Пуанкаре анри біографія



(29.04.1854 - 17.07.1912)



Анрі Пуанкаре народився 29 квітня 1854 року в містечку Сіте-Дюкале поблизу Нансі (Лотарингія, Франція). Його батько, Леон Пуанкаре, був професором медицини в Університеті Нансі. Мати Анрі, Ежені Лануа, весь вільний час присвячувала вихованню дітей - сина Анрі і дочки Аліни.



Сім'я Пуанкаре може пишатися і іншими знаменитостями: кузен Раймон став президентом Франції (з 1913 по 1920 роки), інший кузен, Люсьєн - ректором Паризького університету.



З самого дитинства за Анрі закріпилася слава розсіяного, недбалого людини, що має труднощі з графічним закріпленням своїх знань. Ці риси в майбутньому проявилися в своєрідній індивідуальній манері Пуанкаре-вченого. У дитинстві Анрі переніс дифтерію, яка ускладнилася паралічем ніг і м'якого піднебіння. Хвороба затягнулася на кілька місяців, протягом яких він не міг ні ходити, ні говорити. За цей час у нього дуже сильно розвинулося слухове сприйняття і, зокрема, з'явилася цікава здатність - колірне сприйняття звуків, яка збереглася у нього до кінця життя.



Хороша домашня підготовка дозволила Анрі у вісім з половиною років поступити відразу на другий рік навчання в ліцеї. Там його відзначають як старанного і допитливого учня. На цьому етапі його інтерес до математики помірний - через деякий час він переходить на відділення словесності. 5 серпня 1871 року Пуанкаре отримує ступінь бакалавра словесності з оцінкою «добре». Через кілька днів Анрі виявив бажання брати участь в іспитах на ступінь бакалавра наук, який йому вдалося здати, але лише з оцінкою «задовільно», в тому числі тому, що він «провалив» письмову роботу з математики. Причиною цього стала банальна неуважність. У наступні роки математичні таланти Пуанкаре виявляються більш і більш явно. У жовтні 1873 року його стає студентом Політехнічної школи. Далі він надходить в Гірську школу, найбільш авторитетне в той час спеціальний вищий навчальний заклад. Там він через кілька років захищає докторську дисертацію, про яку Гастон Дарбу, який входив до складу комісії, сказав: «З першого ж погляду мені стало ясно, що робота виходить за рамки звичайного і з надлишком заслуговує того, щоб її прийняли. Вона містила цілком досить результатів, щоб забезпечити матеріалом багато хороших дисертацій ».



Отримавши ступінь доктора, Пуанкаре починає викладацьку діяльність в Кані (Нормандія) і паралельно пише свої перші серйозні статті - вони присвячені введеному ним поняттю автоморфних функцій і відразу привертають увагу європейських математиків. Там же, в Кані, він знайомиться зі своєю майбутньою дружиною Полен д'Андесі. 20 квітня 1881 року святкується їхнє весілля.



У жовтні 1881 року Пуанкаре приймає запрошення зайняти посаду викладача на Факультеті наук в Паризькому університеті. З осені 1886 року Пуанкаре очолює кафедру математичної фізики і теорії ймовірностей Паризького університету, а в січні 1887 року його обирають членом французької Академії наук. У Парижі він пише свої фундаментальні роботи з диференціальних рівнянь, небесної механіки, топології.



У 1887 році, коли король Швеції Оскар II організував математичний конкурс і запропонував учасникам розрахувати рух гравітуючих тіл Сонячної системи, Пуанкаре показав, що ця задача (т. Н. Задача трьох тіл) не має закінченого математичного рішення.



У 1889 році виходить фундаментальний «Курс математичної фізики» Пуанкаре в 10 томах.



З 1893 року Пуанкаре - член Бюро довгот, з 1896 року очолює кафедру астрономії, в 1906 році стає президентом французької Академії наук.



Відгуки про Пуанкаре як про людину найчастіше захоплені. У будь-якій ситуації він незмінно вибирав саму благородну позицію. У наукових суперечках був твердий, але неухильно коректний. Ніколи не був замішаний у скандалах, пріоритетних спорах, образах. Неодноразово добровільно поступався науковий пріоритет, навіть якщо мав серйозні права на нього; наприклад, він першим виписав в сучасному вигляді перетворення Лоренца (поряд з Лармора), проте сам же і назвав їх ім'ям Лоренца, який раніше дав їх неповне наближення. Охоче ​​допомагав молоді. У ті буремні часи розгулу націоналізму він засуджував шовіністичні акції. Пуанкаре писав:



Я всім серцем за сильну, вільну і незалежну Францію, але нехай вона стане такою завдяки моральному гідності своїх синів, завдяки славі її літератури та мистецтва, завдяки відкриттям її вчених ... Батьківщина - це не просто синдикат інтересів, а сплетіння благородних ідей і навіть благородних пристрастей, за які наші батьки боролися і страждали, і Франція, повна ненависті, не була б більше Францією.



Пуанкаре помер 17 липня 1912 року в Парижі після невдалої операції. Похований у родинному склепі на столичному кладовищі Монпарнас.



Ймовірно, Пуанкаре передчував свою несподівану смерть, так як в останній статті описав невирішених їм завдання ( «останню теорему Пуанкаре»), чого ніколи раніше не робив. Через кілька місяців ця теорема була доведена Джорджем Біркгофом. Пізніше за сприяння Біркгофа у Франції був створений Інститут теоретичної фізики імені Пуанкаре.



Нагороди та звання, отримані Пуанкаре:



одна тисяча вісімсот вісімдесят п'ять: премія Понселе, Паризька академія наук

1 887: обраний членом Паризької академії наук)

1889: премія за перемогу в математичному конкурсі, король Швеції Оскар II

1893: обраний членом Бюро довгот (Bureau des longitudes - так історично називається Паризький інститут небесної механіки)

1894: обраний членом Лондонського королівського товариства

тисячі вісімсот дев'яносто п'ять: обраний іноземним членом-кореспондентом Петербурзької академії наук

1896: премія Жана Рейно, Паризька академія наук

1896: обраний президентом Французького астрономічного товариства (Astronomie mathématique et de mécanique céleste)

1899: премія, Американське філософське товариство

1900: золота медаль, Лондонське королівське астрономічне товариство

1901: Додати медаль імені Дж. Сильвестра, Лондонське королівське товариство

1905 (?): Золота медаль фонду ім. Н. І. Лобачевського, Фізико-математичне товариство Казані

1905: премія ім. Я. Бойяи, Угорська академія наук

1905: медаль Маттеуччі, Італійське наукове товариство

1906: обраний президентом Паризької академії наук

1909: золота медаль, Французька асоціація сприяння розвитку науки

1909: обраний членом Французької академії (не плутати з Паризькою академією наук)

1911: медаль Кетрін Брюс, Astronomical Society of the Pacific

Іменем Пуанкаре названі:



Кратер на зворотному боці Місяця;

Астероїд 2021 (Poincaré);

Міжнародна премія Пуанкаре за роботи по математичній фізиці;

Інститут теоретичної фізики (Париж);

Безліч наукових понять і теорем: гіпотеза Пуанкаре, модель Пуанкаре, група Пуанкаре, нерівність Пуанкаре, принцип Пуанкаре-Бендіксона, формула Ейлера-Пуанкаре, теорема Пуанкаре про векторному полі, теорема Пуанкаре - Вольтерра, теорема Пуанкаре-Біркгоффа-Вітта, метрика Пуанкаре, подвійність Пуанкаре, і інші.

Математична діяльність Пуанкаре носила міждисциплінарний характер, завдяки чому за тридцять з гаком років своєї напруженої творчої діяльності він залишив фундаментальні праці практично у всіх областях математики.



Роботи Пуанкаре, опубліковані Паризької Академією наук в 1916-1956, складають 11 томів. Це праці з створеної ним топології, теорії ймовірностей, теорії диференціальних рівнянь, теорії автоморфних функцій, неевклідової геометрії, інтегральних рівнянь, теорії чисел.



Пуанкаре серйозно використовував і доповнив методи математичної фізики, зокрема, вніс істотний внесок в теорію потенціалу, теорію теплопровідності. Він також займався вирішенням різних завдань з механіки, електромагнетизму і астрономії.



Перші математичні результати отримав в області автоморфних функцій. Після захисту докторської дисертації, присвяченої вивченню особливих точок системи диференціальних рівнянь, Пуанкаре написав ряд мемуарів під загальною назвою «Про криві, обумовлених диференціальними рівняннями». У них він побудував якісну теорію диференціальних рівнянь, досліджував характер ходу інтегральних кривих на площині, дав класифікацію особливих точок, вивчив граничні цикли.



Пуанкаре успішно застосовував результати своїх досліджень до задачі про рух трьох тіл, детально вивчивши поведінку рішення (періодичність, асимптотічность і т. Д.). Їм введені методи малого параметра, нерухомих точок, рівнянь у варіаціях, розроблена теорія інтегральних інваріантів.



Пуанкаре належать багато важливих для небесної механіки праці про стійкість руху і про фігури рівноваги гравитирующей обертається рідини. Пуанкаре вперше ввів в розгляд автоморфні функції і детально їх досліджував. При розробці їх теорії він застосував геометрію Лобачевського.



Для функцій декількох комплексних змінних він побудував теорію інтегралів, подібну теорії інтегралів Коші.



Всі ці дослідження зрештою привели Пуанкаре до абстрактного топологическому визначенням гомотопії і гомології. Також він вперше ввів основні поняття комбінаторної топології, такі як числа Бетті, фундаментальну групу, довів формулу, що зв'язує число ребер, вершин і граней n-мірного поліедра (формулу Ейлера - Пуанкаре), дав першу точне формулювання інтуїтивного поняття розмірності.



В області математичної фізики Пуанкаре досліджував коливання тривимірних континууму, вивчив ряд завдань теплопровідності, а також різні завдання в області теорії потенціалу, електромагнітних коливань. Йому належать також праці з обгрунтування принципу Діріхле, для чого він розробив т. Н. метод виметення.



В останні 2 роки Пуанкаре жваво цікавився квантової теорії. Він довів, що неможливо отримати закон випромінювання Планка без гіпотези квантів, тим самим поховавши всі надії якось зберегти класичну теорію.



Ім'я Пуанкаре безпосередньо пов'язане з успіхом теорії відносності. Він брав активну участь у розвитку теорії Лоренца. У цій теорії приймалося, що існує нерухомий ефір, і швидкість світла щодо ефіру не залежить від швидкості джерела. При переході до рухається системі відліку виконуються перетворення Лоренца замість галілеєвих (Лоренц вважав ці перетворення реальним зміною розмірів тіл). Саме Пуанкаре дав правильну математичну формулювання цих перетворень (сам Лоренц запропонував усього лише їх наближення першого порядку) і показав, що вони утворюють групу перетворень.



Ще в 1898 році, задовго до Ейнштейна, Пуанкаре у своїй роботі «Вимірювання часу» сформулював загальний принцип відносності, а потім навіть ввів чотиривимірний простір-час, теорію якого у співпраці з Ейнштейном пізніше розробив Герман Мінковський.



Проте Пуанкаре продовжував визнавати ефір, хоча дотримувався думки, що його ніколи не вдасться виявити - см. Доповідь Пуанкаре на фізичному конгресі, 1900 год [5]. У цій же доповіді Пуанкаре вперше висловлює думку, що одночасність подій не абсолютна, а являє собою умовну угоду ( «конвенцію»). Було висловлено також припущення про граничну швидкість світла.



Під впливом критики Пуанкаре Лоренц в 1904 році запропонував новий варіант своєї теорії. У ній він припустив, що при великих швидкостях механіка Ньютона потребує поправок. У 1905 році Пуанкаре далеко розвинув ці ідеї в статті «Про динаміку електрона». Попередній варіант статті з'явився в 1895 році в Comptes Rendus, розгорнутий був закінчений в липні 1905 року, опублікований в січні 1906 року чомусь в маловідомому італійському математичному журналі.



У цій підсумковій статті формулюється загальний принцип відносності з перетвореннями Лоренца для всіх явищ (не тільки електромагнітних). Пуанкаре знайшов вираз для чотиривимірного інтервалу як інваріанта перетворень Лоренца: r2 + (ict) 2. Він навіть запропонував щось на кшталт релятивистского узагальнення теорії гравітації; в його теорії тяжіння поширювалося в ефірі зі швидкістю світла.



Ейнштейн перший зрозумів, що безглуздо залучати поняття ефіру тільки для того, щоб довести неможливість його спостереження. У Ейнштейна принцип відносності доводиться як результат теорії, а кладеться в основу фізики для всіх явищ як аксіома, завдяки чому математичний апарат Лоренца-Пуанкаре виходить автоматично. Відмова від ефіру означав також, що «покоїться» і рухається системи координат рівноправні, і при переході до рухається системі координат ті ж ефекти виявляються вже в спочиває. Цього ні в Лоренца, ні у Пуанкаре не було, хоча оборотність елемента групи Лоренца повинна була наштовхнути Пуанкаре на цю думку. Пізніше і Пуанкаре сформулював це положення явно.



Ейнштейн, за його пізнішим визнанням, в момент початку роботи над теорією відносності не був знайомий ні з останніми публікаціями Пуанкаре (тільки з його роботою 1900 роки), ні з останньою статтею Лоренца (1904 рік).



Після появи робіт Ейнштейна з теорії відносності (1905 рік) Пуанкаре припинив публікації на цю тему. У жодній роботі останніх семи років життя він не згадував імені Ейнштейна, хоча в приватних бесідах говорив, що теорія відносності - крок у неправильному напрямку.



Зустріч і розмова двох геніїв сталася лише одного разу - в 1911 році на Першому Сольвеєвських конгресі. У листі своєму Цюріхському одному доктору Цангера від 16 листопада 1911 Ейнштейн засмучено писав:



Пуанкаре [по відношенню до релятивістської теорії - Ред.] Відкидав все начисто. При всій своїй тонкощі думки він проявив слабке розуміння ситуації.



Незважаючи на неприйняття теорії відносності, особисто до Ейнштейна Пуанкаре ставився з великою повагою. Збереглася характеристика Ейнштейна, яку дав Пуанкаре в наприкінці 1911 [6]. Характеристику запросила адміністрація цюріхського Вищого політехнічного училища в зв'язку із запрошенням Ейнштейна на посаду професора училища.



Г-н Ейнштейн - один з найоригінальніших умов, які я знав; незважаючи на свою молодість, він уже зайняв вельми почесне місце серед найвизначніших вчених свого часу. Найбільше захоплює в ньому легкість, з якою він пристосовується [s'adapte] до нових концепцій і вміє витягти з них все слідства.

Він не тримається за класичні принципи і, коли перед ним фізична проблема, готовий розглянути будь-які можливості. Завдяки цьому його розум передбачає нові явища, які з часом можуть бути експериментально перевірені. Я не хочу сказати, що всі ці передбачення витримають дослідну перевірку в той день, коли це стане можливо; навпаки, оскільки він шукає в усіх напрямках, слід очікувати, що більшість шляхів, на які він вступає, виявляться тупиками; але в той же час треба сподіватися, що одне із зазначених їм напрямків виявиться правильним, і цього достатньо. Саме так і треба поступати. Роль математичної фізики - правильно ставити питання; вирішити їх може тільки досвід.

Майбутнє покаже більш виразно, яке значення пана Ейнштейна, а університет, який зуміє прив'язати до себе молодого метра, витягне з цього багато почестей.



У 1909 році Пуанкаре на запрошення Гільберта приїхав в Геттінген і прочитав там ряд лекцій, в тому числі про принцип відносності. Пуанкаре ухитрився жодного разу не згадати не тільки Ейнштейна, але навіть і присутнього там гёттінгенца Маньківського. Хоча і тут він зробив важливе пророцтво: релятивістські поправки до теорії тяжіння повинні пояснити віковий зсув перигелію Меркурія. Прогноз збувся через три роки.



Трохи прояснює позицію Пуанкаре його лекція «Простір і час», з якою він виступив у травні 1912 року в Лондонському університеті. Пуанкаре вважає первинними в перебудові фізики принцип відносності і нові закони механіки. Властивості простору і часу, на думку Пуанкаре, повинні виводитися з цих принципів або встановлюватися конвенционально. Ейнштейн само вчинив навпаки - вивів динаміку з нових властивостей простору і часу. Пуанкаре як і раніше вважає перехід фізиків на нову математичну формулювання принципу відносності (перетворення Лоренца замість галілеєвих) справою угоди [7]:



Це не означає, що вони [фізики] були змушені це зробити; вони вважають нову угоду зручнішим, ось і все; і ті, хто не дотримується такого роду думки, можуть цілком законно зберігати старий, щоб не порушувати своїх звичок. Між нами кажучи, я думаю, що вони ще довго будуть це робити.



З цих слів можна зрозуміти, чому Пуанкаре не лише зупинився всього в одному кроці від теорії відносності, але навіть відмовився прийняти вже створену теорію. Це видно також з порівняння підходів Пуанкаре і Ейнштейна. Те, що Ейнштейн розуміє як відносне, але об'єктивне, Пуанкаре розуміє як суто суб'єктивне, умовне (конвенціональний). Основоположник квантової механіки Луї де Бройль, перший лауреат медалі імені Пуанкаре (1929 рік), винить у всьому його позитивістські помилки [8]:



[Пуанкаре] займав досить скептичну позицію щодо фізичних теорій, вважаючи, що взагалі існує безліч різних, але логічно еквівалентних точок зору і образів, які вчений вибирає лише з міркувань зручності.


























Твори:















тисячу вісімсот вісімдесят два

1887

ред.










ред. пров.




М .: Наука.


Ред.









Ю. Антологія.