Dobromila Lebrová: George Boole, britský matematik a logik - 145. výročí úmrtí

Rubrika: Publicistika – Co je psáno...

Pravděpodobně se obecně o životě tohoto významného matematika příliš neví, ale spíš nám vytane pojem „booleovská algebra“ jako cosi, co má nějak blízko k počítačům. Přes to, že v jeho době nebylo o počítačích ani zdání, bývá označován za zakladatele informatiky.
Byl to člověk geniální, přemýšlející zřejmě i neobvyklých dimenzích. Může to vyplynout i z tohoto jeho názoru, který je příkladem velice zajímavého logického výroku: „Pravděpodobnost je očekávání založené na částečných znalostech. Dokonalá znalost všech okolností, mající vliv na výskyt událostí by mohla změnit očekávání na jistotu a neponechat žádnou možnost pro teorii pravděpodobnosti nebo pro požadavek na ni.“

George Boole se narodil 2. listopadu 1815 v průmyslovém městě Lincolnu na severovýchodě Anglie v chudých poměrech. Jeho maminka Mary Ann, rozená Joyce, se před svatbou živila jako služebná, tatínek John Boyle (1778 - 1848) byl švec, který měl příštipkářský obchod v 34 Silver Street. V tomto domě se pak George narodil, ale dům už byl zbourán. - Rodiče se vzali devět let před Georgeovým narozením - George byl prvním, vymodleným dítětem. Pak se narodily ještě tři děti - Mary Ann, William and Charles.
George byl velmi slabé dítě, měl problémy s plícemi, a rodiče se o něj velmi báli. Jméno dostal po otci svého otce, který zemřel v dubnu tétož roku. Nejdříve chodil od necelých dvou let do jakési školky pro děti řemeslníků, kterou vedly nějaké slečny Clarkovy, pak do dalšího podobného zařízení, které vedl otcův přítel, jakýsi pan Gibson. Zde byl do sedmi let. Pak chodil do místní základní školy.
Jeho tatínka zajímala matematika a také konstruoval podle svých možností optické přístroje. Možná i kvůli tomu jeho obchody nešly tak, jak by měly. - Podle některých pramenů však byl sám schopen sdílet své matematické vědomosti s Georgem pouze do jeho věku osmi let, pak už jeho nadání nestačil. V jedenácti letech měl George prostudovanou „Geometrii“ z r. 1811 od skotského matematika a fyzika Johna Leslieho (1766 - 1832)
Rodinný přítel, místní knihkupec, jakýsi William Brooke, ho začal učit základům latiny. Latinskou poezii překládal jako dvanáctiletý. Sám se snažil učit staré řečtině a ve čtrnácti už uměl německy, italsky a francouzsky a překládal ze starořečtiny. Podle některých pramenů přeložil dokonce nějakou ódu od římského básníka Horatia (65 př.n.l. - 8 př. n.l.), čímž se tatínek pochlubil včetně jeho věku v místním časopisu, což způsobilo poprask, že je to nemožné. Později George Boole navštěvoval v Lincolnu na Fish Hill školu Thomas Bainbridge´s Commercial Academy, která byla tehdy považována za vysokou školu, kam nastoupil 10. září 1828 - nyní je to ulice Michaelgate.
Bohužel velkým čtením astudovánímsi pokazil zrak.
Nejdříve se vážně zaobíral myšlenkou, že se stane knězem. Matematika ale rozhodla. První závažná matematická kniha, se kterou se seznámil, byla o diferenciálním a integrálním počtu „Traité élémentaire de calcul differéntiel et du calcul intégral“ (Základní učebnice diferenciálního a integrálního počtu) od francouzského matematika Sylvestra Françoise Lacroixe (1765 - 1843). Studoval ji francouzsky.
V šestnácti letech se stal asistentem v soukromé škole - Heigham´s School v Doncasteru - v ulici South Parade. Byl tehdy jediný, kdo živil rodiče i sourozence, protože otcův obchod se zcela zhroutil.
V Doncasteru už začal přemýšlet o symbolickém nebo algebraickém vyjádření logických vztahů.
Učit ve škole v Doncasteru zůstal do r. 1833, kdy byl propuštěn z náboženských důvodů. Ředitel školy ho totiž nutil k metodistické víře, což George nemohl splnit a raději se místa vzdal.
V r. 1833 učil půl roku opět na soukromé škole - tentokrát Mr. Marrat´s School v Liverpoolu - na adrese Whitemill St 4. Svůj odchod zdůvodnil, že to bylo kvůli „chaotickému a hrubému uspořádání záležitostí uvnitř školy“.
Po výuce v Doncasteru a Liverpoolu učil na další soukromé škole Mr. Robert Hall´s Academy ve Wadingtonu, několik mil od Lincolnu. Svoji vlastní školu si otevřel v r. 1834 v Lincolnu v ulici Free School Lane. Ve stejné době ale jeho strýc William založil také vlastní školu v ulici High Street - byla to Classical, Commercial and Mathematical Academy (Klasická, obchodní a matematická akademie).
Tak jako jeho otec měl ve vážnosti mechaniku a tedy podporoval místní Mechanický institut (Mechanics´ Institute), pro který pořádal řadu přednášek. Zapůjčil si v něm spis „Principia“ (Základy) od Isaaca Newtona (1643 - 1727) a pak díla francouzských matematiků přelomu osmnáctého a devatenáctého století Pierra-Simona Laplacea (1749 - 1827) a Josepha-Louise Lagrangea (1736 - 1813). Byl totiž znechucen úrovní dostupných učebnic matematiky. Zanedlouho ovládl všechny v té době známé matematické „finty“.
V r. 1838 strýc zemřel a George se stal ředitelem waddingonské akademie. Tehdy přestěhoval rodiče i sourozence do Waddingtonu. Zde napsal první matematické pojednání „Researches on the Theory of Analytical Transformations, with a Special Application to the Reduction of the General Equation of the Second Order“ (Výzkumy v teorii analytické transformace, se speciálním použitím pro redukci obecných rovnic druhého řádu) do „Cambridge Mathematical Journal“(Cambridgeský matematický časopis“. Pojednání vyšlo v r. 1840. Tento příspěvek mu přinesl přátelství s vydavatelem časopisu, skotským matematikem Duncanem F. Greogorym (1813 - 1840), které skončilo bohužel za čtyři roky Gregoryho předčasnou smrtí.
V r. 1840 se vrátil Boole do Lincolnu a založil svoji internátní školu Boarding School for Young Gentlemen (Internátní škola pro mladé gentlemany) v ulici Pottergate č. 3 nedaleko katedrály, určenou pro syny bohatých statkářů. Rodiče a sourozenci mu pomáhali s chodem školy.
Zde napsal v r. 1841 své první pojednání o invariantní teorii, které je možné počítat za základ myšlenek teorie relativity.
Když George Boole dosáhl toho, že měl vlastní školu, získal velice na vážnosti ve společnosti. Začal se tedy také zabývat některými společenskými otázkami. Například byl ve výboru, který pomáhal založit dům pro „kajícné ženy“, pro nápravu bývalých prostitutek a pro pomoc pro ně.
V r. 1844 zaslal do časopisu „Philosophical Transaction of the Royal Society“ (Filozofické transakce Královské společnosti) svůj převratný článek „On a General Method in Analysis“ (O obecné metodě v analýze) o operátorech v algebře. Jednalo se o základní logické vazby mezi dvěma možnostmi, které lze vyjádřit slůvky A, NEBO a NE.
Tehdy se tedy poprvé objevily pojmy jako „konjunkce“ - „A“ ve smyslu logického součinu, kdy musí platit obě ze dvou možností; logický součet, „disjunkce“, kdy musí platit aspoň jedna z obou možností „NEBO“; nebo „negace“, kdy druhý výrok popírá výrok první „NE“.
Článek byl nejdříve odmítnut, ale na zásah edinburského profesora Philipa Kellanda, který podstatu článku pochopil, byl článek přijat a Boole za něj dostal zlatou medaili Královské společnosti.
V r. 1847 mu vyšla publikace „The Mathematical Analysis of Logic“, ve které chtěl dokázat, že jeho chápání matematiky nabízí možnosti řešení logických problémů. Tato kniha sice navazovala na dílo německého matematika Gottfrieda Leibnitze (1646 - 1716), který se už zabýval dvojkovou soustavou, ale Boole rovněž uvažoval o vztahu mezi matematikou a logikou. V tomto spisu vyjádřil své přesvědčení, že logika spíše patří k oboru matematickému než filozofickému. Svou práci zaslal k posouzení významnému matematikovi a logikovi Augustovi De Morganovi (1806 - 1871). Pojednání mu přineslo jeho velké uznání, pak i přátelství, a připravilo budoucí cestu k pozdějšímu profesorskému místu.
V té době začal ale Boole pociťovat určitou izolaci od ostatních vědců a začal přemýšlet o získání univerzitního vzdělání. Rád by absolvoval Cambridgeskou univerzitu, ale nebylo to možné z důvodu, že musel podporovat své rodiče a sourozence.
Avšak v prosinci r. 1848 ho postihla smutná událost - jeho tatínek zemřel.
V letech 1849 a 1850 psal pojednání o diferenciálních rovnicích.
Přes to, že neměl odpovídající vzdělání, pokusil se v r. 1849 získat místo na Queen's College (nyní National University of Ireland) v irském Corku, což byla nedávno založená univerzita. Dostal takové posudky od místních politiků z Lincolnu, od kolegů, žáků, duchovenstva i od významných britských matematiků, například De Morgana, Kellanda, Arthura Cayleyho (1821 - 1895) a lorda Kelvina (1824 - 1907), že byl přijat jako profesor matematiky. Zároveň dostal na cestu od města mnoho významných darů. Zajistil určité peníze pro maminku a odcestoval do Corku.
V r. 1850 potkal poprvé Mary Everest (1832 - 1916), dceru bývalého britského ministra Thomase Everesta a neteř významného velšského zeměměřiče a zeměpisce Sira Georgea Everesta (1790 - 1866), vrchního geometra v Indii, za jehož zásluhy a na jeho počest byla pojmenována nejvyšší hora světa Mount Everest. Jiný její strýc dr. Pyall byl v Corku v Queen´s College viceprezidentem a profesorem řečtiny. Boole se s ním přátelil a Mary přijela strýce navštívit. Měla zájem o nějaké otázky z akustiky, Boole jí na ně odpověděl a po jejím odjezdu si začali dopisovat.
V r. 1851 se stal děkanem fakulty a funkci vykonával velice svědomitě.
R. 1852 se setkal Boole s Mary Everest podruhé u její rodiny ve Wickwaru v Gloucesteru. Slečna Mary se velice o matematiku zajímala a Boole jí začal dávat lekce z diferenciálního počtu.
Za jednu z jeho nejdůležitějších prací je považováno pojednání „An Investigation of the Laws of Thought on Which are Founded the Mathematical Theories of Logic and Pobabilities“ (Výzkum zákonů myšlení, na na nichž jsou založeny matematické teorie logiky a pravděpodobnosti), krátce nazývané „Laws of Thoughts“ (Zákony myšlení), z r. 1854. Při této práci se zúčastnila i Mary. Byl to práce založená na binárním přístupu.
V r. 1855 zemřel Maryin otec a zanechal ji bez prostředků. Tehdy jí Boole nabídl manželství. Vzali se 11. září 1855 ve Wickwaru. Nabídl Mary také, aby navštěvovala jeho hodiny na univerzitě, což způsobilo rozruch především u místních dam, takže musela s učením přestat, ale nakonec chodilo poměrně dost studentů do domu Boolových, kde se přece jen přednášky konaly.
Jejich manželství bylo šťasné, navdory většímu věkovému rozdílu, protože oba byli podobného smýšlění a podobných zájmů. - Manželé měli celkem pět dcer, jejichž osudy jsou neméně zajímavé.
První dcera Mary se narodila v r. 1856 a provdala se za významného britského matematika, spisovatele scifi románů, teozofa a filozofa, zabývajícího se čtvrtým rozměrem, Charlese Howarda Hiltona (1853 - 1907). Jejich vnučka Joan Hilton Engst, jaderná fyzička, narozená v r. 1921, byla jednou z mála žen, které spolupracovaly na vývoji atomové bomby - na projektu Manhattan. Hrůza a znechucení z důsledků atomových výbuchů v Hirošimě a Nagasaki ji přivedly na druhý konec světa. Žije v Číně od r. 1946, užívá čínského jména Hán Chun a je maoistkou.
Druhá dcera Margaret, narozená v r. 1858, měla syna Geoffreye Ingrama Taylora (1886 - 1975), který byl významným fyzikem a odborníkem na fluidní dynamiku a vlnovou teorii.
Třetí dcera Alicia Boole - Stott (1860 1940) byla matematičkou, čtvrtá dcera Lucy Boole (1862 - 1905) se neprovdala, zůstala až do své smrti s maminkou a byla jednou z prvních britských farmaceutek a také první středoškolskou profesorkou chemie v Anglii.
Pátá dcera Ethel Lillian 1864 - 1960) byla hudebnicí a spisovatelkou. Napsala tragicko-romantickou povídku z období nadvlády Rakouska nad Itálií „Gadfly“ (Střeček). Čerpala se svých cest po Itálii se špionským esem Sidneym Georgem Reillym (asi 1873 - 1925), který byl vzorem pro postavu Jamese Bonda. Některé prameny tvrdí, že Ethel byla Reillyho milenkou.
Potom se provdala za muže také s velmi zajímavým osudem. Jeho jméno je spojováno se zatím nerozluštěnou záhadou. Jejím manželem byl polský revolucionář Micha³ Habdank Wojnicz (1865 - 1930), který byl ruským carským soudem odsouzen k smrti a pak mu rozsudek byl změněn na dlouholeté vyhnanství na Sibiři. Odtamtud uprchl nejdřív do Německa, potom do Anglie, kde si změnil jméno na Wilfrid Michael Voynich a kde zřejmě poznal svoji budoucí ženu. Stal se antikvářem a zřejmě se mu dařilo, protože měl pobočku i v Americe. R. 1912 získal v italském městě Frascati, nedaleko Říma, záhadný rukopis, od té doby nazývaný jako Voynichův, o němž se vedou od doby jeho nalezení velké spory. Rukopis je napsán neznámým jazykem, obsahuje vyobrazení rostlin, astrologických postavení hvězd aj. Předpokládá se, že byl původně v majetku císaře Rudolfa II. Habsburského (1552 - 1612). Ví se, že rukopis měl v rukou významný český učenec Jan Marcus Marci (1595 - 1667), lékař, fyzik a také rektor Univerzity Karlovy. Autorství spisu se přisuzuje velšskému alchymistovi, astronomovi, astrologovi a mágovi Johnu Deeovi (1572 - 1609), který pobýval u dvora císaře Rudolfa. Spis je nyní v majetku Yaleské univerzity a je výzvou pro mnohé záhadology a dešifranty, protože přes velkou snahu se text nepodařilo rozluštit ani s pomocí počítačů.
Když se začala rodina rozrůstat, odstěhovali se Booleovi do velkého domu v Ballingtemple na předměstí Corku, odkud měl Boole asi dvě míle cesty na uneiverzitu.
R. 1857 byl George Boole přijat za člena britské akademie věd - Královské společnosti.
V r. 1859 mu vyšla učebnice „Treatise on Differential Equations“ (Pojednání o diferenciálních rovnicích“ a následujícího roku „Treatise on the Calculus of Finite Differences“ (Pojednání o počtu konečných diferencí“, jako pokračování předchozích prací.
Jeho příspěvky se objevovaly i v dalších časopisech. Psal do „Transactions of the Royal Society of Edinburgh“ (Protokoly Královské společnosti v Edinburku), do „Transactions of Royal Irish Academy“ (Protokoly Královské irské akademie), do „Cambridge Mathematical Journal“ (Cabridgeský matematický časopis) a jeho předchůdce „Cambridge and Dublin Mathematical Journal“ (Cambridgeský a dublinský matematický časopis). Pod jménem G. Boldt publikoval v ruském „Bulletin de l´Académie de St-Pétersbourg“ (Buletin Akademie St.Peterburgu), psal do německého Crellova časopisu, který měl podtitul „Journal für die reine und angewandte Mathematik“ (Časopis pro čistou a užitou matematiku). August Leopold Crelle (1780 - 1855) byl významný německý matematik. Booleovy články a publikace v různých časopisech čítají kolem padesáti.
Psal také do „Philosophical Magazine“ (Filozofický magazín). Jeho záběr byl širší než jenom matematika a logika. Jeho oblibeným dílem byla Dantova (1265 - 1321) „Božská komedie“, v níž dával přednost části „Nebe“. Studoval Aristotelovu (384 př.n.l. - 322 př.n.l.) „Metafyziku“, četl spisy holandsko-židovského myslitele Barucha Spinozy (1632 - 1677), především jeho „Ethica Ordine Geometrico Demonstrata“ (Etika vyložená geometrickým způsobem). Četl filozofické spisy Ciceronovy (106 př.n.l. - 43 př.n.l.). Sám napsal několik pojednání, vydaných v různých obdobích - „The Right Use of Leisure“ (Správné využití volného času). „The Genius of Sir Isaac Newton“ (Génius Sira Isaaca Newtona), „The Claims of Science“ (Požadavky vědy) a „The Social Aspect of Intellectual Culture“ (Sociální hledisko intelektuální kultury).
Jeho osobní vlastnosti byly hluboce oceňovány všemi jeho přáteli i součaníky. Byl považován za obzvláště skromného, byl přímočarého smýšlení, které podřizoval pravdě.
Vedle zlaté medaile od Královské společnosti byl jmenován čestným doktorem práv Univerzity v Dublinu a čestným doktorem civilního práva v Oxfordu, jen proto, že pro jeho obor ještě čestný titul zaveden nebyl.
Bohužel jeho slibná kariéra se ukončila velmi rychle v jeho čtyřicátém devátém roce věku, kdy jeho nejmladší dceři bylo půl roku. Šel přednášet do koleje, cestou naskrz promokl a učil v mokrém obleku. Nachladl a vzhledem k vrozené dispozici dostal zápal plic a 8. prosince 1864 zemřel. Pochován byl na předměstí Corku na hřbitově kostela svatého Michaela. Na kostele je pamětní deska.
Po Booleově smrti pracovala Mary Boole jako knihovnice v Queen´s College, protože v té době nemohly být ještě ženy vysokoškolskými profesorkami. V knihovně radila jejím návštěvníkům s matematickými problémy a v podstatě byla jejich učitelkou. Napsala několik pojednání o psychologii výchovy i o principech, objevených jejím manželem. Jejím krédem bylo: „... pochopit, jak lidé, obzvláště děti, které se učí matematice nebo vědě, používají odpovídající části svých myslí, svých těl a svých nevědomých procesů.“
V Booleově díle pokračovali mnozí matematici už v 19. století. Byl to především jeho přítel Augustus de Morgan, dále britský logik a ekonom William Stanley Jevons (1835 - 1882), americký matematik a logik Charles Sanders Pierce, britský logik William Ernest Johnson (1858 - 1931), německý matematik a logik Ernst Schröder (1841 - 1902). francouzský logik Louis Conturat (1868 - 1914) a americký filozof Clarence Irving Lewis (1883 - 1964).
V dvacátém století použil pro skutečný reléový systém základy Booleovy logiky Američan Claude Elwood Shannon (1916 - 2001), čímž vlastně dal základ počítačovému využití booleovské algebry.
Univerzita v Corku pojmenovala na Booleovu počest „Boole Centre for Informatics“ Booleovo centrum pro informatiku. Je zde v knihovně také na jeho paměť zasazené okno.
Hned po Booleově smrti se jeho přátelé z Lincolnu rozhodli podobné okno na jeho počest vsadit také v lincolnské katedrále. Okno je v severním průčelí katedrály a je nazýváno „Teaching Window“ (Učící okno). Skládá se ze tří částí. Nejspodnější, která je zde uvedena, znázorňuje příběh ze Starého zákona, nazvaný „Povolání Samuela“, který byl jedním z Booleových oblíbených míst v Bibli (Starý zákon, 1. Samuelova, 3. kapitola), kdy Hospodin hovoří s veleknězem a soudcem Samuelem, ještě jako učněm v chrámu, o potrestání synů stávajícího kněze, kteří překračovali Boží zákon. Prostřední část okna představuje mladého Krista mezi učenci v chrámu a horní část představuje Kristův výrok: „Co je císařovo císaři, co je Božího Bohu.“
Na škole v Lincolnu je pamětní deska, kterou odhalil 7. listopadu 1964 matematikův vnuk Geoffrey Ingram Taylor (1886 - 1975).
V r. 1967 byl po Booleovi pojmenován kráter na Měsíci.
Krátký, ale nesmírně plný život tohoto anglického vědce je pozoruhodný už tím, že v jeho době se v Anglii nepředpokládalo, tak jako v Americe, že je možné se z nuzných poměrů vyzdvihnout. Tím obdivuhodnější je život Georgea Boolea, který se vlastní pílí a sebevzděláním stal vysokoškolským profesorem a mezi všemi matematiky všech dob zaujímá čtyřicáté deváté místo. Svým dílem zahájil pro nás všechny možnost užívat nyní všech výhod informatiky. 

Tento článek byl v Pozitivních novinách poprvé publikován 08. 12. 2009.

Pozitivní noviny jsou neziskové internetové médium, které v letech 2004–2012 připravovala ve svém volném čase skupina nadšenců pod vedením Pavla Loužeckého. Všichni autoři a dopisovatelé do Pozitivních novin přispívali bezplatně, ze své vlastní svobodné vůle. Ačkoli od roku 2012 nové články nevychází, Pozitivní noviny i nadále fungují jako skutečná oáza pohody a optimismu na síti pro všechny čtenáře, kteří potřebují pravidelný zdroj k čerpání životní energie, inspirace, nápadů, zábavy, moudrých myšlenek a informací všeho druhu.