William Rowan Hamilton

William Rowan Hamilton

Sir William Rowan Hamilton (n . 4 august 1805 la Dublin , † 2 septembrie 1865 la Dunsink lângă Dublin) a fost un matematician și fizician irlandez cunoscut mai ales pentru contribuțiile sale la mecanică și pentru introducerea și studiul cuaternionilor .

Hamilton a studiat matematica la Dublin și a fost în 1827 înainte de sfârșitul studiilor sale profesor de astronomie și astronom regal (Royal Astronomer) pentru Irlanda.

În primii ani, Hamilton s-a ocupat de sisteme de raze și optică geometrică . Din aceasta, în mai multe publicații din 1834 și 1835, el a dezvoltat formularea mecanicii care astăzi îi poartă numele (vezi mecanica hamiltoniană ) . Ulterior și-a concentrat investigațiile asupra cuaternionilor (numere hipercomplexe), care sunt folosite acum în grafica computerizată , de exemplu .

viata si munca

Hamilton s-a născut în Dublin, la adresa Dominick Street, 36, din avocatul Archibald Hamilton. Strămoșii lui au venit de la Castelul Killyleagh , județul Down ; bunicul său era Archibald Hamilton Rowan . Crescut de unchiul său, preotul și lingvistul anglican James Hamilton, s-a dovedit curând un copil minune . Până la vârsta de cinci ani avea cunoștințe de latină , greacă și ebraică și până la vârsta de 13 ani stăpânise deja douăsprezece limbi, inclusiv limbile europene clasice și moderne, precum și persană , arabă , hindi , sanscrită și malaeză . Până la sfârșitul vieții sale citea deseori texte persane și arabe pentru relaxare.

Dezvoltarea matematică a lui Hamilton pare să se fi realizat complet fără participarea altora, astfel încât scrierile sale ulterioare nu pot fi atribuite unei anumite școli, în cel mai bun caz unei „școli Hamilton” separate. Tânărul Hamilton nu era doar un excelent calculator mental , dar părea, de asemenea, că se bucura să calculeze formule complicate până la ultima zecimală .

La zece a devorat o ediție latină a lui Euclid , iar la doisprezece a luat Arithmetica universalis a lui Newton ca o introducere în analiza modernă .

La vârsta de doisprezece ani (1817) l-a provocat pe Zerah Colburn , un băiat de treisprezece ani cu „geniu aritmetic” care a evoluat la Dublin, împotriva căruia a fost învins.

Mai târziu a citit algebra lui Clairauts , Principia lui Newton și mecanica cerească extinsă a lui Pierre Simon de Laplace în care a descoperit un bug în februarie 1822 pe care l-a atras atenția astronomului regal din Irlanda John Brinkley , care a prezis un mare viitor ca matematician. .

Cariera lui Hamilton la Trinity College Dublin a fost fără precedent. A fost primul dintre concurenții peste medie la fiecare subiect și la fiecare examen. A fost unul dintre puținii care au obținut note de vârf în limbile clasice greacă și latină, precum și în științele naturii (un „Optime” la ambele materii în primul an din 1823 și 1826). Înainte de absolvire, și-a publicat lucrarea Despre caustice în 1824 , în care și-a introdus funcția caracteristică (numită mai târziu de Heinrich Bruns Eikonal ) în optică , urmată de prima parte a lucrării sale de pionierat Teoria sistemelor de raze . În 1827 a fost numit profesor de astronomie la Trinity College înainte de examenele finale, care a fost legat de succesorul lui Brinkley, care a devenit ulterior episcop, în calitate de Astronom Regal al Irlandei. Biroul său era observatorul din Dunsink . În 1832 a fost ales în Academia Americană de Arte și Științe , în 1864 în Academia Națională de Științe . Nu avea prea puțină idee despre latura practică a astronomiei și, de asemenea, nu era interesat de această știință. Pe de altă parte, era de așteptat să-și folosească timpul cât mai util în serviciul progresului științific, fără prevederi, de exemplu, cu privire la munca practică de observare la telescop .

În călătoria unui domn în Regatul Unit înainte de a-și prelua postul, l-a întâlnit pe poetul William Wordsworth , care i-a făcut o vizită de întoarcere la observatorul său, dar l-a sfătuit pe Hamilton, care a încercat ca poet hobby, să urmeze o carieră științifică; a găsit mult mai convingătoare poeziile surorii lui Hamilton, Eliza. După ce iubita lui din copilărie, Catherine Disney, a făcut un meci mai avantajos din punct de vedere financiar , Hamilton s-a căsătorit cu Helen Maria Bayley, care provenea dintr-o moșie adiacentă observatorului. Cu toate acestea, căsătoria, care a dus la trei copii, a fost nefericită și cuplul a trăit separat mulți ani. Problemele personale din căsătoria sa și contactul repetat și frustrant cu iubita din copilărie au dus, de asemenea, la creșterea problemelor de alcool ale lui Hamilton, care au fost făcute publice și la un banchet în 1845. Drept urmare, a încercat să rămână celibat o vreme, dar a reușit doar doi ani.

În 1834 și-a transferat funcția caracteristică ca funcție activă la dinamică și a pus noi baze în mecanica teoretică cu Pe o metodă generală în dinamică , care a devenit ulterior cunoscută sub numele de teoria hamiltoniană . În 1835 a fost secretar al Asociației Britanice pentru Avansarea Științei și a fost numit cavaler licențiat . Au urmat repede onoruri mai mari. În același an a primit Medalia Regală de la Royal Society . În 1837 a fost ales președinte al Royal Irish Academy și membru corespondent al Academiei din Saint Petersburg . În 1839 a fost acceptat ca membru corespondent al Academiei de Științe din Prusia și în 1844 din Académie des Sciences .

Placă pe Podul Măturii cu regulile de multiplicare ale cuaternionilor

După ce a interpretat deja numerele complexe ca perechi ordonate de două numere reale în 1833 , a căutat o generalizare la trei „ dimensiuni ”, care trebuie înțeleasă la propriu, din moment ce el a atașat o dimensiune filosofică sau geometrică algebrei . Influențat de Immanuel Kant , a scris Algebra, Știința timpului pur , în 1838 . Extinderea a fost în căutarea - nu trei, ci patru dimensiuni - el nu a fost în stare să găsească până în 1843, când a inventat de cuaternionii în timp ce mersul pe jos de-a lungul Canalului Regal , la 16 octombrie . În mod spontan, el a zgâriat definiția lor folosind regulile de multiplicare ale unităților lor 1, i, j, k:

${\ displaystyle \, i ^ {2} = j ^ {2} = k ^ {2} = ijk = -1}$

la Broome Bridge sau Brougham Bridge, care a fost onorat în 1958 de Royal Irish Academy cu o placă pe pod. În propriile sale cuvinte, ideea i-a venit atunci când, în loc să se gândească să se extindă la trei dimensiuni, a realizat că patru dimensiuni erau necesare. Hamilton a văzut o revoluție în fizica teoretică și matematică în cuaternare și și-a petrecut restul vieții încercând să promoveze utilizarea lor, cu sprijinul altor matematicieni britanici precum Peter Guthrie Tait în a doua jumătate a secolului al XIX-lea . După moartea sa, a lăsat în urmă o lucrare neterminată în două volume despre cuaternion, scrisă cu elementele lui Euclid în fundul minții. În cele din urmă, totuși, calculul vectorial și analiza vectorială au predominat ca limbaj de descriere, reprezentat de Hermann Graßmann , Josiah Willard Gibbs și Oliver Heaviside , de exemplu . Lordul Kelvin a scris: Hamilton a inventat cuaternare după ce lucrarea sa cu adevărat importantă a fost finalizată. Deși frumoase și ingenioase la origine, ele au fost un blestem pentru oricine a intrat în contact cu ele în vreun fel . În propriile sale cărți, Kelvin a evitat atât cuaternionii, cât și vectorii. Ulterior s-a dovedit că și Olinde Rodrigues a găsit cuaternarii încă din 1840.

Hamilton a murit în 1865 după un atac sever de gută . A fost înmormântat în cimitirul Mount Jerome din Dublin.

Crater lunar Hamilton este numit după el.

Vezi si

• Operator Hamilton
• Funcția Hamilton
• Mecanica hamiltoniană
• Cercul Hamilton
• Teorema Cayley-Hamilton

literatură

• Hamilton Works , 3 vol., 1931-1967
• Hamilton Despre o metodă generală în dinamică . Dublin 1834
• Hamilton Second Essay On a General Method in Dynamics. În: Philosophical Transactions of the Royal Society of London 125 (1835), pp. 95-144.
• Hamilton Lectures on Quaternions . Dublin 1853
• Hamilton Elements of Quaternions . Londra 1866. (germană: Leipzig 1882–1884, traducere de Paul Glan )
• Tratatele lui WR Hamilton despre optica radiației , Leipzig, Akademische Verlagsgesellschaft 1933 (editat și tradus de Georg Prange )
• Robert Perceval Graves "Viața lui Sir William Rowan Hamilton", 3 vol., 1882, 1885, 1889, Reprint 1975 (cu multe scrisori din Hamilton și multe dintre poeziile sale), biografii mai vechi pot fi găsite și în William Rowan Hamilton: Some XIX Perspectivele secolului
• Thomas L. Hankins „Sir William Rowan Hamilton”, Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1980, 2004 și articolul său din Dicționarul de biografie științifică despre Hamilton
• S. O'Donnell "William Rowan Hamilton. Portretul unui Prodigy ', Dublin, 1983
• Goldsmith, Dimitric Hamilton , în seria Mathematical Tourist in Mathematical Intelligencer 1989, nr. 2 (fotografia podului unde și-a descoperit cuaternionii, cu placa)
• JL Synge, „Viața și lucrările timpurii ale lui Sir William Rowan Hamilton”, Scripta Mathematica, Vol. 10, 1944, pp. 13-24
• MacDuffee, "Algebra's dator to Hamilton", Scripta Mathematica, Vol. 10, 1944, pp. 25-35.
• JL Synge "Optica geometrică - o introducere în metoda lui Hamilton", Cambridge University Press 1937
• Bartel Leendert van der Waerden , „Descoperirea lui Hamilton a cuaternarilor”, Revista de matematică, vol. 49, 1976, pp. 227-234.
• J. Lambek „Dacă Hamilton ar fi triumfat: cuaternare în fizică”, Mathematical Intelligencer, Vol. 17, Numărul 4, 1995, pp. 7-15.

Link-uri web

• Literatură de și despre William Rowan Hamilton în catalogul Bibliotecii Naționale Germane
• Biografia lui Hamilton și cele mai importante lucrări, engleză
• John J. O'Connor, Edmund F. Robertson :  William Rowan Hamilton. În: arhiva MacTutor History of Mathematics .
• Georg Prange „Semnificația lui Hamilton pentru optica geometrică”, Raport anual DMV 1921
• Studiul „Hamilton”, raport anual DMV vol. 14
• CP: William Rowan Hamilton. Notificări lunare ale Societății Astronomice Regale, Vol. 26, p. 109 (necrolog detaliat)

Dovezi individuale

1. ↑ Membri ai academiilor predecesoare. Sir William Rowan Hamilton. Berlin-Brandenburg Academy of Sciences and Humanities , accesat la 1 aprilie 2015 . 
2. ^ Lista membrilor din 1666: Scrisoarea H. Académie des sciences, accesată la 22 noiembrie 2019 (franceză).