นักดาราศาสตร์ โยฮันน์ คาร์ล ฟรีดริซ เกาส์

โยฮันน์ คาร์ล ฟรีดริซ เกาส์


 
 
ในแวดวงวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์เป็นที่ทราบกันดีว่า เกาส์ได้รับการยกย่องว่าเป็น "เจ้าชายแห่งคณิตศาสตร์" โดยเฉพาะทฤษฎีจำนวนที่เกาส์ได้ค้นพบในขณะที่มีอายุเพียง 21 ปี ซึ่งทฤษฎีดังกล่าวยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน นอกจากผลงานด้านคณิตศาสตร์แล้ว เกาส์ยังได้นำเสนอผลงานเด่นในอีกหลายๆ ด้านอาทิเช่น ดาราศาสตร์ ภูมิมาตรศาสตร์(geodesy) และ แสง

วัยเยาว์
เกาส์เกิด ณ เมืองบรันสวิก ประเทศเยอรมัน ในปี 1777 มีเรื่องเล่ามากมายที่ระบุถึงความเป็นอัจฉริยะของเกาส์ในวัยเยาว์ ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าฉงน อาทิเช่น ในขณะอายุได้ 3 ขวบ เกาส์ได้สังเกตเห็นว่าบิดาตนเองคำนวณตัวเลขทางการเงินผิด หรือ อีกเรื่องหนึ่งที่มีการเล่าไว้ว่า เกาส์ในวัย 10 ขวบสามารถคำนวณหาผลบวกของเลขจำนวนเต็มตั้งแต่ 1 ถึง 100 ภายในไม่กี่วินาที ซึ่งได้สร้างความประหลาดใจให้กับคุณครูผู้สอนเป็นอย่างมาก ผลจากความเป็นอัฉริยะตั้งแต่เยาว์วัยทำให้เกาส์ได้รับการอุปถัมถ์ในด้านการศึกษาจากดุ๊กแห่งบรันสวิก

การค้นพบครั้งแรก
เกาส์เข้าศึกษาที่มหาวิทยาลัยเจอทิงเจนในปี 1795 โดยเกาส์เข้าศึกษาด้านคณิตศาสตร์ และได้ค้นพบวิธีการสร้างรูป 17 เหลี่ยมด้านเท่าโดยใช้วงเวียนและไม้บรรทัดเท่านั้น ซึ่งถือได้ว่าเป็นการค้นพบที่สำคัญในสาขาดังกล่าวนับแต่ยุคกรีซ โดยผลงานการค้นพบนี้ ได้ถูกตีพิมพ์ในหนังสือ Disquisitiones Arithmeticae (การสำรวจทางคณิตศาสตร์) ซึ่งได้กล่าวถึงทฤษฎีจำนวนอันโดดดังของเกาส์

เกาส์ในวัยหนุ่ม
หนังสือ Disquisitiones Arithmeticae
ทำนายวงโคจรดาวเคราะห์น้อยเซเรส
จากการค้นพบดาวเคราะห์น้อยเซเรสโดยนักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี กุยเซปเป ปีอัซซี ในเดือนมกราคม 1801 ทำให้เกาส์หันมาสนใจเรื่องดาราศาสตร์ โดยที่ปีอัซซีติดตามสังเกตดาวเคราะห์เซเรสได้เป็นระยะเพียง 3 องศาบนขอบฟ้าภายในเวลาไม่กี่เดือน และหลังจากนั้นก็ไม่สามารถติดตามสังเกตดาวเคราะห์เซเรสได้อีก เนื่องจากเซเรสโคจรไปอยู่ด้านหลังของดวงอาทิตย์ ซึ่งผลของแสงจ้าของดวงอาทิตย์ทำให้นักดาราศาสตร์ไม่สามารถสังเกตดวงดาวบนท้องฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ก็คาดการณ์ว่าดาวเคราะห์เซเรสจะกลับมาปรากฎให้เห็นอีกครั้งในอีกหลายเดือนถัดมา แต่ประเด็นปัญหาก็คือปีอัซซีไม่สามารถระบุตำแหน่งของดาวเคราะห์เซเรสได้อีกครั้ง เนื่องจากเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ในสมัยนั้นยังไม่สามารถที่จะช่วยทำการวิเคราะห์และทำนายวงโคจรได้ โดยประเด็นสำคัญก็มาจากข้อมูลที่สังเกตและจดบันทึกโดยปีอัซซี (3 องศาบนขอบฟ้า) เป็นเพียง 1 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับวงโคจรทั้งวงโคจรของดาวเคราะห์เซเรส

ด้วยวัยเพียง 23 ปี เกาส์ได้วิเคราะห์ข้อมูลที่จดบันทึกโดยปีอัซซี และหลังจากทุ่มเทการค้นคว้าเป็นเวลา 3 เดือน เกาส์ก็สามารถทำนายตำแหน่งของดาวเคราะห์เซเรสได้ในเดือนธันวาคม 1801 โดยมีความแม่นยำภายในครึ่งองศา โดยเกาส์ได้คิดค้นวิธีการคำนวณที่เรียกว่า "วิธีกำลังสองน้อยที่สุด" (least squares method) ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของทฤษฎีการประมาณค่าที่เรายังใช้กันอยู่ในปัจจุบันนี้ โดยเกาส์ได้ตีพิมพ์ผลงานการคำนวณหาวงโคจรของดวงดาวไว้ในตำราที่ชื่อว่า "Theoria motus corporum coelestium in sectionibus conicis solem ambientum" (theory of motion of the celestial bodies moving in conic sections around the sun) ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1809


Theoria motus corporum coelestium
เอกสารอ้างอิง

 

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น