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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Gauss Carl Friedrich. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
“Gauss me lembra a imagem do pico mais alto da cordilheira da Baviera, como aparece diante dos olhos de um observador que olha do norte. Nesta cordilheira, na direção leste-oeste, picos individuais sobem cada vez mais alto , atingindo sua altura máxima em um poderoso gigante que se eleva abruptamente no centro, este gigante da montanha é substituído por uma planície de uma nova formação, na qual seus esporões penetram por muitas dezenas de quilômetros, e os riachos que descem carregam umidade e a vida” (F. Klein). Carl Friedrich Gauss nasceu em 30 de abril de 1777 em Braunschweig. Ele herdou boa saúde dos parentes de seu pai e um intelecto brilhante dos parentes de sua mãe. Aos sete anos, Karl Friedrich entrou na Escola Folclórica Catherine. Desde que começaram a contar lá a partir da terceira série, nos dois primeiros anos nenhuma atenção foi dada ao pequeno Gauss. Os alunos geralmente entravam na terceira série aos dez anos de idade e lá estudavam até a confirmação (quinze anos). O professor Buettner teve que trabalhar simultaneamente com crianças de diferentes idades e origens. Portanto, ele geralmente dava a parte dos alunos longas tarefas de cálculo para poder conversar com outros alunos. Certa vez, um grupo de alunos, entre os quais estava Gauss, foi solicitado a somar números naturais de 1 a 100. À medida que a tarefa avançava, os alunos tinham que colocar suas lousas na mesa do professor. A ordem dos tabuleiros foi levada em consideração na hora de pontuar. Karl, de dez anos, largou a prancha assim que Buettner terminou de ditar a tarefa. Para surpresa de todos, só ele tinha a resposta correta. O segredo era simples: enquanto a tarefa era ditada, Gauss conseguiu redescobrir a fórmula da soma de uma progressão aritmética! A fama da criança milagrosa se espalhou pela pequena Braunschweig. Em 1788, Gauss mudou-se para o ginásio. No entanto, não ensina matemática. Línguas clássicas são estudadas aqui. Gauss gosta de estudar línguas e está progredindo tanto que nem sabe o que quer se tornar - um matemático ou um filólogo. Gauss é conhecido na corte. Em 1791 ele foi apresentado a Karl Wilhelm Ferdinand, Duque de Brunswick. O menino visita o palácio e diverte os cortesãos com a arte de contar. Graças ao patrocínio do duque, Gauss conseguiu entrar na Universidade de Göttingen em outubro de 1795. No início, ele ouve palestras sobre filologia e quase nunca assiste a palestras sobre matemática. Mas isso não significa que ele não estude matemática. Em 1795, Gauss abraça um interesse apaixonado por números inteiros. Não familiarizado com qualquer tipo de literatura, ele teve que criar tudo para si mesmo. E aqui ele se manifesta novamente como um excelente calculador, abrindo caminho para o desconhecido. No outono do mesmo ano, Gauss mudou-se para Göttingen e literalmente engoliu a literatura que lhe ocorreu pela primeira vez: Euler e Lagrange. “Em 30 de março de 1796, chega para ele o dia do batismo criativo... - escreve F. Klein. - Gauss vem trabalhando há algum tempo no agrupamento de raízes da unidade com base em sua teoria das raízes 'primordiais'. então, uma manhã, acordando, ele de repente percebeu clara e distintamente que a construção de um dezessete gon segue de sua teoria ... Este evento foi um ponto de virada na vida de Gauss. Ele decide se dedicar não à filologia, mas exclusivamente à matemática". O trabalho de Gauss torna-se por muito tempo um exemplo inatingível de uma descoberta matemática. Um dos criadores da geometria não-euclidiana, Janos Bolyai, chamou-a de "a descoberta mais brilhante do nosso tempo, ou mesmo de todos os tempos". Como foi difícil compreender esta descoberta! Graças às cartas à pátria do grande matemático norueguês Abel, que provou a insolubilidade da equação do quinto grau em radicais, sabemos do difícil caminho que ele percorreu enquanto estudava a teoria de Gauss. Em 1825, Abel escreve da Alemanha: “Mesmo que Gauss seja o maior gênio, ele obviamente não se esforçou para que todos entendessem isso de uma vez...” O trabalho de Gauss inspira Abel a construir uma teoria na qual “há tantos teoremas maravilhosos que é simplesmente inacreditável”. Não há dúvida de que Gauss também influenciou Galois. O próprio Gauss manteve um amor comovente por sua primeira descoberta para a vida. "Dizem que Arquimedes legou a construção de um monumento em forma de bola e um cilindro sobre sua sepultura em memória do fato de que ele encontrou a proporção dos volumes do cilindro e da bola inscritos nele - 3: 2. Como Arquimedes, Gauss expressou o desejo de que no monumento em seu túmulo fosse imortalizado dezessete. Isso mostra o quão importante o próprio Gauss atribuiu à sua descoberta. Na lápide de Gauss esta imagem não é, mas o monumento erguido a Gauss em Braunschweig, fica em pedestal de dezessete lados, no entanto, pouco visível para o espectador ", escreveu G. Weber. 30 de março de 1796, o dia em que o dezessete regular foi construído, começa o diário de Gauss - uma crônica de suas notáveis descobertas. A próxima entrada no diário apareceu em 8 de abril. Ele relatou sobre a prova do teorema da lei quadrática da reciprocidade, que ele chamou de "ouro". Casos particulares desta afirmação foram comprovados por Fermat, Euler, Lagrange. Euler formulou uma conjectura geral, cuja prova incompleta foi dada por Legendre. Em 8 de abril, Gauss encontrou uma prova completa da conjectura de Euler. No entanto, Gauss ainda não conhecia o trabalho de seus grandes predecessores. Ele percorreu todo o difícil caminho até o "teorema de ouro" sozinho! Gauss fez duas grandes descobertas em apenas dez dias, um mês antes de completar 19 anos! Um dos aspectos mais surpreendentes do “fenômeno de Gauss” é que em seus primeiros trabalhos ele praticamente não se baseou nas realizações de seus predecessores, descobrindo, por assim dizer, de novo em pouco tempo o que havia sido feito na teoria dos números em um século e meio pelas obras dos maiores matemáticos. Em 1801, surgiram as famosas "Investigações Aritméticas" de Gauss. Este enorme livro (mais de 500 páginas de grande formato) contém os principais resultados de Gauss. O livro foi publicado às custas do duque e é dedicado a ele. Em sua forma publicada, o livro consistia em sete partes. Não havia dinheiro suficiente para a oitava parte. Nesta parte, deveríamos falar sobre a generalização da lei da reciprocidade para graus superiores ao segundo, em particular, sobre a lei biquadrática da reciprocidade. Gauss encontrou uma prova completa da lei biquadrática apenas em 23 de outubro de 1813, e em seus diários observou que isso coincidia com o nascimento de seu filho. Fora das "Investigações Aritméticas", Gauss, em essência, não lidava mais com a teoria dos números. Ele só pensou e completou o que foi concebido naqueles anos. Os "Estudos Aritméticos" tiveram um enorme impacto no desenvolvimento da teoria dos números e da álgebra. As leis da reciprocidade ainda ocupam um dos lugares centrais na teoria algébrica dos números. Em Braunschweig, Gauss não tinha a literatura necessária para trabalhar nas "Investigações Aritméticas". Portanto, ele costumava viajar para a vizinha Helmstadt, onde havia uma boa biblioteca. Aqui, em 1798, Gauss preparou uma dissertação sobre a prova do Teorema Fundamental da Álgebra - a afirmação de que toda equação algébrica tem uma raiz, que pode ser um número real ou imaginário, em uma palavra - complexo. Gauss examina criticamente todas as tentativas anteriores de prova e segue a ideia de d'Alembert com muito cuidado. Ainda assim, uma prova impecável não resultou, pois faltava uma teoria rigorosa da continuidade. Posteriormente, Gauss apresentou mais três provas do Teorema Principal (a última vez - em 1848). A "Idade Matemática" de Gauss tem menos de dez anos. Ao mesmo tempo, a maior parte do tempo foi ocupada por obras que permaneceram desconhecidas dos contemporâneos (funções elípticas). Gauss acreditava que poderia levar seu tempo para publicar seus resultados, e foi assim por trinta anos. Mas em 1827, dois jovens matemáticos de uma só vez - Abel e Jacobi - publicaram muito do que ele havia recebido. O trabalho de Gauss sobre geometria não-euclidiana tornou-se conhecido apenas quando o arquivo póstumo foi publicado. Assim, Gauss garantiu que poderia trabalhar em paz ao se recusar a tornar pública sua grande descoberta, provocando um debate que continua até hoje sobre a admissibilidade de sua posição. Com o advento do novo século, os interesses científicos de Gauss se afastaram decisivamente da matemática pura. Ele se voltará para ela episodicamente muitas vezes, e cada vez obterá resultados dignos de um gênio. Em 1812 ele publicou um artigo sobre a função hipergeométrica. O mérito de Gauss na interpretação geométrica dos números complexos é amplamente conhecido. A astronomia tornou-se um novo hobby para Gauss. Uma das razões pelas quais ele adotou a nova ciência foi prosaica. Gauss ocupou uma posição modesta como Privatdozent em Braunschweig, recebendo 6 táleres por mês. Uma pensão de 400 táleres do duque patrono não melhorou tanto a sua situação a ponto de poder sustentar a família, e pensava em casamento. Não foi fácil conseguir uma cadeira de matemática em algum lugar, e Gauss não se esforçou realmente por um ensino ativo. A expansão da rede de observatórios tornou a carreira de astrônomo mais acessível. Gauss se interessou por astronomia ainda em Göttingen. Fez algumas observações em Braunschweig e gastou parte da pensão ducal na compra de um sextante. Ele está procurando um problema computacional decente. Um cientista calcula a trajetória de um novo grande planeta proposto. O astrônomo alemão Olbers, baseando-se nos cálculos de Gauss, encontrou um planeta (chamou-se Ceres). Foi uma verdadeira sensação! 25 de março de 1802 Olbers descobre outro planeta - Pallas. Gauss calcula rapidamente sua órbita, mostrando que está localizada entre Marte e Júpiter. A eficácia dos métodos computacionais gaussianos tornou-se inegável para os astrônomos. Gauss chega ao reconhecimento. Um dos sinais disso foi sua eleição como membro correspondente da Academia de Ciências de São Petersburgo. Logo ele foi convidado a ocupar o lugar de diretor do Observatório de São Petersburgo. Ao mesmo tempo, Olbers está fazendo esforços para salvar Gauss para a Alemanha. Em 1802, ele propôs ao curador da Universidade de Göttingen convidar Gauss para o cargo de diretor do observatório recém-organizado. Olbers escreve ao mesmo tempo que Gauss "tem uma aversão positiva ao departamento de matemática". O consentimento foi dado, mas a mudança ocorreu apenas no final de 1807. Durante este tempo, Gauss se casou. "A vida aparece para mim na primavera com sempre novas cores brilhantes", exclama. Em 1806, o duque, a quem Gauss, aparentemente, estava sinceramente ligado, morre de seus ferimentos. Agora nada o mantém em Braunschweig. A vida de Gauss em Göttingen não foi fácil. Em 1809, após o nascimento de um filho, sua esposa morreu e depois o próprio filho. Além disso, Napoleão impôs uma pesada indenização a Göttingen. O próprio Gauss teve que pagar um imposto insuportável de 2000 francos. Olbers e, mesmo em Paris, Laplace tentaram depositar dinheiro para ele. Ambas as vezes Gauss recusou orgulhosamente. No entanto, havia outro benfeitor, desta vez anônimo, e não havia ninguém para devolver o dinheiro. Só muito mais tarde souberam que era o eleitor de Mainz, amigo de Goethe. "A morte é mais cara para mim do que essa vida", escreve Gauss entre notas sobre a teoria das funções elípticas. Os que o cercavam não apreciavam seu trabalho, o consideravam no mínimo excêntrico. Olbers tranquiliza Gauss, dizendo que não se deve contar com a compreensão das pessoas: "devem ser compadecidas e servidas". Em 1809, foi publicada a famosa "Teoria do movimento dos corpos celestes que giram em torno do Sol ao longo de seções cônicas". Gauss apresenta seus métodos para calcular órbitas. Para se convencer da força de seu método, ele repete o cálculo da órbita do cometa de 1769, que Euler certa vez calculou em três dias de intenso cálculo. Demorou uma hora para Gauss. O livro delineou o método dos mínimos quadrados, que permanece até hoje um dos métodos mais comuns para processar resultados observacionais. Em 1810, houve um grande número de homenagens: Gauss recebeu o prêmio da Academia de Ciências de Paris e a medalha de ouro da Royal Society de Londres, foi eleito para várias academias. Os estudos regulares em astronomia continuaram quase até sua morte. O famoso cometa de 1812 (que "prenunciou" o incêndio de Moscou!) foi observado em todos os lugares, usando os cálculos de Gauss. 28 de agosto de 1851 Gauss observou um eclipse solar. Gauss teve muitos alunos astrônomos: Schumacher, Gerling, Nikolai, Struve. Os maiores geômetras alemães Moebius e Staudt estudaram não a geometria, mas a astronomia dele. Ele estava em correspondência ativa com muitos astrônomos em uma base regular. Em 1820, o centro dos interesses práticos de Gauss mudou para a geodésia. Devemos à geodésia o fato de que, por um período relativamente curto, a matemática voltou a ser uma das principais preocupações de Gauss. Em 1816, ele pensa em generalizar a tarefa básica da cartografia - a tarefa de mapear uma superfície para outra "para que o mapeamento seja semelhante ao exibido nos mínimos detalhes". Em 1828, a principal memória geométrica de Gauss, General Investigations on Curved Surfaces, foi publicada. A memória é dedicada à geometria interna de uma superfície, ou seja, ao que está relacionado com a estrutura dessa própria superfície, e não com sua posição no espaço. Acontece que "sem sair da superfície", você pode descobrir se é uma curva ou não. Uma superfície curva "real" não pode ser achatada sob nenhuma flexão. Gauss propôs uma característica numérica da medida da curvatura da superfície. No final dos anos 1829, Gauss, que havia ultrapassado a marca dos cinquenta anos, começou a buscar novas áreas de atividade científica para si. Isso é evidenciado por duas publicações em 1830 e XNUMX. A primeira delas traz a marca de reflexões sobre os princípios gerais da mecânica (aqui se constrói o "princípio da menor restrição" de Gauss); a outra é dedicada ao estudo dos fenômenos capilares. Gauss decide seguir a física, mas seus interesses estreitos ainda não foram determinados. Em 1831 tenta estudar cristalografia. Este é um ano muito difícil na vida de Gauss: sua segunda esposa morre, ele começa a ter insônia severa. No mesmo ano, o físico Wilhelm Weber, de 27 anos, convidado por Gauss, chegou a Göttingen. Gauss o conheceu em 1828 na casa de Humboldt. Gauss tinha 54 anos, sua reclusão era lendária e, no entanto, encontrou em Weber um parceiro científico que nunca tivera antes. Os interesses de Gauss e Weber estavam no campo da eletrodinâmica e do magnetismo terrestre. Sua atividade teve não apenas resultados teóricos, mas também práticos. Em 1833 inventam o telégrafo eletromagnético. O primeiro telégrafo conectou o observatório magnético com a cidade de Neuburg. O estudo do magnetismo terrestre baseou-se tanto em observações no observatório magnético instalado em Göttingen quanto em materiais coletados em diferentes países pela "União para a Observação do Magnetismo Terrestre", criada por Humboldt após retornar da América do Sul. Ao mesmo tempo, Gauss cria um dos capítulos mais importantes da física matemática - a teoria do potencial. Os estudos conjuntos de Gauss e Weber foram interrompidos em 1843, quando Weber, juntamente com outros seis professores, foi expulso de Göttingen por assinar uma carta ao rei, que indicava violações da constituição por este último (Gauss não assinou as cartas) . Weber voltou a Göttingen apenas em 1849, quando Gauss já tinha 72 anos. Gauss morreu em 23 de fevereiro de 1855. Autor: Samin D. K.
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