"Король математиков" Карл Гаусс: в 7 лет сложил все числа, в 24 – нашел потерянную планету

30 апреля 1777 года в немецком городе Брауншвейг родился будущий "король математиков" Карл Фридрих Гаусс. Математик, физик, астроном и геодезист — он считается одним из величайших ученых в истории человечества. С именем Гаусса связаны фундаментальные исследования почти во всех основных областях математики: в алгебре, теории чисел, дифференциальной и неевклидовой геометрии, математическом анализе, теории вероятностей, а также в аналитической и небесной механике, астрономии, физике и геодезии.

Гаусса часто называют "королем математиков" и одним из лучших математиков всех времен наряду с Архимедом и Ньютоном. Знаменитый ученый сделал немало важных открытий, но из-за перфекционизма Гаусса они далеко не сразу стали достоянием общественности, пишет Фокус.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Вундеркинд Карл Фридрих Гаусс

Гаусс родился в бедной семье в Брауншвейге. Его отец был садовником и каменщиком, а мать едва умела читать. Будучи неграмотной, мать не записала дату рождения сына, запомнив только, что он родился за 8 дней до праздника Вознесения, который отмечается спустя 40 дней после Пасхи. В 1799 году Гаусс вычислил точную дату своего рождения, разработав метод определения даты Пасхи на любой год.

В 3 года Гаусс нашел ошибку в расчетной книге отца. В этом возрасте будущий великий ученый уже умел читать, писать и считать.

В 7 лет — удивил своего учителя в школе, очень быстро сложив все числа от 1 до 100. Вундеркинд после расчетов в уме в итоге получил сумму 5050. До самой старости Гаусс делал большую часть вычислений в уме.

С 1792 по 1795 год Гаусс учился в среднем специальном учебном заведении Collegium Carolinum, которое теперь известно, как Брауншвейгский технический университет. С 1795 по 1798 год Гаусс учился в Геттингенском университете, где в 1799 году защитил докторскую диссертацию.

С 1806 года и до своей смерти в 1855 году Гаусс работал директором обсерватории в Геттингене. Король Ганновера Георг V после смерти ученого приказал отчеканить в его честь медаль, на которой были выгравированы портрет Гаусса и почетный титул Mathematicorum Princeps, то есть, "Король математиков".

Карл Фридрих Гаусс: если бы не перфекционизм, прорыв в математике случился бы раньше

С 18-летнего возраста Гаусс начал записывать свои научные открытия в специальные дневники. Ученый никогда не публиковал научную работу, пока не доводил ее до совершенства. Из-за этого многие великие открытия ученого были найдены в дневниковых записях лишь после его смерти. Если бы не перфекционизм Гаусса, то, возможно, математика ушла бы вперед на 50 лет раньше. Изучение архива Гаусса показало, что он медлил с публикацией ряда своих открытий, и в результате его опередили другие математики.

Карл Фридрих Гаусс: главные научные открытия

Математика

• В 19 лет Гаусс доказал возможность построения правильного 17-угольника с помощью только циркуля и линейки. Это был первый прорыв в геометрии такого рода со времен Древней Греции. Ученый настолько гордился этим достижением, что завещал выгравировать правильный 17-угольник, вписанный в круг, на своей могиле.
• В своей докторской диссертации Гаусс впервые доказал основную теорему алгебры. Он первым представил строгое доказательство того, что любое многочленное уравнение имеет хотя бы один комплексный корень.
• В 24 года математик опубликовал одну из своих главных научных работ – "Disquisitiones Arithmeticae". В ней Гаусс заложил основы современной теории чисел.
• Гаусс впервые начал изучать внутреннюю геометрию поверхностей. Он открыл характеристику поверхности (гауссову кривизну), которая не изменяется при изгибаниях, тем самым заложив основы римановой геометрии. Гаусс развил метод конформного отображения, которое в картографии сохраняет углы, но искажает расстояния.
• Работы Гаусса по дифференциальной геометрии дали мощный толчок развитию этой науки. Также он создал новую науку — высшую геодезию.
• Гаусс первым создал основы неевклидовой геометрии.

Статистика и вероятность

• Для минимизации влияния ошибок при обработке данных измерений Гаусс придумал метод наименьших квадратов, который сейчас повсеместно применяется в статистике.
• Ученый разработал концепцию нормального распределения (колоколообразной кривой), широко используемую в статистике и теории вероятностей.

Астрономия и физика

• В 1801 году была впервые обнаружена карликовая планета Церера, которая в то время считалась огромным астероидом. Но вскоре Цереру астрономы не смогли увидеть из-за близости к Солнцу. Гаусс проделал сложнейшие вычисления, используя свои новые математические методы и знания в орбитальной механике, и указал точное местоположение Цереры. Она была вскоре снова обнаружена именно в том месте, где указал ученый.
• В астрономии Гаусс, в первую очередь, интересовался небесной механикой, изучал орбиты планет и их возмущения. Он предложил теорию учета возмущений орбит и неоднократно доказывал ее эффективность.
• В физике Гаусс заложил основы математической теории электромагнетизма и первым ввел понятие потенциала электрического поля.
• Ученый сформулировал закон Гаусса — фундаментальный закон электродинамики.
• Гаусс создал абсолютную систему мер, введя три основные единицы: единицу длины — 1 мм, единицу времени — 1 с, единицу массы — 1 мг. Эта система послужила прообразом системы единиц СГС. В этой системе единица измерения магнитной индукции называется Гаусс.
• Гаусс вместе с Вильгельмом Вебером построил первый в Германии электромагнитный телеграф и внес значительный вклад в изучение магнетизма.