Източник на изображения, Getty Images

най-мощните

Новата планета е открита от сицилианския астроном Джузепе Пиаци. Той остава планета в продължение на половин век, преди да бъде понижен до астероид. През 2006 г. Церера беше повишена до статут на планета джудже.

На Нова година 1801 г. е открита 8-ма планета в орбита около Слънцето между Марс и Юпитер. Те го кръстиха Церера и откриването му се смяташе за велика поличба за бъдещето на науката през онзи деветнадесети век, който едва започва.

Но вълнението се превърна в отчаяние няколко седмици по-късно, когато малката планета се загуби сред множество звезди. Астрономите нямаха представа къде е отишло.

Дни по-късно обаче 24-годишен германец от Брансуик обяви, че знае къде да намери изчезналата планета и каза на астрономите къде в нощното небе да насочат своите телескопи.

Като по магия, Церера се появи отново.

Йохан Карл Фридрих Гаус стана научна знаменитост за една нощ.

Магията на математиката

Разбира се, великият му акт на астрономическо предсказание не е бил акт на магия. Това беше акт на математиката.

В края на 18 век съществуването на планета в тази околност вече беше предсказано; астрономите го търсиха и откриха, но случайно.

Гаус използва математически анализ, за ​​да разбере по кой път ще тръгне небесното тяло.

Източник на изображения, Getty Images

Гаус е бил известен в своята област с интелигентността си. Намирането на Церера го направи известен. В крайна сметка той стана като бог в математическия свят. и с основателна причина.

Методът, който Гаус е измислил за намиране на пътя на Церера, е един от най-важните инструменти в цялата наука, защото ни позволява да превърнем голям брой безпорядъчни наблюдения в нещо смислено.

Известна е като Гаусова функция или нормално разпределение и Благодарение на него се разкриват престъпления, оценяват се лекарства и се вземат политически решения.

От строго математическа гледна точка, вероятно не е най-голямото постижение на Гаус, но въздействието му върху толкова много различни области на науката (и живота) е изключително.

Кой беше онзи млад германец?

В Европа от 18-ти век математиката е занимание на привилегированите, финансирано от аристокрацията или практикувано от аматьори в свободното си време.

Но един от най-великите математици на това и на всички времена, Карл Фредерик Гаус, роден беден.

И може да се каже, че именно благодарение на визията и покровителството на Карлос Гилермо Фернандо Херцог от Брунсуик-Волфенбютел той успя да развие своя феноменален талант.

Източник на изображения, Getty Images

Херцогът на Брунсуик-Волфенбюттел покровителства тези с обещаващи умове.

През 1791 г. херцогът предлага да плати за университетското обучение на Гаус, който тогава е на 14 години.

Благородникът беше убеден, че добре образованото население е в основата на бизнес успеха на Брунсуик и винаги е търсело изключителни студенти.

Гаус беше един от тях те.

Искрящо

На 15-годишна възраст той открива необикновен модел, скрит сред прости числа, една от най-големите загадки в математиката по това време.

На 19 години той открива красива конструкция на 17-странна правилна фигура - а хептадекагон- използвайки само линийка и компас, нещо, което в продължение на 2000 години се смяташе за невъзможно.

Източник на изображението, László Németh

От времето на Древна Гърция, докато Гаус направи тази фигура, за която се смяташе, че не съществува, само правилата бяха известни за изграждане на правилни триъгълници, квадрати, петоъгълници и фигура от 15 равни страни, използвайки само линийка и компас, в допълнение към всички цифрите, които удвояват този брой страни.

На тази възраст, може би, за да се справи с многото си постижения, той започна да води математически дневник.

Записите започват през 1796 г., а последният е от 9 юли 1814 г.

На 19-те страници на един от най-ценния документс от историята на математиката 146 резултата са накратко записани като.

  • 30 март,Брънзуик: Принципите, от които зависи разделянето на кръга и геометричното му разделяне на 17 части.
  • 27 юни,Готинген: Ново доказателство за златната теорема наведнъж, от нулата, различно и не неелегантно.
  • 10 юли: Всяко положително цяло число може да бъде изразено като сбор от най-много три триъгълни числа

Въпреки че беше толкова развълнуван от това последно откритие, че това, което той всъщност пише в дневника си е:

По-късно той съставя много от тези записи в списанието за свойствата на числата в първата си книга, публикувана през 1801 г., " Disquisitiones Arithmeticae"посветен на щедрия херцог.

В него - освен всичко друго - беше основата за нов клон на математиката, теория на числата.

Със седем печата

Гаус се надяваше, че работата му ще го направи забележителен във Франция, епицентърът на математиката в Европа. Въпреки това, за нейно огорчение, тя не беше добре приета от Парижката академия на науките.

Донякъде самият той имаше вина.

Той представи своите идеи за a така невероятно загадъчен начин че е имало такива, които са описали трактата му като книга „запечатана със седем печата“.

Френски математик обаче му пише:

„Неговата Дисквизираните аритметики отдавна са обект на моето възхищение и изучаване.

" Последната глава на тази книга съдържа, наред с други неща, красивата теорема за уравнението 4 (x ^ n-1)/(x-1) = y ^ 2 + -nz ^ 2; Мисля, че може да се обобщи (.)

„Аз взимам свободата да подчини този опит на своя преценка, убеден, че няма да пренебрегне със своите съвети да помогне на ентусиазиран аматьор в науката, който ти се е култивирал с такъв блестящ успех".

Беше началото на кореспонденция, която трябваше да има повече отвъд математика.

През ноември 1806 г. неговият защитник, херцог Фердинанд, е смъртно ранен в битка срещу армията на Наполеон.

Държавата Хановер попада под контрола на Наполеон и учителите са принудени да плащат данък на френското правителство от 2000 франка, малко състояние по това време.

Гаус отказа, излагайки се на голяма опасност.

Източник на изображения, Getty Images

Херцогът вече не можеше да го защити. В битката при Ауерщат (14 октомври 1806 г.) той е прострелян и губи очи. Смъртно ранен, той бяга от френските войски и умира при Отенсен на 10 ноември 1806 г.

Но тайнственият мосю Льо Блан използва своето влияние, за да се увери, че това не му се случва нищо лошо на светлия млад Гаус.

Едва когато Гаус се опита да му благодари открит su истинска самоличност: Мосю Льо Блан всъщност беше жена на име Софи Жермен.

„От страх от подигравки придружаващ на студент, преди това съм взел името на М . Ти Блан, като ви съобщи онези бележки, които несъмнено не заслужават снизходителността, с която сте отговорили", обясни Жермен.

Гаус отговори, като изрази учудването си от развоя на събитията:

"Сладките завладяващ на тази възвишена наука се разкриват само на тези, които имат смелостта да се задълбочат в него да се .

" Но Да Жена, която поради своя пол и нашите предразсъдъци се сблъсква с безкрайно повече препятствия от мъжа, за да се запознае със сложни проблеми, успява да преодолее тези препятствия и да проникне в най-тъмните части от тях, без съмнение тя трябва да има най-благородната смелост, необикновени таланти и превъзходен гений"

Живот без херцога

Гаус беше свършил по-голямата част от работата за Disquitiones докато херцог Фернандо му плаща, за да се посвети на астрономията, по-специално, за да проследи пътищата на различни небесни тела: първо Церера, после Палада, после Юнона.

По онова време изследването на нощното небе се смяташе за истинска наука: Недей по този начин изучаването на математика, особено нещо толкова абстрактно като свойствата на числата.

Но през ноември 1806 г., когато работодателят му е мъртъв, Гаус е принуден да си търси работа.

Академична позиция може да е очевидният избор, но той го имаше "истинско отвращение към преподаването"тъй като студентите с" уникални таланти не искат да се обучават чрез магистърски курсове, а по-скоро да се учат сами ".

Но никой нямаше намерение да му плати за разследване, затова Гаус прие длъжността директор на Обсерваторията в Гьотинген, малък университетски град в Долна Саксония, сега в Германия.

Източник на изображения, Getty Images

Астрономията плаща, математиката не.

Там той прекарва времето си, проследявайки пътищата на небесните тела или това, което той нарича. "няколко буци земя, които наричаме планети".

И все пак, не забравяйте, че точно когато Гаус проследяваше „буци земя“ за херцога, той измисли как да превърне голям брой разпръснати наблюдения в нещо смислено.

Както го направи

Учените обичат да събират данни от наблюдения в реалния свят.

ИПроблемът с наблюдението на реалния свят е, че той обикновено не е толкова точенда се. Ако нанесете констатациите си в графика, те са разпръснати навсякъде. Няма шаблон.

Всеки, който се е опитал да изчисли вашето „истинско“ тегло, знае, че това не е лесно. Зависи от това, което използвате, колко точни са вагите ви, дали сте яли този ден или не.

Източник на изображения, Getty Images

Гаус имаше подобен проблем с Церера: имаше много измервания за местонахождението й, преди да изчезне, но нямаше индикации за истинското й положение.

Това, което откри, беше, че ако проследи действителното положение на Церера в нощното небе с неточни наблюдения на местонахождението й, ще получи извивка във формата на камбана.

Това е това, което е известно като функцията на Гаус или гаусова камбана.

Източник на изображения, Getty Images

На графика виждате крива, която прилича на проста рисунка на камбана: висока в средата с дълга опашка, която се простира навън от всяка страна. Симетрично по отношение на средната линия. С това Гаус успя да предвиди къде ще се появи Церера по-нататък.

Този метод описва много, много повече от пътя на Церера в небето.

Височината е класически пример: има някои много ниски хора и няколко много високи хора, но повечето са групирани около най-често срещаната или средната височина.

От височината на хората към техните четения на холестерол, размерът на зелен грах в шушулка до финансови данни, неизброимо количество от наблюдения в химията, инженерството и селското стопанство. камбановидната крива може да се използва за характеризиране на разпространението на необикновен брой разнообразни явления в реалния свят.

Поради тази причина той е неизбежен спътник на учени, икономисти, социолози и други.

Е душата на статистиката.

А статистиката, използвана правилно, е най-мощното оръжие, което трябва да отделим от фактите.

Източник на изображения, Getty Images

Сред практическите му изобретения е предшественикът на електромагнитната комуникация, елементарен телеграф, с който той комуникира със своя сътрудник Whihelm Weber.

Идеите на Гаус хвърлят светлина и върху статистическите корелации.

Може да звучи малко технически, но. дължината на ръката ви, например, свързана ли е с вашата височина? МОпа, вероятно да!

Идеята за корелация между данните също е от съществено значение за тези, които се опитват да открият връзките между начина на живот и здравословните проблеми.

Ако начертаете нивата на холестерола спрямо кръвното налягане и получите много точки, разпръснати върху вашата милиметрова хартия, има ли път през тези точки, който предполага, че са свързани?

Методът, който Гаус е изобретил за възстановяване на изгубената планета, ви помага да отговорите на тези въпроси. Ето защо тя е в основата на съвременната медицина.

Кралицата и принцът

Източник на изображения, Getty Images

Кралят на Хановер му даде титлата принц.

Гаус също е направил основен принос в астрономията, геодезиката и различни клонове на физиката като магнетизма и оптиката.

Но голямата му любов беше чистата математика.

В писмо до приятел той пише: "Математиката е царицата на науката, а теорията на числата е кралицата на математиката".

Цитат, който е още по-мощен, защото Гаус беше не само математически гигант, но и първокласен учен.

И ако математиката е кралица, като се има предвид колко голяма е работата на Гаус, посмъртната титла, с която крал Джордж V от Хановер го почита след смъртта му, е напълно заслужена: принцът на математиката.