Carl Størmer - Carl Størmer
Carl Størmer | |
---|---|
![]() | |
narozený | Fredrik Carl Mülertz Størmer 3. září 1874 |
Zemřel | 13. srpna 1957 | (ve věku 82)
Národnost | Norština |
Alma mater | University of Oslo |
Známý jako | teorie čísel polární záře |
Ocenění | |
Vědecká kariéra | |
Pole |
Fredrik Carl Mülertz Størmer[potřebuje norskou IPA ] (3. září 1874 - 13. srpna 1957) byl a Norština matematik a astrofyzik. V matematice je známý svou prací v teorie čísel, včetně výpočtu π a Størmerova věta na po sobě jdoucí plynulá čísla. Ve fyzice je známý studiem pohybu nabitých částic v magnetosféra a vznik polární záře, a za jeho knihu o těchto tématech, Od hlubin vesmíru k srdci atomu. Mnoho let pracoval jako profesor matematiky na Univerzitě Palackého v Olomouci University of Oslo v Norsku. A kráter na druhé straně měsíce je pojmenován po něm.
Osobní život a kariéra

Størmer se narodil 3. září 1874 v Skien, jediné dítě farmaceuta Georga Ludviga Størmera (1842–1930) a Elisabeth Amalie Johanne Henriette Mülertzové (1844–1916).[1][2] Jeho strýc byl podnikatel a vynálezce Henrik Christian Fredrik Størmer.[1][2]
Størmer studoval matematiku na Royal Frederick University v Kristiania, Norsko (nyní University of Oslo, v Oslo) od roku 1892 do roku 1897 a získal hodnost candidatus realium v roce 1898. Poté studoval u Picarde, Poincaré, Painlevé, Jordán, Darboux, a Goursat na Sorbonna v Paříž od roku 1898 do roku 1900. Do Kristianie se vrátil v roce 1900 jako a výzkumný pracovník v matematice navštívil Univerzita v Göttingenu V roce 1902 se vrátil do Kristianie v roce 1903, kde byl jmenován profesorem matematiky. Tuto pozici zastával 43 let. Poté, co získal trvalé místo v Kristianii, vydal Størmer své další spisy pod zkrácenou verzí svého jména Carl Størmer. V roce 1918 byl zvolen prvním prezidentem nově zformovaného Norská matematická společnost. Pravidelně se účastnil skandinávských matematických kongresů a byl prezidentem roku 1936 Mezinárodní kongres matematiků v Oslu (od roku 1924 nový název Kristiania). Størmer byl také členem Institutu teoretické astrofyziky na univerzitě v Oslu, který byl založen v roce 1934. Zemřel 13. srpna 1957, v Blindern.[1][3][4][5]
Byl také amatér pouliční fotograf,[6] začíná v jeho studentských dobách. Blízko 70 let uspořádal v Oslu výstavu fotografií celebrit, které po léta pořídil. Například zahrnoval jeden z Henrik Ibsen procházky dolů Karl Johans gate, hlavní silnice v Oslu.[1] Byl také členem dozorčí rady pojišťovny Forsikringsselskapet Norden.[7]
V únoru 1900 se oženil s konzulovou dcerou Adou Clausonovou (1877–1973), se kterou měl nakonec pět dětí.[4] Jejich syn Leif Størmer se stal profesorem historická geologie na University of Oslo.[2] Jeho dcera Henny se provdala za statkáře Carl Otto Løvenskiold.[8] Carl Størmer je také dědeček matematika Erling Størmer.[9][10]
Matematický výzkum
Størmerova první matematická publikace, publikovaná, když byl začínajícím studentem ve věku 18 let, se týkala trigonometrický série zobecňující Taylor expanze z arcsine funkce. O několik let později se k tomuto problému vrátil. Dále systematicky vyšetřoval Machinův vzorec kterým číslo π mohou být reprezentovány jako racionální kombinace tzv.Gregorova čísla "formuláře arktan 1 /n. Machin původní vzorec,
je tohoto typu a Størmer ukázal, že existují tři další způsoby reprezentace π jako racionální kombinace dvou Gregoryho čísel. Poté prozkoumal kombinace tří Gregoryových čísel a našel 102 reprezentací π této formy, ale nebyl schopen určit, zda mohou existovat další řešení tohoto typu.[3] Tato reprezentace vedla k rychlým algoritmům pro výpočet numerické aproximace π. Zejména čtyřdobé zastoupení nalezené Størmerem,
byl použit při výpočtu záznamu o π na 1 241 100 000 000 desetinných míst v roce 2002 do Yasumasa Kanada.[11] Størmer je také známý pro Størmerova čísla, který vznikl rozkladem Gregoryho čísel ve Størmerově díle.[12]
Størmerova věta, který dokázal v roce 1897, ukazuje, že pro každou konečnou množinu P z prvočísla, existuje pouze konečně mnoho párů po sobě jdoucích celá čísla pouze čísla z P jako jejich hlavní faktory. Kromě toho popisuje Størmer algoritmus za nalezení všech takových párů. The superpartikulární poměry generované těmito po sobě následujícími páry mají v hudební teorii zvláštní význam.[13] Størmer dokazuje tuto větu redukcí problému na konečnou množinu Pellovy rovnice, a samotná věta může být také interpretována jako popis možných faktorizací řešení Pellovy rovnice. Chapman cituje Louis Mordell jak říká: „Jeho výsledek je velmi pěkný a existuje mnoho jeho aplikací.“[1]
Zahrnuty další předměty Størmerova matematického výzkumu Lež skupiny, funkce gama, a Diophantine aproximace z algebraická čísla a transcendentální čísla vyplývající z eliptické funkce. Od roku 1905 byl Størmer redaktorem časopisu Acta Mathematica, a byl také editorem posmrtně publikovaných matematických prací z Niels Henrik Abel a Sophus Lie.[1][3]
Astrofyzikální výzkum

Od roku 1903, kdy Størmer poprvé pozoroval Kristian Birkeland experimentální pokusy vysvětlit polární záře, byl fascinován polárními záři a souvisejícími jevy. Jeho první práce na toto téma se pokusila matematicky modelovat dráhy nabité částicemi narušenými vlivem a zmagnetizovaný koule a Størmer nakonec publikovali více než 48 článků o pohybu nabitých částic.[14] Modelováním problému pomocí diferenciální rovnice a polární souřadnice, Størmer dokázal, že poloměr zakřivení dráhy jakékoli částice je úměrná druhé mocnině její vzdálenosti od středu koule. K numerickému řešení výsledných diferenciálních rovnic použil Integrace verletů, který je proto také známý jako Störmerova metoda.[3] Ernst Brüche a Willard Harrison Bennett experimentálně ověřeno Størmerovy předpokládané pohyby částic; Bennett nazval svůj experimentální přístroj „Störmertron“ na počest Størmera.[1] Størmerovy výpočty ukázaly, že malé odchylky v trajektoriích částic blížících se k Zemi by byly zvětšeny účinky magnetického pole Země, což vysvětluje spletité tvary polárních záře.[15] Størmer také zvažoval možnost, že by částice mohly být zachyceny v geomagnetickém poli, a vypracoval oběžné dráhy těchto zachycených částic. Størmerova práce na toto téma se vztahuje na to, čemu se dnes říká magnetosféra vyzváněcí proud[1] a Van Allenovy radiační pásy.[16]
Kromě matematického modelování těchto jevů vzal Størmer mnoho fotografie polární záře z 20 různých observatoří po celém Norsku. Změřil jejich výšky a zeměpisné šířky triangulace z několika observatoří a ukázal, že polární záře jsou typicky tak vysoké jako 100 kilometrů nad zemí. Klasifikoval je podle jejich tvarů a v roce 1926 objevil „sluneční osvětlenou polární záři“, což je jev, který může nastat za soumraku, když jsou horní části polární záře osvětleny sluncem; tyto polární záře mohou být vysoké až 1000 km nad zemí.[17][18]
Størmerova kniha, Od hlubin vesmíru k srdci atomu, popisující jeho práci v této oblasti, byl přeložen do pěti různých jazyků z původního norštiny.[3] Druhá kniha, Polární Aurora (Oxford Press, 1955), obsahuje jak jeho experimentální práci na polární záři, tak jeho matematické pokusy o jejich modelování. Ve své recenzi této knihy kanadský astronom John F. Heard nazývá Størmera „uznávanou autoritou“ nad polárními záři.[19] Heard píše: „Polární Aurora po mnoho let nepochybně zůstane standardní příručkou; patří na stůl každému, koho práce nebo zájem souvisí s polárními záři. “[19]
Mezi další astrofyzikální jevy zkoumané Størmerem patří pulzace zemské magnetické pole, ozvěna v rádio převodovky, perleťové mraky a světelné noční mraky, zodiakální světlo, meteor stezky, sluneční korona a solární víry a kosmické paprsky.[1]
Ceny a vyznamenání
Størmer byl a Zahraniční člen Královské společnosti (ForMemRS)[1] a odpovídající člen Francouzská akademie věd.[1] Byl také členem Norská akademie věd a literatury od roku 1900.[2] Byl dán čestné tituly podle Oxfordská univerzita (v roce 1947), Kodaňská univerzita (1951) a Sorbonna (1953) a v roce 1922 mu Francouzská akademie udělila své Janssenova medaile.[1][4][2] Třikrát byl Størmer a plenární řečník na Mezinárodním kongresu matematiků (1908 v Římě, 1924 v Torontu a 1936 v Oslu);[20] byl pozvaným řečníkem ICM v roce 1920 ve Štrasburku[21] a v roce 1932 v Curychu.[20] V roce 1971 kráter Störmer na druhé straně Měsíce byl pojmenován po něm.[22]
V roce 1902 byl Størmer vyzdoben Král Oscar II Medaile za zásluhy ve zlatě. Byl také vyznamenán jako rytíř, první řád Řád svatého Olava v roce 1939. Byl povýšen na Velký kříž Řádu svatého Olava v roce 1954.[2]
Reference
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Chapman, S. (1958). „Fredrik Carl Mülertz Störmer 1874-1957“. Životopisné monografie členů Královské společnosti. 4: 257–279. doi:10.1098 / rsbm.1958.0021. JSTOR 769515. S2CID 74137537.
- ^ A b C d E F G h Grøn, Øyvind (2004). „Carl Størmer“. v Helle, Knuti (vyd.). Norsk biografisk leksikon (v norštině). Oslo: Kunnskapsforlaget. Citováno 25. prosince 2011.
- ^ A b C d E Brun, Viggo (1958). „Carl Störmer in memoriam“. Acta Mathematica. 100 (1–2): I – VII. doi:10.1007 / BF02559599.
- ^ A b C O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. „Fredrik Carl Mülertz Størmer“. MacTutor Historie archivu matematiky. University of St Andrews..
- ^ Egeland, Alf. „Fredrik Carl Mülertz Størmer“ (v norštině). Fyzikální ústav, University of Oslo. Archivovány od originál dne 5. května 2008. Citováno 5. května 2008.
- ^ Ekeberg, Jonas; Lund, Harald Østgaard, vyd. (2008). Obrázek 80 milionů: Norsk kulturhistorisk fotografi 1855–2005 (v norštině). Oslo: Forlaget Press. 142–45. ISBN 978-82-7547-315-6.
- ^ „Forsikringsaktieselskapet Nordens překročil 377 000 korun“. Aftenposten Aften. 2. května 1941. str. 5.
- ^ Steenstrup, Bjørn, ed. (1948). „Løvenskiold, Carl Otto“. Hvem e hvem? (v norštině). Oslo: Aschehoug. p. 344. Citováno 25. února 2012.
- ^ Vatne, Jon Eivind. „Erling Størmer“. v Godal, Anne Marit (vyd.). Uchovávejte norské leksikon (v norštině). Oslo: Kunnskapsforlaget. Citováno 27. května 2011.
- ^ Godal, Anne Marit (ed.). „Leif Størmer“. Uchovávejte norské leksikon (v norštině). Oslo: Kunnskapsforlaget. Citováno 29. října 2009.
- ^ Associated press, 6. prosince 2002; dopis z Kanady, 20. října 2005, online na super-computing.org Archivováno 12. března 2011 v Wayback Machine.
- ^ Conway, John H.; Guy, Richard K. (1996). „Størmerova čísla“. Kniha čísel. New York: Copernicus. str.245–248. doi:10.1007/978-1-4612-4072-3. ISBN 0-387-97993-X. PAN 1411676.
- ^ Halsey, G. D .; Hewitt, Edwin (1972). "Více o superpartikulárních poměrech v hudbě". Americký matematický měsíčník. Mathematical Association of America. 79 (10): 1096–1100. doi:10.2307/2317424. JSTOR 2317424. PAN 0313189.
- ^ Egeland, Alv; Burke, William J. Carl Størmer: Aurorální průkopník. Springer, Dordrecht, Nizozemsko. s. 1–195.
- ^ Nutting, P. G. (1908). „Störmerova práce na fyzice polární záře“. Pozemní magnetismus a atmosférická elektřina. 13 (1): 23. Bibcode:1908TeMAE..13 ... 23N. doi:10.1029 / TE013i001p00023.
- ^ Hess, Wilmot N. (1962). "Energetické částice ve vnitřním Van Allenově pásu". Recenze vesmírných věd. 1 (2): 278–312. Bibcode:1962SSRv .... 1..278H. doi:10.1007 / BF00240580. hdl:2027 / uiug.30112106689950. S2CID 121197701.
- ^ "Størmer". Northern Lights Center. 2003. Archivovány od originál dne 1. prosince 2008. Citováno 1. prosince 2008.
- ^ „Carl Stormer“. NASA Vzdělávací centrum IMAGE. Archivovány od originál dne 12. května 2011. Citováno 26. května 2011.
- ^ A b Heard, J. F. „Polární Aurora od Carla Størmera“. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada. 51: 117–118.
- ^ A b „Plenární zasedání ICM a pozvaní řečníci“.
- ^ "Méthode d'integration numérique des équations différentielles ordinaires par Carl Störmer " (PDF). Compte rendu du Congrès international des mathématiciens tenu à Strasbourg du 22 au 30 septembre 1920. 1921. s. 243–257.
- ^ Menzel, D. H.; Minnaert, M.; Levin, B .; Dollfus, A.; Bell, B. (1971). „Zpráva o lunární nomenklatuře pracovní skupiny Komise 17 IAU“. Recenze vesmírných věd. 12 (2): 136–186. Bibcode:1971SSRv ... 12..136M. doi:10.1007 / BF00171763. S2CID 122125855.