Biografie von Joseph Louis Lagrange, Mathematiker

Joseph Louis Lagrange (1736-1813) gilt als einer der größten Mathematiker der Geschichte. Der gebürtige Italiener lebte vor, während und nach der Französischen Revolution in Frankreich. Seine wichtigsten Beiträge zur modernen Mathematik betrafen die Zahlentheorie und die Himmelsmechanik sowie die analytische Mechanik; sein Buch "Analytic Mechanics" von 1788 ist die Grundlage für alle späteren Arbeiten auf diesem Gebiet.

Schnelle Fakten: Joseph-Louis Lagrange

• Bekannt für: Wichtige Beiträge zur Mathematik
• Auch bekannt als: Giuseppe Lodovico Lagrangia
• Geboren: 25. Januar 1736 in Turin, Piemont-Sardinien (heutiges Italien)
• Eltern: Giuseppe Francesco Lodovico Lagrangia, Maria Teresa Grosso
• Ist gestorben: 10. April 1813 in Paris, Frankreich
• Bildung: Universität Turin
• Veröffentlichte Werke: Brief an Giulio Carlo da Fagnano, Analytische Mechanik, Verschiedenes aus Philosophie und Mathematik, Philosophie und Mathematik, Essai sur le Problème des Trois Corps
• Auszeichnungen und Ehrungen: Mitglied der Berliner Akademie, Fellow der Royal Society of Edinburgh, ausländisches Mitglied der Royal Swedish Academy of Sciences, Großoffizier der Napoleonischen Ehrenlegion und Graf des Reiches, Grand Croix des Ordre Impérial de la Réunion, 1764 Preis der französischen Akademie der Wissenschaften für sein Memoirenbuch über die Librierung des Mondes, das auf einer Tafel im Eiffelturm, dem Namensgeber des Mondkraters Lagrange, angebracht ist
• Ehepartner: Vittoria Conti, Renée-Françoise-Adélaïde Le Monnier
• Bemerkenswertes Zitat: "Ich werde die gesamte Mechanik fester und flüssiger Körper nach dem Prinzip der geringsten Wirkung ableiten."

Frühen Lebensjahren

Joseph Louis Lagrange wurde am 25. Januar 1736 in Turin, der Hauptstadt des Königreichs Piemont-Sardinien, in eine wohlhabende Familie geboren. Sein Vater war Schatzmeister des Amtes für öffentliche Arbeiten und Befestigungen in Turin, verlor aber sein Vermögen als Folge von Fehlinvestitionen.

Der junge Joseph sollte Anwalt werden und besuchte mit diesem Ziel die Universität von Turin. Erst mit 17 Jahren interessierte er sich für Mathematik. Sein Interesse erweckte ein Artikel, auf den der Astronom Edmond Halley stieß, und ganz allein beschäftigte sich Lagrange mit Mathematik. In nur einem Jahr war sein Selbststudium so erfolgreich, dass er zum Assistenzprofessor für Mathematik an der Royal Military Academy ernannt wurde. Dort unterrichtete er Kurse in Analysis und Mechanik, bis klar wurde, dass er ein schlechter Pädagoge war (obwohl ein hoch talentierter Theoretiker)..

Im Alter von 19 Jahren schrieb Lagrange an Leonhard Euler, den größten Mathematiker der Welt, und beschrieb seine neuen Ideen für die Analysis. Euler war so beeindruckt, dass er Lagrange mit 20 Jahren für die Mitgliedschaft in der Berliner Akademie empfahl. Euler und Lagrange setzten ihre Korrespondenz fort, und so arbeiteten die beiden an der Entwicklung der Variationsrechnung zusammen.

Bevor Lagrange und seine Freunde Turin verließen, gründeten sie die Turin Private Society, eine Organisation zur Unterstützung der Grundlagenforschung. Die Gesellschaft veröffentlichte bald ein eigenes Tagebuch und wurde 1783 zur Königlichen Akademie der Wissenschaften von Turin. Während seiner Zeit in der Gesellschaft begann Lagrange, seine neuen Ideen auf verschiedene Bereiche der Mathematik anzuwenden:

• Die Theorie der Schallausbreitung.
• Theorie und Notation der Variationsrechnung, Lösung von Dynamikproblemen und Ableitung des Prinzips der geringsten Wirkung.
• Lösungen für dynamische Probleme wie die Bewegung von drei Körpern, die sich durch die Schwerkraft gegenseitig anziehen.

Arbeit in Berlin

Lagrange verließ Turin im Jahr 1766 und ging nach Berlin, um eine Stelle zu besetzen, die kürzlich von Euler frei geworden war. Die Einladung kam von Friedrich dem Großen, der Lagrange für den "größten Mathematiker Europas" hielt.

Lagrange lebte und arbeitete 20 Jahre in Berlin. Obwohl sein Gesundheitszustand manchmal bedenklich war, war er äußerst produktiv. In dieser Zeit entwickelte er neue Theorien zum Dreikörperproblem in der Astronomie, zu Differentialgleichungen, zur Wahrscheinlichkeit, zur Mechanik und zur Stabilität des Sonnensystems. Seine bahnbrechende Veröffentlichung von 1770, "Reflections on the Algebraic Resolution of Equations", brachte einen neuen Zweig der Algebra auf den Markt.

Arbeit in Paris

Als seine Frau starb und sein Patron Friedrich der Große starb, folgte Lagrange einer Einladung Ludwigs XVI. Nach Paris. Die Einladung beinhaltete luxuriöse Zimmer im Louvre sowie jede Art von finanzieller und professioneller Unterstützung. Wegen des Todes seiner Frau deprimiert, fand er sich bald wieder mit einer viel jüngeren Frau verheiratet, die den sanften Mathematiker faszinierte.

Während seines Aufenthalts in Paris veröffentlichte LaGrange "Analytical Mechanics", eine erstaunliche Abhandlung und einen immer noch klassischen mathematischen Text, der 100 Jahre Forschung in der Mechanik seit Newton zusammenfasste und zu den Lagrange-Gleichungen führte, in denen die Unterschiede zwischen Kinetik und Potenzial detailliert und definiert wurden Energien.

Lagrange war in Paris, als die Französische Revolution 1789 begann. Vier Jahre später wurde er Leiter der revolutionären Kommission für Gewichte und Maße und half beim Aufbau des metrischen Systems. Während Lagrange als erfolgreicher Mathematiker fortfuhr, wurde der Chemiker Lavoisier (der im selben Auftrag gearbeitet hatte) guillotiniert. Mit dem Ende der Revolution wurde Lagrange Professor für Mathematik an der École Centrale des Travaux Publics (später in École Polytechnique umbenannt), wo er seine theoretischen Arbeiten zur Analysis fortsetzte.

Als Napoleon an die Macht kam, ehrte auch er Lagrange. Vor seinem Tod wurde der Mathematiker Senator und Graf des Reiches.

Beiträge Wichtigste Beiträge und Veröffentlichungen

• Lagranges wichtigste Veröffentlichung war The "Mécanique Analytique".seine monumentale Arbeit in reiner Mathematik.
• Sein wichtigster Einfluss war sein Beitrag zum metrischen System und die Hinzufügung einer Dezimalbasis, was größtenteils auf seinen Plan zurückzuführen ist. Einige bezeichnen Lagrange als den Begründer des Metrischen Systems.
• Lagrange ist auch dafür bekannt, viel an der Planetenbewegung zu arbeiten. Er war verantwortlich für die Entwicklung der Grundlagen für eine alternative Methode zum Schreiben von Newtons Bewegungsgleichungen, die als "Lagrange-Mechanik" bezeichnet wird. 1772 beschrieb er die Lagrange-Punkte, die Punkte in der Ebene zweier Objekte in der Umlaufbahn um ihren gemeinsamen Schwerpunkt, bei denen die kombinierten Gravitationskräfte Null sind und bei denen ein drittes Teilchen vernachlässigbarer Masse in Ruhe bleiben kann. Aus diesem Grund wird Lagrange als Astronom / Mathematiker bezeichnet.
• Das Lagrange-Polynom ist der einfachste Weg, eine Kurve durch Punkte zu finden.

Tod

Lagrange starb 1813 in Paris während der Überarbeitung von "Analytical Mechanics".Er wurde im Panthéon in Paris beigesetzt. 

Erbe

Lagrange hinterließ eine unglaubliche Reihe von mathematischen Werkzeugen, Entdeckungen und Ideen, die einen tiefgreifenden Einfluss auf die moderne theoretische und angewandte Analysis, Algebra, Mechanik, Physik und Astronomie hatten.

Quellen

• ."Joseph Louis Lagrange | Ein kurzer Bericht über die Geschichte der Mathematik"Universität von Südflorida.
• "Joseph-Louis Lagrange." Berühmte Wissenschaftler.
• Joseph-Louis Lagrange."Stetson.edu.
• Struik, Dirk Jan. "Joseph-Louis Lagrange, Graf von L'Empire." Encyclopædia Britannica, 18. April 2019.