Кіріспе
Италиялық монах және математик (1598–1647)
Бонавентура Франческо Кавальери (Bonaventura Cavalerius; 1598 – 30 қараша 1647) – итальяндық математик және иезуит. Ол оптика және қозғалыс мәселелері, бөлінбейтіндер туралы еңбектерімен, шексіз кіші есептеудің алғыкөрсеткіштерімен және Италияға логарифмдерді енгізуімен танымал. Геометриядағы Кавальери принципі интегралды есептеуді ішінара болжады.
Өмір
Миланда туған Кавальери он бес жасында иезуиттер орденіне (иезуиттермен шатастырмау керек) қосылды, орденге жаңа кірген кезде Бонавентура есімін алды және өмірінің соңына дейін мүше болып қалды. 1615 жылы он жеті жасында орденнің толық құқықты мүшесі ретінде ант берді және көп ұзамай Пизадағы иезуиттер үйіне қосылды. 1616 жылы Пиза университетінде геометрияны оқыды. Сол жерде ол Бенедетто Кастеллидің жетекшілігінде білім алды, ол оны Галилео Галилеймен таныстырған болуы мүмкін. 1617 жылы ол кардинал Федерико Борромеоның қолдауымен Флоренциядағы Медичи сарайына қысқа мерзімге келді, бірақ келесі жылы Пизаға оралып, Кастелли орнына математикадан сабақ бере бастады. Болонья университетінің математика кафедрасына үміткер болды, бірақ қабылданбады. Парма университетінде де қызметке орналаса алмады, бұл оның иезуиттер орденінің мүшесі болуына байланысты деп ойлады, өйткені Парма сол кезде иезуиттер орденімен басқарылды. 1629 жылы Болонья университетінің математика кафедрасына тағайындалды, бұл Галилейдің Болоньялық сенатқа көрсеткен қолдауының нәтижесі болды. Өмірінің соңына қарай денсаулығы күрт нашарлады. Артрит оның жазуына кедергі келтірді, сондықтан көптеген хаттарын Стефано дельи Анжели диктовкалап, жазды. Анжели Кавальеридің әдісін одан әрі дамытты. 1647 жылы қайтыс болды, себебі діңгек болған болуы мүмкін. Lo Specchio Ustorio мақсаты – Архимедтің Сиракузаға жақындаған кезде римдік флотты өртеп жіберу үшін айналарды қалай қолданғаны туралы мәселені қарастыру болды, бұл мәселе әлі де даулы. Кітап бұл мақсаттан асып, конус тәрізді қималарды, жарықтың шағылысуын және параболалардың қасиеттерін зерттеді. Онда ол параболалар, гиперболалар, эллипстер және осы айналардың әртүрлі комбинацияларынан жасалған айналар теориясын жасады. Жарық шекті және анықталған жылдамдыққа ие екені кейін дәлелденген жағдайда, параболалық, гиперболалық немесе эллипстік айнаның фокусындағы бейнеде минималды бұрмалану болатынын көрсетті, бірақ бұл теориялық болды, өйткені қажетті айналарды сол кездегі технологиямен жасау мүмкін емес еді. Бұл сол кездегі телескоптарға қарағанда жақсырақ бейне беретін еді. Ол сонымен қатар қисықтардың кейбір қасиеттерін көрсетті. Біріншісі – парабола осіне параллель жарық сәулесі ошақтан өтетіндей етіп шағылса, түсу бұрышы мен шағылысу бұрышының қосындысы кез келген басқа ұқсас сәулеге тең болады. Содан кейін ол гиперболалар мен эллипстер үшін де ұқсас нәтижелерді көрсетті. Шағылыстыратын телескоптарды жобалауда пайдалы екінші нәтиже – егер сызық параболаның сыртындағы нүктеден ошаққа дейін созылса, онда бұл сызықтың параболаның сыртқы бетіндегі шағылысы осіне параллель болады. Басқа нәтижелерге мына қасиеттер жатады: егер сызық гипербола мен оның сыртқы ошағы арқылы өтсе, онда оның гиперболаның ішкі бетіндегі шағылысы ішкі ошақтан өтеді; алдыңғысының керісі, парабола арқылы ішкі ошаққа бағытталған сәуле сыртқы бетінен сыртқы ошаққа шағылады; және егер сызық эллипстің бір ішкі ошағынан өтсе, оның эллипстің ішкі бетіндегі шағылысы басқа ішкі ошақтан өтеді. Бұл қасиеттердің кейбіреулері бұрыннан белгілі болғанмен, Кавальери көптеген қасиеттердің алғашқы дәлелін келтірді. Ол телескоп моделіне шағылыстыратын айналарды енгізудің үш тұжырымдамасын көрсетті. Бірінші жоспарда күнге бағытталған үлкен, қуыс айна жарықты екінші, кіші, дөңгелек айнаға шағылыстыратын еді. Кавальеридің екінші тұжырымдамасы негізгі, қиық, параболоидты айнадан және екінші, дөңгелек айнадан тұратын еді. Оның үшінші нұсқасы бұрынғы тұжырымдамасына ұқсас болды, онда дөңгелек екінші линза қуыс линзамен ауыстырылды. Бөлінбейтіндер әдісін тікелей қолдану – Кавальери принципі, егер екі дененің көлемдері олардың сәйкес кесінділерінің аудандары барлық жағдайларда тең болса, онда олар тең болады. Екі кесінді сәйкес келеді, егер олар таңдалған негізгі жазықтықтан бірдей қашықтықтағы жазықтықтармен дененің қиылысулары болса. (Бұл принцип бұрын Қытайдың Зу Гэнчжи (480–525) сфераның көлемін есептеудің нақты жағдайларында қолданған болатын.) Кавальери ұсынған бөлінбейтіндер әдісі күшті болды, бірақ оның пайдалылығы екі жағынан шектелген. Біріншіден, Кавальеридің дәлелдемелері интуитивті болған және кейін дұрыс екені дәлелденгенмен, олар қатаң емес еді; екіншісі, оның жазуы тығыз және түсініксіз болды. Көптеген замандас математиктер бөлінбейтіндер әдісін одан әрі дамытса да, Geometria indivisibilibus туралы сын-ескертулер қатал болды. Андре Таке және Пол Гулдин екеуі де Geometria indivisibilibus-ке жауап берді. Гулдиннің егжей-тегжейлі сын-ескертулері Кавальеридің әдісі Йоханнес Кеплер мен Бартоломео Совероның еңбектерінен алынғанын, оның әдісінің қатаңдығын жоққа шығарды және екі шексіз арасында мағыналы қатынас болуы мүмкін емес екенін, сондықтан оларды салыстырудың мәні жоқ екенін көрсетті. Ай кратері Кавальери Кавальеридің құрметіне аталған.