«Бог создал целые числа. Математические открытия, изменившие историю»: Стивен Хокинг исследует важнейшие математические труды
Нынешний расцвет технологий во многом обеспечили ученые, совершавшие революции в математическом мышлении. Сложно представить современную науку без аналитической геометрии Рене Декарта или концепций вероятности и статистики, впервые предложенных Пьером Симоном Лапласом. В книге «Бог создал целые числа. Математические открытия, изменившие историю», переведенной на русский язык* для издательства «АСТ», Стивен Хокинг описывает важнейшие математические труды в истории европейской научной мысли и рассказывает об их авторах. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, посвященным жизни и работам француза Огюстена Луи Коши, ответственного за фундамент математического анализа.
Огюстен Луи Коши (1789-1857)
Евклид зарабатывал на жизнь преподаванием. Среди его учеников был Птолемей I, царь Египта. Однажды царь Птолемей попросил своего учителя найти кратчайший путь к геометрическим знаниям, на что Евклид ответил: «Нет царского пути в геометрии». Возможно, царского пути нет в математике вообще и в геометрии в частности. Однако если у кого из математиков и пересекался путь с королевскими особами, то у Огюстена Луи Коши.
Огюстен Луи Коши родился в период зарождения Французской революции, 21 августа 1789 г. Его родители, Луи Франсуа Коши и Мари Мадлен Коши, урожденная Дезестр, назвали его в честь месяца рождения и в честь его отца. Луи Франсуа родился в 1760 г. в семье кузнеца из Руана. Мари Мадлен родилась в семье парижских чиновников в 1767 г. Они поженились в 1787 г.
Луи Франсуа Коши получил образование юриста и служил комиссаром парижской полиции при королевском режиме. Он потерял эту должность в результате штурма Бастилии и был вынужден занять должность в Бюро благотворительности, чтобы хоть как-то зарабатывать на жизнь. Когда в 1792 г. на Париж обрушился террор, Луи Франсуа испугался, что его роялистские связи могут стоить ему жизни, и бежал в загородный дом в Аркейле вместе со своей семьей, в которой недавно произошло прибавление: родился второй сын. Таким было первое бегство Огюстена Луи Коши от политических потрясений.
Вынужденное изгнание Коши в Аркейль, возможно, было трудным временем, но оно имело свои преимущества. Главным среди них, возможно, был тот факт, что их соседями по Аркейлю оказались великие математики Пьер Симон Лаплас и Жозеф Луи Лагранж, последний из которых, как говорят, предсказал гениальность мальчика и предупредил его отца о том, что он должен увидеть математический текст до 17 лет. То ли благодаря собственному классическому образованию, то ли благодаря предостережению Лагранжа Луи Франсуа использовал свободное время в Аркейле, чтобы начать обучение старшего сына, дав ему прочную основу для изучения греческого и латыни. Луи Франсуа продолжил обучение своего сына, когда семья смогла вернуться в Париж в июле 1794 г. после падения Робеспьера и окончания царства террора.
Успех Луи Франсуа рос вместе с успехом Наполеона, и когда Наполеон стал первым консулом 1 января 1800 г., Луи Франсуа был из бран Генеральным секретарем вновь созданного Сената, в состав которого входили Лаплас и Лагранж. По предложению Лагранжа Луи Франсуа записал сына в Высшую школу Пантеона, как только тому исполнилось 13 лет. В школе молодой Коши провел два года, изучая древние языки, рисование и естественную историю. Он преуспел в изучении древних языков, заняв первые места в конкурсах латинской композиции и греческой поэзии. Несмотря на то что Огюстен Луи Коши добился выдающихся успехов в изучении классических языков, он твердо решил изучать инженерное дело в Политехнической школе. В 1805 г. Коши занял второе место среди всех претендентов на поступление в эту школу. Поступив туда осенью, Коши оказался перед выбором сферы государственной службы для работы после окончания школы. Он выбрал гражданское строительство с уклоном в строительство дорог и мостов. Вскоре после начала учебы Коши стал лучшим учеником в классе. Он окончил школу с отличием в 1807 г., а затем поступил на углубленное обучение в Высшую школу дорог и мостов. В этой школе ученики находились с декабря по март и проводили остаток года на полевых работах.
В 1810 г., после того как Коши в очередной раз получил высшее образование и оказался среди лучших учеников, он стал полевым инженером Департамента дорог и мостов в Шербуре, чтобы работать на военно-морской базе, с которой Наполеон планировал начать вторжение в Англию. В письме к отцу Коши писал, что у него было всего четыре книги, когда он уезжал в Шербур: сборник стихов Вергилия, «Подражание Христу» Фомы Кемпийского, «Небесная механика» Лапласа и «Трактат об аналитических функциях» Лагранжа. О пребывании Коши в Шербуре известно немного, кроме того, что он был представлен Наполеону, когда император посетил Шербур в мае 1811 г.
В 1812 г. Коши вернулся в Париж, чтобы получить научное место, которое позволило бы ему иметь доход и время для занятий математикой. Он потерпел неудачу в этой попытке в значительной степени из-за продолжительной болезни и был вынужден удовлетвориться тем, что его назначили в группу технического персонала, строящего канал Урк. Когда его бывший наставник Лагранж умер в 1813 г., Коши пытался избраться на должность Лагранжа на математическом факультете Института Франции. Коши не только не смог победить на выборах на этот пост, но выбыл при первом же голосовании. В течение следующих двух лет Коши искал любую доступную должность в институте, но так и не добился успеха. Наконец, в самом конце 1814 г., он получил некоторое утешение, избравшись в Филоматическое общество в Париже. Три месяца спустя, как раз когда Коши готовился начать преподавание, во Франции снова кипели страсти после возвращения Наполеона в Париж из ссылки на Эльбе.