Categorie archieven: Geschiedenis

Betegelingen van het vlak

Geplaatst op door

De kunst van het betegelen is waarschijnlijk al zo oud als de beschaving zelf. Moorse gebouwen, zoals het Alhambra zijn overvloedig versierd met kleurrijke tegels in alle mogelijke vormen.

De wetenschappelijke benadering van betegelingen is echter nauwelijks 100 jaar oud. Op 1 uitzondering na, want reeds in 1619 schreef Johann Kepler (1571-1630) over dit onderwerp.

In zijn werk: Harmonice Mundi, komen betegelingen uitgebreid aan bod, zoals blijkt uit volgende afbeeldingen uit zijn boek.

Het werk maakt op veel plaatsen de indruk een religieus traktaat te zijn. Kepler uitgangspositie is religieus, metafysisch, maar zijn grote kracht is dat hij minutieus al zijn bespiegelingen controleert en zich door de feiten laat overtuigen. Volgens het idee van Kepler is de kosmos door God harmonisch geschapen en heeft de mens voor deze harmonie een ingeschapen gevoel. De harmonie zit in de getalsmatige verhoudingen. Het is een harmonie van getallen. 

Lhuilier

Geplaatst op door

De studie van veelvlakken kan teruggevoerd worden naar de piramiden van het Oude Egypte. Maar het waren voornamelijk de Grieken die geïnteresseerd waren in de wiskundige eigenschappen van regelmatige veelvlakken. Zij ontdekten  de 5 platonische lichamen, waarvan een volledige beschrijving werd gegeven door Theiatetos ( 400 BC).

In 1750 formuleerde Euler(1707-1783) een formule die een verband legt tussen het aantal zijvlakken, het aantal hoekpunten  en het aantal ribben van een veelvlak: Z – R + H = 2. We zeggen dat deze veelvlakken Eulerkarakteristiek 2 hebben.

Maar Euler zag één punt over het hoofd, namelijk de kwestie van convexiteit. De veelvlakken die Euler en de Grieken bestudeerden, waren allemaal convex zonder dat dit expliciet werd verondersteld. In 1619 beschreef Kepler een regelmatig niet-convex veelvlak, namelijk de stella octangula. 

De kwestie van de convexiteit heeft dan ook geleid tot uitzonderingen op de formule van Euler. In 1811 vond Lhuilier( 1750-1840), een Zwitserse wiskundige, 3 soorten veelvlakken waarvoor de formule niet meer klopte. Deze soorten veelvlakken waren echter convex. 

Het was uiteindelijk Poincaré die de formule van Euler veralgemeende tot : Z – R + H = 2 – 2g, waar bij g het aantal gaten in het veelvlak is.

Nicolai Lobatschevsky

Geplaatst op door

Wanneer Euclides 23 eeuwen geleden zijn meetkunde in systematische gedaante bracht, had hij zich nooit kunnen inbeelden hoeveel invloed deze later zou hebben. De Euclidische meetkunde is uitermate geschikt om de wereld rondom ons te beschrijven. In de wetenschap voor 1800 heeft men altijd gedacht dat de Euclidische meetkunde het enige meetkundig systeem was.

Onder de axioma’s die Euclides aan de basis van zijn systeem legde, was er één, met name het parallellenpostulaat, dat al vlug in vraag werd gesteld. Men achtte dit axioma van een andere aard als de overige vier en men twijfelde zelfs aan de noodzakelijkheid ervan, omdat het afhankelijk van of een gevolg van de andere axioma’s zou zijn. Gedurende meer dan 2000 jaar hebben beroemde wiskundigen getracht het parallellenpostulaat te bewijzen.

Vanaf de tweede helft van de achttiende eeuw begon men te denken dat men het parallellenpostulaat of elk equivalent postulaat, moest toelaten zonder bewijs. Uiteindelijk leidde dit tot de ontdekking van nieuwe meetkundige systemen. De eersten die hiertoe in staat zijn geweest waren Gauss, Bolyai en Nicolai Ivanovitch Lobatschevsky ( 1792-1856).

Op 23 februari 1826 geeft Lobatschevsky, voor de faculteit wiskunde en natuurkunde van de universiteit van Kazan, een lezing onder de naam Imaginaire meetkunde . Hier zet hij zijn nieuwe ideeën duidelijk naar voor. De essentie van het ongepubliceerde artikel wordt later toegevoegd aan zijn werk De elementen van de meetkunde . Lobatschevsky ondervindt zware tegenwerking en kritiek. Hij herziet zijn werk in een nieuw boek De nieuwe  elementen van de meetkunde. In 1840 verschijnt nog een werk van hem over zijn bedenkingen, namelijk 

In deze boeken vindt men een nieuwe meetkunde: de hyperbolische meetkunde. Als men het parallellepostulaat ( door elk punt P gaat er juist 1 rechte die een gegeven rechte a niet snijdt)  niet opneemt, dan onderscheidt men twee typen niet-euclidische meetkunde: de hyperbolische meetkunde waar en oneindig veel rechten bestaan door P die a niet snijden en de elliptische meetkunde waar er geen rechte bestaat met die eigenschap.

Om deze meetkunde te visualiseren kan men gebruik maken van het model van Beltrami-Klein of van de modellen van Poincaré.

René Descartes

Geplaatst op door

Descartes werd geboren in 1596 in La Haye,Frankrijk. In 1802 veranderde La Haye zijn naam in La Haye-Descartes en in 1976 verdween het La Haye gedeelte en zo is er dus een stad in Frankrijk met als naam Descartes.

In 1616 behaalde Descartes een graad in de rechten aan de universiteit van Poitiers. Vlak daarna ging hij het leger in. In 1621 verliet Descartes het leger en reisde vanaf dan, tot in 1628 door heel Europa. Hij eindigde in Nederland  waar hij al vroeger geweest was en waar hij een jarenlange vriendschap onderhield met de Nederlandse filosoof en wetenschapper Beeckman.

In Nederland schreef Descartes de werken die hem beroemd zouden maken bij zowel wiskundigen als filosofen. Hij begon met het werk Le monde dat hij uiteindelijk niet publiceerde. Waarom? Hij had juist vernomen dat Galileo huisarrest had gekregen omdat  hij de visie van de kerk op het universum weersprak. Descartes’ volgende werk was Over de methode.Centraal in dit werk stonden zijn gedachten over wat waar is. Het belangrijkste citaat hierin was:  je pense don je suis. Het werk heeft drie aanhangsels: La dioptrique (over optica), Les météores (over meteorologie) en La Géometrie (over meetkunde) . In dit laatste deel legt Descartes de basis voor de analytische meetkunde. Hij legde het verband tussen meetkunde en algebra dat we nu vanzelfsprekend vinden. Het cartesisch ( = van Descartes ) coördinatenstelsel komt ook uit dit aanhangsel. Descartes overleed op 11 februari 1650 in Zweden waar hij was op uitnodiging van koningin Christina .

Rafael Bombelli

Geplaatst op door

Rafael Bombelli werd in 1526 geboren in Bologna. Na Cardano en Tartaglia, vertegenwoordigden hij en L. Ferrari, de assistent van Cardano, een nieuwe generatie van grote Italiaanse wiskundigen. 

Hij volgde geen universitaire opleiding, maar kreeg les van Pier Francesco Clementi, een ingenieur/architect. Deze Pier Francesco Clementi werkte vanaf 1548 voor het Pausdom aan het droogleggen van de moerassen en Bombelli werd hierin betrokken. Maar in 1555, toen dit project werd opgeschort, besloot Bombelli een allesomvattend overzicht van de algebra te schrijven om alzo het onderwerp toegankelijker te maken. 

Bombelli was geregeld in Rome, waar hij onder andere Paus Pius IV adviseerde op de voorgestelde drooglegging van de Pontijnse moerassen. Tijdens een van zijn bezoeken aan Rome ontmoette hij Antonio Maria Pazzi en begon met hem te werken aan het net ontdekte manuscript Arithmetica van Diophantus.

Toen Bombelli’s algebra uiteindelijk werd gepubliceerd in drie delen omvatte het een aantal problemen dat hij had ontleend aan Diophantus.

 

Bombelli overleed in 1572, waarschijnlijk in Rome. In datzelfde jaar, voor zijn dood, publiceerde hij de eerste drie delen van ‘Algebra’. De overige twee delen, meer gericht op meetkunde, werden ontdekt in 1923 en voor het eerst gepubliceerd in 1929.

Bombelli’s werk was belangrijk om twee redenen: allereerst het gemak waarmee hij  met de negatieve getallen werkte en ten tweede omdat hij de regels vaststelde voor het optellen, aftrekken en vermenigvuldigen van complexe getallen.