$$_

 CARL FRIEDRICH GAUSS

Deși este cel mai cunoscut ca unul dintre cei mai mari matematicieni ai tuturor timpurilor, Carl Friedrich Gauss a fost, de asemenea, un pionier în studiul magnetismului și electricității.

Pentru o analiză extinsă a magnetismului terestru, el a inventat un tip timpuriu de magnetometru , un dispozitiv care măsoară direcția și intensitatea unui câmp magnetic. Gauss a dezvoltat, de asemenea, un sistem consistent de unități magnetice și, împreună cu Wilhelm Weber, a construit unul dintre primele telegrafe electromagnetice. Legile lui Gauss care descriu fluxurile magnetice și electrice au servit drept parte a fundației pe care James Clerk Maxwell și-a dezvoltat faimoasele ecuații și teoria electromagnetică.

Johann Friedrich Carl Gauss s-a născut în 1777 într-o familie săracă din Brunswick, Germania. Băiatul a fost considerat un copil minune în matematică. Abilitățile uimitoare de calcul ale lui Gauss au stârnit interesul profesorilor săi, iar copilul a primit o educație solidă în ciuda lipsei de bani. Profesorii săi i-au dat manuale avansate și l-au introdus în munca unor matematicieni proeminenți ai vremii. Abilitățile lui Gauss în acest domeniu, precum și familiaritatea sa cu limbi străine, i-au adus în cele din urmă patronajul Ducelui de Brunswick. Acești fonduri i-au permis lui Gauss să studieze la Brunswick Collegium Carolinum, apoi la Universitatea din Göttingen în 1795. Acolo și-a continuat studiile matematice până în 1798.

În timp ce era încă student la Göttingen, Gauss a adus mai multe contribuții importante la matematică. În 1796, a demonstrat că heptadecagonul (un poligon cu 17 laturi) este construibil geometric. El a considerat descoperirea sa, care le scăpase oamenilor de știință și matematicienilor timp de mii de ani, de o asemenea semnificație încât a cerut ca un heptadecagon să fie înscris pe piatra sa funerară când a murit. Sarcina părea însă prea descurajantă pentru pietrarii de la acea vreme. Tot în 1796, a avansat teoria numerelor prin dezvoltarea aritmeticii modulare și formularea legii reciprocității pătratice, a demonstrat o teoremă a numerelor prime și a descoperit că toate numerele întregi pot fi reprezentate ca o sumă de cel mult trei numere triunghiulare. Multe alte descoperiri matematice au urmat curând, deși când Gauss a părăsit Göttingen, nu obținuse încă o diplomă. La cererea patronului său, Gauss a prezentat o teză de doctorat la Universitatea din Helmstedt, care i-a acordat o diplomă pentru demonstrația sa inițială a teoremei fundamentale a algebrei (avea să îmbunătățească această demonstrație de-a lungul vieții).

Cu doctoratul în mână, lui Gauss i s-a asigurat patronajul continuu al ducelui, permițându-i să-și urmeze interesele matematice și științifice fără prea multe griji pentru bani. În 1801, a publicat două lucrări notabile. Una a fost Disquisitiones arithmeticae , un tratat pe care îl începuse cu câțiva ani înainte și care era un tratament cuprinzător al teoriei numerelor. În acesta, Gauss a relatat munca predecesorilor săi matematicieni, dar a corectat și toate erorile și deficiențele pe care le-a găsit și a inclus propriile sale contribuții noi la acest subiect. Tratatul a servit drept text fundamental în teoria numerelor pe parcursul majorității secolului al XIX-lea.

A doua publicație majoră a lui Gauss, din 1801, a reflectat interesul său tot mai mare pentru astronomie. În 1800, asteroidul Ceres fusese descoperit de Giuseppe Piazzi, un astronom din Italia. Descoperirea a stârnit interesul comunității științifice, dar Ceres s-a mutat în spatele soarelui înainte ca cineva să poată calcula orbita sa foarte precis. Drept urmare, nimeni nu știa unde să caute asteroidul când a reapărut, deși numeroși oameni de știință au încercat. Gauss a fost primul care a reușit sarcina, care a necesitat utilizarea metodei de aproximare a celor mai mici pătrate și o estimare îmbunătățită a formei orbitei. Când Gauss și-a publicat descoperirea, a câștigat o largă recunoaștere și a devenit căutat pentru abilitățile sale în astronomie. A refuzat mai multe oferte de a conduce observatoare străine datorită loialității sale față de patronul său german. În 1807, Gauss a acceptat un post la observatorul din Göttingen, pe care l-a îmbunătățit considerabil de-a lungul anilor. Cercetările sale de acolo au dus la scrierea unui număr de alte lucrări legate de astronomie.

Gauss și-a îndreptat adesea atenția către proiecte pe care le considera importante pentru societate, pe lângă cele care pur și simplu i-au stârnit interesul științific. Un astfel de proiect a fost un studiu geodezic amănunțit al orașului Hanovra. Întreprinderea complexă și anevoioasă a început în 1818 și nu a fost finalizată decât în 1832. Dificultățile pe care le-a prezentat l-au stimulat pe Gauss să dezvolte diverse îmbunătățiri în domeniul topografiei. În special, a inventat heliotropul (un dispozitiv care folosea o oglindă pentru a mări razele soarelui pentru a trimite semnale către observatorii îndepărtați), a avansat înțelegerea suprafețelor curbe și a sugerat metode îmbunătățite de cartografie.

Spre sfârșitul proiectului său de topografie, Gauss l-a cunoscut pe Wilhelm Weber, profesor de fizică la Universitatea din Göttingen. Cei doi oameni de știință împărtășeau un interes pentru electricitate și magnetism și au dezvoltat rapid o prietenie. Asocierea lor a dus la o serie de progrese în aceste domenii. La scurt timp după ce s-au întâlnit, Gauss și Weber au început să lucreze la magnetismul terestru și, mai târziu, au descoperit legile lui Kirchhoff despre circuitele electrice. Pentru a accelera comunicarea, Gauss și Weber au construit și un sistem telegrafic care lega laboratorul lui Weber de observatorul aflat la aproape o milă distanță.

Atât Gauss, cât și Weber au recunoscut că măsurătorile precise erau esențiale pentru obținerea rezultatelor consistente necesare dezvoltării și verificării legilor științifice. Drept urmare, au dezvoltat noi sisteme de unități pentru electricitate și magnetism. La începutul anilor 1830, Gauss a definit un sistem de unități magnetice bazat pe lungime, masă și timp. Weber a definit o serie de unități electrice câțiva ani mai târziu. Aceste sisteme au servit drept bază pentru prima încercare de standardizare a terminologiei și definițiilor, efectuată de Comitetul pentru Standarde Electrice al Asociației Britanice în anii 1860. În cele din urmă, gauss a fost adoptat ca termen utilizat în sistemul de unități cgs (centimetru-gram-secundă) pentru a descrie o unitate de densitate a fluxului magnetic sau inducție magnetică. Ambii bărbați au dezvoltat, de asemenea, instrumente de măsurare mai sensibile. În 1833, Gauss a publicat descrierea unui dispozitiv pe care l-a numit magnometru , mai cunoscut astăzi sub numele de magnetometru. Weber a dezvoltat ulterior electrodinamometrul , care folosea câmpurile magnetice interactive ale două bobine pentru a măsura curentul electric și tensiunea.

După ce Weber a fost demis din funcție în 1837, cercetările lui Gauss au început să se diminueze. Cu toate acestea, a continuat să corespondeze cu alți oameni de știință timp de mulți ani, subliniind adesea defectele din lucrările lor sau insinuând că făcuse aceeași descoperire anterior. Perfecționist în suflet, ezitarea lui Gauss de a publica orice nu era ireproșabil l-a împiedicat să facă publice multe dintre descoperirile sale. Multe dintre opiniile și calculele sale nu au fost descoperite decât după moartea sa, după ce notițele și alte scrieri nepublicate au fost citite cu atenție.

În viața sa personală, Gauss s-a confruntat cu probleme mai greu de rezolvat decât provocările sale matematice. A supraviețuit a două soții și a doi dintre cei șase copii ai săi și, se pare, a fost afectat de depresie uneori. După moartea celei de-a doua soții, în 1832, fiica sa a preluat treburile casnice. Ea a locuit cu tatăl ei și a avut grijă de el până când acesta a murit, pe 23 februarie 1855.