Εμίλ Λεμουάν

Ο Εμίλ Λεμουάν () (1840–1912) ήταν Γάλλος πολιτικός μηχανικός και μαθηματικός, γεωμέτρης για την ακρίβεια.  Σπούδασε σε μια ποικιλία ιδρυμάτων, συμπεριλαμβανομένου του Prytanée National Militaire και, πιο συγκεκριμένα στην École Polytechnique (Πολυτεχνική Σχολή). Ο Λεμουάν έκανε και ιδιαίτερα μαθήματα για μια μικρή περίοδο μετά την αποφοίτησή του από την ανώτερη εκπαίδευση.

Ο Λεμουάν ήταν γνωστός για την απόδειξη της ύπαρξης του συμμετροδιάμεσου σημείου (που αργότερα έγινε γνωστό ως σημείο Λεμουάν) ενός τριγώνου. Άλλη μαθηματική εργασία περιλαμβάνει ένα σύστημα που το ονόμασε Géométrographie και μια μέθοδο η οποία συνέδεε αλγεβρικές παραστάσεις σε γεωμετρικά αντικείμενα. Είχε κληθεί συνιδρυτής της σύγχρονης γεωμετρίας του τριγώνου, καθώς πολλά από τα χαρακτηριστικά του είναι παρόντα στο έργο του.

Για το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του, ο Λεμουάν ήταν καθηγητής μαθηματικών στην Πολυτεχνική Σχολή. Μετέπειτα, εργάστηκε ως πολιτικός μηχανικός στο Παρίσι και έδειξε επίσης ερασιτεχνικό ενδιαφέρον για τη μουσική. Κατά τη διάρκεια της παραμονής του στην Πολυτεχνική Σχολή και ως πολιτικός μηχανικός, ο Λεμουάν έκανε διάφορες ακαδημαικές δημοσιεύσεις σχετικά με την γεωμετρία, τα περισσότερα αποτελέσματα των οποίων συμπεριλαμβάνονται σε ένα τμήμα δεκατεσσάρων σελίδων του βιβλιου College Geometry του Nathan Altshiller Court. Επιπλέον, ίδρυσε ένα ακαδημαικό περιοδικό με τίτλο, L'intermédiaire des mathématiciens.

Βιογραφία

Στα πρώτα χρόνια (1840-1869)

Ο Λεμουάν γεννήθηκε στο Καμπέρ (Quimper) του νομού Finistère στις 22 Νοεμβρίου του 1840, γιος ενός συνταξιούχου λοχαγού, ο οποίος έλαβε μέρος στις εκστρατείες της Πρώτης Γαλλικής Αυτοκρατορίας που έλαβε μέρος μετά το 1807. Σαν παιδί, υπηρέτησε τη στρατιωτική Πρυτανεία της La Flèche με υποτροφία επειδή ο πατέρας του είχε βοηθήσει να ιδρυθεί το σχολείο. Κατά τη διάρκεια αυτών των νεαρών του χρόνων, έκδωσε άρθρο στην εφημερίδα Nouvelles annales de mathématiques, συζητώντας τις ιδιότητες του τριγώνου.

Ο Λεμουάν έγινε δεκτός στο Πολυτεχνική Σχολή (Γαλλία) του Παρισιού στην ηλικία των είκοσι, την ίδια χρονιά που πέθανε ο πατέρας του. Σαν μαθητής εκεί, ο  Λεμουάν,Charles Lenepveu. Letter to Émile Lemoine. February 1890. The Morrison Foundation for Musical Research. Retrieved on 2008-05-19 βοήθησε να  δημιουργηθεί ένα ερασιτεχνικό μουσικό συγκρότημα που λεγόταν La Trompette, για το οποίο o Καμίγ Σαιν-Σανς συνέθετε διάφορα κομμάτια. Μετά την αποφοίτηση το 1866, σκέφτηκε να κάνει καριέρα στη νομική, αλλά αποθαρρύνθηκε από το γεγονός ότι η συνηγορία του για δημοκρατική ιδεολογία και οι φιλελεύθερες θρησκευτικές απόψεις του συγκρουστήκαν με τα ιδανικά της εκάστοτε κυβέρνησης, της Δεύτερης Γαλλικής Αυτοκρατορίας. Αντί αυτού, σπούδασε και δίδασκε σε διάφορα ιδρύματα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, μελετώντας υπό τον J. Kiœs στην École d'Architecture και στην École des Mines, όπου διδάσκει ο Uwe Jannsen στα ίδια σχολεία, και μελετώντας υπό τον Charles-Adolphe Wurtz στο École des Beaux Arts και στο École de Médecine. Ο Λεμουάν επίσης υπήρξε λέκτορας σε διάφορα επιστημονικά ινστιτούτα του Παρισιού και δίδαξε ως ιδιωτικός δάσκαλος για μια περίοδο πριν δεχτεί μια θέση ως καθηγητής στο École Polytechnique.

Στα μεσαία χρόνια (1870-1887)

Το 1870, μια ασθένεια του λάρυγγας τον ανάγκασε να σταματήσει τη διδασκαλία. Έκανε σύντομες διακοπές στο Γκρενόμπλ και, όταν επέστρεψε στο Παρίσι, έκδωσε μερικές από τις υπόλοιπες μαθηματικές του έρευνες. Επίσης, συμμετείχε και ίδρυσε διάφορες επιστημονικές κοινότητες και εφημερίδες, όπως την Société Mathématique de France, την Journal de Physique και την  Société de Physique, όλα στο 1871.

Ως ιδρυτής του  Association Française pour l'Avancement des Sciences, ο Λεμουάν παρουσίασε αυτό που έγινε η πιο γνωστή του δημοσίευση, Note sur les propriétés du centre des médianes antiparallèles dans un triangle στη συνάντηση του Συλλόγου του 1874 στη Λιλ. Το επίκεντρο αυτής της δημοσίευσης αφορούσε το σημείο το οποίο φέρει το όνομά του σήμερα.  Τα περισσότερα από τα άλλα αποτελέσματα που συζητήθηκαν στη δημοσίευση αφορούσαν  που μπορούσαν να κατασκευαστούν από το σημείο Λεμουάν.

Ο Λεμουάν υπηρέτησε στο Γαλλικό στρατό για ένα χρονικό διάστημα, τα χρόνια που ακολούθησαν τη δημοσίευση των καλύτερων του δημοσιεύσεων. Κατά τη διάρκεια της Κομμούνας απολύθηκε για να γίνει πολιτικός μηχανικός στο Παρίσι. Σε αυτή την καριέρα του κατάφερε να αποκτήσει το βαθμό του επικεφαλής επιθεωρητή, μία θέση που κατείχε έως το 1896. Ως επικεφαλής επιθεωρητής ήταν υπεύθυνος για την παροχή αερίου στην πόλη.

Στα τελευταία χρόνια (1888-1912) 	
Κατά τη διάρκεια της θητείας του ως πολιτικού μηχανικού ο Λεμουάν συνέγραψε μια διατριβή σχετικά με κατασκευές με κανόνα και διαβήτη με τίτλο La Géométrographie ou l'art des constructions géométriques, την οποία θεώρησε ως το πιο σημαντικό του έργο, παρά το γεγονός ότι δεν έλαβε καλές κριτικές.

Ο αρχικός τίτλος ήταν De la mesure de la simplicité dans les Sciences  mathématiques, στην  αρχική ιδέα για το κείμενο  θα συζητηθούν οι έννοιες που επινόησε ο Λεμουάν σε ότι αφορά το σύνολο των μαθηματικών. Οι χρονικοί περιορισμοί, ωστόσο, περιόρισαν το πεδίο εφαρμογής. Αντί της αρχικής ιδέας, Ο Λεμουάν πρότεινε μια απλοποίηση της διαδικασίας κατασκευής σε μια σειρά από βασικές λειτουργίες με κανόνα και διαβήτη.  Ο Πρωθυπουργός παρουσίασε τη διατριβή σε μια συνεδρίαση του Συλλόγου Française στο Οράν, στην Αλγερία το 1888.Η διατριβή όμως, δεν συγκέντρωσε πολύ ενθουσιασμό ή ενδιαφέρον μεταξύ των μαθηματικών που παρευρέθησαν εκεί.  Ο Λεμουάν δημοσιεύσε διάφορες άλλες διατριβές σχετικά με το σύστημα κατασκευής του την ίδια χρονιά, όπως Sur la mesure de la dans les constructions simplicité géométriques στο Comptes rendus της Γαλλικής Ακαδημίας. Έχει εκδώσει πρόσθετα έγγραφα σχετικά με το θέμαMathesis (1888), Journal des mathématiques élémentaires (1889), Nouvelles Annales de mathématiques (1892), καθώς και το δημοσιευμένο La Géométrographie ou l'art  des constructions géométriques, το οποίο παρουσιάστηκε κατά τη συνεδρίαση του Συλλόγου Française στο Πω (1892), και πάλι στο Μπεζανσόν (1893) και Καέν (1894).

Μετά από αυτό,ο Λεμουάν δημοσίευσε μια άλλη σειρά εγγράφων,  συμπεριλαμβανομένης  μιας σειράς  που ονόμασε μετασχηματισμός συνεχής (συνεχής μετασχηματισμός), η οποία αφορούσε μαθηματικές [Εξίσωση|εξισώσεις] για  γεωμετρικά σχήματα. Αυτή η έννοια ήταν ξεχωριστή από το σύγχρονο ορισμό του μετασχηματισμού. Εκθέσεις του για το θέμα αυτό περιλαμβάνουν  Sur les transformations systématiques des formules relatives au triangle (1891), Étude sur une nouvelle transformation continue (1891), Une règle d'analogies dans le triangle et la spécification de certaines analogies à une transformation dite transformation continue (1893), and Applications au tétraèdre de la transformation continue (1894).

Το 1894, ο Λεμουάν συνίδρυσε ένα άλλο μαθηματικό περιοδικό με τίτλο L'intermédiaire des mathématiciens  μαζί με τον Λαιζάν (Laisant), ένα φίλο του τον οποίο συνάντησε στο École Polytechnique. Ο Λεμουάν συνέλαβε την ιδέα για  ένα τέτοιο περιοδικό από τις αρχές του 1893, αλλά σκέφτηκε ότι θα ήταν πάρα πολύ απασχολημένος για να το υλοποιήσει. Σε ένα δείπνο με τον Laisant τον Μάρτιο του 1893, πρότεινε την ιδέα του περιοδικού. Ο Laisant τον δελέασε να δημιουργήσει το περιοδικό, και έτσι προσέγγισαν τον εκδότη Gauthier-Villars, η πρώτη έκδοση δημοσιεύτηκε  τον Ιανουάριο του 1894. Ο Λεμουάν υπηρέτησε ως αρχισυντάκτης του περιοδικού, και κατείχε τη θέση για αρκετά χρόνια. Το έτος μετά την αρχική έκδοση του περιοδικού, αποσύρθηκε από τη μαθηματική έρευνα, αλλά συνέχισε να υποστηρίζει το θέμα. Ο Λεμουάν πέθανε στις 21 Φεβρουαρίου του 1912, στην ιδιαίτερη πατρίδα του  το Παρίσι.

Συνεισφορές
Tο έργο του Λεμουάν  συνέβαλε στο να μπουν τα θεμέλια της σύγχρονης  γεωμετρίας του τριγώνου.  Η American Mathematical Monthly, στην οποία μεγάλο μέρος της δουλειάς του Λεμουάν  δημοσιευόταν, δήλωσε ότι "Περισσότερο στον Λεμουάν,σε σχέση με τους άλλους γεωμέτρες οφείλεται το ξεκίνημα αυτού του κινήματος [της σύγχρονης γεωμετρίας τριγώνου] ... "  Κατά την ετήσια συνεδρίαση της Ακαδημίας Επιστημών των Παρισίων το 1902,ο Λεμουάν έλαβε το 1000-Francoeur βραβείο, [11], το οποία κατείχε για πολλά χρόνια. which he held for several years.

 Σημείο Λεμουάν και κύκλος Λεμουάν
Το 1874 στην εργασία του Note sur les propriétés du centre des médianes antiparallèles dans un triangle, ο Λεμουάν απέδειξε ότι οι  συμμετροδιάμεσοι ενός τριγώνου συντρέχουν, (δηλαδή οι συμμετρικές των διαμέσων του τριγώνου ως προς τις διχοτόμους διέρχονται από το ίδιο σημείο). Άλλα συμπεράσματα από την εργασία είναι η ιδέα ότι ο συμμετροδιάμεσος από μία κορυφήτου τριγώνου χωρίζει την απέναντι πλευρά σε τμήματα των οποίων η αναλογία είναι ίση με την αναλογία των τετραγώνων των δύο άλλων πλευρών.

Ο Λεμουάν επίσης απέδειξε ότι τα έξι σημεία τομής των ευθειών που διέρχονται από σημείο Λεμουάν και είναι παράλληλες προς τις πλευρές του τριγώνου ανήκουν στον ίδιο κύκλο.  Αυτός ο κύκλος είναι πλέον γνωστός ως πρώτος κύκλος Λεμουάν.

Σύστημα κατασκευής
Το σύστημα των κατασκευών Λεμουάν, η Géométrographie, σκόπευε να δημιουργήσει ένα μεθολογικό σύστημα με το οποίο θα μπορούσαν να αξιολογηθούν κατασκευές. Το σύστημα αυτό επέτρεψε μια πιο άμεση διαδικασία για την απλούστευση των υφιστάμενων κατασκευών. Στην περιγραφή του, απαρίθμησε πέντε κύριες διαδικασίες: τοποθέτηση διαβήτη καταλήγοντας σε ένα συγκεκριμένο σημείο, τοποθετώντας το σε μια δεδομένη γραμμή, σχηματίζοντας έναν κύκλο με τον διαβήτη, τοποθετημένος επί του προαναφερθέντος σημείου ή γραμμής,τοποθέτηση ενός χάρακα σε μια δεδομένη γραμμή, και επεκτείνοντας τη γραμμή με το χάρακα.Lemoine, Émile. La Géométrographie ou l'art des constructions géométriques. (1903), Scientia, Paris (in French)

Η «απλότητα» μιας κατασκευής θα μπορούσε να μετρηθεί από τον αριθμό των διαδικασιών της. Στο έργο του, συζήτησε ως παράδειγμα το Απολλώνιο πρόβλημα που αρχικά θέτει ο Απολλώνιος της Περγάμου κατά τη διάρκεια της Ελληνιστικής περιόδου: τη μέθοδος κατασκευής ενός κύκλου εφαπτομένου σε τρεις δεδομένους κύκλους. Το πρόβλημα είχε ήδη λυθεί από τον Joseph Diaz Gergonne το 1816 με μία κατασκευή της απλότητας 400, αλλά η λύση που παρουσιάζεται από τον Λεμουάν είχε απλότητα 154. Απλούστερες λύσεις όπως εκείνες του Frederick Soddy το 1936 και από τον David Eppstein το 2001 είναι γνωστό ότι υπάρχουν.Eric W. Weisstein CRC Concise Encyclopedia of Mathematics (CRC Press, 1999), 733–4. Simpler solutions such as those by Frederick Soddy in 1936 and by David Eppstein in 2001 are now known to exist.

Εικασίες και επεκτάσεις Λεμουάν
Το 1894, ο Λεμουάν δήλωσε εμπειρικά αυτό που είναι τώρα γνωστό ως εικασία Λεμουάν στους πρώτους. Κάθε μονός αριθμός ο οποίος είναι μεγαλύτερος από τρεις μπορεί να εκφραστεί με τη μορφή 2p + q, όπου p και q είναι πρώτοι. Το 1985, οι John Kiltinen και Peter Young εικάζουν μια παράταση της εικασίας που την ονόμασαν «εκλεπτυσμένη εικασία Λεμουάν». Δημοσίευσαν την εικασία σε ένα περιοδικό της Μαθηματικής Ένωσης της Αμερικής: «Για κάθε μονό αριθμό m που είναι τουλάχιστον 9, υπάρχουν μονοί πρώτοι αριθμοί p, q, r και s και θετικοί ακέραιοι j και k όπως m = 2p + q, 2 + pq = 2j + r και 2q + p = 2k + s. [...] η έρευνα κατεύθυνε την προσοχή μας σε πιο λεπτές πτυχές της πρόσθετης θεωρίας των μονών αριθμών. Η εικασία μας το αντανακλά, αντιμετωπίζοντας αλληλεπιδράσεις των αθροισμάτων συμπεριλαμβανομένων πρώτων (αριθμών) όπως η εικασία του Goldbach και η εικασία του Λεμουάν αντιμετωπίζει παρόμοια αθροίσματα μόνο μεμονωμένα. Αυτή η εικασία και οι ανοιχτές ερωτήσεις σχετικά με αριθμούς στα επίπεδα δύο και τρία παρουσιάζουν ενδιαφέρον για το δικό τους λόγο εξαιτίας των θεμάτων που αναπτύσσονται μέσα με αυτή τη φαντασμαγορική και συχνά μπλέκοντας την πρόσθετη σφαίρα των πρώτων αριθμών.»

Ο ρόλος στη Γεωμετρία του τριγώνου
Ο Λεμουάν χαρακτηρίστηκε από τον Nathan Altshiller Court ως ο συνδημιουργός (μαζί με τους  Henri Brocard και Joseph Neuberg) της μοντέρνας Γεωμετρίας του τριγώνου, ένας όρος που χρησιμοποιήθηκε από τον  William Gallatly, μεταξύ άλλων.  Σε αυτό το πλαίσιο, ο όρος "μοντέρνο"  χρησιμοποιείται για να αναφερθεί στη Γεωμετρία που αναπτύχθηκε από το τέλος του 18ου αιώνα και μετά. Τέτοια Γεωμετρία  στηρίζεται στην αφαίρεση  αριθμητικών στοιχείων με απλές παρά με αναλυτικές μεθόδους που χρησιμοποιήθηκαν νωρίτερα εμπεριέχοντας συγκεκριμένες μετρήσεις γωνιών και αποστάσεων. Η Γεωμετρία επικεντρώνεται σε θέματα όπως συγγραμικότητα, συγχρονισμός και concyclicity μιας και δε εμπεριέχουν τα μέτρα που αναφέρθηκαν προηγουμένως.

Το έργο του Λεμουάν καθόρισε πολλά από τα αναφερόμενα γνωρίσματα αυτού του κινήματος. Η Géométrographie του και ο συσχετισμός με εξισώσεις για τα τετράεδρα και τα τρίγωνα,όπως και η μελέτη του για τα νομίσματα και concyclities, συνείσφερε στην μοντέρνα Γεωμετρία τριγώνου των καιρών. Η επεξήγηση των κέντρων του τριγώνου όπως το σημείο Λεμουάν ήταν επίσης μια συνεχεία της Γεωμετρίας μιας και άλλοι  σύγχρονοι γεωμέτρες τριγώνου όπως οι Brocard και Gaston Tarry έγραψαν για παρόμοια σημεία.

Λίστα επιλεγμένων εργασιών
 Sur quelques propriétés d'un point remarquable du triangle (1873)
 Note sur les propriétés du centre des médianes antiparallèles dans un triangle (1874)
 Sur la mesure de la simplicité dans les tracés géométriques (1889)
 Sur les transformations systématiques des formules relatives au triangle (1891)
 Étude sur une nouvelle transformation continue (1891)
 La Géométrographie ou l'art des constructions géométriques (1892)
 Une règle d'analogies dans le triangle et la spécification de certaines analogies à une transformation dite transformation continue (1893)
 Applications au tétraèdre de la transformation continue (1894)
 "Note on Mr. George Peirce's Approximate Construction for π". Bull. Amer. Math. Soc. 8 (4): 137–148. 1902.

Παραπομπές

Κατηγορία:Γάλλοι πολιτικοί μηχανικοί
Κατηγορία:Γάλλοι μαθηματικοί
Κατηγορία:Γεωμέτρες