George Green a fost un matematician și fizician englez, audoeducat în majoritatea domeniilor la care a contribuit.
Este cunoscut pentru contribuțiile matematice pe care le-a adus în domeniul teoriei electromagnetismului.
A studiat matematica încă din tinerețe ca autodidact, iar la 40 de ani s-a înscris la Universitatea din Cambridge, la Colegiul Gonville și Caius pe care a absolvit-o în 1838, devenind profesor la același colegiu universitar Gonville și Caius din Cambridge.
Biografie
Viață timpurie Green s-a născut și a trăit cea mai mare parte a vieții în orașelull englez Sneinton, Nottinghamshire, care acum face parte din orașul Nottingham propriu-zis, și care pe atunci avea o populație de aproximativ 30.000 de locuitori. A fost botezat pe 14 iulie 1793. Tatăl său, de asemenea George, era brutar de succes, care construise și deținea o moară de vânt din cărămidă folosită pentru obținerea de produse din cereale.
Academia Robert Goodacre În această perioadă, majoritatea copiilor primeau puțină educație, dincolo de a fi învățați să citească și să scrie la școlile duminicale. Green a avut noroc pentru că tatăl său a fost capabil financiar și dispus să-l educe în mod privat. Astfel, tânărul George a intrat în academia lui Robert Goodacre, un om cunoscut pentru entuziasmul său față de științe și educație. „Instrumentele filosofice” ale academiei includeau o „mașină electrică” și un model mecanic al Sistemului Solar. Totuși, Green a rămas doar 18 luni la acea școală înainte de a se întoarce să lucreze la brutăria tatălui său.
Mutarea de la Nottingham la Sneinton În 1773, tatăl lui George s-a mutat la Nottingham, care avea, la acea vreme, reputația unui oraș plăcut, cu spații deschise și străzi largi. Totuși, până în anii 1830, populația crescuse de aproape cinci ori, în parte datorită înfloririi Revoluției Industriale (uneori numită Prima Revoluția Industrială), iar orașul a devenit cunoscut ca unul dintre cele mai rele cartiere sărace din Anglia. Au avut loc frecvent revolte ale muncitorilor flămânzi, adesea asociate cu o ostilitate specială față de brutari și morari, pe suspiciunea că ascundeau grâne pentru a crește prețurile la alimente.
Din aceste motive, legate de industrializare și demografie în 1807, George Green senior a cumpărat un teren în Sneinton. Pe acest teren a construit o „moară de vânt din cărămidă,” acum cunoscută sub numele de Moara de vânt a lui Green. Moara era impresionantă din punct de vedere tehnologic pentru acea vreme, dar necesita întreținere aproape non-stop, ceea ce avea să fie povara lui Green pentru următorii douăzeci de ani.
Viața de adult Viața de morar La fel ca în cazul realizării întregului procesî de pregătire a pâinii, Green considera responsabilitățile de a opera moara enervante și plictisitoare. Grânele din câmpuri ajungeau continuu la ușa morii, iar lamele morii de vânt trebuiau ajustate constant în funcție de viteza vântului, atât pentru a preveni daunele în rafale puternice, cât și pentru a maximiza viteza de rotație în vânt slab. Pietrele morii care se frecau continuu una de cealaltă se puteau uza sau provoca un incendiu dacă rămâneau fără grâne de măcinat. În fiecare lună, pietrele, care cântăreau peste o tonă fiecare, trebuiau înlocuite sau reparate.
Viața de familie În 1823, Green a început o relație cu Jane Smith, fiica lui William Smith, angajat de Green Senior ca manager al morii. Deși Green și Jane Smith nu s-au căsătorit niciodată, Jane a ajuns în cele din urmă să fie cunoscută ca Jane Green și cuplul a avut împreună șapte copii; toți, mai puțin primul, au avut Green ca nume de familie la botez. Cel mai mic copil s-a născut cu 13 luni înainte de moartea lui Green. Grijuliu, Green a asigurat toate drepturile necesare pentru (așa-numita) sa „soție neoficială” și pentru toți cei șapte copii în testamentul său.
Abonament la Biblioteca din Nottingham
Când Green avea treizeci de ani, a devenit membru al Bibliotecii din Nottingham (prin abonament), care era atunci inima intelectuală a orașului. Biblioteca există și astăzi sub numele de Biblioteca Bromley House. Această bibliotecă a fost probabil sursa principală a cunoștințelor matematice avansate ale lui Green, oferindu-i acces la Philosophical Transactions of the Royal Society, printre alte reviste științifice. Deși revistele străine nu erau disponibile, Transactions menționau totuși conținutul și autorii acestora, ceea ce îi permitea lui Green să obțină reprinturi direct de la autori.
George Green, om de știință Contribuții științifice A lucrat în domeniul calcului diferențial și integral, a stabilit integralele de suprafață și de volum, legătura dintre integrala curbilinie și cea dublă, ulterior utilizate în fizica matematică. A introdus noțiunea de potențial.
A aplicat analiza matematică în domeniul teoriei electricității. Astfel, cea mai însemnată lucrarea a sa este An Essay on the Application of Mathematical Analysis to the Theories of Electricity and Magnetism (Un eseu asupra aplicării analizei matematice la teoria electricității și a magnetismului) pe care a publicat-o în 1828.
În acea lucrare, redescoperită și republicată mai târziu de Lord Kelvin (William Thompson), pentru rezolvarea ecuațiilor diferențiale, introduce conceptul de câmp de potențiale și ceea ce ulterior va fi denumit funcția lui Green.
Green a mai scris câteva lucrări privind aplicațiile analizei matematice în domenii ale fizicii ca: optică, acustică, dinamica fluidelor.
Concepte matematice ca: teorema lui Green (de la teoria integralelor duble), funcția lui Green (a unui operator diferențial), matricea lui Green (pentru ecuațiile diferențiale ordinare) îi poartă numele.
Lucrarea sa din 1828 În 1828, Green a publicat „Un eseu despre aplicarea analizei matematice la teoriile electricității și magnetismului” (), lucrarea de 72 de pagini pentru care este cel mai faimos astăzi.
La acea vreme, era obișnuința ca oamenii de știință să-și publice lucrările prin jurnalele fie ale Royal Society, fie ale Cambridge Philosophical Society. Totuși, Green a ales să-și publice prima lucrare pe cheltuiala sa, pentru că a considerat că ar fi fost îndrăzneț pentru un om din poziția lui, fără educație formală în matematică, să trimită lucrarea într-un jurnal consacrat. Când Green și-a publicat Eseul, acesta a fost vândut pe bază de abonament la 51 de persoane, dintre care mulți erau membri ai Nottingham Subscription Library, deși se crede că puțini au înțeles conținutul său matematic. Aceste persoane erau medici locali, preoți, învățători și producători de dantelă și ciorapi.
Sir Edward Bromhead Deși Green spera că publicarea Eseului său îi va aduce recunoaștere din partea academicilor de elită din Marea Britanie și nu numai, inițial nu a primit niciun răspuns, cu o singură excepție. Posesorul bogat de pământ și matematicianul Edward Bromhead a cumpărat un exemplar al lucrării lui Green și a răspuns imediat, încurajându-l pe Green să continue munca sa în matematică. Fiind o persoană publică înstărită, care avea contacte cu mediul academic, Bromhead era într-o poziție să devină binefăcătorul lui Green. Totuși, nefiind sigur dacă oferta era sinceră, având în vedere diferența de clasă socială, Green nu l-a contactat pe Bromhead timp de douăzeci de luni.
Educație formală și carieră academică Până în 1829, când tatăl lui Green a murit, seniorul Green devenise unul dintre membrii clasei înalte datorită averii considerabile și pământurilor pe care le deținea, jumătate din ele lăsându-le fiului său și cealaltă jumătate fiicei sale. Tânărul Green, acum în vârstă de treizeci și șase de ani, a putut astfel să folosească această avere pentru a-și abandona îndatoririle de morar și a se dedica studiului matematicii.
==== John Toplis ==== O figură esențială în educația matematică a lui Green a fost reverendul John Toplis (circa 1774–1857), care a absolvit matematica la Cambridge ca al 11-lea Wrangler în 1802. Apoi a fost director al Nottingham Free Grammar School între 1806 și 1819 și a locuit în aceeași zonă precum Green și familia sa. Toplis era un susținător al școlii continentale de matematică și vorbea fluent franceza, tradusese celebrul lucrare a lui Pierre-Simon Laplace despre mecanica cerească (Traité de mécanique céleste).
Posibilitatea ridicată ca Toplis să fi avut un rol în educația matematică a lui Green ar rezolva mai multe întrebări de lungă durată despre sursele cunoștințelor matematice ale lui Green. În prefața traducerii sale din 1814 a lui Laplace, Toplis a recomandat lucrările matematicienilor francezi ai timpului (din perioada anilor 1780 - 1820): Lagrange, Legendre și Sylvestre F. Lacroix. Aceștia, dar și alți matematicieni din Europa Continentală au extins lucrările lui Sir Isaac Newton despre mecanică, scrise în termeni de geometrie sintetică, folosind metode analitice. Grattan-Guinness, Ivor (May 1995). "Why Did George Green Write His Essay of 1828 on Electricity and Magnetism?". The American Mathematical Monthly. 102 (5): 387–96. doi:10.1080/00029890.1995.12004591. Preferențial, Toplis, precum și mai târziu Green, au folosit notația lui Leibniz mai degrabă decât pe cea a lui Newton pentru diferențiale.
Este, de asemenea, foarte posibil ca Green să fi învățat multe din expoziția lui Jean-Baptiste Biot din 1816 despre experimentele electrice ale lui Charles-Augustin de Coulomb, precum și din Transactions of the Cambridge Philosophical Society.
Cambridge Membrii Bibliotecii de Abonament din Nottingham, care îl cunoșteau pe Green, au insistat de nenumărate ori ca acesta să obțină o educație universitară corespunzătoare. Imediat după ce s-au întâlnit, Green i-a spus lui Bromhead despre visul său de a merge la Universitatea Cambridge. Cu ajutorul lui Bromhead, și-a îndeplinit această dorință și s-a înscris la Cambridge în 1833, ca student la Gonville și Caius College, același colegiu pe care l-a urmat și Bromhead.
Era deosebit de nesigur în legătură cu lipsa sa de fluență în greacă și latină, care erau condiții necesare, dar s-a dovedit că nu i-a fost atât de greu să învețe aceste limbi cum își imaginase, fiindcă gradul de stăpânire cerut nu era atât de ridicat cum se aștepta. A câștigat premiul matematic pentru primul an. După ce a susținut examenul Mathematical Tripos, în ianuarie 1837, a devenit 4th Wrangler (al patrulea student cu cel mai mare scor din clasa sa de absolvire, după James Joseph Sylvester care a ocupat locul 2) și a absolvit cu o licență BA (Bachelor of Art) în 1838.
O altă sursă de îngrijorare pentru Green a fost existența lui Jane și a copiilor, deoarece universitatea cerea studenților să rămână celibatari. Dar se pare că asta nu a fost o problemă pentru că el și Jane nu erau căsătoriți oficial.
La Cambridge, Green s-a împrietenit cu Charles Babbage și John Hershel, doi dintre membrii Societății Analitice care aveau ca scop promovarea calculului simbolic dezvoltat din lucrările lui Gottfried Wilhelm Leibniz. Ei îl considerau superior metodei fluxionilor'' a lui Sir Isaac Newton, care era la modă în acea vreme în Marea Britanie.
Decesul matematicianului S-a îmbolnăvit și s-a întors la Nottingham primăvara anului 1840. A murit pe 31 mai, anul următor din cauza gripei. Nu există portrete cunoscute ale lui.
Faimă și moștenire postume Lucrarea lui Green nu era prea cunoscută în comunitatea matematică existentă în timpul vieții sale. Cu excepția citirii lucrării sale din 1828 și contactării directe a lui Green, de către Sir Edward Bromhead, au trebuit să treacă ani buni (de educație formală, profesorat și deces) până când contribuțiile semnificative ale lui George Green să fie recunoscute în lumea oamenilor de știință.
În afară de Green însuși și (Edward Bromhead), primul matematician care a citit și a citat lucrarea sa din 1828 a fost matematicianul britanic Robert Murphy (1806–1843) în lucrarea sa din 1833 despre integrale, unde contribuțiile lui Green au fost menționate într-o notă de subsol. Green is mentioned in a footnote on p. 357.