Що великий математик Гаусс зробив для фізики?

30 квітня 1777 в Брауншвейгу народився Карл Фрідріх Гаус (Karl Friedrich Gauss) - німецький математик, астроном і фізик. Закінчив в 1798 році Геттінгенського університету, а з 1807 року став професором цього університету і директором астрономічної обсерваторії.

Головними рисами наукової спадщини Гаусса є незмінна зв'язок в його дослідженнях теорії і практики у всіх численних галузях науки, якими він займався. Роботам Гаусса зобов'язані своїм розвитком вища алгебра, теорія чисел, диференційна геометрія, теорія тяжіння, класична теорія електромагнетизму, геодезія, багато галузей теоретичної астрономії.

Його роботи з фізики відомі менше математичних. Більшу частину їх він виконав спільно з молодим фізиком Вільгельмом Вебером, з яким він познайомився в 1828 році в гостях у Гумбольдта. У 1831 році 27-річний Вебер на запрошення Гаусса переїжджає в Геттінген.

Ось деякі досягнення Гаусса в галузі фізики:

У 1829 році сформульований принцип найменшого примусу (принцип Гауса). Він використовуються для складання рівнянь руху механічних систем і вивчення властивостей цих рухів. Принцип і зараз застосовується у вирішенні завдань механіки, динаміки складних керованих систем, динаміки живих організмів, квантової фізики, теорії гравітації і багатьох інших областях.

У 1832 році Гаус створив абсолютну систему заходів, ввівши три основних одиниці: одиницю часу - 1 секунду, одиницю довжини - 1 сантиметр і одиницю маси - 1 грам. До речі, ім'ям самого Гаусса була названа одиниця магнітної індукції в системі одиниць см-г-сек (СГС). Вона широко використовувалася до 60-х років ХХ століття, коли була введена система одиниць СІ.

У 1833 році спільно з Вебером Гаусс побудував перший у своїй країні електромагнітний телеграф, який пов'язав обсерваторію і фізичний інститут в Геттінгені. Цей телеграф був примітивний, не дуже зручний в експлуатації і пізніше був витіснений телеграфом системи Самюеля Морзе.

У 1835 році створив магнітну обсерваторію при Геттінгенської астрономічної обсерваторії. Вивчаючи земний магнетизм, винайшов в 1837 році уніполярний магнітометр, а в 1838 році - біфілярного. Перший використовувався для вимірювання відміни магнітного поля Землі, а другий - для визначення горизонтальної сили.

У 1839 році у творі «Загальна теорія сил тяжіння і відштовхування, що діють обернено пропорційно квадрату відстані», виклав основні принципи теорії потенціалу, зокрема, ряд положень і теорем. Серед них - основну теорему електростатики (теорема Гаусса-Остроградського).

У 1840 році в роботі «Діоптричні дослідження» вперше розробив для складних оптичних систем загальну теорію побудови зображень. Цією теорією оптики користуються досі.

У 1845 році прийшов до думки про кінцевої швидкості поширення електромагнітних взаємодій. Доведено це припущення було набагато пізніше.

Помер Карл Фрідріх Гаус в Геттінгені 23 лютого 1855.