Наука об интуиции: как Анри Пуанкаре создал самую сложную математическую задачу в мире

Анри Пуанкаре занимает место самых «плодовитых» математиков. Он описал ряд сложных научных доказательств и подарил миру еще одно. Гипотеза Пуанкаре вошла в список семи задач тысячелетия и была решена только спустя сто лет.

Схватывал все на лету: путь Анри Пуанкаре в науку

Анри Пуанкаре родился в 1854 году во французском городке Нанси. Его отец, Леон Пуанкаре, был профессором медицины и работал в местном университете. Мать, Эжени Лонуа, занималась воспитанием сына Анри и дочери Алины. В раннем возрасте мальчик пережил дифтерию, из-за чего на несколько месяцев оказался обездвижен и лишен голоса. В это время у него развился цветовой слух — разновидность синестезии.

Как только Анри выздоровел, мама занялась его образованием. Мальчик схватывал знания на лету — уже в восемь лет он поступил во второй класс лицея. Особые успехи Пуанкаре делал в немецком и английском языках, а также латыни.

В 1873 году Анри поступил в Политехническую школу в Париже. Именно там раскрылся его математический талант. Уже на втором курсе Пуанкаре написал научную работу по дифференциальной геометрии. Это позволило Анри поступить в самое авторитетное учебное заведение во Франции — Горную школу. Уже в 1879 году он получил докторскую степень.

Первый прорыв: как Пуанкаре разработал главную теорию в математике

Анри Пуанкаре перебрался в город Кан в Нормандии и начал преподавать в местном университете. Параллельно он проводил исследования автоморфных функций и вскоре представил первые работы по ним.

Научный мир сразу обратил внимание на статьи Пуанкаре. Его пригласили на пост преподавателя на Факультет наук в Парижском университете. Анри Пуанкаре также читал лекции по математическому анализу в Высшей Политехнической школе.

В эти годы он разработал качественную теорию дифференциальных уравнений. Это стало новым разделом математики. Пуанкаре доказал, что даже если уравнение нельзя решить, его внешний вид скажет о свойствах и особенностях. Открытия Анри Пуанкаре особенно оказались важны для развития математической физики и небесной механики.

Решил самую сложную загадку науки

В 1880-е годы Анри Пуанкаре занимался астрономией и математической физикой. Когда король Швеции Оскар II предложил видным ученым четыре математические задачи, Пуанкаре не раздумывая взял первую — самую сложную. Ученому требовалось вычислить движение нескольких тел, которые притягивались друг к другу в Солнечной системе.

Пуанкаре доказал, что на эту задачу невозможно дать полный и точный ответ. В то же время он нашел способы получить приближенные решения. Работа Анри произвела сильное впечатление на жюри конкурса: ее назвали открытием, способным изменить всю небесную механику. В итоге Пуанкаре получил премию, а от французского правительства — орден Почетного легиона.

Уже в 32 года Пуанкаре стал руководителем кафедры математической физики и теории вероятностей в Парижском университете. Его авторитет стремительно рос: он был избран президентом Французского математического общества и стал членом Академии наук.

С 1893 года он стал членом Бюро долгот, а позднее возглавил его. Параллельно, начиная с середины 1890-х, Пуанкаре приступил к разработке новой области математики — топологии — и опубликовал серию работ, которые определили дальнейшее развитие науки.

Занимательная топология: гипотеза Пуанкаре

Топология открывала ряд новых проблем. Вот о чем задумался Анри Пуанкаре: если есть некая трехмерная поверхность (то есть замкнутое пространство без границы — внутрь него никак нельзя попасть), и если это пространство трансформировать в любое другое без разрыва, то не является ли оно просто трехмерной сферой?

Трудиться и еще раз трудиться: последние годы Анри Пуанкаре

На исходе лет Анри Пуанкаре все также продолжал работать. Он изучал электромагнитную теорию и радиосвязь и параллельно преподавал их в университете. Именно Пуанкаре сформулировал «зачатки» теории относительности, которые взял за основу и развил Альберт Эйнштейн.

В 1906 году Пуанкаре стал президентом Парижской академии наук. Через пару лет, прямо во время собственного доклада, он почувствовал себя плохо. Анри Пуанкаре перенес несколько операций, однако восстановиться до конца все же не смог. В 1912 году ученый скончался от эмболии. Ему было 58 лет.