Johann Carl Friedrich Gauss var en tysk matematiker och astronom som rankas som en av historiens mest inflytelserika matematiker. Ofta kallad Princeps matematik ("Prince of Mathematicians") och "största matematiker sedan antiken" gav han betydande bidrag till flera fält inklusive sifferteori, algebra, statistik, analys, geometri, astronomi och matristeori. Han föddes till fattiga arbetarklassföräldrar i Brunswick och började visa bevis på sitt geni medan han bara var ett litet barn. En barnbarn sägs ha korrigerat ett fel i sin fars löneberäkningar som en liten pojke på tre. Han började förvåna sina lärare med sin glans i skolan och gjorde sin första banbrytande matematiska upptäckt medan han fortfarande var tonåring. Trots att hans föräldrar var fattiga, hittade han en beskyddare i hertigen av Brunswick som erkände hans intelligens och skickade honom till det prestigefyllda universitetet i Göttingen. Så småningom etablerade han sig som en framstående matematiker i Tyskland och hans rykte spredde sig snart internationellt. Han gav anmärkningsvärda bidrag till nästan alla områden inom matematik, men hans favoritområde var nummerteori, ett område som han revolutionerade med sitt arbete på komplexa nummer. Han publicerade också många böcker inklusive 'Disquisitiones Arithmeticae' som betraktas som en av de mest inflytelserika matematikböcker som någonsin har skrivits.
Barndom och tidigt liv
Carl Gauss föddes den 30 april 1777 i Brunswick (Braunschweig) i hertigdömet Brunswick-Wolfenbüttel i en fattig familj. Han var hans enda föräldrar. Hans mamma var analfabet och registrerade inte ens hans födelsedatum. Senare beräknade Gauss själv datumet baserat på utdrag av information från hans mor.
Han var barnbarn och började visa tecken på sin glans som småbarn. Han var bara tre när han korrigerade ett fel i sin fars löneberäkningar. Som sjuåring bländade han sina skollärare genom att snabbt summera heltal från 1 till 100. Han kritiserade redan Euclids geometri när han var 12 år.
Trots att hans föräldrar var fattiga fann han lyckligtvis en vänlig beskyddare i hertigen av Brunswick som kände igen pojkens intellektuella förmågor och gav honom ekonomiskt stöd för att skaffa sig högre utbildning. Gauss deltog i Collegium Carolinum från 1792 till 1795, och University of Göttingen 1795 till 1798.
Som universitetsstudent började han upptäcka eller självständigt återupptäcka flera viktiga matematiska begrepp och teorem. Hans första stora verk inträffade 1796 när han demonstrerade att en regelbunden polygon på 17 sidor kan konstrueras av linjal och kompass ensam. Detta var en viktig upptäckt inom matematikområdet eftersom konstruktionsproblem hade förbryllade matematiker i århundraden.
I sin doktorsavhandling 1799 bevisade han den grundläggande satsen för algebra som säger att varje icke-konstant enkelvariabel polynom med komplexa koefficienter har minst en komplex rot. Han skulle framställa tre andra bevis i framtiden.
Karriär
Carl Gauss publicerade boken 'Disquisitiones Arithmeticae' (Arithmetical Investigations) 1801. Han introducerade symbolen '≡' för kongruens i denna bok och gav de två första bevisen på lagen om kvadratisk ömsesidighet.
Han hade också ett djupt intresse för teoretisk astronomi. Gauss gjorde en förutsägelse beträffande planetoidens Ceres läge, som först upptäcktes av astronomen Giuseppe Piazzi 1800. Ceres försvann dock bakom solen innan astronomerna kunde samla tillräckligt med data för att förutsäga det exakta datumet för dess återkomst. Gauss arbetade hårt med de begränsade tillgängliga uppgifterna och gjorde en förutsägelse.
Ceres återupptäcktes i december 1801, och dess position var nästan exakt där Gauss förutspådde - hans förutsägelse visade sig vara korrekt inom en halv grad. Gauss avslöjade emellertid inte sin beräkningsmetod och hävdade att han hade gjort de logaritmiska beräkningarna i hans huvud.
Hans verk från 1809 "Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientum" (Teorin om rörelse för de himmelska kropparna som rör sig i koniska sektioner runt solen) baserade sig på upptäckten av Ceres. Han introducerade vad som blev känt som Gauss gravitationskonstant i detta arbete.
År 1818 inledde Gauss en geodesisk undersökning av kungariket Hannover. Detta var ett långsiktigt projekt som varade till 1832. För att hjälpa undersökningen uppfann han heliotroppen - ett instrument som speglar solens strålar i en fokuserad stråle över stora avstånd för att mäta positioner.
På 1830-talet blev han intresserad av markmagnetism och deltog i den första världsomspännande undersökningen av jordens magnetfält. Under denna undersökning uppfann han magnetometern.
Han publicerade verket 'Dioptrische Untersuchungen' 1840 där han detaljerade den första systematiska analysen om bildandet av bilden under en paraxial tillnärmning. Han visade att under ett paraxialt tillnärmning kan ett optiskt system kännetecknas av dess kardinalpunkter.
Han blev en associerad medlem av Royal Institute of the Netherlands 1845. När institutet blev Royal Dutch Academy of Arts and Sciences 1851 anslöt han sig som utländsk medlem.
Stora verk
Hans lärobok om talteori, 'Disquisitiones Arithmeticae', diskuterade viktiga resultat i talteori som erhållits av framstående matematiker som Fermat, Euler, Lagrange och Legendre, tillsammans med Gauss egna viktiga nya resultat. Betraktad som mycket inflytelserik vid tidpunkten för sin första publicering, boken förblev inflytelserik fram till 1900-talet.
Carl Gauss formulerade Gauss lag som relaterade fördelningen av elektrisk laddning till det resulterande elektriska fältet. Lagen kan användas för att härleda Coulombs lag och vice versa.
Han uppfann heliotroppen, ett instrument som använder en spegel för att reflektera solljus över stora avstånd med syftet att markera positioner i en landundersökning. Heliotropes användes i undersökningar i Tyskland fram till slutet av 1980-talet, då GPS-mätningar ersatte användningen av heliotropen i långdistansundersökningar.
Utmärkelser och prestationer
1810 hedrades han med Lalande-priset av den franska vetenskapsakademin som erkännande av hans bidrag till astronomi.
Han tilldelades priset av danska vetenskapsakademin 1823 för sin studie av vinkelskyddande kartor.
Han presenterades Copley-medaljen av Royal Society, London, 1838 "för sina uppfinningar och matematiska undersökningar inom magnetism".
Personligt liv och arv
Carl Gauss första äktenskap var med Johanna Osthoff vilket resulterade i tre barn. Johanna dog 1809. Trots att han blev krossad låt han aldrig sina personliga tragedier påverka hans yrkesliv.
Han gifte sig senare med Johans bästa vän, Friederica Wilhelmine Waldeck. Han hade tre barn från detta äktenskap också. Hans andra hustru dog 1831 efter en lång sjukdom.
En av hans döttrar, Therese, tog hand om den åldrande matematikern under sina senare år. Han dog den 23 februari 1855, 77 år.
Carl Friedrich Gauss-priset för tillämpningar av matematik, som utnämndes till hans ära, lanserades 2006 av International Mathematical Union och German Mathematical Society för "enastående matematiska bidrag som har hittat betydande tillämpningar utanför matematiken".
Snabba fakta
Födelsedag: 30 april 1777
Nationalitet Tysk
Död vid ålder: 77
Soltecken: Taurus
Kallas också: Johann Carl Friedrich Gauss
Född i: Braunschweig, hertigdömet Brunswick-Wolfenbüttel, Holy Roman Empire
Berömd som Matematiker
Familj: make / ex-: Friederica Wilhelmine Waldeck (m.? –1831), Johanna Osthoff (m.? –1809) Död den: 23 februari 1855 dödsort: Göttingen, Hannover upptäckter / uppfinningar: Matematiska upptäckter Mer Faktautbildning: University of Helmstedt, Georg-August University of Göttingen awards: 1838 - Copley Medal
