Карл Стёрмер - Carl Størmer

"Størmer" перенаправляется сюда. Для других людей с фамилией см. Stormer.

Карл Стёрмер
Portrett av Carl Størmer (обрезано) .jpg
Родившийся
Фредрик Карл Мюлертц Стёрмер

(1874-09-03)3 сентября 1874 г.
Skien, Швеция-Норвегия
Умер13 августа 1957 г.(1957-08-13) (82 года)
Осло, Королевство Норвегия
Национальностьнорвежский язык
Альма-матерУниверситет Осло
Известентеория чисел
полярные сияния
Награды
Научная карьера
Поля

Фредрик Карл Мюлертц Стёрмер[нужен норвежский IPA ] (3 сентября 1874 г. - 13 августа 1957 г.) норвежский язык математик и астрофизик. В математике он известен своими работами в теория чисел, включая расчет π и Теорема Стёрмера на последовательных гладких числах. В физике он известен тем, что изучал движение заряженных частиц в магнитосфера и формирование полярные сияния, и за его книгу по этим предметам, Из глубин космоса к сердцу атома. Он много лет работал профессором математики в Университет Осло в Норвегии. А кратер на обратной стороне Луны назван в его честь.

Личная жизнь и карьера

Карл Стёрмер (в середине верхнего ряда) на Международный конгресс математиков, Zürich 1932; его сопровождали г-жа Стёрмер (сидит слева, в темной одежде) и г-жа Левенскиолд (сидит, в белой шляпе).

Стёрмер родился 3 сентября 1874 г. в г. Skien, единственный ребенок фармацевта Георга Людвига Стёрмера (1842–1930) и Элизабет Амали Йоханн Генриетта Мюлертц (1844–1916).[1][2] Его дядя был предпринимателем и изобретателем Хенрик Кристиан Фредрик Стёрмер.[1][2]

Стёрмер изучал математику в Королевский университет Фредерика в Кристиании, Норвегия (ныне Университет Осло в Осло) с 1892 по 1897 год, получив звание Candidatus Realium в 1898 году. Затем он учился у Пикард, Пуанкаре, Пенлеве, Иордания, Дарбу, и Goursat на Сорбонна в Париж с 1898 по 1900 год. Он вернулся в Кристианию в 1900 году как научный сотрудник по математике посетил Геттингенский университет в 1902 г. и вернулся в Кристианию в 1903 г., где был назначен профессором математики и занимал эту должность 43 года. После того, как он получил постоянную должность в Кристиании, Стёрмер опубликовал свои последующие труды под сокращенной версией своего имени Карл Стёрмер. В 1918 году он был избран первым президентом новообразованной Норвежское математическое общество. Он регулярно участвовал в скандинавских математических конгрессах и был президентом 1936 г. Международный конгресс математиков в Осло (с 1924 г. новое имя Кристиания). Стёрмер также был связан с Институтом теоретической астрофизики при Университете Осло, который был основан в 1934 году. Он умер 13 августа 1957 года в г. Blindern.[1][3][4][5]

Он также был любителем уличный фотограф,[6] начиная со студенческих лет. В возрасте 70 лет он устроил в Осло выставку фотографий знаменитостей, которые делал за эти годы. Например, он включал один из Хенрик Ибсен прогуливаясь вниз Ворота Карла Юхана, главная дорога Осло.[1] Также он был членом наблюдательного совета страховой компании. Forsikringsselskapet Norden.[7]

В феврале 1900 года он женился на дочери консула Аде Клаусон (1877–1973), от которой у него в итоге родилось пятеро детей.[4] Их сын Лейф Стёрмер стал профессором историческая геология на Университет Осло.[2] Его дочь Хенни вышла замуж за помещика Карл Отто Лёвенскиолд.[8] Карл Стёрмер также является дедушкой математика. Эрлинг Стёрмер.[9][10]

Математические исследования

Первая математическая публикация Стёрмера, опубликованная, когда он был начинающим студентом в возрасте 18 лет, касалась тригонометрический серии обобщая Расширение Тейлора из арксинус функция. Он вернулся к этой проблеме несколько лет спустя. Затем он систематически исследовал Машиноподобная формула по которому число π можно представить как рациональное сочетание так называемых "Грегори числа "формы арктан 1 /п. Мачина исходная формула,

принадлежит к этому типу, и Стёрмер показал, что существуют три других способа представления π как рациональное сочетание двух чисел Грегори. Затем он исследовал комбинации трех чисел Грегори и нашел 102 представления π этой формы, но не смог определить, могут ли быть дополнительные решения этого типа.[3] Эти представления привели к быстрым алгоритмам вычисления численные приближения π. В частности, четырехчленное представление, найденное Стёрмером,

был использован в рекордном расчете π до 1 241 100 000 000 десятичных знаков в 2002 г. Yasumasa Kanada.[11] Стёрмер также известен Числа Стёрмера, который возник в результате разложения чисел Грегори в работе Стёрмера.[12]

Теорема Стёрмера, которое он доказал в 1897 году, показывает, что для любого конечного множества п из простые числа, существует лишь конечное число пар последовательных целые числа имея только числа из п как их главные факторы. Кроме того, Стёрмер описывает алгоритм для поиска всех таких пар. В сверхчастичные отношения генерируемые этими последовательными парами имеют особое значение в теории музыки.[13] Стёрмер доказывает эту теорему, сводя задачу к конечному набору Уравнения Пелла, а сама теорема также может быть интерпретирована как описание возможных факторизаций решений уравнения Пелля. Цитаты Чепмена Луи Морделл как говорят: «Его результат очень хорош, и есть много его применений».[1]

Дополнительные предметы математического исследования Стёрмера включали: Группы Ли, то гамма-функция, и Диофантово приближение из алгебраические числа и из трансцендентные числа вытекающие из эллиптические функции. С 1905 г. Стёрмер был редактором журнала. Acta Mathematica, а также он был редактором посмертно опубликованных математических работ Нильс Хенрик Абель и Софус Ли.[1][3]

Астрофизические исследования

Карл Стёрмер с помощником Биркеландом в 1910 году

С 1903 года, когда Стёрмер впервые заметил Кристиан Биркеланд экспериментальные попытки объяснить Северное сияние, он был очарован полярными сияниями и связанными с ними явлениями. В его первой работе по этой теме была сделана попытка математически смоделировать траектории заряженных частиц, возмущенных влиянием намагниченный сфера, и Стёрмер в конечном итоге опубликовал более 48 статей о движении заряженных частиц.[14] Моделируя проблему с помощью дифференциальные уравнения и полярные координаты, Стёрмер смог показать, что радиус кривизны Путь любой частицы пропорционален квадрату ее расстояния от центра сферы. Для численного решения полученных дифференциальных уравнений он использовал Интеграция Верле, который, следовательно, также известен как Метод Штёрмера.[3] Эрнст Брюхе и Уиллард Харрисон Беннетт экспериментально подтверждены предсказанные Стёрмером движения частиц; Беннетт назвал свой экспериментальный аппарат «Стёрмертрон» в честь Стёрмера.[1] Расчеты Стёрмера показали, что небольшие вариации траекторий приближающихся к Земле частиц будут усиливаться эффектами магнитного поля Земли, что объясняет запутанные формы полярных сияний.[15] Стёрмер также рассмотрел возможность захвата частиц геомагнитным полем и рассчитал орбиты этих захваченных частиц. Работа Стёрмера по этому вопросу применима к тому, что сегодня называют магнитосферным. кольцевой ток[1] и Радиационные пояса Ван Аллена.[16]

Помимо математического моделирования этих явлений, Стёрмер потребовал много фотографии полярных сияний из 20 различных обсерваторий по всей Норвегии. Он измерил их высоту и широту триангуляция из нескольких обсерваторий и показал, что северное сияние обычно достигает 100 километров над землей. Он классифицировал их по форме и обнаружил в 1926 году «сияние, освещенное солнцем», явление, которое может происходить в сумерках, когда верхние части полярного сияния освещаются солнцем; эти полярные сияния могут достигать 1000 км над землей.[17][18]

Книга Стёрмера, Из глубин космоса к сердцу атома, описывающий его работу в этой области, был переведен на пять разных языков с оригинального норвежского.[3] Вторая книга, Полярное сияние (Oxford Press, 1955) содержит как его экспериментальную работу по полярным сияниям, так и его математические попытки смоделировать их. В своем обзоре этой книги канадский астроном Джон Ф. Херд называет Стёрмера «признанным авторитетом» в области полярных сияний.[19] Херд пишет: "Полярное сияние несомненно, останется на долгие годы стандартным справочником; он должен лежать на столе любого, чья работа или интерес связаны с полярными сияниями ".[19]

Другие астрофизические явления, исследованные Стёрмером, включают пульсации магнитное поле земли, эхом в радио трансмиссии, перламутровые облака и светящиеся ночные облака, зодиакальный свет, метеор тропы, солнечная корона и солнечные вихри, и космические лучи.[1]

Награды и отличия

Стёрмер был Иностранный член Королевского общества (ForMemRS)[1] и член-корреспондент Французская Академия Наук.[1] Он также был членом Норвежская академия наук и литературы с 1900 г.[2] Ему дали почетные степени к Оксфордский университет (в 1947 г.) Копенгагенский университет (1951), а Сорбонна (1953), а в 1922 году Французская Академия наградила его своим Медаль Янссена.[1][4][2] Трижды Стёрмер был пленарный спикер Международного конгресса математиков (1908 г. в Риме, 1924 г. в Торонто и 1936 г. в Осло);[20] он был приглашенным спикером ICM в 1920 году в Страсбурге[21] и в 1932 году в Цюрихе.[20] В 1971 г. кратер Störmer на обратной стороне Луны был назван его именем.[22]

В 1902 году Стёрмер был украшен Король Оскар II Золотая медаль "За заслуги". Он также был награжден рыцарем Первого Ордена Орден Святого Олафа в 1939 году. Он был повышен до Большой крест ордена Святого Олафа в 1954 году.[2]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Чепмен, С. (1958). "Фредрик Карл Мюлертц Штёрмер 1874-1957". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 4: 257–279. Дои:10.1098 / рсбм.1958.0021. JSTOR  769515. S2CID  74137537.
  2. ^ а б c d е ж грамм час Грён, Эйвинд (2004). "Карл Стёрмер". В Хелле, Кнут (ред.). Норск биографиск лексикон (на норвежском языке). Осло: Kunnskapsforlaget. Получено 25 декабря 2011.
  3. ^ а б c d е Брун, Вигго (1958). "Памяти Карла Штёрмера". Acta Mathematica. 100 (1–2): I – VII. Дои:10.1007 / BF02559599.
  4. ^ а б c О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. "Фредрик Карл Мюлертц Стёрмер". Архив истории математики MacTutor. Сент-Эндрюсский университет..
  5. ^ Эгеланн, Альф. "Фредрик Карл Мюлертц Стёрмер" (на норвежском языке). Институт физики, Университет Осло. Архивировано из оригинал 5 мая 2008 г.. Получено 5 мая 2008.
  6. ^ Экеберг, Йонас; Лунд, Харальд Остгаард, ред. (2008). Фотографии 80-миллионника: Norsk kulturhistorisk fotografi 1855–2005. (на норвежском языке). Осло: Forlaget Press. С. 142–45. ISBN  978-82-7547-315-6.
  7. ^ «Цена Forsikringsaktieselskapet Nordens превышала 377 000 крон». Aftenposten Aften. 2 мая 1941 г. с. 5.
  8. ^ Steenstrup, Bjørn, ed. (1948). "Лёвенскиолд, Карл Отто". Hvem er hvem? (на норвежском языке). Осло: Ашехуг. п. 344. Получено 25 февраля 2012.
  9. ^ Ватне, Джон Эйвинд. "Эрлинг Стёрмер". В Годал, Энн Марит (ред.). Магазин норске лексикон (на норвежском языке). Осло: Kunnskapsforlaget. Получено 27 мая 2011.
  10. ^ Годал, Энн Марит (ред.). "Лейф Стёрмер". Магазин норске лексикон (на норвежском языке). Осло: Kunnskapsforlaget. Получено 29 октября 2009.
  11. ^ Associated Press, 6 декабря 2002 г .; письмо из Канады от 20 октября 2005 г., онлайн на super-computing.org В архиве 12 марта 2011 г. Wayback Machine.
  12. ^ Конвей, Джон Х.; Гай, Ричард К. (1996). «Числа Стёрмера». Книга чисел. Нью-Йорк: Коперник. стр.245–248. Дои:10.1007/978-1-4612-4072-3. ISBN  0-387-97993-X. МИСТЕР  1411676.
  13. ^ Halsey, G.D .; Хьюитт, Эдвин (1972). «Еще о сверхчастичных соотношениях в музыке». Американский математический ежемесячный журнал. Математическая ассоциация Америки. 79 (10): 1096–1100. Дои:10.2307/2317424. JSTOR  2317424. МИСТЕР  0313189.
  14. ^ Эгеланн, Альв; Берк, Уильям Дж. Карл Стёрмер: пионер полярных сияний. Спрингер, Дордрехт, Нидерланды. С. 1–195.
  15. ^ Наттинг, П.Г. (1908). «Работа Штёрмера по физике полярного сияния». Земной магнетизм и атмосферное электричество. 13 (1): 23. Bibcode:1908 TeMAE..13 ... 23N. Дои:10.1029 / TE013i001p00023.
  16. ^ Гесс, Уилмот Н. (1962). «Энергичные частицы внутреннего пояса Ван Аллена». Обзоры космической науки. 1 (2): 278–312. Bibcode:1962ССРв .... 1..278Х. Дои:10.1007 / BF00240580. HDL:2027 / uiug.30112106689950. S2CID  121197701.
  17. ^ "Стёрмер". Центр Северного сияния. 2003. Архивировано с оригинал 1 декабря 2008 г.. Получено 1 декабря 2008.
  18. ^ "Карл Стормер". НАСА Образовательный центр IMAGE. Архивировано из оригинал 12 мая 2011 г.. Получено 26 мая 2011.
  19. ^ а б Херд, Дж. Ф. «Полярное сияние Карла Стёрмера». Журнал Королевского астрономического общества Канады. 51: 117–118.
  20. ^ а б «Пленарное заседание ICM и приглашенные докладчики».
  21. ^ "Méthode d'integration numérique des équations différentielles ordinaires par Carl Störmer " (PDF). Compte rendu du Congrès International des mathématiciens tenu à Strasbourg, 22 августа, 30 сентября 1920 г.. 1921. С. 243–257.
  22. ^ Мензель, Д. Х.; Миннарт, М.; Левин, Б .; Дольфус, А.; Белл, Б. (1971). «Отчет по лунной номенклатуре Рабочей группы 17-й комиссии МАС». Обзоры космической науки. 12 (2): 136–186. Bibcode:1971ССРв ... 12..136М. Дои:10.1007 / BF00171763. S2CID  122125855.