Karl
Theodor Wilhelm Weierstrass
Nasceu a 31 de Outubro de 1815 em Ostenfelde,
Bavária (agora Alemanha) e morreu a 19 de Fevereiro de 1897 em Berlim, Alemanha.
Wilhelm Weierstrass, o pai de Karl
Weierstrass, era secretário do Presidente da Câmara de Ostenfelde na altura do
nascimento de Karl. Era um homem bastante instruído com conhecimentos de artes e de
ciências. A mãe de Weierstrass era Theodora Vonderforst e Karl era o filho mais velho,
dos quatros filhos de Theodora e Wilhelm.
Quando Karl tinha oito anos, o seu pai tornou-se inspector
de seguros, o que o obrigou a viajar por toda a Prússia e, portanto, Karl mudava de
escola frequentemente. Em 1827, a mãe de Karl morreu e um ano depois o pai voltou a
casar. Em 1829 Wilhelm Weierstrass tornou-se assistente no escritório central de impostos
em Paderborn, onde Karl acabou por ir estudar na escola secundária Católica -
Weierstrass tinha óptimos resultados, apesar de ter um emprego em part-time como guarda
livros para ajudar as finanças da família.
Enquanto estudou naquela escola, Weierstrass
atingiu um nível de competência matemática muito além da esperada. Lia regularmente o
Jornal de Crelle e dava explicações de matemática a um dos seus irmãos. No entanto, o
desejo de seu pai era que Karl estudasse Finanças e assim, após terminar o liceu, em
1834, entrou para a Universidade de Bona, para o curso que seu pai tinha planeado para ele
e que incluía o estudo de direito, finanças e economia. Este era, sem sombra de dúvida,
o curso ideal para a carreira de administração planeada por seu pai. Apesar disso,
Weierstrass envolveu-se num conflito interno entre obedecer aos desejos de seu pai ou
estudar matemática que tanto adorava. Como resultado deste conflito, Weierstrass não
estudava nem matemática, nem o curso para ele planeado. Reagiu ao conflito, fazendo de
conta que não queria saber de estudos e passou quatro anos de intensiva folia e
bebedeiras.
Apesar disto, não deixou de estudar matemática por
si próprio, lendo "Méchanique céleste" de Laplace e depois o trabalho de Jacobi sobre funções elípticas. No
seu sétimo semestre, Weierstrass decidiu tornar-se matemático, no entanto, o seu curso
era de finanças públicas e adimnistração. Após a sua decisão, passou mais um
semestre na Universidade de Bona, o seu oitavo semestre acabou em 1838, e como não
conseguia estudar as disciplinas que lhe eram destinadas, simplesmente deixou a faculdade
sem fazer os exames de avaliação, o que deixou seu pai completamente destroçado. O pai
de Weierstrass foi persuadido por um amigo da família a deixar o seu filho ir estudar
para a Academia Teleológica e Filosófica de Münster, de modo a tornar-se professor do
ensino secundário.
Em 22 de Maio de 1839, Weierstrass iniciou o seu
estudo na Academia de Münster. A razão da sua aplicação ao estudo foi o facto de
Gudermann lá dar aulas. Weierstrass assistiu às aulas de Gudermann sobre funções
elípticas, e este encorajou fortemente Weierstrass no seu estudo matemático. No Outono
de 1839 deixou Münster e estudou para o exame de professor, para o qual se registou em
Março de 1840. A pedido de Weierstrass foi-lhe dada uma questão sobre um trabalho que
tinha recebido em Maio de 1840 sobre representação de funções elípticas, e como
resposta, Weierstrass apresentou uma importante pesquisa da sua autoria.
Por volta de Abril de 1841, Weierstrass já tinha feito
as necessárias provas orais e tinha iniciado o estágio de um ano como professor no Liceu
de Münster.
Apesar de não ter publicado nada sobre matemática até então, ele
escreveu três curtos artigos em 1841 e 1842.
Em 1842, Weierstrass iniciou a sua carreira como professor qualificado
e em 1848, transferiu-se para o Colégio de Hoseanum em Braunsberg. Como professor de
matemática, foi-lhe pedido que ensinasse outros tópicos também, e Weierstrass ensinou
física, botânica, geografia, história, alemão, caligrafia e até ginástica. Durante
todo este tempo, lamentava o facto de não ter um colega com quem pudesse discutir
matemática, nem o acesso a uma biblioteca de matemática, e a simples troca de cartas
científicas era um luxo ao qual não poderia ceder.
Por volta de 1850, Weierstrass começou a sofrer de ataques de tonturas
que terminavam após uma hora de violenta doença. Frequentes ataques, por um período de
tempo superior a 12 anos, tornaram muito difícil o seu trabalho - supõe-se que estes
ataques teriam sido causados pelos conflitos mentais que sofreu enquanto estudante,
juntamente com o stress de estudar matemática em todos os seus tempos livres, não
desleixando a exigente profissão de professor.
Não é surpreendente que quando Weierstrass publicou um artigo sobre
funções abelianas num prospecto da escola de Braunsberg este tenha passado despercebido
pela comunidade de matemáticos. No entanto, em 1854, ele publicou "Zur Theorie der
Abelschen Functionen" no Jornal de Crelle, o que foi, certamente, noticiado,
impulsionando Weierstrass da obscuridão para a claridade.
Em 31 de Março de 1854, a Universidade de Königsberg conferiu-lhe o
grau de doutor. Em 1855 Weierstrass concorreu para um lugar na Universidade de Breslau mas
não conseguiu a nomeação. Dirichlet escreveu uma carta para o Ministro da Cultura
Prussiano, em 1855, apoiando fortemente a nomeação de Weierstrass para um cargo
universitário.
Após a nomeação para professor senior em Braunsberg, foi concedida,
a Weierstrass, uma licença de um ano para se dedicar ao estudo de matemática avançada
(no entanto, ele já tinha decidido nunca mais voltar ao ensino na escola).
Em 1856, Weierstrass publicou uma versão completa de sua teoria de
inversão de integrais hiperelípticos, no seu seguinte artigo "Theorie der Anelschen
Functionen", no Jornal de Crelle. Agora houve uma movimentação geral por parte de
algumas universidades para lhe oferecerem lugares. Em 14 de Junho de 1856, por não querer
voltar a dar aulas no Colégio de Hoseanum, e na falta de uma proposta da Universidade de
Berlim, Weierstrass aceitou o convite do Instituto Industrial de Berlim.
As propostas sucederam-se e, aquando de uma conferência em Viena, em
Setembro de 1856, foi-lhe oferecida uma cadeira em qualquer universidade da Áustria à
sua escolha. Antes de tomar uma decisão, a Universidade de Berlim ofereceu-lhe um lugar
em Outubro - sendo esta a profissão à tanto desejada por Weierstrass, este aceitou
prontamente, mas como já se tinha compremetido, anteriormente, com o Instituto, só pôde
ocupar o lugar alguns anos depois.
As bem sucedidas aulas de matemática de Weierstrass atraíram alunos
de todo o mundo. Os tópicos das suas aulas incluíam: a aplicação de séries de Fourier
e integrais à física matemática (1856/57), uma introdução à teoria de funções
analíticas (onde falava de resultados, obtidos por si em 1841, mas nunca publicados), a
teoria de funções elípticas (o seu principal tópico de pesquisa) e aplicações a
problemas de geometria e de mecânica.
Nas suas aulas em 1859/60, Weierstrass deu "Introdução à
análise" e, em 1860/61, deu "Cálculo Integral". Em 1861, o seu ênfase
pelo rigor levou-o a descobrir uma função, que apesar de contínua em todos os pontos do
seu domínio, não tinha derivada em nenhum ponto.
Apesar de ter alcançado as posições com as quais tinha sonhado, a
sua saúde fragilizou-se e, em Dezembro de 1861, deteriorou-se completamente. Weierstrass
levou cerca de um ano para recuperar, o suficiente, para voltar a leccionar e nunca mais
recuperou completamente. A partir desta altura, passou a dar aulas sentado com um seu
aluno a escrever no quadro por ele. Os ataques que sofria desde 1850 cessaram e foram
substituídos por problemas de coração.
Em 1863/64, na sua cadeira de "A teoria geral de funções
analíticas", Weierstrass iniciou a sua teoria de
números reais. Nas suas aulas, em 1863, ele provou que
os números complexos são a única extensão algébrica comutativa dos números reais (em
1831, Gauss tentou
provar mas não conseguiu).
As aulas de Weierstrass desenvolveram-se no sentido de um curso
de quatro semestres, que ele continuou a leccionar até 1890 - estes cursos eram:
Introdução à teoria de funções analíticas, Funções elípticas, Funções abelianas
e Cálculo de variedades ou aplicações de funções elípticas. O modo como Weierstrass
ensinava análise é, hoje em dia, ainda muito utilizado, particularmente a disciplina de
Introdução que continha: números, o conceito de função, continuidade e diferenciabilidade, continuidade analítica, pontos de singularidades, funções analíticas
de várias variáveis, em particular o "teorema de preparação" de Weierstrass.
Em Berlim, Weierstrass tinha dois colegas, Kummer e Kronecker,
juntamente com os quais dava a Berlim a fama de universidade líder no estudo da
matemática. Em 1885, Weierstrass decidiu deixar Berlim e voltar para a Suíça, por
motivo de discórdia com Kronecker a respeito do trabalho de Cantor; no entanto, mudou de
ideias e manteve-se em Berlim.
De entre muitos alunos de Weierstrass, existia um que merece atenção
especial, Sofia Kovalevskaya. Em 1870, Sofia foi para Berlim, e como não lhe era
permitida a admissão na universidade, Weierstrass deu-lhe aulas privadas, e foi através
dos esforços deste que Kovalevskaya recebeu um doutoramento honorário de Göttingen.
Foi, também, devido à sua influência que Kovalevskaya conseguiu o seu posto em
Estocolmo em 1883. Wierstrass e Kovalevskaya corresponderam-se durante 20 anos (entre 1871
e 1890), tendo trocado mais de 160 cartas. Após a morte de Kovalevskaya, Weierstrass
queimou todas as cartas desta.
Os níveis de rigor que Weierstrass impôs, definindo, por
exemplo, números irracionais como limites de séries convergentes, afectaram, fortemente,
o futuro da matemática. Ele também estudou funções
inteiras, a noção de convergência uniforme e
funções definidas por produtos infinitos. Weierstrass ficou conhecido como o pai da
análise moderna - devemos a Weierstrass alguns testes para a convergência de séries e
contribuiu para a teoria de funções periódicas, funções de variáveis reais,
funções elípticas, funções abelianas, produtos infinitos convergentes e o cálculo de
variedades.
Weierstrass resolveu ajudar e supervisionar a publicação dos seus
trabalhos completos, pois isto envolvia uma série de material das suas aulas, e sem a sua
ajuda esta seria uma tarefa bastante difícil. Os primeiros dois volumes apareceram em
1894 e 1895, sendo os únicos a serem publicados antes da sua morte em 1897 (os seus
últimos anos foram muito difíceis, pois passou os últimos três anos numa cadeira de
rodas imóvel e dependente - morreu de pneumonia).
Os restantes volumes da sua "Obra Completa" foram sendo
publicados lentamente. Volume 3 em 1903, volume 4 em 1904, volumes 5 e 6 em 1915 e volume
7 em 1927. Estes sete volumes foram reimprimidos em 1967. Muito do trabalho de Weierstrass
continua a ser publicad