Johann Carl Friedrich Gauss oli saksa matemaatik ja astronoom, keda peetakse ajaloo üheks mõjukaimaks matemaatikuks. Sageli nimetatakse seda Princesi matemaatikuks ("matemaatikute printsiks") ja "suurimaks matemaatikuks antiikajast peale", andis ta olulise panuse mitmesse valdkonda, sealhulgas numbriteooria, algebra, statistika, analüüs, geomeetria, astronoomia ja maatriksiteooria. Brunswicki vaestele töölisklassi vanematele sündinud ta hakkas alles väikese lapse ajal näitama oma geeniust. Lapsukene, väidetavalt parandas ta kolmeaastase väikese poisina isa palgaarvestuse vea. Ta hakkas koolis hämmastama oma õpetajaid ja tegi teismelisena oma esimese murrangulise matemaatilise avastuse. Ehkki tema vanemad olid vaesed, leidis ta Brunswicki hertsogist patrooni, kes tunnistas tema luureandmeid ja saatis ta prestiižsesse Göttingeni ülikooli. Lõpuks asutas ta end silmapaistvaks matemaatikuks Saksamaal ja tema maine levis peagi ka rahvusvaheliselt. Ta tegi märkimisväärset panust peaaegu kõigisse matemaatika valdkondadesse, kuid tema lemmikvaldkond oli numbriteooria, valdkond, mille ta keeruliste numbritega töötades revolutsiooniliselt kasutas. Ta avaldas ka palju raamatuid, sealhulgas „Disquisitiones Arithmeticae”, mida peetakse üheks kõigi aegade mõjukaimaks matemaatikaraamatuks.
Lapsepõlv ja varane elu
Carl Gauss sündis 30. aprillil 1777 Brunswickis (Braunschweig) Brunswick-Wolfenbütteli hertsogiriigis vaesesse perekonda. Ta oli oma vanemate ainus laps. Tema ema oli kirjaoskamatu ega registreerinud isegi oma sünnikuupäeva. Hiljem arvutas Gauss ise kuupäeva ema esitatud teabe lõikude põhjal.
Ta oli imeline laps ja hakkas väikelasena näitama oma sära. Ta oli kõigest kolmeaastane, kui ta parandas oma isa palgaarvestuse vea. Seitsmeaastasena pimestab ta kooliõpetajaid, summeerides kiiresti täisarvud 1 kuni 100. Ta kritiseeris juba 12-aastaseks saamisel Euclidi geomeetriat.
Ehkki tema vanemad olid vaesed, leidis ta õnneks Brunswicki hertsogist lahke patrooni, kes tunnistas poisi intellektuaalseid võimeid ja andis talle rahalist abi kõrghariduse omandamiseks. Gauss osales aastatel 1792–1795 Collegium Carolinumis ja 1795–1798 Göttingeni ülikoolis.
Ülikooliõpilasena hakkas ta avastama või iseseisvalt taasavastama mitmeid olulisi matemaatilisi mõisteid ja teoreeme. Tema esimene suurem töö leidis aset 1796. aastal, kui ta näitas, et tavalise 17 küljega polügooni saab konstrueerida ainult joonlaua ja kompassi abil. See oli oluline avastus matemaatika valdkonnas, kuna ehitusprobleemid olid matemaatikuid sajandeid segadusse ajanud.
Oma doktoritöös 1799 tõestas ta algebra põhiteooriat, mis väidab, et igal mittekonstantsel ühe muutujaga polünoomil, millel on keerukad koefitsiendid, on vähemalt üks keeruline juur. Ta esitaks tulevikus veel kolm tõendit.
Karjäär
Carl Gauss avaldas 1801. aastal raamatu 'Disquisitiones Arithmeticae' (aritmeetilised uurimised). Ta tutvustas selles raamatus sümbolit „g” ja andis kaks esimest tõendit ruutkeskmise vastastikkuse seaduse kohta.
Samuti tundis ta sügavat huvi teoreetilise astronoomia vastu. Gauss tegi ennustuse Cerese planeetide asukoha kohta, mille avastas esmakordselt astronoom Giuseppe Piazzi aastal 1800. Ceres kadus aga päikese taha, enne kui astronoomid suutsid koguda piisavalt andmeid, et ennustada selle ilmnemise täpset kuupäeva. Gauss tegi olemasolevate piiratud andmetega kõvasti tööd ja tegi ennustuse.
Ceres taasavastati detsembris 1801 ja tema asukoht oli peaaegu täpselt seal, kus Gauss ennustas - tema ennustus osutus täpsuseks poole kraadi ulatuses. Gauss ei paljastanud aga oma arvutusmeetodit ja väitis, et tegi oma peas logaritmilised arvutused.
Tema 1809. aasta teos „Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientum” (Päikese ümber koonilistes lõikudes liikuvate taevakehade liikumise teooria) põhines Cerese avastusel. Ta tutvustas selles töös Gaussi gravitatsioonikonstandina tuntud nime.
1818. aastal alustas Gauss Hannoveri kuningriigi geodeetilist ülevaadet. See oli pikaajaline projekt, mis kestis aastani 1832. Uuringu hõlbustamiseks leiutas ta heliotropi - vahendi, mis peegeldab päikesekiirte fokusseeritud kiires suurtest vahemaadest, et mõõta positsioone.
1830. aastatel hakkas ta huvi tundma maapealse magnetismi vastu ja osales esimeses ülemaailmses Maa magnetvälja uuringus. Selle uuringu käigus leiutas ta magnetomeetri.
Ta avaldas 1840. aastal teose Dioptrische Untersuchungen, milles kirjeldas esimest piltide süstemaatilist analüüsi paraksiaalse lähenduse alusel. Ta näitas, et paraksiaalse lähenduse korral saab optilist süsteemi iseloomustada selle kardinaalsete punktidega.
Temast sai 1845. aastal Madalmaade Kuningliku Instituudi assotsieerunud liige. Kui instituudist sai 1851. aastal Madalmaade Kuninglik Kunstide ja Teaduste Akadeemia, liitus ta välisliikmega.
Suuremad tööd
Tema numbriteooria õpikus „Disquisitiones Arithmeticae” arutati selliste oluliste matemaatikute nagu Fermat, Euler, Lagrange ja Legendre saadud arvuteooria olulisi tulemusi koos Gaussi enda oluliste uute tulemustega. Seda raamatut, mida selle esmaväljaande ajal väga mõjukana peeti, püsis mõjuvõimsa kuni 20. sajandini.
Carl Gauss sõnastas Gaussi seaduse, mis seostas elektrilaengu jaotust tekkiva elektriväljaga. Seadust saab kasutada Coulombi seaduse tuletamiseks ja vastupidi.
Ta leiutas heliotropi, instrumendi, mis peegeldab päikesevalgust suurte vahemaade peegeldamiseks eesmärgiga tähistada maamõõtmisel positsioone. Heliotrooope kasutati uuringutes Saksamaal kuni 1980. aastate lõpuni, kui GPS-mõõtmised asendasid heliotroopi kasutamist pikamaauuringutes.
Auhinnad ja saavutused
Aastal 1810 autasustati teda Prantsuse Teaduste Akadeemia Lalande auhinnaga, tunnustades tema panust astronoomiasse.
1823. aastal pälvis ta Taani Teaduste Akadeemia preemia nurkade säilitamise kaartide uurimise eest.
Londoni kuninglik selts andis talle 1838. aastal Copley medali "oma leiutiste ja magnetiliste matemaatikauuringute eest".
Isiklik elu ja pärand
Carl Gaussi esimene abielu oli Johanna Osthoffiga, mille tagajärjel sündis kolm last. Johanna suri 1809. aastal. Ehkki ta oli purunenud, ei lasknud ta isiklikel tragöödiatel kunagi tema tööelu mõjutada.
Hiljem abiellus ta Johanna parima sõbra Friederica Wilhelmine Waldeckiga. Ka tal oli sellest abielust kolm last. Tema teine naine suri 1831 pärast pikka haigust.
Vananeva matemaatiku eest hoolitses hilisematel aastatel üks tema tütardest, Therese. Ta suri 23. veebruaril 1855, 77-aastane.
Tema auks nimetatud Carl Friedrich Gaussi nimelise matemaatikarakenduse preemia algatasid 2006. aastal Rahvusvaheline Matemaatika Liit ja Saksamaa Matemaatika Selts silmapaistvate matemaatiliste kaastööde eest, mis on leidnud olulisi rakendusi ka väljaspool matemaatikat.
Kiired faktid
Sünnipäev: 30. aprill 1777
Rahvus Saksa keel
Surnud vanuses: 77
Päikesemärk: Sõnn
Tuntud ka kui: Johann Carl Friedrich Gauss
Sündinud: Braunschweig, Brunswick-Wolfenbütteli hertsogiriik, Püha Rooma impeerium
Kuulus kui Matemaatik
Perekond: Abikaasa / Ex-: Friederica Wilhelmine Waldeck (m.? –1831), Johanna Osthoff (m?? –1809), surnud: 23. veebruaril 1855 surmakoht: Göttingen, Hannoveri kuningriigi avastused / leiutised: Matemaatilised avastused Veel Faktid haridus: Helmstedti ülikool, Göttingeni Georg-August University auhinnad: 1838 - Copley medal
