1777–1855

Он был единственным сыном бедных родителей, но стал отцом шестерых детей и знаменитым на весь мир учёным. Он легко производил в уме сложнейшие вычисления, но при этом долго не мог сделать выбор между филологией и математикой. Ему было присуще здоровое чувство юмора и ярчайший интеллект, благодаря которому ещё при жизни его прозвали «принцем математиков». Он говорил, как минимум, на четырёх языках и сделал открытия в астрономии, оптике, дифференциальной геометрии, статистике, геофизике и геодезии. Он также заявлял: «Есть задачи, решению которых я бы приписал бесконечно большую важность по сравнению с задачами математическими, например, задачи, связанные с этикой, или нашим отношением к Богу, или касающиеся нашей судьбы и нашего будущего; но их решение лежит полностью за нашими пределами и абсолютно за рамками науки». Он – это Иоганн Карл Фридрих Гаусс.

Гаусс родился 30 апреля 1777 г. в бедной семье, проживавшей в немецком Брауншвейге. Его дед был крестьянином, а отец – садовником, каменщиком и смотрителем каналов. Мать будущего гения была неграмотной женщиной, не знавшей даты своего рождения, но утверждавшая, что родилась в среду, за восемь дней до праздника Вознесения, наступающего через 40 дней после Пасхи. Позже Гаусс решит эту головоломку о дате рождения, выведя формулу вычисления даты празднования Пасхи в зависимости от года.

Взрослые рано заметили необычные способности малыша. В три года он уже читает и пишет, а что касается математики, то даже отваживается исправлять счётные ошибки отца. Говорят, что в школьные годы, учитель дал классу, где учился Гаусс, задание – найти сумму чисел от 1 до 100. Наш герой заметил, что суммы чисел с противоположных концов такого ряда одинаковы: 1+100=101, 2+99=101 и т. д. Он мгновенно получил результат, открыв за считанные секунды формулу суммы арифметической прогрессии. Практически до самой старости Гаусс большую часть вычислений производил в уме. В одиннадцатилетнем возрасте Карл Фридрих переходит в гимназию. Здесь, уйдя с головой в изучение языков, он настолько увлёкся ими, что уже не знал, избрать ли карьеру филолога или посвятить себя математике.

Школьные учителя были настолько впечатлены математическими и лингвистическими способностями будущего учёного, что обратились к Карлу Вильгельму Фердинанду – герцогу Брауншвейгскому с просьбой о поддержке, и тот дал деньги на продолжение обучения Гаусса в школе и, позднее, с 1795 по 1798 гг. – в Гёттингенском университете. Буквально через год после начала учёбы в Гёттингене юный гений изобретает способ построения с помощью циркуля и линейки правильного семнадцатиугольника. Этим открытием, которое позже он опишет в своём труде «Арифметические исследования», Гаусс очень дорожил и завещал изобразить на его могиле правильный 17-угольник, вписанный в круг. Более того, ему удалось решить древнюю задачу о возможности построения циркулем и линейкой правильного многоугольника с заданным числом сторон. Гаусс назвал все числа, при которых можно построить правильный многоугольник – пять так называемых гауссовых простых чисел: 3, 5, 17, 257 и 65337, а также умноженные на любую степень двойки произведения различных (не повторяющихся) гауссовых чисел. К примеру, построить с помощью циркуля и линейки правильный 255-угольник можно (255 = 3 х 5 х 17), а правильный 7-угольник – нет, поскольку семь – не гауссово простое число. К слову, именно это открытие сыграло ключевую роль в решении Гаусса стать математиком, отложив в сторону мечты о филологии.

В 1799 г. 22-летний Гаусс получает степень доктора в университете Хельмштадта. В том же году он доказывает основную теорему алгебры, согласно которой число корней многочлена (действительных и комплексных) равно степени многочлена (при подсчёте числа корней кратный корень учитывается столько раз, какова его степень). Причём, вслед за первым доказательством позже Гаусс предоставил ещё 4 варианта.

Успехи Гаусса замечают и в России: в 1801 г. его избирают членом-корреспондентом Петербургской Академии наук. В том же году, узнав об открытии малой планеты Церера, которую астрономы потеряли из виду вскоре после обнаружения, молодой математик всего за несколько часов проделал сложнейшие вычисления и с исключительной точностью назвал место, где искать «пропажу»: там она и оказалась.

В 1805 г. Гаусс женился на Иоганне Остгоф, которая подарила ему трёх детей. «Жизнь представляется мне весной со всегда новыми яркими цветами», – скажет он о своей женитьбе. Тем временем Гаусса назначают профессором в Гёттингене и директором Гёттингенской обсерватории. Его работа проходит в очень стеснённых обстоятельствах: сначала в 1807 г. войска Наполеона захватывают Гёттинген и обкладывают всех горожан контрибуцией, сумма которой для учёного составляет 2000 франков, а спустя два года умирает его возлюбленная Иоанна. Царящая вокруг разруха и анархия тяжело отзываются в душе Гаусса, но, несмотря на превратности судьбы, он продолжает свои научные поиски. Их плод – вышедший в свет в 1809 г. очередной труд под названием «Теория движения небесных тел», где Карл Фридрих описывает свою теорию расчёта планетных орбит, используемую (с небольшими изменениями) и по сей день. Холостяцкая жизнь не сулит учёному приятных перспектив, и потому уже через год после потери Иоанны он женится вторично – на Минне Вальдек, подруге своей первой жены. Благодаря этому обстоятельству число детей учёного вскоре увеличивается с трёх до шести.

В 1820 г. Гауссу дают задание – произвести геодезическую съёмку Ганновера. Это способствовало разработке новых вычислительных методов и появлению новой науки – высшей геодезии. Учёный успешно организует ландшафтную съёмку и составление подробных карт местности. Продолжая геодезические исследования, он разрабатывает теорию поверхностей и закладывает основы дифференциальной геометрии. В результате из-под его пера в 1822 г. появляется трактат «Исследования относительно кривых поверхностей», где автор использует криволинейные координаты. Знания, изложенные им в этой работе, до сих пор используются в картографии, аэро- и гидродинамике.

1831-й год: уже немолодого, 54-летнего учёного постигает очередное горе: умирает его вторая жена. Неспособный справиться с переживаниями, Гаусс страдает от сильнейшей бессонницы. В это время в его жизни появляется новый друг, в два раза моложе самого Гаусса, – Вильгельм Вебер, профессор кафедры физики в Ганноверском университете. Их дружба приводит к совместным исследованиям электромагнетизма, благодаря чему в 1833 г. Гаусс изобретает электрический телеграф и строит в четыре руки с Вебером его действующую модель. К сожалению, дружба двух гениев была прервана политическим конфузом: Вебер был уволен с занимаемой должности за отказ принести присягу новому королю Ганновера. Интересно, что вместе с Вебером из университета были уволены ещё 6 профессоров, среди которых – знаменитые сказочники братья Гримм.

Учёбе, как и любви, все возрасты покорны. В 62 года Гаусс принимается за изучение русского языка. В своих письмах в Петербургскую Академию он просит прислать ему русские книги и журналы, особенно желает прочесть «Капитанскую дочку» А. С. Пушкина. Столь неожиданный интерес к русскому языку, скорее всего, был связан с интересом к работам русского математика Николая Лобачевского, создателя неэвклидовой геометрии. Учёный продолжает активно заниматься исследованиями, делая новые открытия в области электростатики и оптики.

Однажды, Гаусс, внешне далёкий от религии, разоткровенничался и сказал: «Когда придёт наш последний час, с какой неизъяснимой радостью мы устремим свой взор к Тому, о присутствии Которого мы могли лишь догадываться в этом мире». Этот час для него наступил 23 февраля 1855 г. в Гёттингене. В честь Гаусса позже назовут кратер на Луне, малую планета № 1001 (Gaussia), единицу измерения магнитной индукции в системе СГС и вулкан Гауссберг в Антарктиде. А ещё после смерти учёного Гёттингенское научное общество занялось изучением неопубликованных работ Гаусса, и до Второй мировой войны опубликовало 12 томов его сочинений!