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때문에 가우스는 측지학의 문제에 빠져들었다. 1821년에 하노버 정부와 네덜란드 정부의 측지사업의 학술고문으로 위촉받으면서 곡면론과 관련된 곡률 문제, 등각 사상 이론, 곡면의 전개가능성 등을 연구하였다. 그리고 야외에서 측량을 수행하고 감독했으며 회광기와 각을 재는 가우스의 방법을 이용함으로써 관측은 이전에 비해 더 정확성을 갖게 되었다. 또한 기하학적인 관점에서 지표면이란 단지 모든 점에서 중력의 방향이 직각으로 교차하는 고면이라는 준위곡면을 정의하였고 이는 오늘날 퍼텐셜 이론으로 불리는 문제와 관련되어 있으며, 그의 이론적 연구들은 현대 측지학의 기초가 되었다.
- 비유클리드 기하학
그리스의 기하학자인 유클리드의 기하학원본에 있는 기하학적 공리에 따르면, ‘임의의 직선 이에 없는 한 점을 지나 그 직선과 평행한 직선은 오직 하나만 그을 수 있다’고 여겨졌다. 하지만 가우스는 이러한 평행선을 몇 개나 그을 수 있다는 공리에서 출발하여도, 모순이 없는 비유클리드 기하학(2차원의 기하학)이 만들어진다는 것을 보였다. 하지만 이 비유클리드 기하학 연구는 발표되지 않았고 후에 가우스의 친구 볼프강 볼리아이의 아들인 야노스에 의해서 연구되어 먼저 발표되었다.
- 비유클리드 기하학
그리스의 기하학자인 유클리드의 기하학원본에 있는 기하학적 공리에 따르면, ‘임의의 직선 이에 없는 한 점을 지나 그 직선과 평행한 직선은 오직 하나만 그을 수 있다’고 여겨졌다. 하지만 가우스는 이러한 평행선을 몇 개나 그을 수 있다는 공리에서 출발하여도, 모순이 없는 비유클리드 기하학(2차원의 기하학)이 만들어진다는 것을 보였다. 하지만 이 비유클리드 기하학 연구는 발표되지 않았고 후에 가우스의 친구 볼프강 볼리아이의 아들인 야노스에 의해서 연구되어 먼저 발표되었다.
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