коли Вебера разом з шістьма іншими професорами вигнали з Геттінгена за підписання листа королю, в якому вказувалися порушення останнім конституції (Гаус не підписав листа). Повернувся в Геттінген Вебер лише в 1849 році, коли Гаусу було вже 72 роки.
Помер Гаус 23 лютого 1855.
Підписатися на:
Дописи (Atom)