Poincaré – Ο Τελευταίος Πανεπιστήμονας και η Εικασία του

Share on facebook
Share on twitter
Share on pinterest

Ο Ζιλ Ανρί Πουανκαρέ (Jules Henri Poincaré) ήταν ένας από τους κορυφαίους Γάλλους μαθηματικούς και θεωρητικούς φυσικούς, καθώς και φιλόσοφος της επιστήμης. Ο Πουανκαρέ γεννήθηκε στις 29 Απριλίου 1854 στην πόλη Νανσί της Γαλλίας και πέθανε στις 17 Ιουλίου 1912 στο Παρίσι. Συχνά περιγράφεται ως πολυμαθής, και στον κόσμο των μαθηματικών είναι γνωστός ως ο «τελευταίος πανεπιστήμονας», καθώς διέπρεψε σε όλα τα επιστημονικά πεδία τα οποία υπήρχαν στη διάρκεια της ζωής του.

Ο Πουανκαρέ ήταν μύωψ, ιδιαίτερα αφηρημένος και αδέξιος. Είναι χαρακτηριστικό πως οι σύγχρονοί του τον αποκαλούσαν αμφιδέξιο, με την έννοια ότι είχε κακές επιδόσεις τόσο με το αριστερό όσο και με το δεξί χέρι. Στο σχολείο κατάφερε να βαθμολογηθεί με μηδέν στο σχέδιο. Ωστόσο όλες οι παραπάνω αδυναμίες του αναπληρώνονταν και με το παραπάνω από τη μαθηματική του μεγαλοφυΐα και την ευρυμάθεια που τον διέκρινε. Ο δάσκαλός του Elliot a Liard έγραψε το 1872: «Έχω στην τάξη μου ένα τέρας των μαθηματικών, τον Ανρί Πουανκαρέ».

 

Ο Πουανκαρέ δημοσίευσε το πρώτο του άρθρο στο Nouvelles Annales des Mathematiques σε ηλικία 19 ετών. Συνολικά συνέγραψε τουλάχιστον 30 βιβλία και 500 ερευνητικές εργασίες – άρθρα. Ίσως ήταν ο τελευταίος μαθηματικός με ευρύτατο πεδίο ενασχόλησης, ώστε οι διαλέξεις του στη Σορβόνη να ποικίλλουν σε ευρύτατη γκάμα θεμάτων. Ο Πουανκαρέ, εκτός από τη σημαντική του προσφορά στο αμιγώς μαθηματικό πεδίο, συνεισέφερε στην οπτική, τον ηλεκτρισμό, την ελαστικότητα, τη θερμοδυναμική, την κβαντική θεωρία τη σχετικότητα και την κοσμολογία. Ο Πουανκαρέ υπήρξε και σημαντικός εκλαϊκευτής της επιστήμης. Χαρακτηριστικά στο βιβλίο του Η Αξία της Επιστήμης έλεγε:

Αν η φύση δεν ήταν όμορφη, δεν θα άξιζε τον κόπο να την γνωρίσουμε. Κι αν δεν άξιζε τον κόπο να τη γνωρίσουμε τη φύση, τότε δεν θα άξιζε να ζούμε

Με την εκλογή του ως μέλους του τμήματος λογοτεχνίας του Γαλλικού Ινστιτούτου τιμήθηκε για την πολυποίκιλη προσφορά του στην επιστήμη.

Αυτή η εικόνα δεν έχει ιδιότητα alt. Το όνομα του αρχείου είναι henri-poincare.jpg

Το 1889 ο Πουανκαρέ έδειξε ότι η πλήρης ανάλυση της κίνησης έστω και τριών σωμάτων (π.χ. του Ήλιου, της Γης και της Σελήνης) με βάση τη νευτώνεια θεωρία παρήγαγε ένα ενδογενώς μη ολοκληρώσιμο σύστημα. Ως εκ τούτου θεμελίωσε τη σημαντική δυσκολία επίλυσης των προβλημάτων της φυσικής με μαθηματική ανάλυση, ακόμα και για τρία σώματα (πολύ περισσότερο για πάνω από τρία ή για εκατομμύρια) και ανέδειξε τις πρώτες ρωγμές στο Νευτώνειο σύμπαν. Ο αναγωγισμός, ως θεώρηση του κόσμου, απεδείχθη υπεραπλουστευτικός και ανακριβής. Με αφορμή τη ρήση του Νεύτωνα «η φύση ευχαριστιέται με την απλότητα και δεν αγαπάει τη μεγαλοπρέπεια των περιττών αιτίων» ο Πουανκαρέ παρατήρησε:

Πριν από ένα αιώνα ομολογείτο με ειλικρίνεια και διακηρυσσόταν ανοιχτά πως η φύση αγαπάει την απλότητα, αποδείχθηκε όμως ότι η φύση κάνει το αντίθετο σε περισσότερες από μία περιπτώσεις

Εικασία Πουανκαρέ

Θα περιγράψουμε αρχικά το πρόβλημα, που θέτει η εικασία τουPoincaré,  στις 2-πολλαπλότητες δηλαδή στις επιφάνειες του τρισδιάστατου ευκλείδειου χώρου. Μια 2-πολλαπλότητα ονομάζεται απλώς συνεκτική  (simply connected) αν κάθε κλειστή καμπύλη που βρίσκεται πάνω σε αυτή μπορεί να  «συρρικνωθεί», παραμένοντας πάνω στην επιφάνεια, σε ένα μόνο σημείο. Για παράδειγμα, η επιφάνεια της γνωστής μας σφαίρας (μπάλας) είναι απλώς συνεκτική 2-πολλαπλότητα.

Δε συμβαίνει όμως το ίδιο και με τον τόρο δηλαδή την επιφάνεια του «ντόνατ». Πράγματι, υπάρχουν κλειστές καμπύλες στον τόρο οι οποίες δεν μπορούν να συρρικνωθούν σε σημείο κρατώντας την επαφή τους με την επιφάνεια.

Αποτέλεσμα εικόνας για πουανκαρε

 

Όλες οι απλώς συνεκτικές 2-πολλαπλότητες, με όρους της τοπολογίας, είναι όμοιες μεταξύ τους. Η επιφάνεια ενός αυγού για παράδειγμα είναι τοπολογικά όμοια με την επιφάνεια της σφαίρας.

Μεταξύ όλων των επιφανειών  η σφαίρα καταλαμβάνει μια αξιοσημείωτη θέση επειδή είναι η μόνη επιφάνεια που είναι συγχρόνως χωρίς όρια, απλά συνεκτική και συμπαγής (που σημαίνει χοντρικά ότι οριοθετείται μέσα στο χώρο, αντιθέτως με το επίπεδο). Η διαίσθηση του Poincaré προέβλεψε ότι η ιδιότητα αυτή της σφαίρας (απουσία ορίων, συμπάγεια και απλή συνεκτικότητα) χαρακτηρίζει όχι μόνο τη συνηθισμένη σφαίρα αλλά επίσης τις σφαίρες ανώτερης διάστασης.

Η σπουδαία ερώτηση που έκανε το 1904 ο Ζιλ Ανρί Πουανκαρέ (1854-1912), βασάνιζε τους μαθηματικούς για σχεδόν έναν αιώνα. Η εικασία που ανήκει στον χώρο της τοπολογίας και δηλώνει ότι: όλες οι συμπαγείς πολλαπλότητες διάστασης n = 3 (ή περισσότερο), χωρίς όρια και απλά συνεκτικές, είναι ομοιομορφικές σε μια σφαίρα διάστασης n.

 

poin

Για αρκετά χρόνια πολλοί εργάστηκαν πάνω στην Εικασία Πουανκαρέ, ένα από τα επτά «επικηρυγμένα» προβλήματα – που ταλάνιζε τους σημαντικότερους μαθηματικούς από τις αρχές του 20ού αιώνα. Είχαν περάσει σχεδόν είκοσι χρόνια από το τελευταίο σημαντικό βήμα στην πορεία της επίλυσής της, το 1982, τότε που ο Αμερικανός Ρίτσαρντ Χάμιλτον παρουσίασε ένα προσχέδιο για την επίλυση του προβλήματος. Τελικά, το 2002, το πρόβλημα βρήκε τον «δάσκαλό» του. Έπειτα από οκτώ χρόνια προσπαθειών, ο Ρώσος μαθηματικός Γκριγκόρι Πέρελμαν, γεννημένος στην Αγία Πετρούπολη το 1966, κατέληξε σε μια απόδειξη 473 σελίδων, προκαλώντας φρενίτιδα στην παγκόσμια μαθηματική κοινότητα.

perelmanΟ Γκριγκόρι Πέρελμαν (Григо́рий Я́ковлевич Перельма́н)

0/5 (0 Reviews)

Μοιραστείτε το!

Share on facebook
Share on twitter

Φροντιστήριο| Κέντρο Ιδιαιτέρων Μαθημάτων Μαθηματικών

Καλαμάτα