Když bylo Karlovi osm let, stal se Wilhelm Weierstrass daňovým inspektorem. Tato práce znamenala strávit vždy jen krátký čas na určitém místě. Karl postupně navštěvoval různé školy v Prusku, jak se rodina stěhovala. V roce 1827 Karlova matka zemřela a o rok později se Karlův otec znovu oženil. V roce 1829 se Wilhelm Weierstrass stal asistentem v hlavním daňovém úřadě v Paderbornu a Karl zde nastoupil do Katolického gymnázia. Karl měl na gymnáziu vynikající prospěch, přestože po škole často musel pracovat doma jako účetní, aby pomohl zajistit rodinné finance.
Na gymnáziu Weierstrass získal samostudiem značné znalosti matematiky. Studoval odborný matematický časopis Crelle's Journal a dával hodiny matematiky svým bratrům. Jeho otec si však přál, aby studoval finance a proto po dokončení gymnázia v roce 1834 na Univerzitě v Bonnu začal studovat právo, finance a ekonomiku. Kariéra v pruské administrativě, kterou pro Karla plánoval jeho otec, rozhodně nebyla špatná. Přesto Karl si stále více přál studovat matematiku.
Postavil se proti otcovu přání a začal navštěvovat přednášky matematiky. S otcem se dostal do značného konfliktu a na protest zanechal studia. Po čtyři roky se pak flákal a pil alkohol. Konflikt mezi povinností požadovanou otcem a jeho přáním ho fyzicky a psychicky deptal. Ale nakonec hlubokou krizi překonal tím, že znovu začal sám studovat matematiku. Prostudoval práci Laplace "Méchanique céleste" a práci Jacobiho o eliptických funkcích. Studiem přepisů Gudermannových přednášek porozuměl potřebným metodám teorie eliptických funkcí. Podařilo se mu odvodit tvar reprezentace funkce dané Abelem z diferenciální rovnice definující tuto funkci. Od toho okamžiku se rozhodl plně se věnovat matematice. K tomuto svému rozhodnutí dospěl v sedmém semestru studia.
Weierstrass se definitivně rozhodl postavit se proti otcovu přání. Přesto chodil také na přednášky o veřejných financích a administrativě. Další semestr strávil na Univerzitě v Bonnu. Osmý semestr ukončil v roce 1838. Jenže nebyl schopen zvládnout všechny zkoušky, které si zapsal, a rozhodl se univerzitu opustit bez zkoušek. Jeho otec byl rozzuřen, že jeho syn zanechal studií. Požádal svého rodinného přítele, předsedu soudu v Paderbornu, aby Karlovi pomohl ke studiu na Teologické a filozofické akademii v Münsteru, aby Karl získal nezbytné zkoušky, které by mu umožnili stát se středoškolským učitelem.
22. května 1839 se Weierstrass zapsal na Akademii v Münsteru. V té době zde přednášel Gudermann a proto Weierstrass byl tak ochoten na Akademii studovat. Weierstrass ihned navštěvoval Gudermannovy přednášky o eliptických funkcích. Gudermann mu velmi doporučoval, aby studoval matematiku. Na podzim 1839 Weierstrass z Akademie v Münsteru odešel a začal se připravovat na učitelské zkoušky, k nimž se přihlásil na březen 1840. V lednu 1840 se jeho otec stal ředitelem solivárny, podniku na zpracování soli. Rodina se přestěhovala do Westernkottenu nedaleko Lippstdatdu na řece Lippe, západně od Paderbornu.
V dubnu 1841 Weierstrass vykonal nezbytné ústní zkoušky a začal vyučovat na gymnáziu v Münsteru. V té době nepublikoval žádné práce z matematiky, pouze v letech 1841 a 1842 napsal tři krátké články. Koncept, na kterém Weierstrass založil svoji teorii funkcí komplexní proměnné po roce 1857, lze nalézt již v těchto nepublikovaných článcích, které byly napsány ještě pod Gudermannovým vlivem. Základní koncept transformace analytické funkce z diferencovatelné funkce na funkci, jíž lze rozvinout v konvergentní mocninnou řadu, vznikl právě v této době.
Weierstrass začal svoji kariéru jako učitel matematiky v roce 1842 na gymnáziu v Deutsche Krone. V roce 1848 pak odešel na Collegium Hoseanum v Braunsbergu. Jako učitel matematiky občas musel učit jiné předměty. Weierstrass přednášel fyziku, botaniku, zeměpis, historii, němčinu, kaligrafii a dokonce gymnastiku. Na tato léta později jen nerad vzpomínal. Na gymnáziu neměl žádné kolegy, s nimiž by mohl hovořit o matematice, neměl přístup k matematické knihovně a obtížná byla i korespondence.
Kolem roku 1850 Weierstrass čas od času podléhal záchvatům závratí, po němž téměř hodinu nebyl schopen pracovat. Tyto závratě byly stále vážnější. Weierstrass během následujících dvanácti let postupně nemohl pracovat a tyto problémy u něj vedly k duševním poruchám. Každou volnou chvíli mezi jednotlivými hodinami výuky se snažil věnovat matematice.
Když Weierstrass publikoval své první články o abelovských funkcích na škole v Braunsbergu, byl ještě prakticky neznámým matematikem. Když v roce 1854 publikoval svoji práci "Zur Theorie der Abelschen Functionen" v časopise Crelle's Journal, vešel brzy ve známost. Tento jeho článek ještě neobsahoval úplnou teorii inverze hypereliptických integrálů, kterou Weierstrass vypracoval později, ale byl úvodním popisem metod reprezentace abelovských funkcí jako konstantně konvergujících mocninných řad.
Díky této práci Weierstrass konečně unikl ze svého místa učitele matematiky. Univerzita v Königsbergu mu 31. března 1854 udělila čestný doktorát. V roce 1855 se Weierstrass pokusil získat uvolněné místo na Univerzitě v Breslau (dnešní Wroclaw) po odchodu Kummera do Berlína. Kummer ale využil svého vlivu, protože se domníval, že by Weierstrass měl působit v Berlíně. Dopis Dirichleta pruskému ministrovi kultury v roce 1855 vyjadřoval silnou podporu Weierstrassovi, aby získal místo v Berlíně.
Poté, co se stal na střední škole v Braunsbergu starším přednášejícím, Weirstrass získal rok k tomu, aby se připravil na náročné matematické studium. Weierstrass byl pevně rozhodnut se již nikdy nevrátit k výuce na střední škole.
V roce 1856 publikoval v časopise Crelle's Journal úplnou verzi své teorie o inverzi hypereliptických integrálů pod názvem "Theorie der Abelschen Functionen". Díky tomuto článku mu řada univerzit nabídla místo. Přišla nabídka z několika univerzit v Rakousku a také nabídka z Ústavu průmyslu v Berlíně (později Technische Hochschule ). Přestože Weierstrass chtěl získat místo na Univerzitě v Berlíně, byl rozhodnut se na Collegium Hoseanum v Braunsbergu nikdy nevrátit. Proto 14. června 1856 přijal místo v Ústavu průmyslu.
Poté, co se v září 1856 Weierstrass zúčastnil konference ve Vídni, dostal nabídku místa na rakouské univerzitě podle svého výběru. Než se ale stačil rozhodnout, v říjnu 1856 mu Univerzita v Berlíně konečně nabídla profesuru. Na toto místo Weierstrass již dlouho čekal a přestože již předtím přijal nabídku na místo v Ústavu průmyslu, rozhodl se odejít na Univerzitu v Berlíně, neboť toto místo nemohl zastávat několik let formálně.
Weierstrassovy úspěšné přednášky z matematiky přitahovaly studenty z celého světa. Tématy jeho přednášek byly aplikace Fourierových řad a integrálů v matematické fyzice (v letech 1856 a 1857), úvod do teorie analytických funkcí, teorie eliptických funkcí (a jeho badatelský obor) a aplikace na problémy geometrie a mechaniky.
Ve svých přednáškách v letech 1859 a 1860 se zabýval úvodem do analýzy a položil tak základy nového oboru. V letech 1860 až 1861 přednášel o integrálním počtu. V roce 1861 objevil funkci, která je spojitá, ale v žádném bodě nemá derivaci. Analytikové, kteří své poznatky stavěli především na intuici, byli tímto objevem velice zaskočeni.
Weierstrassovo zdraví se od zhruba roku 1850 zhoršovalo. Až do prosince roku 1861, kdy se zhroutil, byl schopen přednášet. Asi po roce se zotavil natolik, že mohl pokračovat v přednáškách, ale již nikdy se zcela neuzdravil. Od té doby nepřednášel před tabulí, ale seděl u stolu a jeden z jeho studentů přednášku na tabuli zapisoval. Záchvaty závratí zhruba od roku 1850 ustoupily, ale objevily se u něj hrudní obtíže.
V letech 1863 a 1864 ve své přednášce o obecné teorii analytických funkcí Weierstrass začal formulovat svoji teorii reálných čísel. Ve svých přednáškách v roce 1863 dokázal, že komplexní čísla jsou pouze komutativním algebraickým rozšířením reálných čísel. O tento důkaz se pokoušel v roce 1831 Gauss, ale neuspěl.
Weierstrassovy přednášky se přeměnily v kurs o délce čtyř semestrů, který Weierstrass opakoval až do roku 1890. Kurs obsahoval úvod do teorie analytických funkcí, eliptické funkce, abelovské funkce a variační počet nebo aplikace eliptických funkcí.
Během let se Weierstrassovy kursy vyvíjely a několik verzí těchto kursů byla publikováno. V roce 1868 publikoval kurs se svými poznámkami Killing, v roce 1878 publikoval kurs Hurwitz. Weierstrass ovlivňuje výuku matematické analýzy dodnes především díky svému jasnému stylu a obsahu přednášek. Základní kurs analýzy obsahoval čísla, koncept funkcí a Weierstrassův příspěvek k mocninným řadám, spojitost a diferencovatelnost, analytické prodloužení funkcí, body singularit, analytické funkce několika proměnných a určitý integrál.
Weierstrass, Kummer a Kronecker společně zajistili Berlínské univerzitě prestižní postavení mezi univerzitami, na nichž se studovala matematika. Kronecker byl řadu let Weierstrassovým přítelem, ale v roce 1877 kvůli Kroneckerovu odporu ke Cantorově práci se oba muži přestali setkávat. V roce 1885 se Weierstrass rozhodl odejít z Berlína do Švýcarska.
Mezi Weierstrassovými žáky lze jmenovat řadu významných matematiků, jako byl Bachmann, Bolza, Cantor, Engel, Frobenius, Gegenbauer, Hensel, Hölder, Hurwitz, Killing, Klein, Kneser, Königsberger, Lerch, Lie, Lueroth, Mertens, Minkowski, Mittag- Leffler, Netto, Schottky, Schwarz a Stolz.
V roce 1870 přišla do Berlína Sofia Kovalevskaja, kterou Weierstrass učil soukromě, protože jako žena neměla povolen vstup na univerzitu. Byla zřejmě velmi zvláštním studentem, protože se jí Weierstrass svěřil, že právě ona pochopila jeho cíl a smysl života odhalit velká tajemství matematiky a fyziky.
Díky Weierstrassovu vlivu Kovalevskaja obdržela čestný doktorát v Göttingenu a jeho vliv jí také pomohl v roce 1883 získat místo ve Stockholmu. Weierstrass a Kovalevskaja si v letech 1871 až 1890 dopisovali a vzájemně si vyměnili více než 160 dopisů. Po její smrti ale Weierstrass všechny dopisy spálil.
Standardy matematické přesnosti, které Weierstrass stanovil například definicí iracionálních čísel jako limity konvergentních řad, významně ovlivnily následující vývoj matematiky. Weierstrass také studoval celé funkce, stejnoměrnou konvergenci a funkce definované jako nekonečné součiny.
Oprávněně lze Weierstrasse považovat za otce moderní analýzy. Weierstrass odvodil testy konvergence řad, významně přispěl k teorii periodických funkcí, funkcí reálné proměnné, eliptických funkcí, abelovských funkcí, ke konvergenci nekonečných součinů a k variačnímu počtu. Rozvinul teorii bilineárních a kvadratických forem.
Rozhodl se dohlížet na vydání svých kompletních prací, neboť bez jeho pomoci by řada nepublikovaných materiálů z přednášek nebyla publikována. První dva svazky byly publikovány v letech 1894 a 1895. Bohužel, současně byly poslední, protože v roce 1897 Weierstrass zemřel. V posledních třech letech byl upoután na kolečkové křeslo, nebyl schopen pohybu a proto potřeboval ošetřovatelku. Zemřel na zápal plic.
Zbývající svazky jeho kompletních prací se objevily pomaleji. Třetí svazek byl publikován v roce 1903, čtvrtý v roce 1902, pátý a šestý v roce 1915 a sedmý v roce 1927. Sedmý svazek byl znovu publikován v roce 1967. Řada jeho přednášek se používá dodnes.
Zdroj: https://www.glouny.cz/matematika/mat_sem/priklady/
Žádné komentáře:
Okomentovat