Życie i dokonania Constantina Carathéodory’ego – greckiego matematyka

Constantin Carathéodory ( gr.: Κωνσταντίνος Καραθεοδωρής) Matematyk pochodzenia greckiego. Urodził się  13 września 1873 w Berlinie. Zmarł 2 lutego 1950 w Monachium.  

W Berlinie ojciec Constantina pełnił funkcję attach ́e w Ambasadzie Turcji. W 1974 rodzice Constantina przenieśli się do Konstantynopola. W 1875 ojciec został ambasadorem Turcji w Brukseli, gdzie zamieszkał wraz z rodziną. Rodzina Caratheodorów wywodziła się z arystokratycznych rodów zamieszkujących w Konstantynopolu i będących na służbie tureckiej dyplomacji, a jej korzenie sięgają wschodniej Turcji. Ród założył Stefanos Karatheodoris (1789–1867), który był znanym lekarzem, filologiem i matematykiem. Daleki krewny Constantina (przyszły teść) Alexander Karatheodor is Pasha był ambasadorem Turcji w Rzymie, następnie ministrem spraw zagranicznych, a w końcu namiestnikiem wyspy Samos i Krety.

W 1879 roku zmarła matka Constantina Despina z domu Petrokkokinos, Wychowaniem młodego Constantina i jego siostry Julii zajęła się babcia ze strony matki – Euthalia Petrokkokinou, która używała w domu języka greckiego i francuskiego. W 1909 r. Carath ́eodory wstępuje w związek małżeński z Eufrosiną Carath ́eodory z Konstantynopola, swoją daleką kuzynką. Mają dwójkę dzieci: syna Stefanosa, który urodził się w Hanowerze i córkę Despinę, która urodziła się w 1912 r. we Wrocławiu. Constantin Carath ́eodory miał niezwykły talent do języków, co było odziedziczoną cechą rodzinną. Oprócz greckiego i francuskiego perfekcyjnie znał niemiecki. Mówił i pisał także po angielsku, włosku i turecku, a nawet nauczył się holenderskiego. Znał również języki starożytne.

W 1881 r. w Brukseli Constantin zaczął chodzić do prywatnej szkoły Vanderstock, gdzie uczył się przez dwa lata. Z powodu stanu zdrowia wyjechał na Riwierę, gdzie w latach 1883–1885 w San Remo uczęszczał do prywatnej szkoły podstawowej. 1886 r. w wieku trzynastu lat rozpoczął edukację we francuskiej szkole średniej Ath ́en ́ee Royal d’Ixelles. To tam podczas lekcjach geometrii odkrył swoją miłość do matematyki. Wcześniej ujawnił swoje zdolności matematyczne wygrywając dwukrotnie szkolne konkursy Concour Generaux z tego przedmiotu. W 1891 r. po zdanych egzaminach końcowych wstąpił do prestiżowej akademii wojskowej Ecole Militaire de Belgique, jako kadet na wydziale saperów. Constantin bardzo lubił tę szkołę. Oprócz ćwiczeń wojskowych i jazdy konnej, poznawał sztukę inżynierską fortyfikacji, geometrię rzutową i jej zastosowania praktyczne, mechanikę i termodynamikę.

W 1895 wyjechał do Grecji, gdzie rozpoczął pracę jako inżynier budując drogi na wyspie Samos. W 1898r. wyjechał na dwuletni kontrakt do Egiptu, gdzie pracował dla brytyjskiego projektu tam na Nilu w Asuanie i Asjucie. Poznał tam archeologa i historyka A. H. Sayce’a, który zainteresował go archeologią, co pozostało w sferze jego zainteresowań do końca życia. W Egipcie Constantin dokonał pomiarów piramidy Cheopsa, poznał też H. Carter’a, późniejszego odkrywcę grobu Tutenchamona, z którym wspólnie odnaleźli wejście do tego grobu. W Egipcie napisał swoją pierwszą książkę. W wolnych chwilach Carath ́eodory zajmował się matematyką. W wieku 27 lat postanawia porzucić dobrze zapowiadającą się karierę inżyniera i zająć się matematyką.  

  W 1900 roku Constantin wstąpił na uniwersytet w Berlinie, a po dwóch latach przeniósł się do Getyngi. W 1904 otrzymał doktorat , który napisa pod kierunkiem Hermana Minkowskiego, a po roku przedstawił swoją pracę habilitacyjną Po habilitacji rozpoczął pracę nauczając w Getyndze. W 1908 przeniósł się na rok do Bonn, a następnie również na około rok do Hanoweru. W październiku 1910 został mianowany profesorem matematyki w nowo otwartej Królewskiej Wyższej Szkole Technicznej we Wrocławiu. W 1918 r. Constantin Carathéodory objął katedrę w Berlinie. Rok później przeniósł się do Grecji, gdzie jako rektor organizował nowo powstający Uniwersytet Joński w Smyrnie. Po inwazji Turków na to miasto w 1922 r. przeprowadził się do Aten. Po dwóch latach wrócił do Niemiec i zamieszkał w Monachium, gdzie do przejścia na emeryturę w 1938 r. pracował na stanowisku kierownika katedry matematyki Politechniki Monachijskiej.

Constantin Carathéodory dużo podróżował, zwłaszcza do Stanów Zjednoczonych i Grecji. Był pierwszym zaproszonym wykładowcą Amerykańskiego Towarzystwa Matematycznego (1927-1928). W 1936 r. ponownie odwiedził USA, gdzie wygłosił m.in. wykład z okazji 300- lecia Harvardu. Ostatni swój wykład Carathéodory wygłosił 4 grudnia 1949. Jego żona Eufrosinia umiera w 1947 r. On w tym samym roku ciężko choruje (najprawdopodobniej na raka wątroby) i spędza z przerwami wiele miesięcy w szpitalu. Umarł 2 lutego 1950 w Monachium, gdzie został pochowany na Cmentarzu Leśnym.

Czas wojenny był trudnym okresem dla Carathéodora Czas wojenny był trudnym okresem dla Carathéodora. Podczas II wojny światowej brał udział w pracach Bawarskiej Akademii Nauk. Nie angażował się w ruch narodowosocjalistyczny, ale miał powiązania z członkami partii nazistowskiej. Niektórzy uważają, że zachowywał się biernie wobec reżimu nazistowskiego, że zgadzał się na wydalanie Żydów z instytucji naukowych. Jak wynika z relacji córki Despiny, Carathéodory razem z Einsteinem pomógł w ucieczce wielu uczonym żydowskiego pochodzenia, załatwiając im zaproszenia z amerykańskich uczelni, gdzie miał wpływowych przyjaciół i znajomych

19 grudnia 2005 ambasador Izraela w Atenach przedstawił greckiemu Ministrowi Spraw Zagranicznych kopie 10 listów, jakie Carathéodory wymienił z Einsteinem. Według ekspertów w Narodowym Archiwum Izraela – gdzie znajdują się oryginały listów – matematyczna strona teorii Einsteina opierała się o pracach Carathéodory’ego. W 1955 r. na zakończenie wywiadu dla prasy Albert Einstein miał stwierdzić: "moim wielkim nauczycielem był nie kto inny, tylko niesamowity Grek – Constantin Carathéodory, któremu nie tylko ja osobiście, ale i cała matematyka, fizyka oraz nauka XX wieku zawdzięczają wszystko"  

Książki napisane przez Constantina Carath ́eodory’ego:   Egipt (po grecku), Aleksandria, 1901 Investigation into Foundations of Thermodynamics , Berlin 1909 Vorlesungen Uber Reelle Funktionen , 1918 Conformal Representations , 1932 Geometrische Optik, 1937 Reelle Funktionen, 1939 Algebraic Theory of Measure and Integration, 1939 Calculus of Variations and Partial Differential Equations of the First Order, 1939 Gesammelte Mathematiche Schriften I–V, 1954–1957 W latach 1901–1950 Carath ́eodory opublikował 164 prace naukowe, a 9 prac nie zostało wydanych.

Twierdzenie Carathéodory’ego    Twierdzenie teorii miary umożliwiające konstrukcję miary w oparciu o daną miarę zewnętrzną, bywa ono stosowane do konstrukcji miary Lebesgue`a z miary zewnętrznej Lebesgue’a. Twierdzenie to zostało udowodnione przez Constantina Caratheodory`ego w 1914 roku.

Twierdzenie Niech X będzie niepustym zbiorem oraz będzie funkcją, dla której gdzie P(X) oznacza zbiór potęgowy zbioru X. Mówi się, że zbiór A ⊆ X spełnia warunek Carathéodory’ego (względem μ*), gdy dla każdego zbioru E ⊆ X zachodzi równość

W fizyce Carath ́eodory jest znany przede wszystkim jako autor aksjomatycznego sformułowania II zasady termodynamiki. Carath ́e odory był pierwszym uczonym, który sformalizował optykę geometryczną używając zasad wariacyjnych. Napisał nawet książkę na ten temat w 1937 r. Jego prace nad teorią funkcji rzeczywistych, logiką rachunku wariacyjnego jako metody fizyki matematycznej, równaniami różniczkowymi, ogólną teorią miary, optyką geometryczną, szczególną teorią względności i w wielu innych działach matematyki i fizyki teoretycznej, przyniosły mu światową sławę jako jednemu z największych uczonych pierwszej połowy XX wieku.

Prezentacja autorstwa Łucji Ślazyk.