Biografie

Článků v rubrice: 179

8. září 2014

Zakladatel moderní informatiky George Boole

Rozmach informatiky ve druhé polovině 20. století se odvíjel nejen od rozvoje technologií, ale závisel i na pokroku v teoretických disciplínách, zejména v matematické logice. Žádný sofware se dnes neobejde bez logických kroků, bez operací s logickými proměnnými. Aniž to ve své době mohl tušit, základy moderní počítačové logiky položil anglický matematik a logik George Boole. Letos uplyne právě 150 let od jeho úmrtí.

Fotogalerie (1)

George Boole (zdroj Wikimedia Commons)

Historie matematiky je příkladem toho, jak se ke starým, úctyhodným pravdám připojují novější hodnoty, které svět matematiky neustále rozšiřují. Myšlenky a činy velkých myslitelů-matematiků, filozofů, logiků, fyziků, astronomů, informatiků a přírodovědců jsou vždy neobyčejnými příběhy, z nichž každý obohatil naše chápání světa.

Vzdělaný syn chudého ševce

To vše v plné míře platí i pro významného anglického matematika George Boole. George Boole se narodil 2. listopadu 1815 irskému ševci a drobnému obchodníku a služce v prostředí nejchudší proletářské čtvrti města Lincolnu. Byl slabé dítě, měl problémy s dýcháním a rodiče se o něj velmi báli. Jeho rodina se však přeci jen od ostatních lišila – otec byl vzdělanější než jeho zákazníci a měl mimořádný zájem o matematiku a optickou techniku (investicemi do této oblasti podnikání však přivodil své příštipkářské živnosti bankrot), takže mohl svého bystrého a zvídavého syna učit doma. Ovšem, jen do jeho osmi let – pak již nadaný George věděl z matematiky tolik jako on. V jedenácti letech měl prostudovanou „Geometrii“ z roku 1811 od skotského matematika a fyzika Johna Leslieho. Cizí jazyky studoval sám a ve věku 14 let ovládal francouzštinu, němčinu, italštinu a klasické jazyky. Ve svém rodišti získal již ve 12 letech reputaci překlady latinské poezie pro místní tisk.

V té době si také zvykl navštěvovat veřejnou knihovnu a vyhledávat odborné publikace. Jako samouk studoval v originále spisy I. Newtona, S. F. Lacroixe a dalších vědců. V šestnácti letech se stal asistentem a později učitelem v soukromé škole v Doncastru. Od roku 1883 vystřídal učitelská místa v Liverpoolu a ve vlastní škole v Lincolnu, roku 1838 se stal po svém strýci Williamovi ředitelem jeho soukromé Klasické, obchodní a matematické akademie ve Wadingtonu. Avšak již v roce 1840 se vrátil do Lincolnu a založil zde svou Internátní školu pro mladé gentlemany, určenou pro syny z majetných rodin.

Studium matematiky a první publikace

Jakmile byl hmotně zajištěn, vrátil se k matematice a jejímu intenzivnímu studiu. Začal samostatně bádat, a aby se při studiu nezdržoval, začal rovnou od Newtonových „Principií“. Ve 24 letech vydal první matematický článek. Zprvu se zabýval diferenciálními rovnicemi a vnesl do jejich řešení operátory; za článek o operátorech v algebře „O obecné metodě v analýze“ zaslaný a s určitými peripetiemi otištěný v časopise Filozofické transakce Královské společnosti, byl v roce 1844 vyznamenán zlatou medailí Královské společnosti. V dílech zveřejněných v letech 1841-1843 rozvinul studium invariantů lineárních transformací. V roce 1847 vydal knihu Matematická analýza logiky. Podnětem mu bylo tvrzení jednoho skotského filozofa, že žádný matematik nepřispěl a ani ničím závažným nemůže přispět k logice. Boole naopak ukazoval, že logika by měla být součástí matematiky, protože může mít svůj kalkul stejně jako algebra; tímto tématem se rovněž zabýval v knize Kalkul logiky, vydané o rok později.

To si již od roku 1842 dopisoval se slavným matematikem Augustem de Morganem (dnešní studenti narazí na jeho jméno v prvních lekcích o množinách a většinou se s ním během studia již nerozloučí), který ho uvedl do britského matematického společenství. V roce 1846 požádal Boole o profesuru na nově založené Queen´s College (nyní National University of Ireland) v irském Corku, přesněji řečeno Ballintemplu, které je dnes jeho předměstím. Jeho ustanovení se však protáhlo až do roku 1849 a s podporou de Morgana, lorda Kelvina a dalších přátel se v roce 1851 stal děkanem fakulty.

Matematická teorie logiky

Své nejslavnější dílo Zkoumání zákonů myšlení, na nichž jsou založeny matematické teorie logiky a pravděpodobnosti (zkráceně obvykle uváděné jako Zákony myšlení), vydal ve svých 39 letech v roce 1854. Jako první zavedl logické vztahy v algebraických rovnicích. Vyšel z dvojkové číselné soustavy (binárních čísel), jak ji ve druhé polovině 17. století vyvinul německý učenec Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716). Boole označil v dvojkovém systému „+“ jako „ano“ nebo „správně“ a „0“ jako „ne“ nebo „špatně“. Zavedl další operandy: „a“ (&), „nebo“ (Ú) a „ne“ (přeškrtnutí).

V roce 1859 vyšla jeho učebnice „Pojednání o diferenciálních rovnicích“ a následujícího roku „Pojednání o počtu konečných diferencí“, jako pokračování předchozích prací. Jeho články se objevovaly v řadě domácích i zahraničních časopisů. V různých obdobích svého života napsal také několik pojednání, svědčících o jeho širších zájmech mimo matematiku a logiku jako „Správné využití volného času“, „Génius Sira Isaaca Newtona“, „Požadavky vědy“ a „Sociální hledisko intelektuální kultury“.

Životopisci se shodují v tom, že byl svými přáteli a současníky oceňován jako velmi inteligentní, čestný, pravdomluvný, přímočarý a neuvěřitelně skromný člověk – pocty, kterých se mu za jeho práci nakonec dostalo, považoval za nepřiměřené. V roce 1857 byl zvolen členem Královské společnosti, v následujících letech získal čestné doktoráty civilního práva od univerzit v Dublinu a Oxfordu.

Položil základy digitalizace

Asi 70 let po Booleově předčasné smrti se s jeho algebrou ještě jako student seznámil americký matematik Claude Shannon (1916-2001). V době, kdy svět dělal první nesmělé krůčky na cestě k elektronickým počítačům, obhájil v roce 1937 budoucí elektroinženýr diplomovou práci, ve které ukázal, že (a hlavně jak) se Boolova algebra dá využít při konstrukci složitých sítí přepínačů (relé). Ty totiž mohou také nabývat dvě „hodnoty“: zapnuto a vypnuto. Boole tak se Shannonovou pomocí položil základy digitálního věku.

V současnosti se Booleova algebra široce uplatňuje v odvětvích telekomunikací a výpočetní techniky. V dnešním pojetí jí zpracoval německý matematik E. Schröder na konci 19. století a právě on ji nazval Boolovým jménem.

Anglický matematikzemřel předčasně 18. prosince 1864 v Corku ve věku pouhých 49 let.

Nadaná rodina

Manželka Mary přežila svého muže o 42 let. Žila v době, kdy ženy v konzervativní Anglii nemohly získávat tituly ani učit na vysokých školách, a proto se stala v matematice, do které se zamilovala již v raném mládí, nakonec celoživotním samoukem. Veřejně známou se stala díky své knize Algebra filozofická i zábavná z roku 1909. Dnes toto její dílo umožňuje historikům nahlédnout do způsobu vyučování matematiky počátkem 20. století. Její vytrvalost a zápal pro matematiku a sebevzdělávání z ní učinily vzor tehdejších feministek.

Nejstarší dcera Mary se provdala za excentrického britského matematika, spisovatele, teozofa a filozofa Charlese Howarda Hiltona (1853-1907), zabývajícího se čtvrtým rozměrem a nástroji k jeho vizualizaci, proslavené sadou obarvených krychlí přibližujících lidem na spiritistických seancích představu čtvrtého rozměru. Jejich vnučka Joan Hilton Engst, užívající čínského jména Hán Chum (1921), byla jako jaderná fyzička jednou z mála žen, které spolupracovaly na projektu Manhattan. Pohoršena důsledky atomových výbuchů v Hirošimě a Nagasaki, odstěhovala se v roce 1946 trvale do Číny a stala se maoistkou.

Druhá dcera Margaret byl matkou Geoffreye Ingrama Taylora (1886-1975), který byl významným fyzikem v oblasti dynamiky tekutin a teorie vln. Třetí dcera Alicia Booleová-Scottová (1860-1940) je známa díky své práci o polytopech, což je její vlastní termín pro zobecnění mnohoúhelníku ve vyšších dimenzích. Uveřejnila také řadu článků o svých výsledcích bádání o vlastnostech těles v mnohorozměrných prostorech. Čtvrtá dcera Lucy (1862-1905) se neprovdala, zůstala do své smrti s matkou, byla jednou z prvních britských lékárnic a rovněž první středoškolskou profesorkou chemie v Anglii. Pátá dcera Ethell Lillian (1864-1960) byla hudebnicí a spisovatelkou tragicko-romantických knih. Povídka „Střeček“ vděčí na svůj vznik jejím cestám po Itálii s britským špionem Reillym, který se stal později vzorem pro románovou a filmovou postavu Jamese Bonda. Provdala se za polského antikváře Wilfrida Michaela Voynicha (1865-1930), jehož jméno je spojováno se záhadným rukopisem napsaným neznámým jazykem, který získal v roce 1912 v Itálii. Tzv. Voynichův rukopis, který se přes velké úsilí nepodařilo dosud rozluštit ani s pomocí počítačů, je nyní majetkem Yaleovy univerzity.