Λάσλο Φέγες Τοτ

Ο Λάσλο Φέγες Τοτ (ουγγρικά: László Fejes Tóth , 12 Μαρτίου 1915 - 17 Μαρτίου 2005) ήταν Ούγγρος μαθηματικός με εξειδίκευση στη γεωμετρία. Απέδειξε ότι ένα μοτίβο πλέγματος είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για να συσκευάσουμε κεντρικά συμμετρικά κυρτά σύνολα στο ευκλείδειο επίπεδο (γενίκευση του θεωρήματος του Thue, ένα δισδιάστατο ανάλογο της εικασίας του Κέπλερ) Επίσης, διερεύνησε το πρόβλημα του πακεταρίσματος σφαιρών. Ήταν ο πρώτος που έδειξε, το 1953, ότι η απόδειξη της εικασίας του Κέπλερ μπορεί να αναχθεί σε μια ανάλυση πεπερασμένων περιπτώσεων και, αργότερα, ότι το πρόβλημα μπορεί να επιλυθεί με τη χρήση υπολογιστή.

Ήταν μέλος της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών (από το 1962) και διευθυντής του Ινστιτούτου Μαθηματικών Άλφρεντ Ρένι(1970-1983). Έλαβε το βραβείο Κοσσούθ (1957) και το κρατικό βραβείο (1973).

Μαζί με τον H.S.M. Κοξέτερ και τον Πολ Έρντος, έθεσε τα θεμέλια της διακριτής γεωμετρίας.

Νεανική ηλικία και σταδιοδρομία 
Όπως επεσήμανε ο Ίστβαν Χαργκίταϊ σε συνέντευξή του το 1999, ο πατέρας του Φέγες Τοτ ήταν υπάλληλος σιδηροδρόμων, ο οποίος προόδευσε στη καριέρα του στον οργανισμό σιδηροδρόμων και τελικά έλαβε διδακτορικό στη νομική. Η μητέρα του Φέγες Τοτ δίδασκε ουγγρική και γερμανική λογοτεχνία σε γυμνάσιο. Η οικογένεια μετακόμισε στη Βουδαπέστη όταν ο Φέγες Τοτ ήταν πέντε ετών, όπου φοίτησε στο δημοτικό σχολείο και στο γυμνάσιο Széchenyi István Reálgimnázium, όπου άρχισε να ενδιαφέρεται για τα μαθηματικά.

Ο Φέγες Τοτ φοίτησε στο Πανεπιστήμιο Πέτερ Πάζμαν, το σημερινό Πανεπιστήμιο Λόραντ Έτβος. Ως πρωτοετής φοιτητής, ανέπτυξε μια γενικευμένη λύση σχετικά με την εκθετική σειρά Cauchy, την οποία δημοσίευσε στα πρακτικά της Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών-1935. Στη συνέχεια έλαβε το διδακτορικό του στο Πανεπιστήμιο Πέτερ Πάζμαν, υπό τη διεύθυνση του Λίποτ Fejér.

Μετά το πανεπιστήμιο, υπηρέτησε ως στρατιώτης για δύο χρόνια, αλλά πήρε ιατρική απαλλαγή. Το 1941 εισήχθη στο Πανεπιστήμιο του Κολόζσβαρ (Κλουζ). Εκεί άρχισε να ενδιαφέρεται για τα προβλήματα συσκευασίας. Το 1944 επέστρεψε στη Βουδαπέστη για να διδάξει μαθηματικά στο Γυμνάσιο Árpád. Μεταξύ 1946 και 1949 δίδαξε στο Πανεπιστήμιο Πέτερ Πάζμαν και από το 1949 έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Veszprém (σήμερα Πανεπιστήμιο της Pannonia) για 15 χρόνια, όπου ήταν ο κύριος δημιουργός της θεωρίας των "γεωμετρικών μοτίβων" "του επιπέδου, της σφαίρας και του επιφανειακού χώρου" και όπου "είχε μελετήσει τις μη πλέγμα-ομοειδείς δομές και τους οιονεί κρυστάλλους", οι οποίοι αργότερα έγιναν ανεξάρτητος κλάδος, όπως αναφέρει ο János Pach.

Οι συντάκτες ενός βιβλίου αφιερωμένου στον Φέγες Τοτ περιέγραψαν μερικά από τα σημαντικότερα σημεία του πρώιμου έργου του- παραδείγματος χάριν, ότι έδειξε ότι η μέγιστη πυκνότητα μιας συσσώρευσης επαναλαμβανόμενων συμμετρικών κυρτών σωμάτων εμφανίζεται με ένα μοτίβο συσσώρευσης πλέγματος. Έδειξε επίσης ότι, από όλα τα κυρτά πολύτοπα δεδομένης επιφάνειας που είναι ισοδύναμα με ένα δεδομένο πλατωνικό στερεό (π.χ. ένα τετράεδρο ή ένα οκτάεδρο), ένα κανονικό πολύτοπο έχει πάντα τον μεγαλύτερο δυνατό όγκο

Ανέπτυξε μια τεχνική που αποδείκνυε την εικασία του Στάινερ για τον κύβο και για το δωδεκάεδρο. Μέχρι το 1953, ο Φέγες Τοτ είχε γράψει δεκάδες εργασίες αφιερωμένες σε αυτού του είδους τα θεμελιώδη ζητήματα. Η διακεκριμένη ακαδημαϊκή του καριέρα του επέτρεψε να ταξιδέψει στο εξωτερικό πέρα από το Σιδηρούν Παραπέτασμα για να συμμετάσχει σε διεθνή συνέδρια και να διδάξει σε διάφορα πανεπιστήμια, μεταξύ άλλων στο Φράιμπουργκ, στο Μάντισον του Ουισκόνσιν, στο Οχάιο και στο Σάλτσμπουργκ.

Οι συντάκτες ενός βιβλίου αφιερωμένου στον Φέγες Τοτ  περιέγραψαν μερικά από τα σημαντικότερα σημεία του πρώιμου έργου του- π.χ. ότι απέδειξε ότι η μέγιστη πυκνότητα μιας συσκευασίας επαναλαμβανόμενων συμμετρικών κυρτών σωμάτων εμφανίζεται με ένα μοτίβο πλέγματος συσκευασίας. Απέδειξε επίσης ότι, από όλα τα κυρτά πολύτοπα δεδομένης επιφάνειας που είναι ισοδύναμα με ένα δεδομένο πλατωνικό στερεό (π.χ. ένα τετράεδρο ή ένα οκτάεδρο), ένα κανονικό πολύτοπο έχει πάντα τον μεγαλύτερο δυνατό όγκο. Ανέπτυξε μια τεχνική που αποδείκνυε την εικασία του Στάινερ για τον κύβο και για το δωδεκάεδρο. Μέχρι το 1953, ο Φέγες Τοτ  είχε γράψει δεκάδες εργασίες αφιερωμένες σε αυτού του είδους τα θεμελιώδη ζητήματα. Η διακεκριμένη ακαδημαϊκή του καριέρα του επέτρεψε να ταξιδέψει στο εξωτερικό πέρα από το Σιδηρούν Παραπέτασμα για να συμμετάσχει σε διεθνή συνέδρια και να διδάξει σε διάφορα πανεπιστήμια, μεταξύ άλλων στο Φράιμπουργκ, στο Μάντισον του Ουισκόνσιν, στο Οχάιο και στο Σάλτσμπουργκ.

Ο Φέγες Τοτ γνώρισε τη σύζυγό του στο πανεπιστήμιο. Ήταν χημικός. Ήταν γονείς τριών παιδιών, δύο γιους -ο ένας καθηγητής μαθηματικών στο Ινστιτούτο Μαθηματικών Αλφρέντ Ρένι, ο άλλος καθηγητής φυσιολογίας στο Κολέγιο Ντάρτμουθ- και μία κόρη, ψυχολόγος. του άρεσε ο αθλητισμός, καθώς ήταν επιδέξιος στο επιτραπέζιο τένις, την αντισφαίριση και τη γυμναστική. Μία οικογενειακή φωτογραφία τον δείχνει να αιωρείται με τα χέρια του πάνω από την κορυφή ενός ψηλού σίδερου, όταν ήταν περίπου πενήντα ετών.

Ο Φέγες Τοτ  κατείχε τις ακόλουθες θέσεις κατά τη διάρκεια της καριέρας του:

Βοηθός καθηγητή, Πανεπιστήμιο του Κολόζσβαρ (Κλουζ) (1941-44)
Καθηγητής, Γυμνάσιο του Άρπαντ (1944-48)
Ιδιωτικός λέκτορας, Πανεπιστήμιο Πέτερ Πάζμαν (1946-48)
Καθηγητής, Πανεπιστήμιο του Βέσπρεμ (1949-64).
Ερευνητής, στη συνέχεια διευθυντής (το 1970), Ινστιτούτο Μαθηματικών Ερευνών (Ινστιτούτο Μαθηματικών Αλφρέντ Ρένι) (1965-83)

Εκτός από τα υπηρεσιακά του καθήκοντα, ήταν αντεπιστέλλον μέλος της Ακαδημίας Επιστημών και Ανθρωπιστικών Επιστημών της Σαξονίας, της Ακαδημίας των Επιστημών της DDR και της Braunschweigische Wissenschaftlische Gesellschaft.

Εργασία σε κανονικά σχήματα
Σύμφωνα με τον J. A. Τοντ, έναν κριτικό του βιβλίου Regular Figures του Φέγες Τοτ..  Ο Φέγες Τοτ χώρισε το θέμα σε δύο ενότητες. Η μία, με τίτλο "Systematology of the Regular Figures", αναπτύσσει μια θεωρία των "κανονικών και αρχιμήδειων πολυέδρων και των κανονικών πολυτόπων". Ο Τοντ εξηγεί ότι η επεξεργασία περιλαμβάνει:

Επίπεδα στολίδια, συμπεριλαμβανομένων των δισδιάστατων κρυσταλλογραφικών ομάδων
Σφαιρικές διατάξεις, συμπεριλαμβανομένης της απαρίθμησης των 32 κρυσταλλικών κατηγοριών
Υπερβολικά ψηφιδωτά, εκείνες οι διακριτές ομάδες που παράγονται από δύο πράξεις των οποίων το γινόμενο είναι αναπόσπαστο
Πολύεδρα, συμπεριλαμβανομένων των κανονικών στερεών και των κυρτών Αρχιμήδειων στερεών
Κανονικά πολύτοπα

Η άλλη ενότητα, με τίτλο "Γενετική των κανονικών μορφών", καλύπτει μια σειρά από ειδικά προβλήματα, σύμφωνα με τον Todd. Τα προβλήματα αυτά περιλαμβάνουν "συσκευασίες και καλύψεις κύκλων σε ένα επίπεδο, και ... με ψηφίδες σε μια σφαίρα" και επίσης προβλήματα "στο υπερβολικό επίπεδο, και στον Ευκλείδειο χώρο τριών ή περισσότερων διαστάσεων". Εκείνη την εποχή, ο Todd έκρινε ότι τα προβλήματα αυτά ήταν "ένα θέμα στο οποίο υπάρχουν ακόμη πολλά περιθώρια για έρευνα και το οποίο απαιτεί σημαντική εφευρετικότητα στην προσέγγιση των προβλημάτων του".

Βραβεία

Ο Ίμρε Μπάρανυ αποδίδει στον Φέγες Τοτ αρκετές σημαντικές αποδείξεις στον τομέα της διακριτής και κυρτής γεωμετρίας, που αφορούν συσκευασίες και καλύψεις από κύκλους, κυρτά σύνολα στο επίπεδο και συσκευασίες και καλύψεις σε υψηλότερες διαστάσεις, συμπεριλαμβανομένης της πρώτης σωστής απόδειξης του θεωρήματος του Thue. Ο ίδιος αποδίδει στον Φέγες Τοτ, μαζί με τον Πολ Έρντος, ότι βοήθησε στη "δημιουργία της σχολής της ουγγρικής διακριτής γεωμετρίας".

Η μονογραφία του Φέγες Τοτ, Lagerungen in der Ebene, auf der Kugel und im Raum, η οποία μεταφράστηκε στα ρωσικά και στα ιαπωνικά, του χάρισε το βραβείο Κοσσούθ το 1957 και την ιδιότητα του μέλους της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών το 1962

Ο Γουίλιαμ Ετζ, ένας άλλος κριτικός του Regular Figures,  αναφέρει το προηγούμενο έργο του Φέγες Τοτ, Lagerungen in der Ebene, auf der Kugel und im Raum, ως βάση για το δεύτερο κεφάλαιο του Regular Figures. Τονίζει ότι, κατά την εποχή του έργου αυτού, το πρόβλημα του ανώτερου ορίου για την πυκνότητα μιας συσσώρευσης ίσων σφαιρών ήταν ακόμη άλυτο.

Η προσέγγιση που πρότεινε ο Φέγες Τοτ σε εκείνο το έργο, η οποία μεταφράζεται ως "πακετάρισμα [αντικειμένων] σε ένα επίπεδο, σε μια σφαίρα και σε ένα χώρο", παρείχε στον Thomas Hales μια βάση για την απόδειξη της εικασίας του Κέπλερ το 1998. Η εικασία του Κέπλερ, που πήρε το όνομά της από τον Γερμανό μαθηματικό και αστρονόμο του 17ου αιώνα Γιοχάνες Κέπλερ, λέει ότι καμία διάταξη από σφαίρες ίσου μεγέθους που γεμίζουν τον χώρο δεν έχει μεγαλύτερη μέση πυκνότητα από εκείνη της κυβικής στενής συσκευασίας (face-centered cubic) και της εξαγωνικής στενής συσκευασίας. Ο Hales χρησιμοποίησε μια απόδειξη μέσω εξάντλησης που περιλαμβάνει τον έλεγχο πολλών μεμονωμένων περιπτώσεων, χρησιμοποιώντας πολύπλοκους υπολογισμούς σε υπολογιστή.

Ο Φέγες Τοτ έλαβε τα ακόλουθα βραβεία:

Βραβείο Κλουγκ Λίποτ (1943)
Βραβείο Κοσσούθ (1957)
Κρατικό βραβείο (νυν βραβείο Széchenyi) (1973)
Βραβείο Τιμπόρ Σέλε (1977)
Μετάλλιο για τη διεκατονταετηρίδα του Γκάους (1977)
Χρυσό μετάλλιο της Ουγγρικής Ακαδημίας Επιστημών (2002)

Έλαβε τιμητικούς τίτλους από το Πανεπιστήμιο του Σάλτσμπουργκ (1991) και το Πανεπιστήμιο του Βέσπρεμ (1997).

Το 2008, στη μνήμη του Φέγες Τοτ διεξήχθη ένα συνέδριο στη Βουδαπέστη από την περίοδο 30 Ιουνίου - 6 Ιουλίου, το οποίο γιόρτασε τον όρο "Διαισθητική Γεωμετρία", τον οποίο επινόησε ο Φέγες Τοτ για να αναφερθεί στο είδος της γεωμετρίας που είναι προσιτό στον "άνθρωπο του δρόμου". Σύμφωνα με τους διοργανωτές του συνεδρίου, ο όρος περιλαμβάνει τη συνδυαστική γεωμετρία, τη θεωρία της συσκευασίας, της κάλυψης και των πλακιδίων, την κυρτότητα, την υπολογιστική γεωμετρία, τη θεωρία ακαμψίας, τη γεωμετρία των αριθμών, την κρυσταλλογραφία και την κλασική διαφορική γεωμετρία.

Το Πανεπιστήμιο της Παννονίας διαχειρίζεται το Βραβείο László Φέγες Τοτ (ουγγρικά: Fejes Tóth László-díj) για την αναγνώριση "εξαιρετικών συνεισφορών και εξελίξεων στον τομέα των μαθηματικών επιστημών". 2015, έτος της εκατονταετηρίδας από τη γέννηση του Φέγες Τοτ, το βραβείο απονεμήθηκε στον Κάρολι Μπέζντεκ του Πανεπιστημίου του Κάλγκαρι σε τελετή που πραγματοποιήθηκε στις 19 Ιουνίου 2015 στο Βέσπρεμ της Ουγγαρίας
.

Σημαντικής δημοσιεύσεις

Παραπομπές

Μαθηματικοί αναλυτές
Ούγγροι μαθηματικοί
Μαθηματικοί του 20ού αιώνα
Μαθηματικοί του 21ου αιώνα