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BIOGRAFIE DI GRANDI SCIENZIATI
Gauss Karl Friedrich. Biografia dello scienziato
Elenco / Biografie di grandi scienziati
"Gauss mi ricorda l'immagine della vetta più alta della catena montuosa bavarese, come appare agli occhi di un osservatore che guarda da nord. In questa catena montuosa, in direzione da est a ovest, singole cime si innalzano sempre più in alto , raggiungendo la sua massima altezza in un gigantesco possente che torreggia al centro bruscamente staccandosi, questo gigante della montagna è sostituito da una pianura di nuova formazione, in cui i suoi speroni penetrano per molte decine di chilometri, e i torrenti che scendono da esso trasportano l'umidità e la vita” (F. Klein). Carl Friedrich Gauss nacque il 30 aprile 1777 a Braunschweig. Ha ereditato una buona salute dai parenti di suo padre e un intelletto brillante dai parenti di sua madre. All'età di sette anni, Karl Friedrich entrò alla Catherine Folk School. Da quando hanno iniziato a contare lì dalla terza elementare, per i primi due anni non si è prestata attenzione al piccolo Gauss. Gli alunni di solito entravano in terza elementare all'età di dieci anni e vi studiavano fino alla conferma (quindici anni). L'insegnante Buettner ha dovuto lavorare contemporaneamente con bambini di età diverse e background diversi. Pertanto, di solito dava a parte degli studenti lunghi compiti di calcolo per poter parlare con altri studenti. Una volta a un gruppo di studenti, tra cui Gauss, è stato chiesto di sommare numeri naturali da 1 a 100. Man mano che il compito procedeva, gli studenti dovevano mettere le loro liste sul tavolo dell'insegnante. L'ordine dei tabelloni è stato preso in considerazione durante il punteggio. Il bambino di dieci anni Karl ha abbandonato la sua tavola non appena Buettner ha finito di dettare il compito. Con sorpresa di tutti, solo lui aveva la risposta corretta. Il segreto era semplice: mentre si dettava il compito, Gauss riuscì a riscoprire la formula per la somma di una progressione aritmetica! La fama del bambino dei miracoli si diffuse nella piccola Braunschweig. Nel 1788 Gauss si trasferì in palestra. Tuttavia, non insegna matematica. Qui si studiano le lingue classiche. Gauss si diverte a studiare le lingue e sta facendo tali progressi che non sa nemmeno cosa vuole diventare: un matematico o un filologo. Gauss è noto a corte. Nel 1791 fu presentato a Karl Wilhelm Ferdinand, duca di Brunswick. Il ragazzo visita il palazzo e intrattiene i cortigiani con l'arte del conteggio. Grazie al patrocinio del Duca, Gauss poté entrare nell'Università di Gottinga nell'ottobre del 1795. Dapprima ascolta lezioni di filologia e quasi mai frequenta lezioni di matematica. Ma questo non significa che non studi matematica. Nel 1795, Gauss abbraccia un appassionato interesse per i numeri interi. Non conoscendo nessun tipo di letteratura, ha dovuto creare tutto per se stesso. E qui si manifesta di nuovo come un calcolatore eccezionale, aprendo la strada verso l'ignoto. Nell'autunno dello stesso anno Gauss si trasferì a Gottinga e ingoiò letteralmente la letteratura che gli era capitata per la prima volta: Eulero e Lagrange. "Il 30 marzo 1796 arriva per lui il giorno del battesimo creativo... - scrive F. Klein. - Gauss lavora da tempo sul raggruppamento delle radici dall'unità sulla base della sua teoria delle radici "primordiali". E poi una mattina, svegliandosi, si accorse improvvisamente chiaramente e distintamente che dalla sua teoria deriva la costruzione di un diciassette-gon... Questo evento segnò una svolta nella vita di Gauss, che decide di dedicarsi non alla filologia, ma esclusivamente alla matematica. " Il lavoro di Gauss diventa per molto tempo un esempio irraggiungibile di scoperta matematica. Uno dei creatori della geometria non euclidea, Janos Bolyai, l'ha definita "la scoperta più brillante del nostro tempo, o addirittura di tutti i tempi". Com'è stato difficile comprendere questa scoperta! Grazie alle lettere alla patria del grande matematico norvegese Abele, che dimostrò l'irrisolvibilità dell'equazione di quinto grado in radicali, conosciamo il difficile percorso che ha attraversato studiando la teoria di Gauss. Nel 1825, Abel scrive dalla Germania: "Anche se Gauss è il più grande genio, ovviamente non si è sforzato che tutti lo capissero in una volta ..." Il lavoro di Gauss ispira Abel a costruire una teoria in cui "ci sono così tanti teoremi meravigliosi che è semplicemente incredibile”. Non c'è dubbio che Gauss abbia influenzato anche Galois. Lo stesso Gauss ha mantenuto un amore commovente per la sua prima scoperta per tutta la vita. "Dicono che Archimede abbia lasciato in eredità un monumento a forma di palla e cilindro sopra la sua tomba in memoria del fatto che ha trovato il rapporto tra i volumi del cilindro e la palla in esso inscritta - 3: 2. Come Archimede, Gauss espresse il desiderio che nel monumento sulla sua tomba fosse immortalato diciassette anni. Questo dimostra quanto lo stesso Gauss attribuisse alla sua scoperta. Sulla lapide di Gauss questa immagine non è, ma il monumento eretto a Gauss a Braunschweig, sorge su un piedistallo a diciassette lati, tuttavia, appena visibile allo spettatore", scriveva G. Weber. Il 30 marzo 1796, giorno in cui fu costruito il regolare diciassette anni, inizia il diario di Gauss, una cronaca delle sue straordinarie scoperte. La prossima annotazione nel diario è apparsa l'8 aprile. Riportò la dimostrazione del teorema della legge quadratica di reciprocità, che chiamò "aurea". Casi particolari di questa affermazione sono stati dimostrati da Fermat, Euler, Lagrange. Eulero formulò una congettura generale, la cui dimostrazione incompleta fu data da Legendre. L'8 aprile Gauss trovò una prova completa della congettura di Eulero. Tuttavia, Gauss non conosceva ancora il lavoro dei suoi grandi predecessori. Ha percorso tutto il difficile percorso fino al "teorema d'oro" da solo! Gauss ha fatto due grandi scoperte in soli dieci giorni, un mese prima di compiere 19 anni! Uno degli aspetti più sorprendenti del “fenomeno di Gauss” è che nelle sue prime opere praticamente non si è affidato alle conquiste dei suoi predecessori, scoprendo, per così dire, di nuovo in breve tempo ciò che era stato fatto nella teoria dei numeri in un secolo e mezzo dalle opere dei più grandi matematici. Nel 1801 escono le famose "Ricerche aritmetiche" di Gauss. Questo enorme libro (più di 500 pagine di grande formato) contiene i principali risultati di Gauss. Il libro è stato pubblicato a spese del Duca ed è a lui dedicato. Nella sua forma pubblicata, il libro era composto da sette parti. Non c'erano abbastanza soldi per l'ottava parte. In questa parte si doveva parlare della generalizzazione della legge di reciprocità a gradi superiori al secondo, in particolare della legge biquadratica di reciprocità. Gauss trovò una prova completa della legge biquadratica solo il 23 ottobre 1813, e nei suoi diari annotò che questa coincideva con la nascita di suo figlio. Al di fuori delle "Ricerche aritmetiche", Gauss, in sostanza, non si occupava più di teoria dei numeri. Ha solo pensato e completato ciò che era stato concepito in quegli anni. Gli "studi aritmetici" hanno avuto un enorme impatto sull'ulteriore sviluppo della teoria dei numeri e dell'algebra. Le leggi di reciprocità occupano ancora uno dei posti centrali nella teoria algebrica dei numeri. A Braunschweig, Gauss non aveva la letteratura necessaria per lavorare sulle "Ricerche aritmetiche". Pertanto, si recava spesso nella vicina Helmstadt, dove c'era una buona biblioteca. Qui, nel 1798, Gauss preparò una dissertazione sulla dimostrazione del Teorema Fondamentale dell'Algebra - l'affermazione che ogni equazione algebrica ha una radice, che può essere un numero reale o immaginario, in una parola - complessa. Gauss esamina criticamente tutti i precedenti tentativi di dimostrazione e persegue l'idea di d'Alembert con grande attenzione. Tuttavia, una prova impeccabile non si è rivelata, poiché mancava una rigorosa teoria della continuità. Successivamente, Gauss ha fornito altre tre dimostrazioni del Teorema principale (l'ultima volta - nel 1848). L '"età matematica" di Gauss ha meno di dieci anni. Allo stesso tempo, la maggior parte del tempo è stata occupata da opere rimaste sconosciute ai contemporanei (funzioni ellittiche). Gauss credeva di potersi dedicare del tempo per pubblicare i suoi risultati, e così fu per trent'anni. Ma nel 1827, due giovani matematici contemporaneamente - Abel e Jacobi - pubblicarono molto di ciò che aveva ricevuto. Il lavoro di Gauss sulla geometria non euclidea divenne noto solo quando fu pubblicato l'archivio postumo. Pertanto, Gauss si assicurò di poter lavorare in pace rifiutandosi di rendere pubblica la sua grande scoperta, innescando un dibattito che continua ancora oggi sull'ammissibilità della sua posizione. Con l'avvento del nuovo secolo, gli interessi scientifici di Gauss si allontanarono decisamente dalla matematica pura. Si rivolgerà a lei episodicamente molte volte, e ogni volta otterrà risultati degni di un genio. Nel 1812 pubblicò un articolo sulla funzione ipergeometrica. Il merito di Gauss nell'interpretazione geometrica dei numeri complessi è ampiamente noto. L'astronomia è diventata un nuovo hobby per Gauss. Uno dei motivi per cui ha intrapreso la nuova scienza era prosaico. Gauss ha ricoperto una posizione modesta come Privatdozent a Braunschweig, ricevendo 6 talleri al mese. Una pensione di 400 talleri dal duca protettore non migliorò così tanto la sua situazione da poter mantenere la sua famiglia, e stava pensando al matrimonio. Non era facile trovare una cattedra in matematica da qualche parte, e Gauss non si batteva davvero per un insegnamento attivo. La rete in espansione di osservatori ha reso più accessibile la carriera di un astronomo. Gauss si interessò all'astronomia mentre era ancora a Gottinga. Fece alcune osservazioni a Braunschweig, e spese parte della pensione ducale per l'acquisto di un sestante. Sta cercando un problema computazionale decente. Uno scienziato calcola la traiettoria di un nuovo grande pianeta proposto. L'astronomo tedesco Olbers, basandosi sui calcoli di Gauss, trovò un pianeta (si chiamava Cerere). È stata una vera sensazione! 25 marzo 1802 Olbers scopre un altro pianeta: Pallade. Gauss calcola rapidamente la sua orbita, mostrando che si trova tra Marte e Giove. L'efficacia dei metodi computazionali gaussiani è diventata innegabile per gli astronomi. Gauss arriva al riconoscimento. Uno dei segni di ciò fu la sua elezione a membro corrispondente dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo. Ben presto fu invitato a prendere il posto di direttore dell'Osservatorio di San Pietroburgo. Allo stesso tempo, Olbers si sta impegnando per salvare Gauss per la Germania. Già nel 1802 propose al curatore dell'Università di Gottinga di invitare Gauss alla carica di direttore del nuovo osservatorio. Olbers scrive allo stesso tempo che Gauss "ha un'avversione positiva per il dipartimento di matematica". Fu dato il consenso, ma il trasferimento avvenne solo alla fine del 1807. Durante questo periodo, Gauss si sposò. "La vita mi appare in primavera con colori sempre nuovi e accesi", esclama. Nel 1806, il duca, a cui Gauss, a quanto pare, era sinceramente legato, muore per le ferite riportate. Ora niente lo tiene a Braunschweig. La vita di Gauss a Gottinga non è stata facile. Nel 1809, dopo la nascita di un figlio, morì sua moglie e poi il bambino stesso. Inoltre, Napoleone impose una pesante indennità a Gottinga. Lo stesso Gauss dovette pagare una tassa insopportabile di 2000 franchi. Olbers e, proprio a Parigi, Laplace hanno cercato di depositare denaro per lui. Entrambe le volte Gauss rifiutò con orgoglio. C'era però un altro benefattore, questa volta anonimo, e non c'era nessuno a restituire i soldi. Solo molto più tardi seppero che si trattava dell'elettore di Magonza, amico di Goethe. "La morte mi è più cara di una tale vita", scrive Gauss tra una nota e l'altra sulla teoria delle funzioni ellittiche. Quelli intorno a lui non apprezzavano il suo lavoro, lo consideravano almeno un eccentrico. Olbers rassicura Gauss, dicendo che non bisogna fare affidamento sulla comprensione delle persone: "devono essere compatite e servite". Nel 1809 fu pubblicata la famosa "Teoria del moto dei corpi celesti che ruotano attorno al Sole lungo sezioni coniche". Gauss espone i suoi metodi per calcolare le orbite. Per convincersi della forza del suo metodo, ripete il calcolo dell'orbita della cometa del 1769, che Eulero calcolò una volta in tre giorni di intenso calcolo. Ci volle un'ora a Gauss. Il libro ha delineato il metodo dei minimi quadrati, che rimane ancora oggi uno dei metodi più comuni per l'elaborazione dei risultati osservazionali. Nel 1810 vi furono un gran numero di riconoscimenti: Gauss ricevette il premio dell'Accademia delle scienze di Parigi e la medaglia d'oro della Royal Society di Londra, fu eletto in diverse accademie. Gli studi regolari di astronomia continuarono quasi fino alla sua morte. La famosa cometa del 1812 (che "prefigurava" l'incendio di Mosca!) è stata osservata ovunque, utilizzando i calcoli di Gauss. 28 agosto 1851 Gauss osserva un'eclissi solare. Gauss ebbe molti studenti di astronomia: Schumacher, Gerling, Nikolai, Struve. I più grandi geometri tedeschi Moebius e Staudt non hanno studiato da lui la geometria, ma l'astronomia. Era in corrispondenza attiva con molti astronomi su base regolare. Nel 1820, il centro degli interessi pratici di Gauss si era spostato sulla geodesia. Siamo debitori alla geodesia del fatto che, per un tempo relativamente breve, la matematica è tornata ad essere una delle principali preoccupazioni di Gauss. Nel 1816 pensa di generalizzare il compito fondamentale della cartografia: il compito di mappare una superficie all'altra "in modo che la mappatura sia simile a quella visualizzata nei minimi dettagli". Nel 1828 fu pubblicata la principale memoria geometrica di Gauss, General Investigations on Curved Surfaces. La memoria è dedicata alla geometria interna di una superficie, cioè a ciò che è connesso con la struttura di questa superficie stessa, e non con la sua posizione nello spazio. Si scopre che "senza lasciare la superficie", puoi scoprire se si tratta di una curva o meno. Una superficie curva "reale" non può essere appiattita sotto nessuna flessione. Gauss ha proposto una caratteristica numerica della misura della curvatura superficiale. Verso la fine degli anni venti Gauss, che aveva superato il traguardo dei cinquant'anni, iniziò a cercare per se stesso nuovi ambiti di attività scientifica. Ciò è dimostrato da due pubblicazioni nel 1829 e nel 1830. Il primo porta l'impronta di riflessioni sui principi generali della meccanica (qui si costruisce il "principio di minimo vincolo" di Gauss); l'altro è dedicato allo studio dei fenomeni capillari. Gauss decide di dedicarsi alla fisica, ma i suoi ristretti interessi non sono ancora stati determinati. Nel 1831 cerca di studiare cristallografia. Questo è un anno molto difficile nella vita di Gauss: la sua seconda moglie muore, inizia a soffrire di una grave insonnia. Nello stesso anno arrivò a Gottinga il fisico 27enne Wilhelm Weber, invitato da Gauss. Gauss lo incontrò nel 1828 a casa Humboldt. Gauss aveva 54 anni, la sua solitudine era leggendaria, eppure in Weber trovò un partner scientifico che non aveva mai avuto prima. Gli interessi di Gauss e Weber risiedono nel campo dell'elettrodinamica e del magnetismo terrestre. La loro attività ha avuto risultati non solo teorici, ma anche pratici. Nel 1833 inventano il telegrafo elettromagnetico. Il primo telegrafo collegava l'osservatorio magnetico con la città di Neuburg. Lo studio del magnetismo terrestre si è basato sia sulle osservazioni all'Osservatorio magnetico allestito a Gottinga, sia su materiali raccolti in diversi paesi dall'"Unione per l'Osservazione del Magnetismo Terrestre", creata da Humboldt al ritorno dal Sud America. Allo stesso tempo, Gauss crea uno dei capitoli più importanti della fisica matematica: la teoria del potenziale. Gli studi congiunti di Gauss e Weber furono interrotti nel 1843, quando Weber, insieme ad altri sei professori, fu espulso da Gottinga per aver firmato una lettera al re, che indicava violazioni della costituzione da parte di quest'ultimo (Gauss non firmò le lettere) . Weber tornò a Gottinga solo nel 1849, quando Gauss aveva già 72 anni. Gauss morì il 23 febbraio 1855. Autore: Samin D.K.
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