Великие немецкие ученые

Леттерхаус, Бернхард (Letterhaus), (1894–1944), лидер католических профсоюзов, участник немецкого движения Сопротивления. Родился 10 июля 1894 в Рейнланде. Участник 1-й мировой войны. Получил тяжелое ранение на фронте, был награжден Железным крестом I степени. В период Веймарской

Бернхард Риман - выдающийся немецкий математик XIX века, сумевший за свою недолгую жизнь внести существенный вклад в формирование и развитие нескольких разделов математики. Недаром его имя носит целый ряд математических понятий: интеграл Римана, сфера Римана, риманово многообразие, риманова геометрия, тензор кривизны Римана, условия Коши - Римана - список можно продолжать.

Бернхард Риман (полное имя Георг Фридрих Бернхард Риман, нем. Georg-Friedrich-Bernhard Riemann) родился в 1826 году в деревне Брезеленц, близ Данненберга (земля Нижняя Саксония, Германия). Склонность к математике проявлялась у него еще в детстве, однако отец Римана, пастор местного прихода, желал видеть сына идущим по его стопам. В 1846 году Риман поступает в университет Гёттингена и изучает там философию и богословие. Параллельно он слушает лекции уже знаменитого Гаусса и в конце концов принимает решение посвятить себя математике. В 1847 году Риман перебирается в Берлинский университет - там он имеет возможность посещать лекции Дирихле, Штейнера, Якоби.

В 1849 Риман возвращается в Гёттинген, где знакомится со своим будущим учителем и близким другом - физиком В.Э. Вебером.

Работы Римана этого периода относятся к теории функций комплексного переменного. Риман закладывает основы теории многозначных комплексных функций, вводит понятие «римановой поверхности».

С 1854 года работает в Гёттингенском университете как приват-доцент, а с 1857 Риман - профессор университета.

В 1854 году в докладе «О гипотезах, лежащих в основании геометрии» Риман впервые рассматривает объекты и понятия, впоследствии получившие его имя: риманово многообразие, риманово пространство, риманова геометрия.

На рубеже 50х - 60х годов Риман публикует свои результаты в области теории чисел и формулирует знаменитую гипотезу (впоследствии - гипотеза Римана) о распределении нулей введенной им в рассмотрение дзета-функции (позднее также получившей имя Римана).

Перечисляя математические заслуги Римана, нельзя не сказать о его классических трудах по теории абелевых функций и по аналитической теории дифференциальных уравнений.

Трудно переоценить вклад Римана в формирование математического анализа в его классическом понимании. В частности, в 1853 году Риман дал свое определение интеграла, пригодное, в том числе, для функций, не являющихся непрерывными на отрезке; формулировал необходимые и достаточные условия интегрируемости функций. Сегодня интеграл Римана - одно из основных понятий классического математического анализа.

В 1862 Риман женится на Эльзе Кох, вскоре в семье родилась дочь Ида. Семейное счастье было, к сожалению, недолгим: в 1866 Риман скончался. Причиной его смерти стал туберкулез. Произошло это в д. Селаска, Италия, близ озера Лаго-Маджоре.

Георг Фридрих Бернхард Риман (нем. Georg Friedrich Bernhard Riemann; 17 сентября 1826 года, Брезеленц, Ганновер - 20 июля 1866 года, Селаска, Италия, близ Лаго-Маджоре) - немецкий математик, механик и физик. За свою короткую жизнь (всего 10 лет трудов) он преобразовал сразу несколько разделов математики. «Мы склонны видеть в Римане, может быть, величайшего математика середины XIX века, непосредственного преемника Гаусса», - отмечал академик П. С. Александров.

Биография

Родился в семье бедного пастора, вторым из шести его детей, в деревне Брезеленц, недалеко от Данненберга. Смог начать посещать школу лишь в 14 лет (1840). Мать Римана, Шарлотта Эбелль, умерла от туберкулёза, когда он ещё учился в школе; от этой же болезни умерли две его сестры (и, впоследствии, умрёт он сам).

Наклонности к математике проявлялись у молодого Римана ещё в детстве, но, уступая желанию отца, в 1846 году он поступил в Гёттингенский университет для изучения филологии и богословия. Однако здесь он слушает лекции К. Ф. Гаусса и принимает окончательное решение стать математиком.

В 1847 г. Риман переходит в Берлинский университет, где слушает лекции П. Г. Дирихле, К. Г. Я. Якоби и Я. Штейнера. В 1849 г. он возвращается в Гёттинген, где знакомится с Вильгельмом Вебером, который становится его учителем и близким другом; годом позже приобретает ещё одного друга - Рихарда Дедекинда.

В 1851 году Риман защищает диссертацию «Основания теории функций комплексной переменной», где впервые было введено понятие, позже получившее известность как риманова поверхность. В 1854-1866 гг. он работает в Гёттингенском университете.

Чтобы претендовать на должность экстраординарного профессора, Риман по уставу должен был выступить перед профессорским составом. Осенью 1853 года Риман читает в присутствии Гаусса исторический доклад «О гипотезах, лежащих в основании геометрии», с которого ведёт своё начало риманова геометрия. Доклад, впрочем, не помог - Римана не утвердили. Однако текст выступления был опубликован (хотя и с большим опозданием - в 1868 г.), и это стало эпохальным событием для геометрии. Всё же Риман был принят приват-доцентом Гёттингенского университета, где читает курс абелевых функций.

1859: после смерти Дирихле Риман - ординарный профессор Гёттингенского университета. Читает лекции по математической физике (изданы посмертно его учениками). Вместе с Дедекиндом совершает поездку в Берлинский университет, где общается с Вейерштрассом, Куммером, Кронекером. После чтения там знаменитой работы «О числе простых чисел, не превышающих заданной величины» избран членом Берлинской академии наук. Эта работа исследовала распределение простых чисел и свойства -функции (функции Римана).

1862: Женился на Эльзе Кох, подруге покойной сестры. У них родилась дочь Ида. К несчастью, вскоре после женитьбы Риман простудился и серьёзно заболел.

1866: Риман скончался в Италии от туберкулёза в возрасте неполных 40 лет. Дедекинд, со слов жены, так описал его смерть:

За день до своей смерти он лежал под смоковницей, его переполняла радость при виде великолепного пейзажа, он работал над своей последней книгой, к сожалению, оставшейся незаконченной. Кончина пришла тихо, без напряжения или агонии смерти; казалось, будто бы он с интересом следил, как душа расставалась с его телом; его жене пришлось дать ему хлеб и вино, он попросил её передать его любовь домашним, сказав: «Поцелуй наше дитя». Она читала вместе с ним молитву Господню, он не мог больше говорить; со словами «И остави нам долги наша» он благочестиво поднял глаза, она почувствовала, как его рука холодеет в её руке, и ещё через несколько вздохов, его чистое, благородное сердце перестало биться.

Посмертный сборник трудов Римана, подготовленный Дедекиндом, содержал всего один том. Могила Римана в Италии была заброшена и позже уничтожена при перепланировке кладбища, но надгробная плита уцелела и в наши дни установлена у стены кладбища.

Риман родился в Брезеленце – деревеньке в окрестностях Данненберга в Королевстве Гановер (ныне – Федеративная республика Германии). Фридрих Бернхард Риман, его отец, был бедным лютеранским священником, принимавшим участие в Наполеоновских войнах. Его мать, Шарлотта Эбелль, рано умерла. Бернхард был вторым из шестерых детей в семье. С ранних лет мальчик демонстрировал потрясающие математические способности и невероятные успехи в счёте, однако ребёнком он был застенчивым и пережил немало нервных срывов. Он был патологически робким человеком и страдал от боязни перед публичными выступлениями.

В средней школе Риман старательно изучает Библию, однако его неизменно влечёт к математике. Учителей поражала его способность решать сложнейшие математические задачи, в чём, зачастую, он превосходит своих преподавателей.

В 1846 г., в возрасте 19 лет, Риман начинает изучать теологию и филологию, намереваясь стать священником, но его учитель Гаусс, потрясённый способностями юноши к математике, настоятельно советует ему оставить теологическую стезю и сосредоточить усилия на точных науках.

В академии

В 1854 г. состоялась его первая лекция, которая очертила область геометрии Римана, лежащей в основе общей теории относительности Эйнштейна. В 1857 г., в Гёттингенском университете предпринимаются попытки присвоить учёному особое профессорское звание. И, хотя попытки не оканчиваются успехом, они открывают перед Риманом перспективу стабильного заработка. В 1859 г., всё в том же Гёттингене, Римана повышают в должности до главы отделения математики, и в том же году его избирают членом-корреспондентом Берлинской академии наук. Новоиспечённый член-корреспондент представляет Академии свой доклад «Определение числа простых чисел, меньших данной величины», который станет ключевым в развитии теории чисел. Риман также является одним их первых, применивших систему измерений выше трёх- и четырёх мерных измерений для объяснения физической реальности.

В 1866 г., в результате столкновения армий Пруссии и Гановера в ходе Австро-прусской войны, Риман вынужден бежать из Гёттингена.

Вклад Римана

Инновационные труды Римана заложили основу современной математики и различных исследовательских областей, включая математический анализ и геометрию. Его работы нашли применение в теориях алгебраической геометрии, геометрии Римана и теории комплексного многообразия. Адольф Хурвиц и Феликс Кляйн доступно изложили теорию римановых поверхностей. Этот аспект математических знаний является основой топологии, и по сей день широко применяется в современной математической физике. Риман также совершил ряд поворотных открытий в теории «действительного анализа».

Он ввёл «интеграл Римана», найденный посредством «сумм Римана», и вывел теорию тригонометрических рядов, отличную от рядов Фурье – первого шага на пути к теории обобщённых функций, а также определил «дифферинтеграл Римана-Лиувилля».

Много сделал Риман и для развития современной аналитической теории чисел. Он ввёл «дзета-функцию Римана» и объяснил её значение для понимания распределения простых чисел. Он также выдвинул ряд предположений о свойствах дзета-функции, одними из которых являются знаменитые «гипотезы Римана». Его труды вдохновляли работы Чарльза Лютвиджа Доджсона, более известного под именем Льюис Кэррол, – математика, написавшего популярные книги «Алиса в Стране чудес» и «Алиса в Зазеркалье».

Геометрия Римана

Наставник Римана, Гаусс, в 1853 г. советует ему писать “Habilitationsschrift” (докторскую диссертацию) по основам геометрии. После нескольких месяцев работы, Риман выдвигает собственную теорию многомерных пространств и в 1854 г. читает в Гёттингене лекцию, известную под названием “Über die Hypothesen welche der Geometrie zu Grunde liegen” («О гипотезах, лежащих в основах геометрии»). Она издаётся в 1868 г., т.е. через два года после вынужденного бегства Римана из родного города, и производит фурор в мире математики. Теория была признана одним из наиболее значимых достижений в геометрии.

Концепция многомерных пространств

Риман работал над получением многомерной таблицы чисел в любой точке пространства (т.е. тензора), с помощью которого можно проанализировать степень его изгиба и искривления. В конце концов, Риман приходит к заключению, что в четырёхмерном пространстве, вне зависимости от того, насколько оно искажено, необходима многомерная таблица из десяти чисел для определения свойств его множества. Это становится одной из важных основ геометрии, известной под названием «метрика Римана».

Личная жизнь

В июне 1862 г. Риман женится на Элизе Кох (сестре своего друга). Родившаяся в семье дочь была их единственным ребёнком.

Смерть и наследие

Осенью 1866 г. Риман подхватывает сильную простуду, переросшую в неизлечимую форму туберкулёза. Происходит это во время путешествия Римана с женой и трёхлетней дочерью по Италии. Жить учёному остаётся всего несколько недель. Римана похоронили на кладбище г. Биганзоло (Вербания). Вскоре, в Гёттингене, в его доме, горничная примется за наведение порядка. Среди мусора, она выкинет и несколько неизданных работ учёного. Риман никогда не позволял издавать свои неоконченные труды, а потому часть ценнейших математических знаний может быть утеряна для нас навсегда.

, механик и физик .

Риман был старшим сыном бедного пастора , вторым из шести его детей. Смог начать посещать школу лишь в 14 лет (1840). Мать Римана, Шарлотта Эбелль, умерла от туберкулёза, когда он ещё учился в школе; от этой же болезни умерли две его сестры и, впоследствии, умрёт он сам. Риман всю жизнь был очень привязан к своей семье .

Наклонности к математике проявлялись у молодого Римана ещё в детстве, но, уступая желанию отца, в 1846 году он поступил в Гёттингенский университет для изучения филологии, философии и богословия. Однако, увлечённый лекциями Гаусса , юноша принял окончательное решение стать математиком .

В 1851 году Риман защитил диссертацию «Основания теории функций комплексной переменной», его научным руководителем был Гаусс, высоко ценивший талант своего ученика. В диссертации впервые было введено понятие, позже получившее известность как риманова поверхность . В 1854-1866 годах Риман работал в Гёттингенском университете .

Чтобы претендовать на должность экстраординарного профессора , Риман по уставу должен был выступить перед профессорским составом. Осенью 1853 года Риман прочитал в присутствии Гаусса исторический доклад «О гипотезах, лежащих в основании геометрии», с которого ведёт своё начало риманова геометрия . Доклад, впрочем, не помог - Римана не утвердили. Однако текст выступления был опубликован (хотя и с большим опозданием - в 1868 году), и это стало эпохальным событием для геометрии. Всё же Риман был принят приват-доцентом Гёттингенского университета, где читает курс абелевых функций.

С 1859 года, после смерти Дирихле, Риман - ординарный профессор математики Гёттингенского университета, читает заодно лекции по математической физике (изданы посмертно его учениками). Вместе с Дедекиндом он совершил поездку в Берлинский университет , где общался с Вейерштрассом , Куммером , Кронекером . После чтения там знаменитой работы «О числе простых чисел, не превышающих заданной величины» Риман по рекомендации Вейерштрасса избран членом Берлинской академии наук (1859). Эта работа исследовала распределение простых чисел и свойства ζ-функции (функции Римана). В следующем 1860 году Риман был избран членом Парижской академии наук и Лондонского королевского общества .

В 1862 году Риман женился на Эльзе Кох, подруге покойной сестры. У них родилась дочь Ида. Вскоре после женитьбы Риман простудился и серьёзно заболел. Надеясь укрепить здоровье, Риман с женой в декабре 1862 года уехали в Италию (вначале на год с возвратом в Гёттинген, затем ещё на два года). В 1866 году Риман скончался в Италии от туберкулёза в возрасте неполных 40 лет.

Посмертный сборник трудов Римана, подготовленный Дедекиндом, содержал всего один том. Могила Римана в Италии была заброшена и позже уничтожена при перепланировке кладбища, но надгробная плита уцелела и в наши дни установлена у стены кладбища.

Исследования Римана относятся к теории функций комплексного переменного , геометрии , математической и теоретической физике , теории дифференциальных уравнений .

В знаменитом докладе «О гипотезах, лежащих в основании геометрии» (нем. Über die Hypothesen, welche der Geometrie zu Grunde liegen ) Риман определил общее понятие n -мерного многообразия и его метрику в виде произвольной положительно определённой квадратичной формы , что сейчас называется римановой метрикой (не путать с топологической метрикой). Далее Риман обобщил гауссову теорию поверхностей на многомерный случай; при этом был впервые введён тензор кривизны и другие понятия римановой геометрии . Существование метрики, по Риману, объясняется либо дискретностью пространства, либо некими физическими силами связи - здесь он предвосхитил общую теорию относительности . Альберт Эйнштейн писал: «Риман первый распространил цепь рассуждений Гаусса на континуумы произвольного числа измерений, он пророчески предвидел физическое значение этого обобщения евклидовой геометрии » .

Риман также высказал предположение, что геометрия в микромире может отличаться от трёхмерной евклидовой :

Эмпирические понятия, на которых основывается установление пространственных метрических отношений, - понятия твёрдого тела и светового луча, по-видимому, теряют всякую определённость в бесконечно малом. Поэтому вполне мыслимо, что метрические отношения пространства в бесконечно малом не отвечают геометрическим допущениям; мы действительно должны были бы принять это положение, если бы с его помощью более просто были объяснены наблюдаемые явления.

В другом месте этой же работы Риман указал, что допущения евклидовой геометрии должны быть проверены также и «в сторону неизмеримо большого», то есть в космологических масштабах . Глубокие мысли, содержащиеся в выступлении Римана, ещё долго стимулировали развитие науки.

Риман является создателем геометрического направления теории аналитических функций . Он ввёл носящие его имя поверхности (римановы поверхности) и разработал теорию конформных отображений .

При этом Риман развивает общую теорию многозначных комплексных функций, построив для них «римановы поверхности ». Он использует не только аналитические, но и топологические методы; позднее его труды продолжил Анри Пуанкаре , завершив создание топологии .

Труд Римана «Теория абелевых функций» был важным шагом в бурном развитии этого раздела анализа в XIX веке. Риман ввёл понятие рода абелевой функции, классифицировал их по этому параметру и вывел топологическое соотношение между родом, числом листов и числом точек ветвления функции.

Исследования Римана в области механики относятся к изучению динамики течений сжимаемой