Сто великих ученых

 

Гаусс считал, что может не торопиться с публикацией своих результатов, тридцать лет так и было. Но в 1827 году сразу два молодых математика — Абель и Якоби — опубликовали многое из того, что было им получено.

 

О работах Гаусса по неевклидовой геометрии узнали лишь при публикации посмертного архива. Так Гаусс обеспечил себе возможность спокойно работать отказом обнародовать свое великое открытие, вызвав несмолкающие по сей день споры о допустимости занятой им позиции.

 

С наступлением нового века научные интересы Гаусса решительно

сместились в сторону от чистой математики. Он много раз эпизодически

будет обращаться к ней, и каждый раз получать результаты, достойные

гения. В 1812 году он опубликовал работу о гипергеометрической функции. Широко известна заслуга Гаусса в геометрической интерпретации

комплексных чисел.

 

Новым увлечением Гаусса стала астрономия. Одной из причин, по

которой он занялся новой наукой, была прозаическая. Гаусс занимал скромное положение приват-доцента в Брауншвейге, получая 6 талеров в месяц.

Пенсия в 400 талеров от герцога-покровителя не настолько улучшила его

положение, чтобы он мог содержать семью, а он подумывал о женитьбе.

Получить где-нибудь кафедру по математике было не просто, да Гаусс и

не очень стремился к активной преподавательской деятельности. Расширяющаяся сеть обсерваторий делала карьеру астронома более доступной, і

 

Гаусс начал интересоваться астрономией еще в Геттингене. Кое-какие

наблюдения он проводил в Брауншвейге, причем часть герцогской пен-1

сии он израсходовал на покупку секстанта. Он ищет достойную вычислительную задачу.

 

Ученый вычисляет траекторию предполагаемой новой большой планеты. Немецкий астроном Ольберс, опираясь на вычисления Гаусса, нашел планету (ее назвали Церерой). Это была подлинная сенсация!

 

25 марта 1802 году  Ольберс открывает еще одну планету — Палладу.

Гаусс быстро вычисляет ее орбиту, показав, что и она располагается между Марсом и Юпитером. Действенность вычислительных методов Гаусса

стала для астрономов несомненной.

 

К Гауссу приходит признание. Одним из признаков этого было избрание его членом-корреспондентом Петербургской академии наук. Вскоре

его пригласили занять место директора Петербургской обсерватории. В то

же время Ольберс предпринимает усилия, чтобы сохранить Гаусса для

 

;САРЛ ГАУСС

 

193

 

Германии. Еще в 1802 году он предлагает куратору Геттингенского университета пригласить Гаусса на пост директора вновь организованной

обсерватории. Ольберс пишет при этом, что Гаусс «к кафедре математики

имеет положительное отвращение». Согласие было дано, но переезд состоялся лишь в конце 1807 году. За это время Гаусс женился. «Жизнь

представляется мне весной со всегда новыми яркими цветами», — восклицает он. В 1806 году умирает от ран герцог, к которому Гаусс, повидимому, был искренне привязан. Теперь ничто не удерживает его в

Брауншвейге.

 

Жизнь Гаусса в Геттингене складывалась несладко. В 1809 году после

рождения сына умерла жена, а затем и сам ребенок. Вдобавок Наполеон

обложил Геттинген тяжелой контрибуцией. Сам Гаусс должен был заплатить непосильный налог в 2000 франков. За него попытались внести деньги Ольберс и, прямо в Париже, Лаплас. Оба раза Гаусс гордо отказался.

Однако нашелся еще один благодетель, на этот раз — аноним, и деньги

возвращать было некому. Только много позднее узнали, что это был курфюрст Майнцский, друг Гёте. «Смерть мне милее такой жизни», — пишет

Гаусс между заметками по теории эллиптических функций. Окружающие

не ценили его работ, считали его, по меньшей мере, чудаком. Ольберс

успокаивает Гаусса, говоря, что не следует рассчитывать на понимание

людей: «их нужно жалеть и им служить».

 

В 1809 году выходит знаменитая «Теория движения небесных тел, обращающихся вокруг Солнца по коническим сечениям». Гаусс излагает

свои методы вычисления орбит. Чтобы убедиться в силе своего метода, он

повторяет вычисление орбиты кометы 1769 года, которую в свое время за

три дня напряженного счета вычислил Эйлер. Гауссу на это потребовался

час. В книге был изложен метод наименьших квадратов, остающийся по

сей день одним из самых распространенных методов обработки результатов наблюдений.

 

На 1810 год пришлось большое число почестей: Гаусс получил премию Парижской академии наук и золотую медаль Лондонского королевского общества, был избран в несколько академий.

 

Регулярные занятия астрономией продолжались почти до самой смерти. Знаменитую комету 1812 года (которая «предвещала» пожар Москвы!)

всюду наблюдали, пользуясь вычислениями Гаусса. 28 августа 1851 года

Гаусс наблюдал солнечное затмение. У Гаусса было много учеников-астРОНОМОВ: Шумахер, Герлинг, Николаи, Струве. Крупнейшие немецкие

геометры Мебиус и Штаудт учились у него не геометрии, а астрономии.

Он состоял в активной переписке со многими астрономами регулярно.

 

К 1820 году центр практических интересов Гаусса переместился в геоДезию. Геодезии мы обязаны тем, что на сравнительно короткое время

Математика вновь стала одним из главных дел Гаусса. В 1816 году он думае^ об обобщении основной задачи картографии — задачи об отображении

 

194

 

одной поверхности на другую «так, чтобы отображение было подобно отображаемому в мельчайших деталях»

 

В 1828 году вышел в свет основной геометрический мемуар Гаусса

«Общие исследования о кривых поверхностях». Мемуар посвящен внутренней геометрии поверхности, т. е. тому, что связано со структурой самой этой поверхности, а не с ее положением в пространстве.

 

Оказывается, «не покидая поверхности», можно узнать, кривая она

или нет. «Настоящую» кривую поверхность ни при каком изгибании нельзя

развернуть на плоскость. Гаусс предложил числовую характеристику меры

искривления поверхности.

 

К концу двадцатых годов Гаусс, перешедший пятидесятилетний рубеж, начинает поиски новых для себя областей научной деятельности Об

этом свидетельствуют две публикации 1829 и 1830 годов. Первая из них

несет печать размышлений об общих принципах механики (здесь строится «принцип наименьшего принуждения» Гаусса); другая посвящена изучению капиллярных явлений. Гаусс решает заниматься физикой, но его

узкие интересы еще не определились.

 

В 1831 году он пытается заниматься кристаллографией. Это очень трудный год в жизни Гаусса' умирает его вторая жена, у него начинается тяжелейшая бессонница. В этом же году в Геттинген приезжает приглашенный

по инициативе Гаусса 27-летний физик Вильгельм Вебер Гаусс познакомился с ним в 1828 году в доме Гумбольдта Гауссу было 54 года, о его

замкнутости ходили легенды, и все же в Вебере он нашел сотоварища по

занятиям наукой, какого он никогда не имел прежде

 

Интересы Гаусса и Вебера лежали в области электродинамики и земного магнетизма. Их деятельность имела не только теоретические, но и

практические результаты. В 1833 году они изобретают электромагнитный

телеграф. Первый телеграф связывал магнитную обсерваторию с городом

Нейбургом.

 

Изучение земного магнетизма опиралось как на наблюдения в магнитной обсерватории, созданной в Геттингене, так и на материалы, которые собирались в разных странах «Союзом для наблюдения над земным

магнетизмом», созданным Гумбольдтом после возвращения из Южной

Америки. В это же время Гаусс создает одну из важнейших глав математической физики — теорию потенциала.

 

Совместные занятия Гаусса и Вебера были прерваны в 1843 году, когда Вебера вместе с шестью другими профессорами изгнали из Геттингена

за подписание письма королю, в котором указывались нарушения последним конституции (Гаусс не подписал письма) Возвратился в Геттинген

Вебер лишь в 1849 году, когда Гауссу было уже 72 года.

 

Умер Гаусс 23 февраля 1855 года.

 

ГАНС ЭРСТЕД

 

(1777—1851)

 

 

 

 

«Ученый датский физик, профессор, — писал Ампер, — своим великим открытием проложил физикам новый путь исследований. Эти исследования не остались бесплодными; они привлекли к открытию множества

фактов, достойных внимания всех, кто интересуется прогрессом».

 

Ганс Христиан Эрстед родился 14 августа 1777 года на датском острове

Лангеланд в городке Рюдкобинг в семье бедного аптекаря. Семья постоянно испытывала нужду, так что начальное образование братьям Ганса

Христиану и Андерсу, пришлось получать где придется городской парикмахер учил их немецкому языку, его жена — датскому, пастор маленькой

церквушки научил их правилам грамматики, познакомил с историей и

литературой, землемер научил сложению и вычитанию, а заезжий студент

впервые рассказал им удивительные вещи о свойствах минералов, посеял

любопытство и приучил любить аромат тайны

 

Уже в двенадцать лет Ганс был вынужден встать за стойку отцовской

аптеки Здесь медицина надолго пленила его, потеснив химию, историю,

литературу, и еще более укрепила в нем уверенность в его научном предназначении. Он решает поступать в Копенгагенский университет, но попрежнему одержим сомнениями: что изучать9 Он берется за все — медицину, физику, астрономию, философию, поэзию

 

Ганс был счастлив в университетских стенах Ученый писал позднее,

^о, для того  чтобы юноша был абсолютно  свободен, он должен наслаждаться  в великом царстве мысли и  воображения, где есть борьба, где есть

свобода высказывания, где побежденному дано право восстать и бороться

^ова. Он жил, упиваясь  трудностями и своими первыми  небольшими

Победами, обретением новых истин и устранением предыдущих ошибок.

 

196

 

Чем он только не занимался. Золотая медаль университета 1797 года была

присуждена ему за эссе «Границы поэзии и прозы». Следующая его работа, также высоко оцененная, касалась свойств щелочей, а диссертация, за

которую он получил звание доктора философии, была посвящена медицине. Он разбрасывался и, казалось, заранее ставил крест на своей научной карьере, предпочитая разносторонность профессионализму.

 

Девятнадцатый век заявил о себе новым образом жизни и мыслей,

 

новыми социальными и политическими идеями, новой философией, новым восприятием искусства и литературы. Все это захватывает Ганса. Он

стремится попасть туда, где бурлит жизнь, где решаются главные научные

и философские вопросы — в Германию, Францию, другие европейские

страны. Дания, конечно, была в этом смысле европейской провинцией

Эрстед не хотел и не мог там оставаться.

 

В двадцать Эрстед получил диплом фармацевта, а в двадцать два года ~

степень доктора философии. Блестяще защитив диссертацию, Ганс едет

по направлению университета на стажировку во Францию, Германию,

Голландию. Там Эрстед слушал лекции о возможностях исследований

физических явлений с помощью поэзии, о связи физики с мифологией

Ему нравились лекции блиставших с трибун философов, но он никогда не

смог бы согласиться с ними в отказе от экспериментального исследования

физических явлений. Его поразил Шеллинг, как ранее поразил Гегель, и,

прежде всего, шеллинговская идея о всеобщей связи явлений. Эрстед увидел в ней оправдание и смысл своей кажущейся разбросанности — все

изучавшееся им оказывалось по этой философии взаимосвязанным и взаимообусловленным. Он стал одержим идеей связи всего со всем. Быстро

нашлась и родственная душа, мыслящая так же, как и он, столь же разбросанная и романтичная. Это был немецкий физик Риттер, изобретатель аккумулятора, гениальный фантазер, генератор сумасброднейших идей. Он,

например, «вычислил» (исходя из сугубо астрономических соображений),

что эпоха новых открытий в области электричества наступит в 1819 или

1820 году. И это предсказание действительно сбылось: открытие произошло в 1820 году, сделал его Эрстед, но Риттеру не пришлось быть свидетелем — он умер за десять лет до этого.

 

В 1806 году Эрстед становится профессором Копенгагенского университета. Увлекшись философией Шеллинга, он много думал о связи между

теплотой, светом, электричеством и магнетизмом. В 1813 году во Франции выходит его труд «Исследования идентичности химических и электрических сил». В нем он впервые высказывает идею о связи электричества

и магнетизма. Он пишет: «Следует испробовать, не производит ли электричество... каких-либо действий на магнит...» Его соображения были простыми: электричество рождает свет — искру, звук — треск, наконец, оно

может производить тепло — проволока, замыкающая зажимы источника

тока, нагревается. Не может ли электричество производить магнитных

 

ГАНС ЭРСТЕД 197

 

действий? Говорят, Эрстед не расставался с магнитом. Тот кусочек железа

должен был непрерывно заставлять его думать в этом направлении.

 

Идея связи электричества и магнетизма, восходящая к простейшему

сходству притяжения пушинок янтарем и железных опилок магнитом,

носилась в воздухе, и многие лучшие умы Европы были ею увлечены.

 

Сегодня любой школьник без труда воспроизведет опыт Эрстеда, продемонстрирует «вихрь электрического конфликта», насыпав на картон,

через центр которого проходит проволока с током, железные опилки.

 

Но обнаружить магнитные действия тока было нелегко. Их пытался

обнаружить русский физик Петров, соединяя полюсы своей батареи железными и стальными пластинками. Он не обнаружил никакого намагничивания пластинок после нескольких часов пропускания через них тока.

Имеются сведения и о других наблюдениях, однако с полной достоверностью известно, что магнитные действия тока наблюдал и описал Эрстед.

 

15 февраля 1820 года  Эрстед, уже заслуженный профессор  химии Копенгагенского университета, читал своим студентам лекцию. Лекция сопровождалась демонстрациями. На лабораторном столе находились  источник тока, провод, замыкающий  его зажимы, и компас. В то время,