喬治·格林(數學家)

喬治·格林
出生1793年7月14日
Sneinton ,諾丁漢郡,英格蘭
死了1841年5月31日(47歲)
諾丁漢,諾丁漢郡,英格蘭
母校岡維爾和凱烏斯學院,劍橋
(BA,1838年)
聞名綠色措施
格林的變形張量
格林的功能
格林的身份
格林定律
格林的矩陣
格林定理
liouville -green方法
科學職業
字段數學
機構岡維爾和凱烏斯學院,劍橋

喬治·格林(George Green,1793年7月14日至1841年5月31日)是一位英國數學物理學家,他在1828年撰寫了一篇關於數學分析應用於電論和磁性理論的文章。這篇文章介紹了幾個重要概念,其中包括類似於定理的。現代格林定理,當前在物理中使用的潛在功能的想法以及現在所謂的格林功能的概念。格林是第一個建立電力和磁理論的人,他的理論為其他科學家(例如詹姆斯·克萊克·麥克斯韋威廉·湯姆森等)的工作奠定了基礎。他對潛在理論的工作與卡爾·弗里德里希高斯(Carl Friedrich Gauss)的工作平行。

格林的人生故事非常出色,因為他幾乎完全是自學成才。他小時候只接受了大約一年的正規教育,年齡在8至9歲之間。

早期生活

格林的磨坊位於斯尼頓(Sneinton) ,這家磨坊由格林的父親擁有。該工廠在1986年進行了翻新,現在是科學中心。

格林一生中大部分時間都在英國諾丁漢郡的諾丁漢諾丁漢市的諾丁漢郡的史尼特頓(Nottinghamshire)出生和生活。他的父親,也叫喬治(George),是一位麵包師,他建造並擁有用於研磨穀物的磚瓦風車

在他的青年時期,格林被描述為擁有脆弱的憲法,並且不喜歡在父親的麵包店里工作。但是,他別無選擇,但是,正如他可能每天開始工作以五歲那年謀生的那一段時間一樣。

羅伯特·古德克雷(Robert Goodacre)的學院

在這個時代,諾丁漢只有25-50%的兒童接受任何上學是很常見的。大多數學校是由教堂經營的星期日學校,孩子通常只參加一兩年。他的父親認識到年輕的格林高於平均水平的智力,並且由於其成功的麵包店而處於強大的財務狀況,因此他於1801年3月在上校街的羅伯特·古德克雷(Robert Goodacre)學院招募了他。羅伯特·古德亞(Robert Goodacre)是當時著名的科學人群和教育家。他發表了有關青年教育的文章,他寫道,他沒有“研究男孩的興趣,而是胚胎人的興趣”。對於一個非專業人士來說,他似乎在科學和數學方面已經深入了解,但是對他的論文和課程的仔細檢查表明,他的數學教義的程度僅限於代數,三角學和對數。因此,格林後來的數學貢獻表現出了關於數學方面非常現代發展的知識,但他在羅伯特·古德克雷學院(Robert Goodacre Academy)的任期並不是他的任期。他只呆了四個學期(一個學年),他的同時代人推測他已經用盡了他們必須教他的一切。

從諾丁漢搬到Sneinton

1773年,喬治的父親搬到了諾丁漢,當時,諾丁漢因成為一個宜人的小鎮,擁有開放的空間和寬闊的道路。然而,到1831年,人口增長了近五次,部分原因是萌芽的工業革命,該市被稱為英格蘭最糟糕的貧民窟之一。挨餓的工人經常發生暴動,通常與對麵包師和磨坊主的特殊敵意有關,因為他們懷疑他們正在隱藏穀物以提高食品價格。

由於這些原因,在1807年,喬治·格林(George Green)高級高級公司(George Green Senior)在斯尼頓(Sneinton)購買了一塊土地。在這片土地上,他建造了一個“磚風玉米廠”,現在稱為格林的風車。在技​​術上,這在技術上令人印象深刻,但需要將近二十四小時的維護,這將在接下來的二十年中成為綠色的負擔。

成人生活

磨坊主

就像烘焙一樣,格林發現了經營磨坊煩人和乏味的責任。田野的穀物不斷到達磨坊的門口,並且必須將風車的帆不斷調整到風速,以防止大風中的損害,並在低風中最大化旋轉速度。如果磨碎穀物用完穀物,會互相磨碎的磨石可能會磨損或造成火災。每個月,重量超過一噸的石頭都必須更換或修理。

家庭生活

1823年,格林與威廉·史密斯(William Smith)的女兒簡·史密斯(Jane Smith)建立了關係,被綠色高級經理僱用。儘管格林和簡·史密斯從未結婚,但簡最終被稱為簡·格林,這對夫婦共有七個孩子。除了第一個以外,所有人都以綠色為洗禮。最小的孩子是在格林去世前13個月出生的。格林為他的遺囑提供了他的普通法妻子和孩子。

諾丁漢訂閱庫

格林三十歲時,他成為諾丁漢訂閱圖書館的成員。該圖書館今天存在,很可能是格林高級數學知識的主要來源。與更多傳統庫不同,訂閱庫是一百個訂戶獨有的,訂戶列表中的第一個是紐卡斯爾公爵。該圖書館滿足了滿足其訂戶特定利益的專業書籍和期刊的要求。

1828年

格林的原始文章的標題頁關於格林定理的原始文章。

1828年,格林發表了一篇關於數學分析在電力和磁性理論中的應用的文章,這是他今天最著名的文章。它以作者為代價出版,因為他認為對於像他這樣的人(沒有數學教育)將論文提交給已建立的期刊的人來說是很有意義的。當格林發表論文時,它是按訂閱出售給51人的,其中大多數是可能無法理解的朋友。

富裕的土地所有者和數學家愛德華·布羅姆黑德爵士(Edward Bromhead)購買了一份副本,並鼓勵格林(Green)在數學上做進一步的工作。不認為這是真誠的,格林已經兩年沒有聯繫Bromhead。

數學家

當格林的父親於1829年去世時,由於他的大量積累財富和土地擁有,大約一半留給了兒子,而另一半給他的女兒,所以格林的高級格林已經成為了紳士之一。這位年輕的綠色現年36歲,因此能夠利用這筆財富放棄他的米勒職責並從事數學研究。

劍橋

諾丁漢訂閱圖書館的成員一再認識格林,他堅持要接受適當的大學教育。特別是,圖書館最負盛名的訂戶之一是愛德華·布羅姆黑德爵士,格林與他們分享了許多信件。他堅持認為綠色去劍橋。

1832年,格林(Green)近40歲,被錄取在劍橋的岡維爾和凱斯學院(Gonville)和凱斯學院(Caius College) 。他對缺乏希臘語拉丁語的知識尤其不安全,這是先決條件,但事實證明,他很難像他所設想的那樣難以學習這些知識,因為所需的掌握程度不如他那樣高預期的。在數學考試中,他獲得了第一年的數學獎。他於1838年以第四任牧馬人(在畢業班中獲得第四高的學生,畢業於第2名的詹姆斯·約瑟夫·西爾維斯特(James Joseph Sylvester ),他是第四名,他是第四高的學生,他畢業於1838年。

大學生

畢業後,格林當選為劍橋哲學社會的會員。即使沒有他出色的學術地位,社會也已經閱讀並記下了他的論文和其他三本出版物,因此受到了綠色的歡迎。

接下來的兩年為綠色提供了無與倫比的機會閱讀,寫作和討論他的科學思想。在此短時間內,他發表了另外六個出版物,其中包含用於流體動力學,聲音和光學的應用程序。

最後幾年和死後的名聲

Title page of a 1871 copy of the "Mathematical Papers of the Late George Green"
1871年的標題頁“已故喬治·格林的數學論文”的副本
格林的墳墓,在教堂離他的磨坊不遠的地方

在劍橋的最後幾年,格林病得很重,1840年,他回到了Sneinton ,直到一年後死亡。有傳言說,在劍橋,格林“屈服於酒精”,他的一些早期支持者,例如愛德華·布羅姆黑德爵士,試圖與他保持距離。

喬治·格林(George Green)和凱瑟琳·格林(Catherine Green)的墳墓,數學家喬治·格林(George Green)的父母
數學家喬治·格林(George Green)的墳墓,在聖史蒂芬(St Stephen)的墓地裡,比他父母的墓碑更靠近東邊界牆

格林一生中在數學社區中並不是廣為人知的。除了格林本人外,第一位引用他1828年作品的數學家是英國人羅伯特·墨菲(Robert Murphy,1806– 1843年)在他的1833年作品中。 1845年,是格林去世四年後,格林的作品由年輕的威廉·湯姆森(William Thomson)(當時21歲)重新發現,後來被稱為凱爾文勳爵( Lord Kelvin ),後者為未來的數學家提供了普及。根據DM Cannell的“ George Green”一書,威廉·湯姆森(William Thomson)注意到墨菲(Murphy)對格林(Green)1828年的文章的引用,但發現很難找到格林(Green)的1828年作品。他終於在1845年從威廉·霍普金斯(William Hopkins)獲得了格林(Green)1828年作品的副本。

1871年, NM Ferrers組裝了已故喬治·格林(George Green)的數學論文出版。

格林(Green)在運河中波動(導致綠色定律)中的波動的工作預期了量子力學WKB近似,而他對光波的研究和以太的特性則產生了現在所謂的Cauchy--綠色張量格林的定理和功能是古典力學中的重要工具,由施溫格(Schwinger )1948年的電動力學作品修訂,導致了他1965年的諾貝爾獎(與FeynmanTomonaga共享)。格林的功能後來也被證明可用於分析超導性。在1930年訪問諾丁漢時,艾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)評論說,格林已經提前20年了。理論物理學家朱利安·施溫格(Julian Schwinger)在他的開創性作品中使用了格林的功能,他於1993年發表了題為“量子田地理論的綠色:喬治和我”的致敬。

諾丁漢大學的喬治綠圖書館以他的名字命名,並擁有該大學科學與工程收藏的大部分。諾丁漢大學工程系的研究小組喬治綠色電磁研究所也以他的名字命名。 1986年,格林的風車被恢復為工作順序。現在,它既是19世紀風車的工作例子,又是專門針對格林的博物館和科學中心。

威斯敏斯特大教堂(Westminster Abbey)伊薩克·牛頓爵士(Isaac Newton )和凱爾文勳爵(Lord Kelvin)的墳墓中的殿堂裡有一個綠色的紀念石。

直到1993年瑪麗·坎內爾(Mary Cannell)出版他的傳記之前,他對19世紀應用物理學的工作和影響力已被遺忘。

知識來源

最近的歷史研究表明,格林的數學教育中的關鍵人物是約翰·托普利斯(C1774-1857),他畢業於劍橋的數學畢業於第11個牧馬人,然後成為諾丁漢高中的校長1806-1819,並居住在同一社區,並居住在同一社區中作為格林和他的家人。托普利斯(Toplis)是大陸數學學院的倡導者,並且是流利的法語,他翻譯了拉普拉斯(Laplace)在天體機械方面的著名作品。 Toplis在格林的數學教育中發揮作用的可能性將解決有關格林數學知識來源的幾個長期問題。例如,綠色利用“數學分析”,這是一種從萊布尼茲(Leibniz)衍生而來的微積分形式,當時在英國幾乎聞所未聞,甚至是積極灰心的(由於萊布尼茲(Leibniz)是牛頓的當代人,他都有自己的當代人在英格蘭擁護的方法)。這種微積分的形式,以及法國數學家拉普拉斯拉克魯瓦泊松等數學家的發展,即使在劍橋也沒有教授,更不用說諾丁漢,而且格林不僅聽說過這些發展,而且對他們有所改善。

出版物清單

  • 一篇關於將數學分析應用於電力和磁性理論的文章。喬治·格林(George Green),諾丁漢(Nottingham)。由諾丁漢T. Wheelhouse為作者印刷。 1828.(四分之一,vii + 72頁。)
  • 格林,喬治(1835)。 “關於類似於電流體的流體平衡的定律,以及其他類似研究的數學研究”劍橋哲學社會的交易5 (第一部分):1-63。 1832年11月12日提出。
  • 格林,喬治(1835)。 “關於可變密度的橢圓形的外部和內部景點的確定”劍橋哲學社會的交易5 (第三部分):395–429。 Bibcode1835tCaps ... 5..395g 1833年5月6日提出。
  • 格林,喬治(1836)。 “關於液體培養基中擺的振動的研究” (PDF)愛丁堡皇家學會的交易13 (1):54–62。 doi10.1017/s0080456800022183S2CID 124762445 1833年12月16日提出。
  • 格林,喬治(1838)。 “關於聲音的反射和折射”劍橋哲學社會的交易6 (第三部分):403–413。 1837年12月11日提出。
  • 格林,喬治(1838)。 “關於在較小的深度和寬度的可變運河中的波的運動”劍橋哲學社會的交易6 (第三部分):457–462。 Bibcode1838tCaps ... 6..457G 1837年5月15日提出。
  • 格林,喬治(1842)。 “根據兩個非結晶介質的共同表面的反射和折射法則”劍橋哲學社會的交易7 (第I部分):1–24。 1837年12月11日提出。
  • 格林,喬治(1842)。 “注意運河中波動的運動”劍橋哲學社會的交易7 (第一部分):87–95。 1839年2月18日提出。
  • 格林,喬治(1842)。 “補充回憶錄的光的反射和倒流”劍橋哲學社會的交易7 (第一部分):113–120。 1839年5月6日提出。
  • 格林,喬治(1842)。 “關於結晶介質中光的傳播”劍橋哲學社會的交易7 (第二部分):121–140。 1839年5月20日提出。