Уильям Флитвуд Шеппард: Жизнь и научные труды

Введение

Уильям Флитвуд Шеппард (20 ноября 1863 – 12 октября 1936) – австралийский британский государственный служащий, математик и статистик, получивший известность благодаря работам в области конечных разностей, интерполяции и статистической теории, особенно благодаря разработанным им поправкам Шеппарда (Sheppard's corrections).

Жизнь

Уильям Флитвуд Шеппард родился недалеко от Сиднея, в Австралии. Он был вторым ребенком Эдмунда Шеппарда, англичанина, переехавшего в Австралию в 1859 году, и его жены Мэри Грейс Мюррей; пара поженилась в 1860 году. Эдмунд Шеппард был юристом и стал судьей Верховного суда Квинсленда. Около десяти лет Уильяма отправили в гимназию Брисбена. Однако он проучился там лишь один семестр, поскольку директор считал, что школа не сможет должным образом оценить столь одаренного ученика и ему лучше учиться в Англии. В Англии Шеппард поступил в школу Чартерхаус, где успешно учился и в итоге стал старостой школы. Он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета в качестве стипендиата. В 1884 году он окончил университет, став Старшим Ренглером (студентом-математиком с самым высоким баллом). Вскоре после публикации результатов он получил письмо, адресованное только "Старшему Ренглеру, Кембридж". Третьим Ренглером был Уильям Брэгг, а четвертым – У. Х. Янг. Все лучшие Ренглеры в том году занимались с Э. Дж. Рутом. После нескольких лет подготовки к карьере адвоката и юридической практики Шеппард в 1896 году поступил на службу в Министерство образования в качестве младшего экзаменатора. К 1914 году он стал помощником секретаря в Совете по образованию. Шеппард обладал исключительной работоспособностью; он вставал в 5 или 6 утра и работал до 10 или 11 вечера. В 1921 году он вышел на пенсию в возрасте 58 лет. Чтобы сэкономить средства, правительство попросило всех государственных служащих, которые должны были выйти на пенсию в ближайшие несколько лет, немедленно уйти на пенсию; это было частью программы "Топор Геддеса". Шеппард не мог позволить себе уйти на пенсию, поэтому он устроился экзаменатором для Кембриджского школьного аттестата и Лондонского университета. Это было тяжелое бремя, поскольку он был невероятно скрупулезным, фиксируя все допущенные ошибки и выставленные оценки, чтобы обеспечить единообразие проверки тысяч работ. Шеппард вел параллельную и столь же выдающуюся карьеру математика, что позволило ему в 1908 году получить степень доктора наук (Sc. D.) от Кембриджа и в 1932 году быть избранным членом Королевского общества Эдинбурга. Его представителями были сэр Эдмунд Тейлор Уиттакер, Джордж Джеймс Лидстон, Александр Эйткен и Уильям Огилви Кермак. Шеппард был не единственным, кто совмещал карьеру на государственной службе с математическими исследованиями; почти ровесником его был Томас Литтл Хит, историк греческой математики, который достиг более высоких должностей на государственной службе и стал более известен как автор. Другим современником был государственный служащий и статистик Р. Х. Хукер. Шеппард опубликовал свою первую статью в 1888 году, а затем не публиковался в течение своей юридической карьеры. Затем он возобновил публикации в 1897 году и продолжал до 1931 года. Фрэнсис Гальтон, с которым он познакомился во время учебы в Кембридже, посетив антропометрическую лабораторию Гальтона, побудил Шеппарда применить свои математические навыки к статистике. В своей мемориальной статье Эйткен поместил Шеппарда в один ряд с Эджвортом, Пирсоном и Юлом как вкладчика в развитие статистики на рубеже XX века. Эта оценка была основана на серии статей о корреляции и вычислении моментов, которые Шеппард опубликовал в период с 1897 по 1907 год. Первая статья Шеппарда о поправках была опубликована в 1897 году. После 1907 года основное внимание Шеппарда в его работе сместилось со статистики на интерполяцию и градуацию, и он публиковался в математических и актуарных журналах. Эйткен подчеркнул в работе Шеппарда "тщательность и независимость". "Ловкость, проблески гениальности здесь не найти; но и следа поверхностности, которая иногда сопровождает эти качества, нет". На пятом Международном конгрессе математиков, проходившем в 1912 году в Кембридже, Сэмпсон представил доклад под названием "Уменьшение ошибок с помощью пренебрежимо малых различий". После смерти Шеппарда о нем написали небольшую заметку в журнале "Математическая газета"; Шеппард был президентом Математической ассоциации в 1928 году. В "Анналах евгеники" были опубликованы подробные семейные мемуары сына Шеппарда и отчет об научной работе Шеппарда, написанный Эйткеном. (Эти работы легли в основу настоящей статьи.) Редактор журнала, Рональд Фишер, также внес свой вклад. Фишер знал Шеппарда по его работе над математическими таблицами. О работе Шеппарда Фишер писал: "Мы практически ничего не находим, что следовало бы опровергнуть, и очень мало, что устарело сегодня". Однако из статьи Фишера и его примечаний к работе Эйткена ясно, что главное достоинство Шеппарда заключалось в том, что он не был Карлом Пирсоном. Пирсон умер несколько месяцев назад, и эта оценка жизни Шеппарда невольно напоминает критику Пирсона.

William Fleetwood Sheppard was born near Sydney, Australia. He was the second child of Edmund Sheppard, an Englishman who had gone to Australia in 1859, and his wife Mary Grace Murray; the couple had married in 1860. Edmund Sheppard was a lawyer and became a judge of the Supreme Court of Queensland. When he was about ten William was sent to Brisbane Grammar School. However he stayed for only one term for the headmaster believed that the school could not do justice to such a brilliant pupil and that he had better go to school in England. In England Sheppard went to Charterhouse School where he had a very successful academic career and was finally head of the school. He went to Trinity College, Cambridge as a Foundation Scholar. When he graduated in 1884 it was as the Senior Wrangler (the mathematics student with the highest mark). Shortly after the results came out, a letter found him, addressed only to "The Senior Wrangler, Cambridge." The third wrangler was William Bragg and the fourth was W. H. Young. All the top wranglers that year were coached by E. J. Routh. After some years preparing to become a barrister and doing legal work, Sheppard joined the Education Department as a Junior Examiner in 1896. By 1914 he had been made an Assistant Secretary at the Board of Education. Sheppard had an extraordinary capacity for work; he would get up at 5 or 6 in the morning and work until 10 or 11 in the evening. He retired in 1921 at the age of 58. To save money, the government had asked all civil servants who would be retiring in the next few years to retire immediately; this was part of the Geddes Axe. Sheppard could not afford to retire and so he took on work as an examiner for the Cambridge School Certificate and the University of London. This was a great burden because he was amazingly thorough, recording all the errors that were made and the marks given to ensure consistency of marking across thousands of scripts. Sheppard had a parallel and equally distinguished career as a mathematician, distinguished enough for him to receive the degree of Sc. D. from Cambridge in 1908 and was elected a Fellow of the Royal Society of Edinburgh in 1932. His proposers were Sir Edmund Taylor Whittaker, George James Lidstone, Alexander Aitken and William Ogilvy Kermack. Sheppard was not unique in combining a civil service career with mathematical research; an almost exact contemporary was Thomas Little Heath, the historian of Greek mathematics, who went higher in the Civil Service and became much better known as an author. Another contemporary was the civil servant and statistician R H Hooker. Sheppard published his first paper in 1888 and then he published nothing during his legal years. Then he resumed publishing in 1897 and kept going until 1931. Sheppard was encouraged to turn his mathematical skills to statistics by Francis Galton, whom he had met during his Cambridge days when he visited Galton's Anthropometric Laboratory. In his memorial piece Aitken placed Sheppard with Edgeworth, Pearson and Yule as a contributor to the development of statistics at the turn of the 20th. century. The assessment was based on the series of papers on correlation and the calculation of moments that Sheppard produced between 1897 and 1907. The first Sheppard's correction paper was in 1897. After 1907 the focus of Sheppard's work moved from statistics to interpolation and graduation and he published in mathematical and actuarial journals. The characteristics of Sheppard's work that Aitken emphasised were "thoroughness and independence." "Agility, shafts of brilliance, these are not to be found; but there is not a trace of the superficiality which sometimes goes with these qualities." At the fifth International Congress of Mathematicians held in 1912 in Cambridge, Sampson presented a paper entitled Reduction of errors by means of negligible differences. When Sheppard died he was remembered in the Mathematical Gazette with a one page note; Sheppard had been president of the Mathematical Association in 1928. The Annals of Eugenics published a long family memoir by Sheppard's son and an account of Sheppard's scientific work by Aitken. (These pieces form the basis of the present article.) The editor of the journal, Ronald Fisher, also contributed a piece. Fisher knew Sheppard through his work on mathematical tables. Of Sheppard's work, Fisher wrote, "We find practically nothing that ought to be retracted, and very little that is now obsolete." However, it is clear from Fisher's article and from the notes he added to Aitken's that Sheppard's main virtue was that he was not Karl Pearson. Pearson had died some months previously and this appreciation of Sheppard's life is uncomfortably like a disappreciation of Pearson's.

Семья

В 1902 году он женился на Эльзе Стивенс.

Некоторые публикации В. Ф. Шепарда

W. F. Sheppard (1897) "Об исчислении среднего квадрата и куба большого количества величин", Журнал Королевского статистического общества, 60, 698–703. W. F. Sheppard (1898) "Об исчислении наиболее вероятных значений констант частоты для данных, упорядоченных по равноотстоящим делениям шкалы", Proceedings of the London Mathematical Society, 29, 353–80. W. F. Sheppard (1899) "О применении теории ошибок к случаям нормального распределения и нормальной корреляции", Философские труды Королевского общества, A, 192, 101–167+531. W. F. Sheppard (1907) "Таблица отклонений нормальной кривой", Biometrika, v. 404–406. W. F. Sheppard (1921) "Уменьшение погрешности путем линейного комбинирования", Философские труды Королевского общества, A, 221, 199–237. W. F. Sheppard (1923) От детерминанта к тензору, Clarendon Press Oxford. Библиография публикуется вместе с некрологами в "Анналах евгеники". Она содержит 40 публикаций, первая – 1888 года, последняя – 1931 года.

Обсуждения

А. С. Эйткен и Э. Т. Уиттакер (1935–36) Уильям Флитвуд Шеппард, доктор наук (Sc. D.), магистр права (LL. M.), Proc. Roy. Soc. Edinburgh 56, 279–282. Ссылка на этот некролог есть в статье MacTutor, упомянутой ниже. "Уильям Флитвуд Шеппард", Mathematical Gazette, 20, декабрь 1936 года. Н. Ф. Шеппард (1937) В. Ф. Шеппард, член Королевского общества Эдинбурга (F. R. S. E.), доктор наук (Sc. D.), магистр права (Ll. M.): "Личная история", Annals of Eugenics, 8, 1–9. А. К. Эйткен (1937) "Заметка о вкладе Шеппарда в математику и математическую статистику", Annals of Eugenics, 8, 9–11. Р. А. Фишер (1937) "Характер работы Шеппарда", Annals of Eugenics, 8, 11–12. Дональд Маккензи, Статистика в Британии 1865–1930: Социальное конструирование научного знания, Edinburgh University Press, 1981. Маккензи особенно интересуется взаимоотношениями между Шеппардом и Галтоном. В современных исторических трудах и энциклопедиях Шеппарду уделяется мало внимания. Однако см. А. Халд (2001) "Об истории коррекции за группировку, 1873–1922", Scandinavian Journal of Statistics, 28, 417–428. Эта работа вписывает вклад Шеппарда в историю, начинающуюся с Тиле (1873) и завершающуюся Фишером (1922).