Bir Matematikçinin Hayatı (Gauss)

Matematiğe önemli katkılarda bulunmuş , beyni araştırma için saklanılan bir Matematikçinin hayatı
Hayranlıkla okudum, sizin de okumanızı tavsiye ederim.
Carl Friedrich Gauss
Carl Friedrich Gauss ya da Gauß (30 Nisan 1777 – 23 Şubat 1855),
Alman kökenli matematikçi ve bilim adamı. Katkıda bulunduğu alanlardan bazıları; sayılar kuramı, analiz, diferansiyel geometri, jeodezi, manyetizma, astronomi ve optiktir. “Matematikçilerin prensi” ve “antik çağlardan beri yaşamış en büyük matematikçi” olarak da bilinen Gauss, matematiğin ve bilimin pek çok alanına etkisini bırakmıştır ve tarihin en nüfuzlu matematikçilerinden biri olarak kabul edilir.
Gauss’un çocukluk yıllarından beri dahi olduğunu gösteren pek çok hikâye vardır, nitekim pek çok matematiksel keşfini henüz 20 yaşına gelmeden yapmıştır. Sayılar kuramının önemli sonuçlarını derleyip kendi katkılarını da ekleyerek yazdığı büyük eseri Disquisitiones Arithmeticae’yi 21 yaşında (1798) bitirmişse de, eser ilk olarak 1801′de basılmıştır.
Çocukluğu ve gençliği
Efsaneye göre, Gauss henüz üç yaşındayken, babasının kâğıt üzerinde yaptığı hesapları kafasından kontrol edip düzelterek dehasını belli etti.[2]
Bir başka meşhur hikâyeye göre, Gauss’un ilkokul öğretmeni J.G. Büttner, öğrencilerini oyalamak için 1′den 100′e kadar olan sayıları toplamalarını isteyince, Gauss cevabı birkaç saniye içinde bularak hem öğretmenini, hem de asistanı Martin Bertels’i hayrete düşürdü. Küçük Gauss, sayı listesinin iki zıt ucundan birer sayı alıp topladığında hep aynı sonucun çıktığını farketmişti: 1 + 100 = 101, 2 + 99 = 101, 3 + 98 = 101, vesaire. Böylece 1′den 100′e kadar olan sayıların toplamı 50 × 101 = 5050 oluyordu.
Gauss, Braunschweig Dükü Karl Wilhelm Ferdinand’in verdiği burs sayesinde 1792-1795 arasında Collegium Carolinum’da (bugünkü adıyla Braunschweig Teknik Üniversitesi), 1795-1798 arasında da Gottingen Üniversitesi’nde öğrenim gördü. 1796′da kenar sayısı bir Fermat asalı olan her düzgün çokgenin, sadece cetvel ve pergel kullanılarak çizilebileceğini kanıtladı. Bu tür cetvel ve pergel problemleri Antik Yunan’dan beri matematikçileri meşgul etmekteydi, dolayısıyla da Gauss’un keşfinin önemi büyüktü. Gauss bu başarısından o kadar memnun oldu ki, mezar taşına bir düzgün onyedigenin oyulmasını vasiyet etti. Ne var ki, daireye çok yakın olan bu şeklin oyulması çok zor olacağından, vasiyetini yerine getirecek bir taş ustası bulamadı.
1796 Gauss için oldukça verimli bir yıl oldu. Düzgün çokgenlerle ilgili keşfinden bir ay kadar sonra, yine kendi keşfi olan modüler aritmetik fikrini kullanarak, sayılar kuramında “karesel karşılıklılık ilkesi” (Alm. quadratisches Reziprozitätsgesetz) olarak bilinen çok önemli teoremi kanıtladı. İlk olarak Euler ve Legendre tarafından ortaya atılmış ama kanıtlanamamış olan bu teorem, ikinci dereceden denklemlerin çözülebilirliğinin belirlenmesini sağlıyordu. Yine aynı yıl içinde Gauss, asal sayıların tamsayılar arasındaki dağılımına ilişkin önemli bir sonuç buldu. Bundan kısa bir süre sonra da, her tamsayının en fazla üç üçgensel sayının toplamı olarak yazılabileceğini kanıtladı, ve 10 Temmuz 1796′da günlüğüne şu notu düştü: “Eureka! Num = Δ + Δ + Δ.” Ekim 1796′da ise katsayıları sonlu bir cisimden gelen polinomların çözümleriyle ilgili bir sonuç yayımladı. (Bu sonuç, 150 yıl sonraki Weil varsayımlarının da çıkış noktası olmuştur.)
Orta yaşları
Gauss, 1799′da bitirdiği doktora tezinde cebirin temel teoreminin bir kanıtını sundu. Bu çok önemli teorem, karmaşık sayılar üzerine tanımlanmış her polinomun en az bir kökü olduğunu söyler. Gauss’tan önce pek çok matematikçi bu teoremi kanıtlamayı denemiş, ama hiçbir kanıt genel kabul görmemişti. Gauss’un kanıtına da, o zamanlar henüz kanıtlanmamış olan Jordan eğri teoremini kullandığı için itiraz edildi. Bu itirazlar üzerine Gauss, hayatı boyunca üç değişik kanıt daha sunacak, 1849′daki son kanıtı tüm matematikçilerden kabul görecekti. Gauss bu kanıtlar üzerinde çalışırken, karmaşık sayılar kavramının olgunlaşmasına çok büyük katkıda bulundu.
1801′de yayımladığı Disquisitiones Arithmeticae, sayılar kuramına modüler aritmetik gibi bir çok yenilik getirdi. Aynı yıl içinde, İtalyan astronom Giuseppe Piazzi, Ceres asteroidini keşfetti, ama asteroidi ancak 40 gün kadar takip edebildikten sonra kaybetti. 24 yaşındaki Gauss, üç aylık bir çalışmadan sonra, Ceres’in tekrar görülebileceği pozisyonu hesapladı, ve 31 Aralık’ta iki ayrı astronom (Franz Xaver von Zach ve Heinrich Olbers), Ceres’i tam Gauss’un söylediği pozisyonda gözlemlediler. Zach, “Doktor Gauss’un zeki çalışması ve hesapları olmasaydı, Ceres’i tekrar bulamayabilirdik” diyerek Gauss’un katkısına teşekkür etti. O zamana kadar hala Dük’ün verdiği bursla geçinen ve bu durumdan memnun olmayan Gauss, astronomide kariyer yapmayı düşündü, ve 1807′de Gotingen Üniversitesi’nde astronomi profesörü ve gözlemevi müdürü olarak çalışmaya başladı. Hayatının sonuna kadar aynı üniversitede çalışacaktı.
Gauss en karmaşık hesapları aklından yapabilmesiyle de ünlenmişti. Anlatılana göre, Ceres’in izleyeceği yörüngeyi nasıl bu kadar hatasız hesaplayabildiği sorulunca, “logaritma kullandım” cevabını vermiş, logaritma cetvelini nasıl bu kadar hızlı kullanabildiği sorulunca da “cetvele ne gerek var, hepsini kafamda hesaplıyorum!” demiştir.
1818′de Hannover eyaleti için yüzey ölçümleri yapan Gauss, bu ölçümler için helyotropu (güneş ışığı ve aynalar yardımıyla doğrultu gözlemleri yapmaya yarayan aygıt) icat edip kullandı.
Gauss, Öklit dışı geometrilerin varlığını keşfettiğini, ama tepkilerden çekindiği için fikirlerini yayımlamadığını iddia etmiştir. Öklit dışı geometriler, Öklit aksiyomlarının bir kısmını atarak oluşturulan, sezgilerimizle çelişen fakat kendi içinde tutarlı geometrilerdir ve Einstein’ın genel görelilik kuramı gibi pek çok yeni fikrin doğumunu mümkün kılmışlardır. Gauss’un yakın arkadaşı Farkas Bolyai’nin oğlu János Bolyai, 1832′de Öklit dışı geometrilerle ilgili eserini yayımladığında, Gauss Farkas Bolyai’ye bir mektup yazdı ve “eseri övmek kendimi övmek gibi olur, çünkü eserin içeriği son 30-35 yıldır benim kafamda dolaşan fikirlerle neredeyse birebir örtüşüyor” dedi. Bu kanıtsız iddia, János Bolyai ve Gauss’un arasının açılmasına sebep oldu. (Gauss’un notları ve mektuplarından anlaşıldığı kadarıyla, Öklit dışı geometrilerle ilgili temel fikirleri János Bolyai’den önce keşfettiği doğrudur.)
Gauss, Hannover’de yaptığı yüzey ölçümleri sırasında, ölçüm hatalarının istatistiksel dağılımını veren (ve daha önce astronomi araştırmalarında da kullandığı) normal dağılım fikrini kafasında iyice belirginleştirdi. (Bugün normal dağılıma Gauss dağılımı da denmektedir.) Ayrıca bu ölçümler Gauss’un diferansiyel geometriye de (eğriler ve yüzeylerle ilgilenen bir matematik dalı) ilgi duymasını sağladı. 1828′de bu matematik dalının önemli teoremlerinden biri olan theorema egregium’u kanıtladı.
Yaşlılığı ve ölümü
1831 yılında Gauss, fizik profesörü Wilhelm Weber’le beraber çalışmaya başladıGauss 23 Şubat 1855′te, 78 yaşındayken, yıllardır yaşadığı Gottingen’de hayata gözlerini yumdu ve bu şehirdeki Albanifriedhof ‘a gömüldü. Cenazesinde damadı Heinrich Ewald ve yakın arkadaşı (aynı zamanda biyografisinin yazarı) Wolfgang Sartorius von Waltershausen birer konuşma yaptılar. Beyni araştırma için muhafaza edildi, ve bugün hala Gottingen Üniversitesi’nin tıp fakültesinde formalin içinde korunmaktadır.

Alıntıdır.

Kişiliği
Gauss, tam bir mükemmeliyetçi ve bir işkolikti. Bir hikâyeye göre, bir problem üzerinde çalışırken karısının ölmek üzere olduğu haberini alınca “biraz beklesin, bitirmek üzereyim” demişti.
Kafasındaki fikirler tam olgunluğa erişmeden onları yayımlamak istemezdi. Bu konudaki ilkesini <I>pauca sed matura</I> (az ama olgun) sözüyle özetliyordu. Ölümünden sonra incelenen günlükleri ortaya çıkardı ki, meslekdaşları tarafından yayımlanmış olan pek çok önemli matematiksel keşfi o daha önceden yapmış, ama yayımlamamayı tercih etmişti. Matematik tarihçisi Eric Temple Bell’e göre, Gauss günlüklerine yazdığı tüm matematiksel fikirleri hayattayken yayımlamış olsaydı matematik 50 yıl ileri atlamış olurdu.
Gauss, kendisini örnek alan genç matematikçileri desteklemediği için çok eleştirildi. Pek çok meslekdaşı onu mesafeli ve katı buluyordu. Gauss öğretmenlikten nefret ettiğini söylese de Richard Dedekind, Bernhard Riemann, Friedrich Bessel gibi bazı öğrencileri sonradan başarılı ve üretken matematikçiler oldular.
Gauss’un babasıyla arası iyi değildi. Babası Gauss’un matematik ve bilim okumasını istemiyor, kendisi gibi taş ustası olmasını istiyordu. Gauss, eğitimi boyunca babasından görmediği desteği annesinden gördü. Oğullarıyla da iyi geçinemeyen Gauss, Eugen’in ve daha sonra Wilhelm’in ABD’ye göç etmesine sebep oldu.
Gauss, yazdığı zeki kanıtları nasıl akıl ettiğini asla açıklamazdı. Kanıtı bir kere bulduktan sonra sanki vahiyle gelmiş gibi yazar, sonuca nasıl ulaştığı konusunda özellikle ipucu vermezdi.
Oldukça dindar ve muhafazakar bir adamdı. Ayrıca bir monarşi destekçisiydi ve tüm Almanya’yı etkisi altına alan 1848 devrimlerini onaylamıyordu.
Gauss yasası
Gauss yasası, başlıca fizik (doğabilim) ve matematiksel çözümleme alanlarında kullanılır. Elektrik bağlamında, bu yasa kapalı bir yüzeyin dışına akan elektriksel akı ile, yüzey içerisinde kalan elektriksel yük arasındaki bağıntıyı tanımlar. Elektrik ile sınırlı kalmayıp ters kare kök yasasının etkin olduğu her duruma uygulanabilir. Örneğin, yerçekimsel güçler söz konusu oldu mu, benzer biçimde yüzey içerindeki kütle ile dışa akan yerçekimsel akı arasındaki bağıntıyı tanımlar. Elektromıknatıslık kuramının tabanını oluşturan dört denklemden biridir.

Gerçektende matematiğe çok katkıda bulunmuş ve hala beynin saklanması çok ilginç

Elinize sağlık hocam. Birbirini tamamlamış bu iki yazı.

O yazıdan haberim yoktu öğretmenim. Yine de iyi oldu. Bizlere ışık tutar belki diyeceğim ama kapasite meselesi.

Gauss' un ilkokulda yaptığı o toplama ile ilgili hikayeyi, ben ilkokul 4. sınıfta (10 sene önce) tatil kitabında okudum. Ardından hemen elime bir kağıt-kalem alıp, sağlamasını yaptım :) Sonra da başka sayılarla denediğimi hatırlıyorum. Gerçekten etkilenmiştim :)

Hatta hikaye şöyleydi sanki:
Sınıf öğretmeninin işi vardır, öğrenciler de sınıfta yaramazlık yapmaktadır. Öğretmen de yaramazlıkları kesilsin diye 1' den 100' e kadar olan sayıları toplamalarını ister. 4-5 dakika sonra Gauss tekrar yaramazlık yapmaya başlar. Öğretmeni niye toplamayı yapmadığını sorar, Gauss da bulduğunu söyler.

evet hayrete düşürüyor ilk duyduğunda.