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VideoMath Festival at ICM '98

VideoMath Festival

VideoMath Festival at ICM '98

H.-Chr. Hege, K. Polthier (Hg.)
Springer-Verlag, 76 Minuten

Im Rahmenprogramm des Internationalen Mathematikerkongresses 1998 in Berlin fand das VideoMath Festival statt. Die vorliegende Videokassette enthält 20 dort vorgestellte mathematische Kurzfilme von durchschnittlich 4 Minuten Länge mit Animationen zu den folgenden Themen (Auswahl):
Fibonacci und der goldene Schnitt
Das Gesetz der großen Zahlen
Simulation dynamischer Systeme
Animation von Eschers "Belvedere"
Knoten
Seifenblasen
Der Satz des Pythagoras
Visualisierung topologischer Strukturen
...

(Die eingesprochenen Texte sind auf Englisch.)



(Rezension: Dirk Werner)

Arabesques and Geometry

Arabesques and Geometry

Arabesques and Geometry

Antonio F. Costa, Bernardo Gómez
Springer VideoMATH, 1999, Länge: 21 Minuten, 22,90 EURO
ISBN: 3540926402

Wie schön sind doch die Ornamente in der Alhambra in Granada (Spanien)! In eindrucksvoller Weise werden die verschiedenen Muster und Formen dieser Arabesken gezeigt. Und (fast natürlich) kommt die Mathematik ins Spiel: Durch Bewegungen in der Ebene (Drehungen, Spiegelungen, Verschiebungen und deren Zusammenspiel) gehen diese Formen wieder in sich über. Es ergeben sich dabei "ebene Symmetriegruppen". Der sonst eher abstrakte Begriff der Gruppe wird hier anschaulich und wunderschön demonstriert. Die 17 möglichen verschiedenen Typen werden vorgestellt. Ein Genuss für Freunde der Ästhetik und der "schönen" Mathematik.
Achtung: Der erläuternde Text wird auf Englisch gesprochen. Er ist aber recht leicht zu verstehen.

(Rezension: Dietmar Göbel)

Wolfgang Sartorius von Waltershausen, Gauß zum Gedächtniss

karin reich

Wolfgang Sartorius von Waltershausen, Gauß zum Gedächtniss
Biographie Carl Friedrich Gauß, Leipzig 1856
Mit dem von Karin Reich verfassten Essay


Karin Reich (Hrsg.)
Edition am Gutenbergplatz Leipzig 2012, VIII + 200 Seiten, 26,50 €

ISBN 10: 3937219579
ISBN 13: 978-3937219578

Etwa ein Jahr nach dem Tode Carl Friedrich Gauß’ veröffentlichte Wolfgang Sartorius von Waltershausen eine Denkschrift, die dem Leben und Werk des „Fürsten der Mathematiker“ gewidmet war – ein Nachruf im besten Sinne. Sartorius hörte in seiner Göttinger Studienzeit etliche Vorlesungen bei Gauß und blieb diesem stets sehr verbunden. Seine Gedenkschrift ist daher die einzige umfangreichere Biographie, die sich auf Berichte aus erster Hand zum Leben Gauß’ beziehen kann. Kein Wunder, dass sich nahezu alle Gauß-Biographien auf diese stützen, und dass Sartorius heute vor allem als Gauß-Biograph bekannt ist.

Lesenswert ist die Schrift immer noch, wenn man von einigen in der heutigen Zeit doch recht befremdlich klingenden Huldigungen an Gauß einmal absieht. Sartorius gelingt es, dem Leser Gauß als Menschen zugänglich zu machen – im Vergleich mit der gaußschen Literaturgestalt in Kehlmanns „Die Vermessung der Welt“ (die allerdings auch keinerlei Anspruch auf historische Richtigkeit erhebt) ist das eine richtige Wohltat! Jedenfalls sind sämtliche mir bekannten Geschichten und Anekdoten über Gauß in dem Werk vertreten; vermutlich haben diese genau hier ihren Ursprung. Da Sartorius nicht nur sehr interessant, sondern auch flüssig und unterhaltsam zu schreiben verstand, ist das Lesen ein kurzweiliges Vergnügen. Schon aus diesem Grund kann ich bereits an dieser Stelle für das Buch unbedenklich Werbung machen.

Das Buch ist aber beileibe nicht nur die x-te Neuauflage der Gedenkschrift: Karin Reich (die sich bescheiden lediglich als „Herausgeberin“ bezeichnet) hat noch ein höchst lesenswertes Essay über Wolfgang Sartorius von Waltershausen hinzugefügt. Neben den biographischen Daten erfahren wir, dass Sartorius (wie bereits oben erwähnt) während seines Studiums in Göttingen zahlreiche Vorlesungen bei Gauß gehört hat. Hierbei kam er mit den Studien von Gauß und Weber zum Erdmagnetismus in Kontakt. Auf eigene Kosten unternahmen Sartorius und Johann Benedict Listing eine Forschungsreise nach Italien, die Untersuchungen zum Erdmagnetismus zum Ziel hatte; weitere Untersuchungen auf dem Familiengut und in einem von Gauß geleiteten Team in Göttingen folgten. Auch die zweite Italienreise beschäftigte sich noch nebenher mit dem Erdmagnetismus. Das Hauptziel war die genaue Vermessung des Ätna; überhaupt ist Sartorius neben seiner Gauß-Biographie vor allem durch sein erst nach seinem Tode veröffentlichtes Werk über den Ätna bekannt.

Außer der Gedenkschrift zeigen die heute noch verfügbaren Briefe von Sartorius seine enge Verbundenheit zu Gauß. Gedichte von Sartorius über das Gauß’schen Heliotrop und über Gauß und Wilhelm Weber lassen ebenfalls die außerordentliche Wertschätzung erkennen. Die umgekehrte Beziehung ist mangels verfügbarer Schriftstücke wesentlich weniger gesichert: nur durch Indizien lässt sich belegen, dass Sartorius zum engeren Freundeskreis von Gauß gehörte.

Somit erhält man mit dem Kauf des Buches nicht nur eine der wichtigsten Gauß-Biographien, sondern auch noch gesicherte Erkenntnisse über den Biographen. Hinzu kommen ein gemeinsames Register für Gedenkschrift und Essay (das in den bisherigen Nachdrucken fehlte) sowie ein umfangreicher Literaturnachweis. Folglich kann ich das überaus interessante Werk jedem Gauß–Liebhaber nur empfehlen.

Quelle: Springer Verlag, Mathematische Semesterberichte, Februar 2013, Band 60, Heft 1
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Harald Löwe

Wer ist Alexander Grothendieck?

grothendieck

Wer ist Alexander Grothendieck?
Anarchie, Mathematik, Spiritualität, Einsamkeit
Eine Biographie
Teil 3: Spiritualität.


Winfried Scharlau

Books on Demand GmbH 2010, 264 Seiten, 18 €

ISBN-10: 3839149398
ISBN-13: 978-3839149393

Auf der Rückseite des Einbandes seines Buches schreibt der Autor:
Alexander Grothendieck ist einer der bedeutendsten Mathematiker des 20. Jahrhunderts. Sein Werdegang ist von einzigartiger Dynamik, und schon zu seinen Lebzeiten ranken sich um seine Herkunft, seine Eltern, sein wissenschaftliches Werk, seine späteren Meditationen und seinen Rückzug aus der menschlichen Gemeinschaft zahlreiche ‚Legenden‘. Dieser dritte Band seiner Biographie behandelt die Zeit nach seinem Ausscheiden aus der aktiven Forschung im Jahr 1970 bis zu seinem Verschwinden aus der Öffentlichkeit 21 Jahre später. Es wird über sein Engagement in der Umweltbewegung, seine Hinwendung zum Buddhismus und später zu esoterischen und christlichen Vorstellungen berichtet, und es werden seine philosophischen und mathematischen Bekenntnisschriften diskutiert.

Und im Vorwort lesen wir:
Ich lege diesen Band mit einigem Zweifel und nach längerem Zögern der Öffentlichkeit vor. Zum einen standen mir für dieses Buch viele vorhandene Dokumente nicht zur Verfügung, und viele Zeitzeugen konnten oder wollten nur unvollständig Auskunft geben, so daß in meinem Bericht große Lücken bleiben und sich gewiss auch manche Fehler eingeschlichen haben. Zum anderen hat Grothendieck selbst meine biographische Arbeit als ‚unerwünscht‘ bezeichnet; er hat mich allerdings nicht aufgefordert, sie zu beenden...

Abschnitt 1 enthält eine kurze Beschreibung des Ereignisses, das, wie der Autor bemerkt, Grothendieck selbst später viele Male als die ‚große Wende‘ in seinem Leben bezeichnet hat. Es handelt sich um die Erklärung seines Rücktritts aus dem Institut des Hautes Études Scientifiques (IHÉS) am 24. Mai 1970. Der Autor bemerkt dazu (S. 8):

Es war der Beginn eines Abschieds aus der Welt der Wissenschaft, und nicht nur das, es war der Beginn seines Abschieds von allem.

In dem vorliegenden Buch versucht der Autor die inneren Beweggründe zu erhellen, die zu dieser großen Wende in Grothendiecks Leben geführt haben, und berichtet über seine geistige Entwicklung und sein Leben nach dieser Wende. Seine Ausführungen beruhen auf umfangreichen Nachforschungen, Dokumenten und Gesprächen.

Der Autor beginnt mit einer Auflistung der wichtigsten Etappen seiner beruflichen Tätigkeit ab 1970: Gastprofessur am Collège de France; eine auf 1 Jahr befristete Stelle an der Universität von Orsay; Reisen, vor allem in Nordamerika; persönliche Professur (Professeur â titre personnel), die er mehrere Jahre an der Universität von Montpellier ausübte; Anstellung am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Pensionierung im Jahre 1988. Er berichtet auch im Überblick über seine politischen und gesellschaftlichen Aktivitäten in diesen Jahren: Kampf gegen Militarismus und Aufrüstung; Einsatz für die Bewahrung der ökologischen Grundlagen; Forderung nach einer neuen Gesellschaftsordnung und selbstbestimmten Lebensformen. Dann geht er auf die Gründe ein, die Grothendieck zu der ‚großen Wende‘ in seinem Leben geführt haben und bemerkt dazu (S. 9):

Kollegen, Schüler und Freunde haben sich alle die Frage gestellt, was die Ursache und Auslöser für diesen Schritt gewesen sind. Niemand vermag eine definitive Antwort zu geben. Genauso sicher ist aber auch, daß jeder Versuch seiner Lebensbeschreibung sich dieser Frage stellen muß.

Um die inneren Beweggründen für Grothendiecks Verhalten besser zu verstehen, benennt der Autor im zweiten Abschnitt wichtige Antriebskräfte, die Grothendiecks Leben bestimmt haben, und bezieht sich dabei auf entsprechende Äußerungen Grothendiecks. Genannt werden in diesem Zusammenhang: die Mathematik, die Suche nach einer Gefährtin, die Meditation. Im weiteren Abschnitten werden wichtige Ereignisse und Phasen in Grothendiecks Leben genauer beschrieben. Dazu zählen seine mathematische Vortragstätigkeit in Hanoi und der weiteren Umgebung von Hanoi während der Zeit des Vietnamkrieges sowie sein Verhalten während der sogenannten Studentenrevolution von 1968. Schließlich berichtet der Autor in Abschn. 5 über die Monate Juni bis September 1970, in denen sich seine ‚große Wende‘ vollzog. In Abschn. 6 wird ausführlich über Grothendiecks Engagement für die Umwelt und seine Beschäftigung mit den geistigen und kulturellen Grundlagen unserer Zivilisation berichtet. In diesem Zusammenhang erwähnt der Autor auch Grothendiecks Auftreten bei dem ICM-Kongress in Nizza und gibt einen ausführlichen Bericht über die Ziele und Aktivitäten der von Grothendieck ins Leben gerufenen Gruppen Survivre und Vivre im Umfeld der einsetzenden Umweltbewegung. Abschnitt 7 schildert Grothendiecks Tätigkeit als Professor am Collège de France und in Orsay in den Jahren 1970 bis 1973. In Abschn. 8 werden Grothendiecks politische Aktivitäten gegen die finanzielle Förderung von mathematischen Tagungen durch das Militärbündnis der NATO beschrieben; dieser Abschnitt endet mit den Worten (S. 81):

Man kommt an dieser Stelle zu einem entscheidenden Punkt in Grothendiecks Leben. Früher war gesagt worden, daß er ‚in einer anderen Welt lebte‘. Die Mathematik war die Brücke, die diese andere Welt mit der unsrigen verband. Als Grothendieck begann, diese Brücke einzureißen, oder sich weigerte, sie noch zu überqueren, da mussten auch persönliche Beziehungen zu ihm abreißen.

Abschnitt 9 ist den Jahren 1971 bis 1973 gewidmet, in denen Grothendieck Gastprofessuren in Kingston und Buffalo innehatte. Abschnitt 10 enthält eine einfache, gut lesbare Einführung in die Thematik der sogenannten Weil-Vermutungen, die von Systemen von Polynomgleichungen über endlichen Körpern handeln, und die, wie der Autor berichtet, nach Grothendiecks Aussage eine ganz wesentliche Motivation für dessen eigenes mathematisches Werk waren. In den Abschn. 11 bis 17 beschreibt der Autor weitere Stationen und Episoden in Grothendiecks Leben und geht auch auf seine familiären Verhältnisse ein. Insbesondere beschreibt er Grothendiecks ‚Rückzug aufs Land‘ und das damit verbundene Leben in verschiedenen Kommunen, seine Tätigkeit als Professor in Montpellier in den Jahren von 1973 bis 1984 und seine dortige Arbeitsgruppe, seine Arbeit als ‚Directeur des Recherches‘ am CNRS in den Jahren 1984 bis zu seiner Pensionierung im Jahr 1988 und seine Begegnung mit dem Buddhismus. Abschnitt 18 trägt den Titel „Die Meditationen“ und beginnt mit den Worten (S. 157):

Mit Beginn des Jahres 1979 kam es zu einer wesentlichen Wende in Grothendiecks intellektuellem Leben, auch wenn diese Wende zunächst nicht sichtbar wurde. Er begann mit der Niederschrift der ersten von zahlreichen ‚Meditationen‘...

Eine Meditation ist nach den Worten des Autors für Grothendieck

...das schriftlich niedergelegte Ergebnis eines langen gedanklichen Prozesses... (vgl. S. 157).

Es gibt mehrere solche Meditationen, die zum Teil hunderte, manchmal auch tausende von Seiten lang sind. Der Autor gibt zunächst einen kurzen Überblick über diese Meditationen und geht in den folgenden Abschnitten näher auf deren Inhalte und auf die Umstände, unter denen sie geschrieben wurden, ein. Genannt werden: „L’Eloge de l’Inceste“, eine Schrift, die, wie der Autor berichtet, von Grothendieck als ein poetisches Werk angesehen wird; eine Schrift über Grothendiecks Eltern, die, wie der Autor vermutet, wohl nicht mehr existiert; „La Longue March a travers la Théorie de Galois“, eine umfangreiche Untersuchung über Modulräume (gn) Riemannscher Flächen vom Geschlecht g mit n ausgezeichneten Punkten sowie die Herstellung von Beziehungen zwischen diesen Objekten und der absoluten Galoisgruppe des Körpers der rationalen Zahlen, die große Beachtung in der mathematischen Fachwelt gefunden haben; „Pursuing Stacks“, eine Studie zur homotopischen Algebra; „Esquisse d’un programme“, ein programmatischer mathematischer Text, den Grothendieck 1984 im Zusammenhang mit seiner Bewerbung um eine Forschungsstelle am CNRS verfaßt hat; „Récoltes et Semailles“, eine Schrift von etwa tausend Seiten, die, wie der Autor bemerkt, von Grothendieck selbst vor allem als ein Nachdenken über sich selbst und sein Leben gesehen wird; „Le Clef des Songes“, eine Beschäftigung mit dem Phänomen des Traumes, mit der Bedeutung von Träumen für Grothendiecks Leben sowie eine Darstellung von spirituellen und religiösen Vorgängen und Themen; „Notes pour la Clef des Songes“ mit einem eigenständigen Text „Les Mutants“, der von Menschen handelt, die wohl als eine Art Vorboten für eine neue, bessere Welt angesehen werden; „Développements sur la lettre de la Bonne Nouvelle“, eine Ergänzung zu dem „Lettre de la Bonne Nouvelle“, in dem religiöse und spirituelle Vorgänge beschrieben werden; „Le Dérivateurs“, ein mathematischer Text von etwa 2000 Seiten, der Themen seiner Schrift „Pursuing Stacks“ aufgreift und fortführt. Der Autor berichtet auch sehr detalliert über meditative Phasen und Abschnitte religiöser Konzentration, die Grothendieck teilweise in Grenzbereiche seiner körperlichen und seelischen Existenz geführt haben und aus denen er mit Hilfe wohlgesonnener und hilfsbereiter Menschen in seiner Umgebung wieder herausgeführt werden konnte. Erwähnenswert ist auch die Schilderung der Gründe für Grothendiecks Ablehnung des ihm und P. Deligne zugesprochenen Crafoord-Preises in Abschn. 28, weil damit noch einmal Grothendiecks grundsätzliche Haltung zur Wissenschaft und zum Wissenschaftsbetrieb deutlich wird.

Es ist ein eindrucksvolles Buch, das dem Leser die Dynamik der geistigen Entwicklung von Alexander Grothendieck einfühlsam, präzise und mit respektvoller Distanz nahebringt und das die Gründe für die ‚große Wende‘ in Grothendiecks Leben erhellt. Und man kann dem Autor nur zustimmen, wenn er schreibt (S. 258):

Ich sehe es als eine dringende Aufgabe der wissenschaftlichen Gemeinschaft an, Grothendiecks wissenschaftlichen und privaten Nachlass für die Zukunft zu bewahren und fachgerecht zu archivieren.

Quelle: Springer Verlag, Mathematische Semesterberichte, März 2012, Band 59, Heft 1
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Hans Opolka (Braunschweig)

Disquisitiones Arithmeticae

hoehere arithmetik

Disquisitiones Arithmeticae
Untersuchungen über höhere Arithmetik

Carl Friedrich Gauss
Deutsch herausgegeben von H. Maser.
Verlag Kessel, Remagen-Oberwinter, 2009,
695 Seiten,

ISBN 978-3941300095

Die vorliegende Edition ist ein Faksimile-Reprint der Auflage von 1889 (J. Springer, Berlin).
Sie enthält die Übersetzungen der zahlentheoretischen Schriften von Gauss aus den Bänden I und II seiner Werke, dort im Original in Latein. Hinzugefügt hat der Übersetzer eigene Bemerkungen zu den Gauss'schen Texten (S. 683-695). Die Edition umfasst auch einige Untersuchungen aus dem handschriftlichen Nachlass von Gauss (S. 589-682).

Der weitaus größte Raum wird eingenommen von Gauss' eindrucksvollem und erstaunlichem Jugendwerk Disquisitiones Arithmeticae (D. A.) (Fleischer, Leipzig, 1801). Hinter dem bescheidenen Titel verbirgt sich ein epochemachendes Buch (hier S. V-XII, 1-453), dessen Bedeutung zu seiner Zeit vor allem in Frankreich sofort erkannt wurde. Umso mehr verwundert es einen heutzutage, dass der preußische Baurat August Leopold Crelle, bekannt als Gründer des Journals für die Reine und Angewandte Mathematik, die D. A. als Hieroglyphenbuch bezeichnete. Denn wer die D. A. unbefangen zu lesen beginnt, der wird angenehm überrascht sein von den zahlreichen und hilfreichen Zahlenbeispielen und sorgfältigen Erläuterungen. Zumindest das Material der ersten vier Abschnitte (S. 1-110) ist gut geeignet für Vorlesungen, Vorträge und die Arbeit mit interessierten Schülerinnen und Schülern.

Wesentlich anspruchsvoller und als eigenständige Neuschöpfungen von Gauss sind der fünfte und siebente Abschnitt zu betrachten (Theorie der binären quadratischen Formen und Kreisteilung).

Es seien nun noch einige Details erwähnt. Der vierte Abschnitt der D. A. enthält den historisch ersten vollständigen Beweis des Reziprozitätsgesetzes der quadratischen Reste, von Gauss Fundamentalsatz genannt und wie folgt formuliert: Ist p eine Primzahl von der Form 4n+1, so wird +p, ist dagegen p eine solche von der Form 4n+3, so wird −p Rest oder Nichtrest jeder Primzahl sein, welche, positiv genommen, Rest oder Nichtrest von p ist (Artikel 131). Neben der Folge der ungeraden Primzahlen 3,5,7,11, ist also hier die Folge −35−7−111317−19 zu betrachten. Es ist äußerst bemerkenswert, dass diese Folge in der Kreisteilung wieder auftaucht (Artikel 356) und den Schlüssel zu weiteren Beweisen des quadratischen Reziprozitätsgesetzes liefert.

Die Theorie der binären quadratischen Formen kulminiert in der Komposition der Formen und der Komposition der Formenklassen. Hier ist auf einen Fehler in der Übersetzung hinzuweisen. Auf S. 238, Artikel 236, heißt es in der Aufgabe in der Übersetzung: so soll man die aus jenen zusammengesetzte Form finden. Der bestimmte Artikel die ist hier nicht angebracht, es muss eine heißen. Denn die Komposition der Formen ist keine (eindeutige) Operation, sondern eine dreistellige Relation. Erst der Übergang zu den Formenklassen liefert eine (kommutative und assoziative) Operation, die auf der Menge der Formenklassen eine endliche Gruppenstruktur definiert.

Der siebente Abschnitt handelt von den Einheitswurzeln, d.h. den Wurzeln von xn−1=0 , wobei n als Primzahl vorausgesetzt ist. Gauss löst hier zum ersten Mal die Gleichung xn−1=0 vollständig algebraisch auf. Das (Nicht-)Verhältnis von Gauss zur Einheitswurzel-Theorie von Vandermonde (1770) ist vor kurzem vom Rezensenten neu untersucht worden (siehe [1]). Wer sich in die Gauss'sche Theorie der Kreisteilung über die D. A. hinaus vertiefen möchte, dem sei eine in der vorliegenden Edition abgedruckte Abhandlung aus dem Nachlass empfohlen (S. 630-652). Eine umfassende Würdigung der zahlentheoretischen Schriften von Gauss und der sich daran anschließenden Entwicklungen findet man bei [2] und [3].

[1] R. E. Bradley, C. E. Sandifer (Eds.), Leonhard Euler: Life, Work and Legacy, Elsevier, Amsterdam, 2007.
[2] C. Goldstein, N. Schappacher, J. Schwermer (Eds.), The Shaping of Arithmetic after C. F. Gauss's Disquisitiones Arithmeticae, Springer, Berlin, 2007.
[3] I. Grattan-Guiness (Ed.), Landmark Writings in Western Mathematics 1640--1940, Elsevier, Amsterdam, 2005.

Rezension: Olaf Neumann (Jena)