Κυριακή, 5 Φεβρουαρίου 2012

Γκάους ....συνέχεια

.
Προσωπογραφία του Γκάους που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astronomische Nachrichten το 1828

Ο Γκάους ήταν ένας θαυμαστός ανθρώπινος υπολογιστής. Αναφέρεται ότι, όταν ρωτήθηκε πώς μπόρεσε να προβλέψει την τροχιά της Δήμητρας με τέτοια ακρίβεια, απάντησε «με λογαρίθμους». Ο ερωτών τότε ζήτησε να μάθει πώς μπόρεσε να κοιτάξει τόσους πολλούς αριθμούς από τους λογαριθμικούς πίνακες τόσο γρήγορα. «Να τους κοιτάξω;» αποκρίθηκε ο Γκάους. «Ποιος χρειάζεται να τους δει; Απλώς τους υπολόγισα από μνήμης!»
Το 1818 ο Γκάους, βρίσκοντας μια πρακτική χρήση των υπολογιστικών του ικανοτήτων, έκανε μια γεωδαιτική επισκόπηση του κρατιδίου του Ανόβερου, ενώνοντάς το με προηγηθείσες δανέζικες επισκοπήσεις. Για αυτή την εργασία ο Γκάους εφηύρε το όργανο ηλιοτρόπιο, μια διάταξη που με ένα κάτοπτρο ανακλά το ηλιακό φως σε μεγάλες αποστάσεις για την ακριβή μέτρηση θέσεων.
Ο Γκάους επίσης ισχυρίσθηκε ότι είχε ανακαλύψει τη δυνατότητα για μη ευκλείδειες γεωμετρίες, αλλά δεν τη δημοσίευσε ποτέ. Αυτή η ανακάλυψη ήταν ένας σταθμός στα μαθηματικά, καθώς απελευθέρωσε τους μαθηματικούς από τη λανθασμένη πεποίθηση ότι τα αξιώματα του Ευκλείδη ήταν ο μόνος τρόπος για να είναι η γεωμετρία αυτοσυνεπής. Η έρευνα στις μη ευκλείδειες γεωμετρίες απετέλεσε, μεταξύ άλλων, το υπόβαθρο για τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν, που περιγράφει τον χώρο του Σύμπαντος ως μη ευκλείδειο. Ο φίλος του Φάρκας Μπολυαί, με τον οποίο ο Γκάους είχε ορκισθεί «αδελφοσύνη και ειλικρίνεια» ως φοιτητής, είχε προσπαθήσει μάταια επί πολλά έτη να αποδείξει το αξίωμα των παράλληλων ευθειών από τα υπόλοιπα γεωμετρικά αξιώματα του Ευκλείδη. Ο γιος του Φάρκας, ο Γιάνος Μπολυαί, κατέληξε στη μη ευκλείδεια γεωμετρία το 1829, ενώ η εργασία του δημοσιεύθηκε το 1832. Αφού τη διάβασε, ο Γκάους έγραψε στον Φάρκας Μπολυαί: «Το να την εξυμνήσω θα ήταν ισοδύναμο με το να εξυμνήσω τον εαυτό μου. Γιατί ολόκληρο το περιεχόμενό της … συμπίπτει σχεδόν ακριβώς με τις δικές μου σκέψεις, που απασχολούν το μυαλό μου τα τελευταία 30 ή 35 χρόνια.» Αυτός ο αναπόδεικτος ισχυρισμός έθεσε σε δοκιμασία τις σχέσεις του με τον Γιάνος Μπολυαί (που νόμιζε ότι ο Γκάους του «έκλεβε» την ιδέα), αλλά σήμερα θεωρείται γενικά ότι ήταν αληθής: Επιστολές του Γκάους πριν το 1829 τον εμφανίζουν να συζητά το πρόβλημα των παράλληλων ευθειών, π.χ. το 1817 ο Γκάους εξέφραζε ιδιωτικά τη βαθιά του απογοήτευση από την ευκλείδεια γεωμετρία. Σε μια προφητική του επιστολή προς το φίλο του αστρονόμο Όλμπερς, δήλωνε καθαρά ότι η ευκλείδεια γεωμετρία είναι μαθηματικώς ατελής. Ο Dunnington στο έργο του «Γκάους, Τιτάν της Επιστήμης», δείχνει με αρκετή επιτυχία ότι ο Γκάους κατείχε πλήρως τη μη ευκλείδεια γεωμετρία πολύ πριν αυτή δημοσιευθεί από τον Γιάνος, αλλά αρνήθηκε να την κοινοποιήσει φοβούμενος αντιδράσεις από τους συντηρητικούς μαθηματικούς: το 1829, ο Γκάους εξομολογήθηκε στον φοιτητή και φίλο του Φρίντριχ Βίλχελμ Μπέσελ ότι δεν θα δημοσίευε ποτέ τη δουλειά του πάνω στις μη ευκλείδειες γεωμετρίες γιατί φοβόταν τη διαμάχη που θα προκαλούσε ανάμεσα στους «Βοιωτούς». Ο μαθηματικός Morris Kline έγραψε: «ο Γκάους έλεγε σε ένα γράμμα στον Bessel της 27ης Ιανουαρίου 1829, ότι πιθανώς δεν θα δημοσίευε ποτέ τα ευρήματά του στο αντικείμενο αυτό, επειδή φοβόταν τη γελοιοποίηση, ή όπως το έθετε, φοβόταν την κατακραυγή των Βοιωτών»
Επιπλέον, τροφοδότησε το ενδιαφέρον του Γκάους για τη διαφορική γεωμετρία, έναν κλάδο των μαθηματικών τον οποίο εμπλούτισε το 1828 με το σημαντικό ‘theorema egregium ’ (= «αξιοσημείωτο θεώρημα» στα λατινικά), κατοχυρώνοντας μια βασική ιδιότητα της έννοιας της καμπυλότητας. Με απλά λόγια το θεώρημα αυτό αναφέρει ότι η καμπυλότητα μιας επιφάνειας μπορεί να καθορισθεί πλήρως μετρώντας γωνίες και αποστάσεις πάνω της, δηλαδή δεν εξαρτάται από το πώς η επιφάνεια κείται μέσα στον τριδιάστατο χώρο.
Τα Ύστερα Χρόνια Και Ο Θάνατος
Το 1831 ο Γκάους άρχισε μια προσοδοφόρα συνεργασία με τον καθηγητή της φυσικής Βίλχελμ Βέμπερ, που οδήγησε σε νέες γνώσεις στο πεδίο του μαγνητισμού (όπως η εξεύρεση μιας σχέσεως για τη μονάδα της εντάσεως του μαγνητικού πεδίου με τη μάζα, το μήκος και τον χρόνο) και την ανακάλυψη των λεγόμενων «νόμων του Κίρχοφ» στον ηλεκτρισμό. Οι Γκάους και Βέμπερ κατασκεύασαν τον πρώτο ηλεκτρικό τηλέγραφο το 1833, η γραμμή του οποίου συνέδεε το αστεροσκοπείο με το Ινστιτούτο Φυσικής στο Γκέτινγκεν. Ο Γκάους παρήγγειλε ένα γεωμαγνητικό παρατηρητήριο να κτισθεί στον κήπο του αστεροσκοπείου και ίδρυσε με τον Βέμπερ τη «Μαγνητική Λέσχη» (magnetischer Verein), για την υποστήριξη μετρήσεων του μαγνητικού πεδίου της Γης σε πολλές περιοχές του κόσμου. Ο Γκάους ανέπτυξε μέθοδο για τη μέτρηση της οριζόντιας συνιστώσας της μαγνητικής επαγωγής του γεωμαγνητικού πεδίου, που χρησιμοποιήθηκε μέχρι και το 1970 περίπου, ενώ επεξεργάσθηκε τη μαθηματική θεωρία για τον διαχωρισμό του εσωτερικού πυρήνα της Γης, του φλοιού και των εξωτερικών μαγνητοσφαιρικών πηγών του μαγνητικού πεδίου της Γης.
Ο Γκάους απεβίωσε στο Γκέτινγκεν σε ηλικία 78 ετών και η σορός του αναπαύεται στο κοιμητήριο Albanifriedhof εκεί. Μόνο δύο άνθρωποι εκφώνησαν επικήδειο λόγο στην κηδεία του, ο γαμπρός του Heinrich Ewald και ο καλός του φίλος και βιογράφος Wolfgang Sartorius von Waltershausen. Ο εγκέφαλος του Γκάους συντηρήθηκε ξεχωριστά και μελετήθηκε από τον Ρούντολφ Βάγκνερ, που βρήκε τη μάζα του ίση με 1.492 γραμμάρια και την επιφάνειά του 219.588 τετρ.cm με εκτεταμένες και πολύπλοκες έλικες (Dunnington, 1927).

Οικογένεια

Η προσωπική ζωή του Γκάους επισκιάσθηκε από τον πρόωρο θάνατο της πρώτης του συζύγου, της Γιοχάνα Όστχοφ (1780-1809), τον οποίο ακολούθησε σύντομα ο θάνατος ενός παιδιού, του Λουί. Ο Γκάους βυθίσθηκε σε κατάθλιψη, από την οποία δεν συνήλθε ποτέ τελείως, παρότι ξαναπαντρεύτηκε με μια φίλη της Γιοχάνα, τη Φριντερίκα Βιλελμίνε Βάλντεκ (Μίνα), η οποία δυστυχώς ήταν χρόνια άρρωστη. Μόλις και η δεύτερη σύζυγός του πέθανε, το 1831, μία από τις κόρες του Γκάους, η Τερέζα, ανέλαβε το σπιτικό και φρόντιζε τον μαθηματικό μέχρι τον θάνατό του. Η μητέρα του ζούσε στο ίδιο σπίτι από το 1817 ως τον θάνατό της το 1839.
Ο Γκάους και η Γιοχάνα είχαν τρία παιδιά, τον Γιόζεφ (1806-1873), τη Βιλελμίνα (1808-1846) και τον Λουί (1809-1810). Με τη Μίνα, ο Γκάους απέκτησε άλλα τρία: τον Εουγκένε (1811-1896), τον Βίλχελμ (1813-1879) και την Τερέζα(1816-1864). Από όλα τα παιδιά η Βιλελμίνα λεγόταν ότι πλησίαζε περισσότερο στο ταλέντο του, αλλά πέθανε νέα. Ο Εουγκένε μετανάστευσε στις ΗΠΑ περίπου το 1832 αφού μάλωσε με τον πατέρα του και εγκαταστάθηκε τελικά στο Σαιντ Τσαρλς του Μισούρι. Εκεί εγκαταστάθηκε αργότερα και ο Βίλχελμ, που πρόκοψε ως βιοτέχνης-υποδηματοποιός. Ας σημειωθεί ότι ο ίδιος ο Γκάους δεν επιθυμούσε τα παιδιά του να ασχοληθούν με τα μαθηματικά ή τις επιστήμες φοβούμενος «μη λερώσουν την καλή φήμη που δημιούργησε ο ίδιος για το οικογενειακό όνομα στους τομείς αυτούς», όπως αναφέρεται σε γράμμα από τον εγγονό του Robert Gauss προς τον Φέλιξ Κλάιν στις 3 Σεπτεμβρίου 1912.

Προσωπικότητα

Ο Γκάους ήταν τελειομανής και σκληρά εργαζόμενος. Σύμφωνα με τον Ισαάκ Ασίμοφ, κάποτε τον διέκοψαν στη μέση ενός προβλήματος και του είπαν ότι η σύζυγός του πέθαινε, οπότε λέγεται ότι απάντησε «Πες της να περιμένει μια στιγμή να τελειώσω» (Asimov: Biographical Encyclopedia of Science and Technology. Τhe Lives and Achievements of 1195 Great Scientists from Ancient Times to the Present, Chronologically Arranged. Νέα Υόρκη 1972: Doubleday).
Αρνιόταν να δημοσιεύσει εργασίες που δεν θεωρούσε πλήρεις και πέρα από κάθε κριτική: το προσωπικό του σύνθημα ήταν pauca sed matura (= «λίγα, αλλά ώριμα»). Η εξέταση των προσωπικών του ημερολογίων αποκαλύπτει ότι στην πραγματικότητα είχε ανακαλύψει αρκετές σημαντικές μαθηματικές συλλήψεις χρόνια ή δεκαετίες πριν αυτές πρωτοδημοσιευθούν από άλλους μαθηματικούς. Ο ιστορικός των μαθηματικών Έρικ Τεμπλ Μπελ εκτιμά ότι αν ο Γκάους είχε γνωστοποιήσει όλες του τις ανακαλύψεις, τα μαθηματικά θα είχαν προχωρήσει κατά 50 χρόνια (Bell: Men of Mathematics: The Lives and Achievements of the Great Mathematicians from Zeno to Poincaré, Νέα Υόρκη 1986: Simon and Schuster, σελ. 218-269).
Η κριτική που ασκείται στον Γκάους είναι ότι δεν υποστήριζε τους νεότερους μαθηματικούς που τον ακολούθησαν. Σπανίως συνεργαζόταν με άλλους μαθηματικούς και πολλοί τον θεωρούσαν επιφυλακτικό και αυστηρό. Παρότι δίδαξε φοιτητές, ο Γκάους ήταν γνωστό ότι αντιπαθούσε τη διδασκαλία. Λέγεται ότι παρακολούθησε μόνο ένα επιστημονικό συνέδριο σε ολόκληρη τη ζωή του, στο Βερολίνο το 1828. Ωστόσο, αρκετοί από τους φοιτητές του εξελίχθηκαν σε επιφανείς μαθηματικούς, όπως οι Ρίχαρντ Ντέντεκιντ, Μπέρναρντ Ρίμαν και Φρίντριχ Βίλχελμ Μπέσελ.
Ο Γκάους συνήθως αρνιόταν να παρουσιάσει τη διαίσθηση πίσω από τις συχνά κομψότατες αποδείξεις του. Προτιμούσε να εξαφανίζει όλα τα ίχνη του πώς τις είχε σκεφθεί. Ο ίδιος εξηγεί στις Disquisitiones Arithmeticae ότι όλη η ανάλυση (με την έννοια του δρόμου που έπαιρνε κάποιος για να φθάσει στη λύση ενός προβλήματος) πρέπει να παραλείπεται για χάρη συντομίας.
Ο Γκάους θεωρείται ο ιδρυτής της διαφορικής γεωμετρίας. Το 1828 έκδωσε την θεμελιώδη για τη διαφορική γεωμετρία εργασία του με τίτλο “Disquisitiones generales circa superficies curva”(=Γενικές έρευνες περί καμπυλωμένες επιφάνειες) , η οποία περιείχε την γνωστή σε μας σήμερα καμπυλότητα Gauss και το διάσημο “έξοχο θεώρημα” (=theorem egregium) που μας λέει ότι η καμπυλότητα μια επιφάνειας είναι καθαρά έννοια της εσωτερικής γεωμετρίας της επιφάνειας και δεν εξαρτάται από τον τρισδιάστατο χώρο στον οποίο βρίσκεται.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου