Julius Plücker era un fisico e matematico tedesco che cambiò la forma della geometria e della fisica. Nacque a Elberfeld nel 1801 e morì a Bonn nel 1868. Trascorse la sua carriera oltrepassando i confini. Ha studiato alle università di Heidelberg, Berlino, Parigi e Bonn. I suoi primi lavori si concentrarono sulla geometria analitica e proiettiva. Ma la sua vera eredità è che il suo passaggio alla fisica sperimentale ha gettato le basi per la nostra comprensione dell’elettricità e della luce.
Riscrivi le regole della geometria
Plücker divenne professore all’Università di Bonn nel 1829. Prima di ciò, lavorò per quattro anni come docente non retribuito. Pubblicò Analytisch-geometrische Entwicklungen tra il 1828 e il 1831. Quest’opera in due volumi introdusse un sistema flessibile di stenografia matematica. Ancora più importante, gli elementi costitutivi di base della geometria vengono modificati.
La maggior parte dei matematici dell’epoca consideravano i punti elementi fondamentali. Plücker ha utilizzato le linee come base. Con questo approccio sviluppò il principio duale della geometria proiettiva. Questo principio dice che se un’affermazione è vera, allora anche la sua affermazione di dualità è vera. La dualità si ottiene scambiando linee e punti e adattando le frasi corrispondenti. Questo è un modo elegante per guardare le relazioni geometriche da diverse prospettive.
Nel 1834 si trasferì all’Università di Halle. Due anni dopo tornò a Bonn. Durante questo periodo, nel 1839, scrisse La teoria delle curve algebriche. Questo libro proponeva quelle che oggi sono conosciute come formule di Plücker. Queste formule mettono in relazione il numero di singolarità di una curva algebrica con il numero di singolarità di una curva duale. Una singolarità è il punto in cui una funzione diventa indefinita o infinita. Anche il suo Sistema di geometria analitica, pubblicato nel 1835, introdusse le funzioni lineari come alternativa ai sistemi di coordinate standard. Nel 1846 pubblicò Neuer Analytischer Behandlungsweise* nel System der Geometrie des Raumes. Questo studio ha fornito una versione più completa e sistematica del suo lavoro precedente.
Guarda la fisica
Le opere geometriche di Plücker dovettero affrontare una forte concorrenza. Si opponeva alla forte corrente della scuola sintetica del matematico berlinese Jakob Steiner. Steiner si concentrò sulla geometria sintetica piuttosto che sui metodi analitici. Plücker percepì questa resistenza. Decise di abbandonare la geometria pura e concentrarsi sulla fisica.
Questo perno non è una ritirata. Questa è una mossa strategica che porta a grandi scoperte. Nel 1847 Plücker iniziò a studiare il comportamento dei cristalli nei campi magnetici. I risultati da lui prodotti furono molto importanti per la comprensione dei fenomeni magnetici. Questa ricerca mostra che i campi magnetici possono influenzare fisicamente la materia in modi misurabili.
La nascita della spettroscopia e dei raggi catodici
Plücker non operava nel vuoto. Iniziò da solo, ma in seguito collaborò con il fisico tedesco Johann W. Hittorf. Insieme hanno studiato la deflessione magnetica dei raggi catodici. Questo lavoro è importante. Prima che le persone sapessero cosa fosse un elettrone, stavano osservando i fasci di particelle.
I loro esperimenti hanno inoltre fatto avanzare notevolmente lo sviluppo della spettroscopia. Le importanti scoperte di Plucker e Hittorf prefigurarono il lavoro successivo del chimico tedesco Robert Bunsen e del fisico tedesco Gustav Kirchhoff. Bunsen e Kirchhoff riferirono successivamente che le linee spettrali sono caratteristiche di tutte le sostanze chimiche. Plücker aveva già gettato le basi per questa visione.
Nel 1862 Plücker fece notare che lo stesso elemento può avere spettri diversi a temperature diverse. Questa osservazione evidenzia la natura dinamica delle emissioni atomiche. Hittorf ha detto che Plücker è stato il primo a identificare tre righe nello spettro dell’idrogeno. Queste righe furono identificate nello spettro della radiazione solare solo pochi mesi dopo la morte di Plücker, avvenuta nel 1868. Il rapporto tra gli esperimenti di laboratorio della Terra e i corpi celesti sta finalmente diventando chiaro.
L’ultimo gesto matematico
Steiner morì nel 1863. Dopo la morte del suo rivale, Plücker tornò alla matematica. Ha svolto un lavoro pionieristico nella geometria delle linee. Il titolo del libro è “Neue Geometrie des Raumes gegenerung auf die Betrachtung der gerade Linie als Raumelement*”. Tradotto letteralmente significa “una nuova geometria spaziale basata sulle linee rette come elementi spaziali”.
Pubblicò il primo volume nel 1868, ma morì prima che il secondo volume fosse completato. Il suo giovane e talentuoso studente Felix Klein ha fornito il resto dei materiali e ha terminato il lavoro. Klein divenne uno dei matematici più influenti della fine del XIX secolo. Il completamento del lavoro finale di Plücker assicurò che la sua teoria geometrica rimanesse parte del canone accademico.
La carriera di Plücker mostra come i diversi campi si influenzino a vicenda. La notazione semplificata che sviluppò per la geometria diede nuova vita alla fisica. I raggi catodici da lui studiati rappresentavano la prima apparizione degli elettroni. Le linee spettrali da lui disegnate spiegavano la composizione delle stelle. Non voleva creare il mondo della fisica moderna. Ha semplicemente seguito i calcoli, anche se questo lo ha portato in un territorio inesplorato.
