Антонио Лизана - Если бы числа могли говорить. Гаусс. Теория чисел

После окончательного отъезда Вебера из Гёттингена из-за знаменитого дела с письмом Гёттингенской семерки и жесткой реакции короля интенсивность научных исследований Гаусса резко снизилась. Ученый работал над астрономическими исследованиями, занимался диоптрикой, теорией потенциала и геодезией, но все это работы меньшего значения, чем раньше.

Диоптрика, изучающая форму, расположение, конструкцию и дефекты линз, а также их внутренние ограничения, безусловно, является наиболее специализированной областью эмпирических исследований Гаусса. Этот интерес был связан с астрономическими наблюдениями: в 1807 году Репсольд, известный производитель инструментов, консультировался с Гауссом о двойном ахроматическом объективе. С этого и началось их долгое сотрудничество. Гаусс, среди прочего, интересовался уменьшением хроматической аберрации системы линз. Со временем благодаря вкладу Гаусса в Германии стало возможным промышленное развитие оптики: Рейхенбах (1772— 1826), Фраунгофер (1787-1826) и Штейнгейль (1801-1870) были предшественниками Карла Цейса (1816-1888), основавшего фабрику линз. Ее научным директором стал Эрнст Карл Аббе (1840-1905), известный тем, что установил предел разрешающей способности оптического микроскопа. Гаусс даже в периоды сильной стесненности в средствах покупал для своей обсерватории оптические инструменты. С этим были связаны большинство путешествий ученого — разумеется, кроме поездок, необходимых для геодезических исследований. Наиболее важная работа Гаусса в этой области — это Dioptrische Untersuchungen («Диоптрические исследования») 1840 года, где он изучает траекторию света с помощью системы линз в так называемом параксиальном приближении, когда предполагается, что линзы бесконечно тонкие, а лучи бесконечно близки к оптической оси. В этом приближении любая система эквивалентна одной эффективной линзе. В работе речь идет о базовых этапах конструирования оптических систем, но ее результат довольно элементарен с точки зрения математики, и поэтому Гаусс даже сомневался в целесообразности публикации исследования.

Из-за отъезда Вильгельма Вебера, близкого друга и источника вдохновения Гаусса, научная деятельность ученого в последние годы жизни была не такой интенсивной, как ранее. Несмотря на это он активно преподавал и по-прежнему пользовался всеобщим признанием в научном мире.

Отъезд Вебера из университета обозначил начало последнего этапа в жизни Гаусса — эпоху, когда рядом с ним не было коллег, с которыми он мог бы поделиться научными заботами. Кроме Вебера, из-за того же противостояния с королем вынужден был уехать и Эвальд, помощник Гаусса и муж его дочери Минны, которая отправилась в изгнание вместе с ним.

Годы после отъезда Вебера из Гёттингена были особенно грустными и тяжелыми для ученого. В 1839 году умерла его уже престарелая мать, что было тяжелым ударом для любящего сына. Через несколько месяцев, в 1840 году, умерла Минна, его старшая и любимая дочь. Большой друг Гаусса Ольберс, который был его партнером во многих астрономических исследованиях, также умер в 1840 году.

Из второй семьи рядом с математиком осталась только дочь Тереза. Она так и не вышла замуж и после смерти своей матери занималась всеми вопросами, связанными с ведением хозяйства. Хотя Гаусс очень зависел от Терезы, кажется, что между отцом и дочерью было немного общего — кроме, разумеется, взаимного уважения, вызванного благодарностью со стороны отца и восхищением со стороны дочери.

На этом этапе Гаусс выступает в новой роли — как талантливый преподаватель, и это говорит о том, что в этот период пожилой профессор получал намного больше удовольствия от общения со студентами, чем в годы своей молодости. Гаусс, без сомнения, был очень компетентным преподавателем. Но причина этого не только в том, что он стал более терпелив к не очень ярким студентам, но и в том, что теперь его окружала гораздо лучше подготовленная и более мотивированная молодежь. Образовательная реформа, осуществленная министром Гумбольдтом, положительно сказалась на новых поколениях студентов. В число последних учеников Гаусса входили такие светила, как Георг Кантор и Рихард Дедекинд.

Дедекинд оставил нам о Гауссе-преподавателе такое свидетельство:

«Обычно он сидел в удобной позе, смотрел вниз, слегка согнувшись, с переплетенными руками на коленях. Он говорил довольно свободно, очень ясно, просто и без церемоний, но когда хотел сделать акцент на новой точке зрения [...], поднимал голову, поворачивался к кому-нибудь из тех, кто сидел рядом с ним, и смотрел на него своими красивыми проникновенными голубыми глазами во время своей высокопарной речи. [...] Если речь шла об объяснении принципов для вывода математических формул, он вставал и в гордой, величественной позе писал прекрасным почерком на доске; у него это всегда очень хорошо получалось. Для числовых примеров, аккуратному обращению с которыми он придавал особое значение, у него были с собой необходимые данные, написанные на маленьких листках бумаги».