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Srivanasa Ramanujan
Le génie indien des mathématiques
Srivanasa Ramanujan est le mathématicien
indien le plus célèbre. Etoile filante dans le monde des mathématiques,
et dans le monde tout court, il a pourtant produit un grand nombre de contributions
concernant la théorie des nombres, les fonctions elliptiques, les
fractions continues et les séries infinies.
Né en 1887 à Erode, un petit village situé 400 km
au sud de Madras, dans une famille pauvre de la caste des Brahmanes, rien
ne semblait le prédestiner à devenir un grand mathématicien.
Il passe son enfance dans la ville de Kumbakonam, où son père
exerce le métier de comptable chez un drapier. A partir de l'âge
de cinq ans, il fréquente différentes écoles primaires
avant de pouvoir intégrer la " Town High School "
de Kumbakonam en janvier 1898. C'est un bon élève dans toutes
les matières, mais son don pour les mathématiques se révèle
très tôt et lui permet d'obtenir une bourse de son école.
A l'âge où les enfants commencent à peine à
savoir lire, il connaissait déjà par coeur un grand nombre
de décimales de .
En 1900, il commence de développer ses " propres mathématiques
" en se basant sur son premier livre de mathématiques, "
La Trigonométrie plane " de S. Looney, qui se consacre
entre autres aux sommes et produits de séries. Ces notions auront
par la suite une place importante dans son travail. Il définit
une méthode pour résoudre les équations du 3ème
degré, puis du 4ème, puis il tente aussi de résoudre
celles du 5ème degré, ignorant qu'elles ne peuvent être
résolues par les radicaux. On est alors en 1902 et c'est à
cette époque que Ramanujan se procure le second (et dernier !)
livre dans lequel il puisera ses connaissances mathématiques de
bases, " Synopsis of elementary results in pure mathematics
", compilation d'environ 6000 théorèmes et autres formules
par G.S. Carr. Ce livre étant essentiellement un livre de résultats,
la plupart sans démonstrations, influencera le style futur de Ramanujan,
qui n'a laissé que très peu de preuves de ses propres résultats.
A 17 ans, sa démarche est déjà celle d'un chercheur
en mathématiques, puisqu'il développe des thèmes
comme l'étude de la série de terme général
1/n ou des nombres de Bernoulli. Comme ses résultats scolaires
sont bons, il reçoit une bourse lui permettant d'entrer au "
Government College " de Kumbakonam en 1904. Cependant, il
consacre trop de temps à ses recherches en mathématiques
et néglige les autres matières, ce qui lui vaut la suppression
de cette bourse l'année suivante. Sans argent, il part, à
l'insu de ses parents, pour la ville de Vizagapatnam où il poursuit
ses travaux sur les séries hypergéométriques et les
relations entre intégrales et séries. Plus tard, il apprendra
qu'il étudiait à cette période les fonctions elliptiques.
En 1906, il retourne à nouveau au lycée, à Madras
cette fois-ci, avec l'idée de passer un examen lui permettant d'entrer
à l'université. Il assiste quelques mois aux cours puis
tombe malade. Au cours de l'examen, il réussit seulement en maths
et échoue partout ailleurs, ce qui lui interdit l'entrée
à l'université de Madras.
Dans les années qui suivent, il continue alors de développer
seul ses idées, sans aucune aide extérieure et sans connaissance
des thèmes de recherche possibles, en dehors de ceux découlant
des notions abordées dans le livre de Carr. Ramanujan étudie
ainsi les fractions continues et les séries divergentes en 1908.
Il tombe alors de nouveau très malade et doit subir, en Avril 1909,
une opération dont il aura du mal à se remettre. Il se marie
le 14 Juillet 1909 avec une " fillette " de 9 ans, avec laquelle
il ne s'installera en ménage que trois ans plus tard. Il commence
alors de poser et de résoudre des problèmes mathématiques
dans le journal de la Société Indienne de Mathématiques
(SIM). En 1910, il développe des relations sur les équations
modulaires elliptiques. Un an plus tard, la publication d'un article brillant
sur les nombres de Bernoulli dans ce même journal lui vaut la reconnaissance
de son travail par ses pairs. Malgré qu'il ne possède aucun
diplôme universitaire, il acquiert la réputation de génie
des mathématiques dans la région de Madras. La même
année, il rencontre le fondateur de la SIM, qui lui permet d'obtenir
un emploi temporaire chez un comptable de Madras et lui conseille de contacter
Ramachandra Rao, un mécène membre de la SIM. Ce dernier
écrit [1]:
" Une silhouette grossière, corpulente, le visage mal
rasé, pas très propre, avec un regard brillant très
frappant, s'avança avec un cahier usé jusqu'à la
corne sous le bras. Il était extrêmement pauvre
Il ouvrit
son cahier et commença d'expliquer quelques unes de ses découvertes.
Je vis presque immédiatement qu'il y avait quelque chose d'extraordinaire
mais mes connaissances ne me permirent pas de juger s'il avait raison
ou pas
Je lui demandai ce qu'il désirait. Il dit qu'il voulait
un petit revenu pour vivre afin de pouvoir poursuivre ses recherches.
"
Rao lui dit de retourner à Madras et essaie, sans succès,
de lui obtenir une bourse d'études. En 1912, Ramanujan postule
pour un emploi aux comptes du port de Madras. Comme il est bien connu
du milieu des mathématiciens de Madras, il inclut à sa demande
une lettre de recommandation de E.W. Middlewast, un professeur de mathématiques
du " Presidency College " de Madras, diplômé
de Cambridge. Celui-ci écrit [2]:
" Je recommande fortement le candidat. C'est un jeune homme qui
a des capacités tout à fait exceptionnelles en mathématiques
et plus spécialement dans le domaine des nombres. Il a une aptitude
naturelle au calcul pour lequel il est très rapide. "
Grâce à cette lettre, Ramanujan obtient le poste et commence
son travail le 1 Mars 1912. Il a alors la chance d'être entouré
de personnes ayant une formation en mathématiques et qui s'intéressent
à son travail. Le chef comptable du port de Madras est un mathématicien
qui publie un article sur le travail de Ramanujan en 1913, " On
the distribution of primes ". D'autre part, un professeur du
" Madras Engineering College ", C.L.T. Griffith, est
intéressé par les capacités de Ramanujan. Ayant lui-même
fait ses études à Londres, il écrit à M.J.M.
Hill, un de ses professeurs de mathématiques, à qui il envoie
une copie de l'article sur les nombres de Bernoulli, ainsi que quelques
résultats de Ramanujan.
Hill répond alors de façon assez encourageante mais montre
qu'il n'a pas tout compris aux résultats sur les séries
divergentes. De plus, il lui donne un conseil, celui de lire " Theory
of infinite series " de Bromwich. Ceci déplaît à
Ramanujan, qui s'adresse alors à Hobson et Baker, deux autres mathématiciens
anglais. Ils ne prennent même pas la peine de lui répondre.
En Janvier 1913, Ramanujan écrit à Hardy, car il a pu voir
une copie de son livre " Orders of infinity ". Dans sa
lettre, il se présente de cette façon [3] :
" Je n'ai pas de formation universitaire mais j'ai eu une scolarité
normale. Après avoir quitté l'école, j'ai employé
mon temps libre à faire des mathématiques. Je n'ai pas suivi
le parcours usuel que l'on peut suivre à l'université mais
je m'invente une nouvelle voie. J'ai fait des recherches spécifiques
sur les séries divergentes en général et les résultats
que j'ai obtenus sont qualifiés par les mathématiciens locaux
de " surprenants " ."
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