Введение

Британский математик и историк науки (1873–1956)

Эндрю Рассел Форсайт
Джордж К. Маквиттти
Медаль Копли (1954) Эрнест Баркер, одноклассник Уиттакера в гимназии, с которым он делил должность префекта, позже вспоминал о его характере: "Он обладал веселым, живым и энергичным духом: он был готов к любой шалости: в моей памяти он сохранился как прирожденный актер; и, думаю, он мог время от времени сочинять забавные стихи". В школе Уиттакер изучал "классическое направление", посвящая три пятых своего времени латыни и греческому языку. В октябре 1892 года он поступил в Тринити-колледж в качестве младшего стипендиата для изучения математики. В Тринити-колледже Уиттакер был учеником Эндрю Рассела Форсайта и Джорджа Говарда Дарвина и получал частные уроки в течение первых двух лет. Уиттакер проявлял больший интерес к прикладной, чем к чистой математике, и в 1894 году, будучи студентом, выиграл астрономическую стипендию Шипшенкса. Старшим Ренглером в том году был Томас Джон И'Ансон Бромвич, а Уиттакер разделил второе место с Джоном Хилтоном Грейсом. Все трое, вместе с тремя другими участниками, включая Бертрама Хопкинсона, впоследствии были избраны членами Королевского общества. Он также получил медаль Тайсона по математике и астрономии в 1896 году.

Карьера

Уиттакер был членом Тринити-колледжа в Кембридже с 1896 по 1906 год, после чего занял должность королевского астронома Ирландии. Он занимал эту должность в Дублине до 1912 года, когда был назначен на кафедру математики в Эдинбургском университете, которую занимал чуть более трети века. На протяжении всей своей карьеры он писал работы по автоморфным и специальным функциям в чистой математике, а также по электромагнетизму, общей теории относительности, численному анализу и астрономии в прикладной математике и физике. Его интересовали также вопросы биографии, истории, философии и теологии. В начале своей карьеры он написал несколько известных книг, опубликовав «Курс современного анализа» в 1902 году, а два года спустя, в 1904 году, – «Трактат об аналитической динамике частиц и твердых тел». В сентябре того же года Уиттакер был вынужден продать шесть серебряных вилок на аукционе, чтобы погасить задолженность по налогам, которые он ранее отказывался платить из-за Закона об образовании 1902 года, обязывавшего граждан платить налоги для финансирования местных христианских школ, таких как Римско-католическая церковь и Церковь Англии. До того, как магистрат обязал его выплатить налоги, Уиттакер был одним из нескольких активистов, участвовавших в пассивном сопротивлении, отказываясь платить налоги. В этот же период он написал книгу «Теория оптических приборов», опубликовал шесть астрономических статей и сборник астрономических наблюдений. Уиттакер начал проводить в университете «исследовательские лекции» по математике, обычно два раза в неделю. Фримен Дайсон отметил стиль лекций Уиттакера, сказав, что студенты «согревались не только физическим присутствием большой толпы, собравшейся вместе, но и умственной энергией и энтузиазмом старика». Усилия Уиттакера помогли преобразовать Эдинбургское математическое общество из общества преподавателей в академическое исследовательское общество и стали важным стимулом для внедрения вычислительной математики в Великобритании и Америке. Вскоре после приезда в Эдинбург Уиттакер основал Эдинбургскую математическую лабораторию, одну из первых математических лабораторий в Великобритании. Лаборатория стала первой попыткой систематического изучения численного анализа в Великобритании, и друзья Уиттакера говорили, что он считает это своим самым значительным вкладом в математическое образование. Программа лаборатории оказалась настолько успешной, что последовало много просьб об организации дополнительного летнего курса для тех, кто ранее не мог посещать занятия, что в конечном итоге привело к созданию коллоквиума при Эдинбургском математическом обществе. В 1913 году Уиттакер основал коллоквиум Эдинбургского математического общества, первый из которых прошел в течение пяти дней в августе того же года.

Стипендии и академические должности

Помимо должности Королевского астронома Ирландии и его участия в Королевском обществе Эдинбурга, Уиттакер занимал ряд значимых академических должностей, включая пост президента Математической ассоциации в период с 1920 по 1921 год, президента Математического и физического отделения (секции A) Британской научной ассоциации в 1927 году, а также президента Лондонского математического общества с 1828 по 1829 год. Он был избран почетным членом или иностранным членом ряда научных организаций, в том числе Академии Линчеи в 1922 году, Королевского научного общества Неаполя в 1936 году, Американского философского общества в 1944 году, Королевской академии Бельгии в 1946 году, Факультета актуариев в 1918 году, Бенаресского математического общества в 1920 году, Индийского математического общества в 1924 году и Математической ассоциации в 1935 году. В 1956 году он был избран членом-корреспондентом секции геометрии Французской академии наук всего за несколько дней до своей смерти. Уиттакер также был удостоен почетных докторских степеней ряда университетов, включая две степени LLD от Университета Сент-Эндрюса в 1926 году и Калифорнийского университета в 1934 году, степень ScD от Тринити-колледжа Дублина в 1906 году и две степени D. Sc. от Национального университета Ирландии в 1939 году и Манчестерского университета в 1944 году. В связи с этим папа Пий XI наградил его медалью Pro Ecclesia et Pontifice в 1935 году и назначил членом Папской академии наук в 1936 году. При этом в своих работах Уиттакер был "единственным физиком-ученым первого ранга", отстаивавшим аргумент сильного энтропического творения, согласно которому, поскольку энтропия всегда возрастает, Вселенная должна была начаться с точки минимальной энтропии, что, по их мнению, подразумевает существование Бога. Уиттакер опубликовал ряд статей, устанавливающих связь между наукой, философией и теизмом в период с 1947 по 1952 год в журнале BBC The Listener, одна из которых, "Религия и природа Вселенной", была переиздана в американском Vogue, что делает его "редким, если не уникальным, примером человека, чьи публикации выходили за рамки научных дисциплин и появлялись как в Nature, так и в Vogue".

Выход на пенсию

В сентябре 1946 года Уиттакер вышел в отставку с поста председателя математического факультета Эдинбургского университета, который он занимал более 33 лет. Ему было присвоено звание профессора эмеритуса в университете, которое он сохранял до своей смерти. Макс Борн, друг Уиттакера, написал письмо Эйнштейну в сентябре 1953 года, объяснив, что он сделал все возможное в течение предыдущих трех лет, чтобы убедить Уиттакера изменить свое мнение относительно роли Эйнштейна, но Уиттакер был непреклонен в своей позиции и, по словам Борна, "дорожил" ею и "любил о ней рассуждать". Он был похоронен на кладбище Маунт-Вернон в Эдинбурге, с "математической точностью на глубине 6 футов 6 дюймов", как указано в реестре кладбища. Среди прочих, Герберт Дингл, Джеральд Джеймс Уитроу и Уильям Хантер МакКреа.

Личная жизнь

В 1901 году, находясь в Кембридже, он женился на Мэри Фергюсон Макнагтен Бойд, дочери пресвитерианского пастора и внучке Томаса Джеймисона Бойда. У них было пятеро детей: две дочери и трое сыновей, включая математика Джона Макнагтена Уиттакера (1905–1984). Джордж Фредерик Джеймс Темпл отмечал, что дом Уиттакера в Эдинбурге был «важным центром общественной и интеллектуальной жизни, где щедрое гостеприимство оказывалось студентам всех возрастов». В сборник вошла статья Роберта Александра Рэнкина о работах Уиттакера по автоморфным функциям, статья Александра Эйткена о его работах по численному анализу, работы по гармоническим функциям были рассмотрены в статье Темпла, Джон Лайтон Синге написал о его вкладе в теорию относительности, а Джеймс Роберт Макконнелл – о философии Уиттакера. Уиттакер также ввёл в употребление такие термины, как кардинальная функция и функция Матье. Благодаря пожертвованию его семьи в 1958 году, Эдинбургское математическое общество раз в четыре года присуждает Мемориальную премию сэра Эдмунда Уиттакера выдающемуся молодому шотландскому математику, в знак его памяти.

Имена и выдающиеся исследования

Уиттакер является эпонимом функции Уиттакера или интеграла Уиттакера в теории обобщенных гипергеометрических функций. Это также делает его эпонимом модели Уиттакера в локальной теории автоморфных представлений. Он также публиковал работы по алгебраическим функциям, хотя они обычно ограничивались частными случаями. Уиттакер проявлял постоянный интерес к автоморфным функциям и опубликовал три статьи на эту тему за свою карьеру. Среди прочих достижений, он нашёл общее выражение для функций Бесселя в виде интегралов, содержащих функции Лежандра. Уиттакер разработал общее решение уравнения Лапласа в трех измерениях и решение волнового уравнения.

Известные работы

Уиттакер написал три научных трактата, оказавших значительное влияние: «Курс современного анализа», «Аналитическая динамика частиц и твёрдых тел» и «Исчисление наблюдений». В 1956 году Джеральд Джеймс Уитров отметил, что два из них были не только обязательным чтением для британских математиков, но и считались основополагающими элементами их личных библиотек. Уиттакер также написал «Теорию оптических приборов» во время работы королевским астрономом Ирландии, а также несколько книг по философии и теизму. В библиографии, составленной МакКреа в 1957 году, содержится 13 книг и монографий, а также столько же статей в журналах, не считая научно-популярных публикаций. Помимо прочего, Уиттакер написал в общей сложности десять работ по электромагнетизму и общей теории относительности. Книга была переиздана ещё трижды в сотрудничестве с Джорджем Невиллом Уотсоном, что привело к появлению общепринятого названия Whittaker & Watson. Работа имеет подзаголовок «Введение в общую теорию бесконечных процессов и аналитических функций; с изложением основных трансцендентных функций» и является классическим учебником по математическому анализу, непрерывно издаваемым с момента публикации более ста лет назад. А. К. Эйткен отметил, что книги оказали значительное влияние на изучение специальных функций и связанных с ними дифференциальных уравнений, а также на изучение функций комплексного переменного. Книга оставалась в печати на протяжении большей части своего существования, более ста лет, и, как говорят, отличается «необычайной живучестью». В статье 2014 года, посвящённой истории создания книги и опубликованной в «Архиве истории точных наук», отмечалось, что книга использовалась не только в исторических целях, и указывалось, что из 114 книг и статей, цитирующих её в период с 2000 по 2012 год, «только три носят исторический характер».

История теорий эфира и электричества

В 1910 году Уиттакер написал "Историю теорий эфира и электричества", в которой дал подробный обзор теорий эфира от Рене Декарта до Хендрика Лоренца и Альберта Эйнштейна, включая вклад Германа Минковского. Книга была хорошо принята и утвердила Уиттакера в качестве уважаемого историка науки. Позднее было выпущено второе, переработанное и расширенное издание. Первый том, с подзаголовком "Классические теории", был опубликован в 1951 году и представлял собой пересмотренное и обновленное издание первой книги. Второй том, изданный в 1953 году, расширил эту работу, охватывая период с 1900 по 1926 год. Несмотря на известную полемику, связанную с взглядами Уиттакера на историю специальной теории относительности, изложенными во втором томе второго издания, эти книги считаются авторитетными трудами по истории классического электромагнетизма и классикой в истории физики. Однако, из-за роли книги в споре о приоритете открытия теории относительности, второй том цитируется значительно реже, чем первый том и первое издание, за исключением работ, посвященных самой полемике.

Спор о приоритете относительности

Уиттакер также известен своей ролью в споре о приоритете в теории относительности – исторической полемике относительно авторства специальной теории относительности. В главе "Теория относительности Пуанкаре и Лоренца" во втором томе второго издания "Истории теорий эфира и электричества" Уиттакер отдал должное Анри Пуанкаре и Хендрику Лоренцу за разработку этой теории, при этом он придал сравнительно небольшое значение статье Эйнштейна по специальной теории относительности, отметив, что она "изложила теорию относительности Пуанкаре и Лоренца с некоторыми дополнениями и привлекла к себе значительное внимание". Макс Борн, друг Уиттакера, написал Эйнштейну, выражая свою обеспокоенность по поводу публикации книги, и опубликовал опровержение в своей книге 1956 года. Этот спор также был упомянут в одном из некрологов Уиттакера, написанном Джеральдом Джеймсом Уитроу, который сообщил, что он написал Уиттакеру письмо, в котором объяснил, что взгляды последнего "не в полной мере отражают оригинальность философии Эйнштейна", но добавил, что он понимает, почему Уиттакер почувствовал необходимость исправить распространенное заблуждение об исключительности вклада Эйнштейна.

Философия

Взгляды Уиттакера на философию были проанализированы Джеймсом Робертом Макконнелом для "Уиттакеровского мемориального сборника", являющегося частью "Трудов Эдинбургского математического общества". Мировоззрение Уиттакера было классифицировано как неокартезианство в этом сборнике, а эта философия описывается как "основанная на принципе, что поиск универсальной науки должен быть построен по образцу методологии физико-математиков". Макконнелл отмечает несколько оригинальных вкладов Уиттакера в философскую систему Рене Декарта, но затем подводит итог работе, говоря, что, хотя он восхищался попыткой Уиттакера решить эту проблему, он не был удовлетворен многочисленными переходами между математикой, эстетикой и этикой. Он заявил: "Если переходы от математики к моральным ценностям не будут достаточно обоснованы, попытка Уиттакера не сможет устранить недостатки решения Декарта". Уиттакер публиковал работы и в других областях философии, включая исследования принципа Эддингтона – гипотезы Артура Эддингтона о том, что все количественные утверждения в физике могут быть выведены из качественных посылок. Помимо публикации "Фундаментальной теории Эддингтона", Уиттакер написал еще две книги, посвященные философии Эддингтона: детерминизму и свободе воли, а также естественной теологии. В заключении своей статьи Макконнелл резюмирует философские труды Уиттакера, описывая их так, словно они исходят от "образованного христианского мирянина". В 1935 году он был удостоен медали Де Моргана Лондонского математического общества – награды, присуждаемой раз в три года за выдающийся вклад в математику. В 70-е годы он получил ряд наград, включая рыцарский титул, присвоенный ему в 1945 году королем Георгом VI, а в 1954 году – медаль Копли Королевского общества, его высшую награду, "за выдающиеся достижения в чистой и прикладной математике, а также в теоретической физике". В вступительном слове к выступлению президента Эдгара Адриана в Королевском обществе в 1954 году Адриан объявил Уиттакера лауреатом медали Копли этого года, отметив, что он, вероятно, является самым известным британским математиком того времени благодаря "его многочисленным, разнообразным и важным работам", а также занимаемым им должностям. Подчеркивая вклад практически во все области прикладной математики и недавние достижения в чистой математике, теории относительности, электромагнетизме и квантовой механике, Адриан продолжает утверждать, что "поразительный объем и качество его работ, вероятно, не имеют себе равных в современной математике, и вполне уместно, чтобы Королевское общество присудило Уиттакеру свою самую престижную награду". Уиттакер также читал ряд выдающихся лекций, некоторые из которых послужили основой для книг, написанных им позднее. В 1926 году он читал курс лекций имени Роуза Балла в Тринити-колледже Кембриджа, в 1931 году – курс лекций имени Брюса Преллера в Королевском обществе Эдинбурга, а в 1933 году – курс лекций в Университете Кардиффа. Он также занимал должность профессора Хичкока в Калифорнийском университете в 1934 году, должность преподавателя Ридделла в Университете Дарема (Ньюкасл) в 1942 году, должность Гутри в Королевском физическом обществе Эдинбурга в 1943 году и должность преподавателя Доннеллана в Тринити-колледже Дублина в 1946 году. Он прочитал Тарнеровскую лекцию в Тринити-колледже Кембриджа в 1947 году и занимал должность лектора Лармора в Королевской ирландской академии и должность лектора Герберта Спенсера в Оксфордском университете, обе в 1948 году.