Равносторонний семнадцатиугольник Гаусса
Гаусс Карл Фридрих, гравюра Дженсена, XIX век.
«Мои результаты мне давно известны, я только не знаю, как я к ним приду».
Кто бы мог подумать, что придут такие времена, когда эталон жизнерадостности и дружелюбия Карл Фридрих Гаусс от отчаяния напишет: «Смерть мне милее такой жизни». Ведь всего лишь четыре года назад он, окрыленный любовью жених, был обвенчан с любимой Иоганной. Обстоятельства разлучили их, но лишь только они оказались вместе, как ему было суждено проводить её в последний путь. Чуть позже умер и ребенок, подарив жизнь которому скончалась любимая жена.
Сквозь горькую удрученность он думает, что возможно зря не принял приглашение из России, куда зазывали его то в Петербургскую академию наук, то в обсерваторию. Ведь возможно хоть до России не доберется этот одержимый француз, покоривший всю Европу. На войне с Наполеоном скончался покровитель Гаусса с юных лет – Карл Вильгельм Фердинанд, герцог Брауншвейгский. Только к нему без душевных терзаний Гаусс мог бы обратиться за помощью. Ведь император французов обложил маленький Геттинген непосильной контрибуцией. При этом «долг» скромного профессора Гаусса, который он ни у кого не брал, потянул на приличное состояние – многодетному ученому приказано было уплатить 2000 франков.
И всё же эти ужасные слова о милой смерти Карл Гаусс пишет на полях заметок по теории эллиптических функций. Он продолжат заниматься наукой, так любимой с детства…
Уж, что было дадено – того не отнять. Маленького Карла, который родился в 1777 году в немецком городе Брауншвейге, буквы и цифры развлекали лучше всяких игрушек. Затаив дыхание, он следил как отец – водопроводчик и прочих строительных искусств мастер – выводит нехитрые расчеты конструкций или просчитывает скудный семейный бюджет. Однажды Карл подметил ошибку в расчетах отца, не ведая, что спас семью от разорения. За это отец ему подарил серебряный талер. Эту первую награду, заработанную познаниями в математике, Гаусс хранил всю жизнь.
Позже Карл сразил своего учителя в народной школе тем, что моментально вывел для себя еще неизвестную формулу арифметической прогрессии. Однако при переходе в гимназию в 1788 году Гаусса всё больше увлекает филология. Мастерством устного счета он лишь развлекает местную знать. Именно тогда Карл получает своего покровителя – местного герцога, который не дает юному дарованию сгинуть в безвестности и оплачивает его обучение в Гёттингенском университете с 1795 по 1798 год.
Здесь Гаусс снова всецело погружается в изучение математики. Уже в 1796 году он с помощью циркуля и линейки строит правильный семнадцатиугольник. Эта работа ознаменовала возвращение Гаусса к прежнему пристрастию к точной науке. Уподобляясь Архимеду с его шаром и цилиндром, именно семнадцатиугольник Гаусс завещал изобразить на своем надгробии, что и было сделано спустя 59 лет. В том же году, не достигнув 19 лет, он делает второе открытие – доказывает «золотую» теорему квадратичного закона взаимности.
Улицы города Брауншвейга.
В 1798 году Гаусс возвращается на родину в Брауншвейг. К тому времени он закончил фолиант «Арифметические исследования», который был издан спустя три года не без помощи герцога. Покровитель также помогает Карлу в 1799 году с печатью докторской диссертации по основной теореме алгебры, защитив которую Гаусс становится приват-доцентом Брауншвейгского университета.
В 1801 году ученый мир потрясен методом Гаусса по вычислению орбит планет. Дело в том, что, едва открыв планету Цецеру, астроном Ольберс потерял её из виду. На помощь коллеге устремляются ведущие астрономы всего мира, но тщетно. А указывает на Цецеру, после относительно недолгих расчетов, Гаусс. К Карлу Фридриху приходит признание. И в первых рядах почитателей была Петербургская Академия наук. Тем временем, благодаря увеличению дотаций попечителя герцога, Гаусс всецело погружается в астрономию.
1805 год приносит ему счастливый брак, в последствие которого рождаются трое детей. В 1806 году скончался герцог Брауншвейгский. Во избежание утечки светлого ума Гаусса в Петербург, ему предлагают альтернативные должности профессора университета и директора лаборатории в Гёттингене.
И тут пришел Наполеон! Германия погружается в хаос и разруху. Наложенную на Гаусса часть контрибуции победителю предлагают возместить и Ольберс, и Лаплас. Однако Карл гордо отвергает помощь. Внезапно его долг покрывает аноним. Тайное стало явным многие годы спустя – помощь оказал друг Гёте курфюрст Майнцский.
Разграбление родины, покрытой теперь смрадным туманом пожарищ, и унижение, нанесенное беспринципным завоевателем Карлу, оказываются не последним испытанием. Всё кажется нелепицей обстоятельств по сравнению с его новой невосполнимой утратой. Гораздо большие мучения и страдания приносит ему скоропостижная смерть жены Иоанны. И лишь подруга усопшей супруги Мина Вальдек делит с Гауссом боль потери и помогает с воспитанием детей. Вскоре, в 1810 году она становиться второй женой Карла Фридриха и новый брак приносит Гауссу еще трех наследников.
Между тем, в 1809 году выходит в свет «Теория движения небесных тел», которая посвящена методу исчисления орбит. Гаусс исследует орбиты комет, публикует работы по математике. Приходят и новые почести: премии, медали, членство во многих академиях. В 20-х годах Карл, закладывая основы высшей геодезии, пишет геометрический мемуар «Исследования относительно кривых поверхностей», а также открывает гауссовы комплексные целые числа, как их называют сегодня.
Смерть второй жены Мины в 1831 году потрясла Гаусса настолько, что у него началась ужасная бессонница. Позади более двадцати лет счастливо прожитых с заботливой и чуткой женщиной. Его дети уже достаточно выросли и окрепли для самостоятельной жизни. Карл остается один и будто теряет опору. Всё хорошее в своей жизни он олицетворяет с прошлым и своими мрачными мыслями едва не загоняет себя в могилу.
Геттингенский университет.
И снова из жестокой депрессии его вытягивает работа. В Геттинген по инициативе Гаусса был приглашен Вильгельм Вебер, и с той поры сфера научных пристрастий Карла пополняется исследованиями электромагнетизма. 1832 год ознаменовывается появлением «Теории биквадратичных вычетов» и созданием системы мер с новыми единицами: секундой, миллиметром и килограммом. Совместно с Вебером Гаусс изобретает и строит телеграф, выполняет массу работ по магнетизму, создает магнитную обсерваторию. Однако их творческий тандем просуществовал не так долго – в 1937 году Вебер подписывает письмо королю о его антиконституционной деятельности, отказывается принести ему присягу, и его увольняют.
Гаусс не останавливается. Его талант перенесен на теорию построения изображений в сложных оптических системах, которая была разработана в 1840 году. В шестьдесят два года Гаусс увлекается русским языком. Лишь после его смерти прояснилась причина столь позднего увлечения – Гаусс читает геометрию Лобачевского. В ней он находит подтверждение своих неопубликованных мыслей:
«…Мы должны признаться честно и откровенно, что в существенном мы нисколько не ушли в две тысячи лет дальше Эвклида. Такое откровенное и лишенное всяких обиняков признание кажется нам более соответствующим достоинству науки, чем тщетные старания скрыть пробел, который мы не можем наполнить под не выдерживающею критики сетью видимых доказательств».
Именно Гаусс рекомендует избрать Лобачевского иностранным членом-корреспондентом Гёттингенского королевского общества.
Последние разработки Карла Фридриха относятся к теории страхования, которую он дополнил при реорганизации Фонда поддержки вдов и детей профессоров.
Могила Карла Гаусса.
В феврале 1855 года над одной из свежих могил на кладбище в Геттингене появился семнадцатиугольник. После смерти Гаусса были тщательно изучены его многочисленные научные дневники, ведь существовало небезосновательное мнение, что большую часть своих разработок Карл не показывал ученому миру. Как истинный мастер Гаусс всегда стремился к совершенству, а эти труды, по его мнению, выглядели незавершенными.