Κωνσταντίνος Καραθεοδωρή - Constantin Carathéodory

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Κωνσταντίνος Καραθεοδωρή

Γέννηση 13 Σεπτεμβρίου, 1873
Βερολίνο, Γερμανία

Θάνατος 2 Φεβρουαρίου 1950 (76 ετών)
Μόναχο, Γερμανία

Εθνικότητα Ελληνική

Υπηκοότητα Γερμανική

Ιδιότητα Μαθηματικός

Ο Κωνσταντίνος Καραθεοδωρή (Βερολίνο, 13 Σεπτεμβρίου 1873 – Μόναχο, 2 Φεβρουαρίου 1950) ήταν κορυφαίος σύγχρονος Έλληνας μαθηματικός που διακρίθηκε σε παγκόσμιο επίπεδο. Ο Καραθεοδωρή ήταν γνωστός εκτός Ελλάδας ως Constantin Carathéodory και συχνά αναφέρεται (λανθασμένα) ως Καραθεοδωρής. Το επιστημονικό έργο του Κωνσταντίνου Καραθεοδωρή επεκτείνεται σε πολλούς τομείς των Μαθηματικών, της Φυσικής και της Αρχαιολογίας. Είχε σημαντικότατη συνεισφορά ιδιαίτερα στους τομέις της πραγματικής ανάλυσης, συναρτησιακής ανάλυσης και θεωρίας μέτρου και ολοκλήρωσης.

Βιογραφία
Η παιδική του ηλικία
Ο πατέρας του Καραθεοδωρή, Στέφανος Καραθεοδωρή, ήταν νομικός από την Κωνσταντινούπολη με καταγωγή από το Μποσνοχώρι ή Βύσσα (σήμερα μεταφέρθηκε στη Νέα Βύσσα του Νομού Έβρου) της Ανατολικής Θράκης. Εργάστηκε ως διπλωμάτης για την Οθωμανική Αυτοκρατορία, αρχικά ως γραμματέας και κατόπιν ως πρέσβης του Σουλτάνου στις Βρυξέλλες, την Αγία Πετρούπολη και το Βερολίνο. Η μητέρα του Καραθεοδωρή, Δέσποινα το γένος Πετροκοκκίνου, κατάγονταν από τη Χίο.
Η μητέρα του πέθανε όταν ο Κωνσταντίνος ήταν μόλις έξι ετών και ο νεαρός Καραθεοδωρή ανατράφηκε από την γιαγιά του, Ευθαλία Πετροκόκκινου. Μεγάλωσε σε ένα ευρωπαϊκό, επιστημονικό και αριστοκρατικό περιβάλλον, με ζωντανά τα στοιχεία της ελληνορθόδοξης οικογενειακής καταγωγής. Πέρασε τα παιδικά του χρόνια στις Βρυξέλλες, όπου ο πατέρας του ήταν πρέσβης της Υψηλής Πύλης από το 1875, με αποτέλεσμα να έχει ως μητρική γλώσσα τα ελληνικά και τα γαλλικά. Πριν ακόμη μπει στην εφηβεία μιλούσε τουρκικά και γερμανικά.
Από το 1883 έως το 1885 φοίτησε σε σχολεία της Ριβιέρα και του Σαν Ρέμο. Ένα χρόνο φοίτησε σε γυμνάσιο των Βρυξελλών, όπου στο μάθημα της Γεωμετρίας αισθάνθηκε την αγάπη και την κλίση που είχε για τα Μαθηματικά. Το 1886 γράφτηκε στο γυμνάσιο Ατενέ Ρουαγιάλ των Βρυξελλών, από όπου αποφοίτησε το 1891. Στο Βέλγιο τότε γινόταν διαγωνισμός μαθηματικών στον οποίο κλήθηκε η τάξη του να διαγωνιστεί για δύο χρονιές κατά σειρά και ο Καραθεοδωρή πήρε την πρώτη θέση και τις δύο χρονιές.
Τα νεανικά χρόνια
Από το 1891 έως το 1895, σπούδασε πολιτικός μηχανικός στη Στρατιωτική Σχολή του Βελγίου στις Βρυξέλλες. Με την αποφοίτησή του, το 1895, αποδέχτηκε την πρόσκληση του θείου του, Αλέξανδρου Στεφάνου Καραθεοδωρή, ο οποίος ήταν γενικός διοικητής της Κρήτης, και τον επισκέφθηκε στα Χανιά. Εκεί γνωρίστηκε με τον Ελευθέριο Βενιζέλο. Στην συνέχεια πήγε στην Λέσβο, όπου μετείχε στην κατασκευή έργων οδοποιίας, ενώ το 1898 πήγε στην Αίγυπτο, για να εργαστεί ως μηχανικός στην βρετανική εταιρεία που κατασκεύαζε το φράγμα στο Ασουάν. Στην Αίγυπτο συνέχισε να μελετά μαθηματικά συγγράμματα, ενώ έκανε και μετρήσεις στην κεντρική είσοδο της πυραμίδας του Χέοπα, τις οποίες και δημοσίευσε.
Στην Αίγυπτο, ο Καραθεοδωρή κατάλαβε πόσο μεγάλη γοητεία και επιρροή ασκούσαν επάνω του τα Μαθηματικά και συνειδητοποίησε πως η δουλειά του μηχανικού δεν ήταν εκείνη που αναζητούσε το ανήσυχο πνεύμα του. Έτσι το 1900, ο 27χρονος πια Καραθεοδωρή, προς μεγάλη έκπληξη των δικών του, αποφάσισε να εγκαταλείψει το επάγγελμα του μηχανικού και να πάει στην Γερμανία για να σπουδάσει Μαθηματικά. Για δύο χρόνια παρακολούθησε μαθήματα Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Βερολίνου.

Τα πρώτα επιστημονικά βήματα
Στο Βερολίνο ο Καραθεοδωρή είχε την τύχη να παρακολουθήσει μαθήματα από μεγάλους μαθηματικούς όπως ο Χέρμαν Σβαρτς (Herman Schwarz), ο Γκέοργκ Φρομπένιους (Georg Frobenius), ο Έρχαρντ Σμιτ (Erhard Schmidt) και ο Λάζαρος Φουξ (Lazarus Fuchs). Ο Σμιτ το φθινόπωρο του 1901 έφυγε για το πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν και παρακίνησε τον Καραθεοδωρή να αποφασίσει να εγκατασταθεί κι εκείνος εκεί. Έτσι το 1902, ο Καραθεοδωρή μεταγράφηκε στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν για να κάνει διδακτορική διατριβή υπό την επίβλεψη του Χέρμαν Μινκόβσκι (Hermann Minkowski).
Το Γκέτινγκεν εκείνη την εποχή είχε θεωρηθεί σαν το μεγαλύτερο κέντρο των Μαθηματικών και δύο διάσημοι καθηγητές, ο Νταβίντ Χίλμπερτ (David Hilbert) και ο Φέλιξ Κλάιν (Felix Klein), δίδασκαν εκεί. Αυτοί οι δύο σπουδαίοι μαθηματικοί επέδρασαν πολύ στη ζωή και στη σταδιοδρομία του ως μαθηματικού. Ο Καραθεοδωρή αναγορεύτηκε διδάκτορας στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν το 1904 και αμέσως μετά ζήτησε να εργαστεί στην Ελλάδα. Οι αρμόδιοι όμως του απάντησαν ότι είχε ελπίδες να διοριστεί μόνο σαν δάσκαλος σε σχολεία της επαρχίας. Τότε γύρισε στη Γερμανία, όπου τον επόμενο χρόνο (Μάρτιος 1905) αναγορεύτηκε υφηγητής των Μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν. Στο ίδιο πανεπιστήμιο δίδαξε μέχρι το 1908. Την ίδια χρονιά παντρεύτηκε την τότε 24χρονη Ευφροσύνη, με την οποία απέκτησε δύο παιδιά, τον Στέφανο και τη Δέσποινα.
Η επιστημονική αναγνώριση
Από το 1909 έως το 1920 δίδαξε Μαθηματικά σε διάφορα γερμανικά ακαδημαϊκά ιδρύματα: Αννόβερο, Μπρέσλαου (Βροκλάου στην σημερινή Πολωνία), Γκέτινγκεν και Βερολίνο. Η φήμη του ως μαθηματικού τον έφερε σε φιλική και επαγγελματική επαφή με άλλους μεγάλους ομολόγους της εποχής του όπως ο Μαξ Πλανκ (Max Plank), ο Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο Σβαρτς, ο Φρομπένιους, ο Σμιτ, ο Χίλμπερτ, ο Κλάιν, κ.ά.
Ιδιαίτερη ήταν η σχέση που συνέδεε τον Καραθεοδωρή με τον Αλβέρτο Αϊνστάιν. Οι δύο άνδρες γνωρίσθηκαν το 1915 διατήρησαν μια επιστημονική σχέση, στηριγμένη στην αλληλοεκτίμηση και σεβασμό. Τότε άρχισε και το ενδιαφέρον του Καραθεοδωρή για την Θεωρία της Σχετικότητας.
Το 1911, μετά από πρόσκληση του Ελευθέριου Βενιζέλου, ο Καραθεοδωρή συμμετείχε στην επιτροπή επιλογής καθηγητών για το Πανεπιστήμιο Αθηνών. Το 1913 έγινε καθηγητής της Α΄ έδρας της μαθηματικής επιστήμης του Πανεπιστημίου του Γκεντινγκεν, θέση στην οποία παρέμεινε μέχρι το 1918. Το 1920, πάλι με πρόσκληση του Βενιζέλου, ανέλαβε να οργανώσει το Ιόνιο Πανεπιστήμιο στη Σμύρνη. Η απόφαση του Καραθεοδωρή να επιστρέψει στην πατρίδα του προκειμένου να της φανεί χρήσιμος, παρόλο που μεσουρανούσε στη Γερμανία, είναι μάλλον ενδεικτική της αγάπης του για την Ελλάδα.
Στην Σμύρνη ο Καραθεοδωρή έμεινε μέχρι την κατάρρευση του μικρασιατικού μετώπου τον Αύγουστο του 1922. Όταν οι Τούρκοι εισέβαλαν στην πόλη, ο 49χρονος Καραθεοδωρή κατόρθωσε να διασώσει τη βιβλιοθήκη και πολλά από τα εργαστηριακά όργανα του Ιωνίου Πανεπιστημίου και να τα μεταφέρει στο Πανεπιστήμιο Αθηνών. Η δωρεά Καραθεοδωρή βρίσκεται μέχρι τις μέρες μας στο Μουσείο Φυσικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Αθηνών. Το 1922 διορίστηκε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και το 1923 διορίσθηκε καθηγητής στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.
Μάλλον απογοητευμένος από την μίζερη κατάσταση των ελληνικών πανεπιστημίων, εγκατέλειψε την Ελλάδα το 1924, για να αναλάβει καθηγητική θέση στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου, που εκείνο τον καιρό ήταν το δεύτερο μεγαλύτερο πανεπιστήμιο της Γερμανίας και δίδασκαν σ' αυτό κορυφαία ονόματα. Το Νοέμβριο του 1926, έγινε μέλος στη νεοϊδρυθείσα Ακαδημία Αθηνών για την τάξη των Θετικών Επιστημών. Το 1928, ανταποκρινόμενος σε πρόσκληση από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ και την Αμερικανική Μαθηματική Εταιρεία, επισκέφθηκε τις ΗΠΑ μαζί με την γυναίκα του για έναν σχεδόν χρόνο, για να δώσει διαλέξεις σε διάφορα αμερικανικά πανεπιστήμια.
Το 1930, πάλι μετά από πρόσκληση του Ελευθέριου Βενιζέλου, ανέλαβε καθήκοντα κυβερνητικού επιτρόπου στο Πανεπιστήμιο Αθηνών και το Θεσσαλονίκης για να βοηθήσει στην αναδιοργάνωση του πρώτου και στην οργάνωση του (νεοσύστατου)
Τα τελευταία χρόνια
Το 1932, επέστρεψε στην έδρα του στο Μόναχο και παρέμεινε στην πόλη αυτή, ακόμα και μέσα στα δύσκολα χρόνια του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου. Το 1945, διάφορα αμερικανικά πανεπιστήμια τον προσκάλεσαν για να εγκατασταθεί και να διδάξει στις ΗΠΑ, αλλά προτίμησε να μείνει στη Γερμανία, αφού ήταν ηλικιωμένος και είχε ήδη χάσει την σύντροφό του.
Τον Δεκέμβριο του 1949 έδωσε την τελευταία του διάλεξη στο Μόναχο. Πέθανε δύο μήνες αργότερα. Η σορός του ενταφιάστηκε στο Δασικό Νεκροταφείο του Μονάχου.
Το επιστημονικό του έργο
Ο Καραθεοδωρή άρχισε να συγγράφει επιστημονικές μελέτες ήδη από τον καιρό που εργάζονταν ως μηχανικός στην Αίγυπτο. Οι έρευνες του, τις οποίες δημοσίευσε κυρίως στα γερμανικά, συνθέτουν ένα τεράστιο και πολύπλευρο έργο, το οποίο τον κατατάσσει μεταξύ των μεγαλύτερων μαθηματικών.
Αρχικά ασχολήθηκε με τον Λογισμό των Μεταβολών και η διδακτορική διατριβή του (Γκέτινγκεν, 1904) φέρει τον τίτλο «Περί των ασυνεχών λύσεων στον Λογισμό των Μεταβολών». Στην συνέχεια, καταπιάστηκε με όλους σχεδόν του κλάδους των Μαθηματικών: θεωρία πραγματικών συναρτήσεων, θεωρία μιγαδικών συναρτήσεων, διαφορικές εξισώσεις, θεωρία συνόλων και διαφορική γεωμετρία, σύμμορφες απεικονίσεις κ.ά.
Οι μαθηματικές του αποδείξεις χαρακτηρίζονται από «κομψότητα και απλότητα», αλλά και αυστηρότητα που δίνει απόλυτη ασφάλεια στα συμπεράσματα που προκύπτουν. Με την συμβολή του στον Λογισμό των Μεταβολών βοήθησε στην ανάπτυξη της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας προκαλώντας τον θαυμασμό του ίδιου του Αϊνστάιν:
«Αν θέλετε να μπείτε στον κόπο να μου εξηγήσετε ακόμα και τους κανονικούς μετασχηματισμούς θα βρείτε έναν ευγνώμονα και ευσυνείδητο ακροατή. Αν όμως λύσετε και το πρόβλημα των κλειστών γραμμών του χρόνου, θα σταθώ μπροστά σας με σταυρωμένα χέρια. Πίσω από αυτό υπάρχει κρυμμένο κάτι που είναι αντάξιο του ιδρώτα των καλυτέρων.» — Επιστολή του Αϊνστάιν προς τον Καραθεοδωρή, 1916
Η συμβολή του στην Θεωρητική Φυσική ήταν ουσιαστική στην μαθηματική θεμελίωση τομέων της Φυσικής όπως η Θερμοδυναμική, η Γεωμετρική Οπτική, η μηχανική και η Σχετικότητα.
Το 1909 δημοσίευσε μία εργασία με τίτλο «Έρευνα επί των βάσεων της Θερμοδυναμικής» στο περιοδικό Mathematische Annalen. Η εργασία αυτή έγινε ευρέως γνωστή στους κύκλους των φυσικών μόνο το 1921 από ένα σχετικό άρθρο του Μαξ Μπορν (Max Born) στο περιοδικό Physikalische Zeitschrift. Στην εργασία του 1909 περιέχεται και η περίφημη Αρχή Καραθεοδωρή που λέει ότι
«σε κάθε κατάσταση θερμοδυναμικής ισορροπίας ενός συστήματος υπάρχουν μερικές απείρως γειτονικές καταστάσεις ισορροπίας στις οποίες δεν μπορούμε να φτάσουμε με αδιαβατικές μεταβολές».
Με απλά αξιώματα και υποθέσεις, ο Καραθεοδωρή κατόρθωσε να φτάσει στον ορισμό θεμελιωδών θερμοδυναμικών μεγεθών όπως της εντροπίας, χωρίς καμία αναφορά σε θερμοδυναμικούς κύκλους κ.λπ.
Υπήρξε μέλος των ακαδημιών Βερολίνου (1919), Γκέτινγκεν (1920), Μονάχου (1925), Κολονίας (1926, Αθηνών (1927) και Ρώμης (1929).
Παιδιά
Το μαθηματικό έργο του (βιβλία, άρθρα, κλπ.) συλλέχθηκε επιμελώς από τον γιο του, Στέφανο, και εκδόθηκε στα γερμανικά το 1957. Η κόρη του, Δέσποινα Καραθεοδωρή-Ροδοπούλου, επιμελήθηκε την πρόσφατη έκδοση της βιογραφίας του στα ελληνικά. Γεννήθηκε και μεγάλωσε στην Γερμανία το 1909. Παντρεύτηκε τον πολιτικό , πρόεδρο της βουλής και υπουργό, Κωνσταντίνο Ροδόπουλο με τον οποίο απέκτησε ένα παιδί, το Στέφανο. Το 1950 με την επιστροφή της από τη Γερμανία έζησε σε ένα κτήμα στην Παραλία Σκοτίνας στην Πιερία συγγράφοντας βιβλία με θέμα τον διάσημο πατέρα της, όπως Κωνσταντίνος Καραθεοδωρής ο σοφός Έλλην του Μονάχου (μαζί με την Δέσποινα Βλαχοστεργίου- Βασβατέκη)[1]. Πέθανε πλήρης ημερών το Νοέμβριο του 2009. Με το θάνατό της εξέλιπε και το όνομα της οικογένειας.
Συνέδρια
Το 1973, η Ελληνική Μαθηματική Εταιρία διοργάνωσε διεθνές συμπόσιο για τα 100 χρόνια από την γέννησή του Καραθεοδωρή, ενώ το 2000 το Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης διοργάνωσε παγκόσμιο συνέδριο Μαθηματικών για τα 50 χρόνια από τον θάνατο του μεγάλου επιστήμονα. Ανδριάντας του έχει στηθεί στην Κομοτηνή με πρωτοβουλία του εκεί παραρτήματος της Ελληνικής Μαθηματικής Εταιρίας.


Constantin Carathéodory
Born September 13, 1873(1873-09-13)
Berlin, Germany
Died February 2, 1950(1950-02-02) (aged 76)
Munich, Germany
Nationality Greek
Fields Mathematics
Institutions University of Munich
Alma mater University of Berlin
University of Göttingen
Doctoral advisor Hermann Minkowski
Doctoral students Paul Finsler
Hans Rademacher
Georg Aumann
Hermann Boerner
Ernst Peschl
Hans Rügemer
Wladimir Seidel
Known for Carathéodory theorems
Carathéodory conjecture

Constantin Carathéodory (or Constantine Karatheodori) (Greek: Κωνσταντίνος Καραθεοδωρή) (September 13, 1873 – February 2, 1950) was a Greek mathematician. He made significant contributions to the theory of functions of a real variable, the calculus of variations, and measure theory. His work also includes important results in conformal representations and in the theory of boundary correspondence. In 1909, Carathéodory pioneered the Axiomatic Formulation of Thermodynamics along a purely geometrical approach.
Origins
A young Constantin Caratheodory in the late 19th CenturyConstantin Carathéodory was born in Berlin to Greek parents and grew up in Brussels, where his father served as the Ottoman ambassador to Belgium. The Carathéodory family, originally from Bosnochori or Vyssa, was well-established and respected in Constantinople, and its members held many important governmental positions.

The Carathéodory family spent 1874-75 in Constantinople, where Constantin's paternal grandfather lived, while Stephanos was on leave. Then in 1875 they went to Brussels when Stephanos was appointed there as Ottoman Ambassador. In Brussels, Constantin's younger sister Julia was born. The year 1895 was a tragic one for the family since Constantin's paternal grandfather died in that year, but much more tragically, Constantin's mother Despina died of pneumonia in Cannes. Constantin's maternal grandmother took on the task of bringing up Constantin and Julia in his father's home in Belgium. They employed a German maid who taught the children to speak German. Constantin was already bilingual in French and Greek by this time.

Constantin began his formal schooling at a private school in Vanderstock in 1881. He left after two years and then spent time with his father on a visit to Berlin, and also spent the winters of 1883-84 and 1884-85 on the Italian Riviera. Back in Brussels in 1885 he attended a grammar school for a year where he first began to become interested in mathematics. In 1886 he entered the high school Athénée Royal d'Ixelles and studied there until his graduation in 1891. Twice during his time at this school Constantin won a prize as the best mathematics student in Belgium.


Constantin Caratheodory (left) pictured sitting with his parents.At this stage Carathéodory began training as a military engineer. He attended the École Militaire de Belgique from October 1891 to May 1895 and he also studied at the École d'Application from 1893 to 1896. In 1897 a war broke out between Turkey and Greece. This put Carathéodory in a difficult position since he sided with the Greeks, yet his father served the government of the Ottoman Empire. Since he was a trained engineer he was offered a job in the British colonial service. This job took him to Egypt where he worked on the construction of the Assiut dam until April 1900. During periods when construction work had to stop due to floods, he studied mathematics from some textbooks he had with him, such as Jordan's Cours d'Analyse and Salmon's text on the analytic geometry of conic sections. He also visited the Cheops pyramid and made measurements which he wrote up and published in 1901. He also published a book on Egypt in the same year which contained a wealth of information on the history and geography of the country.

[edit] Studies and University CareerCarathéodory studied engineering in Belgium at the Royal Military Academy, where he was considered a charismatic and brilliant student.

University Career:

1900 Studies at University of Berlin. 1902 Completed graduation at University of Göttingen (1904 Ph.D, 1905 Habilitation) 1908 Dozent at Bonn 1909 Ordinary Professor at Hannover Technical High School. 1910 Ordinary Professor at Breslau Technical High School. 1913 Professor following Klein at University of Göttingen. 1919 Professor at University of Berlin 1919 Elected to Prussian Academy of Science. 1920 University Dean at Ionian University in Smyrna (later,University of the Aegean). 1922 Professor at University of Athens. 1922 Professor at Athens Polytechnic. 1924 Professor following Lindeman at University of Munich. 1938 Retirement from Professorship.

Doctoral students: Carathéodory had about 20 doctoral students among these being Hans Rademacher, known for his work on analysis and number theory, and Paul Finsler known for his creation of Finsler space.

Academic contacts in Germany: Carathéodory's contacts in Germany were many and included such famous names as:Minkowski, Hilbert, Klein, Einstein, Schwarz, Fejér.

Academic contacts in Greece: While in Germany Carathéodory retained numerous links with the Greek academic world about which detailed information may be found in Georgiadou's book. He was directly involved with the reorganization of Greek universities. An especially close friend and colleague in Athens was Nicolaous Kritikos who had attended his lectures at Gottingen, later going with him to Smyrna, then becoming professor at Athens Polytechnic. With Carathéodory he helped the famous topologist Christos Papakyriakopoulos take a doctorate in topology at Athens University in 1943 under very difficult circumstances. While teaching in Athens University Carathéodory had as undergraduate student Evangelos Stamatis who subsequent achieved considerable distinction as a scholar of ancient Greek mathematical classics[1].

Works
Constantin Caratheodory (left) with Hungarian mathematician Lipót Fejér (1880-1959) (standing to the right)Calculus of Variations In his doctoral dissertation Carathéodory originated his method based on the use of the Hamilton-Jacobi equation to construct a field of extremals. The ideas are closely related to light propagation in optics. The method became known as the royal road to the calculus of variations[2]. More recently the same idea has been taken into the theory of optimal control[3]. The method can also be extended to multiple integrals.

Real Analysis: He proved an existence theorem for the solution to ordinary differential equations under mild regularity conditions.

Theory of measure: He is credited with the Carathéodory extension theorem which is fundamental to modern set theory. Later Carathéodory extended the theory from sets to Boolean algebras.

Theory of functions of a complex variable: He greatly extended the theory of conformal transformation[4] proving his theorem about the extension of conformal mapping to the boundary of Jordan domains. In studying boundary correspondence he originated the theory of prime ends.

Thermodynamics: In 1909, Carathéodory published a pioneering work "Investigations on the Foundations of Thermodynamics" [5] in which he formulated the Laws of Thermodynamics axiomatically, using only mechanical concepts and the theory of Pfaff's differential forms. This "first axiomatically rigid foundation of thermodynamics" was acclaimed by Max Planck and Max Born[6]. In his theory he simplified the basic concepts, for instance heat is not an essential concept but a derived one. He formulated the axiomatic principle of irreversibility in thermodynamics stating that inaccessibility of states is related to the existence of entropy, where temperature is the integration function. The Second Law of Thermodynamics was expressed via the following axiom: "In the neighbourhood of any initial state, there are states which cannot be approached arbitrarily close through adiabatic changes of state." In this connexion he coined the term adiabatic accessibility.[7]

Optics: Carathéodory's work in optics is closely related to his method in the calculus of variations. In 1926[8] he gave a strict and general proof, that no system of lenses and mirrors can avoid aberration, except for the trivial case of plane mirrors. In his later work he gave the theory of the Schmidt telescope.

Historical: During the Second World War Carathéodory edited two volumes of Euler's Complete Works dealing with the Calculus of Variations[9].

A conjecture: He is credited with the authorship of the Carathéodory conjecture claiming that a closed convex surface admits at least two umbilic points. As of 2007, this conjecture remained unproven despite having attracted a large amount of research.

See also

Carathéodory's theorem (disambiguation)
Borel-Carathéodory theorem
Carathéodory-Jacobi-Lie theorem
Carathéodory metric
Carnot-Carathéodory metric
Carathéodory's theorem (convex hull)
[edit] The Smyrna yearsFile:Carathéodory Cousins.JPG
Constantin Caratheodory pictured (third from the left, on the bottom row) with his Cousins.At the invitation of the Greek Prime Minister Eleftherios Venizelos he submitted a plan on 20 October 1919 for the creation of a new University at Smyrna in Asia Minor, to be named Ionian University. In 1920 Carathéodory was appointed Dean of the University and took a major part in establishing the institution, touring Europe to buy books and equipment. The university however never actually admitted students due to the War in Asia Minor which ended in the Great Fire of Smyrna. Carathéodory managed to save books from the library and was only rescued at the last moment by a journalist who took him by rowing boat to the battleship Naxos which was standing by. The present day University of the Aegean claims to be a continuation of Carathéodory's original plan.[10]

Carathéodory brought to Athens some of the university library and stayed in Athens, teaching at the university and technical school until 1924.

In 1924 Carathéodory was appointed professor of mathematics at the University of Munich, and held this position until retirement in 1938. He afterwards worked from the Bavarian Academy of Sciences until his death in 1950.

[edit] Linguistic talentCarathéodory excelled at languages, much like many members of his family did. Greek and French were his first languages, and he mastered German with such perfection, that his writings composed in the German language are stylistic masterworks. Carathéodory also spoke and wrote English, Italian, Turkish, and the ancient languages without any effort. Such an impressive linguistic arsenal enabled him to communicate and exchange ideas directly with other mathematicians during his numerous travels, and greatly extend his fields of knowledge.

Much more than that, Carathéodory was a treasured conversation partner for his fellow professors in the Munich Department of Philosophy. The well-respected, German philologist, professor of ancient languages Kurt von Fritz praised Carathéodory, saying that from him one could learn an endless amount about the old and new Greece, the old Greek language, and Hellenic mathematics. Fritz had an uncountable number of philosophical discussions with Carathéodory. Deep in his heart, Carathéodory felt himself Greek above all. The Greek language was spoken exclusively in Carathéodory's house – his son Stephanos and daughter Despina went to a German high school, but they obtained daily additional instruction in Greek language and culture from a Greek priest. At home, they were not allowed to speak any other language.

Legacy
Constantin Caratheodory at a mature age.On December 19, 2005, Israeli officials along with Israel's ambassador to Athens, Ram Aviram, presented the Greek foreign ministry with copies of 10 letters between Albert Einstein and Constantin Carathéodory [Karatheodoris] that suggest that the work of Carathéodory helped shape some of Albert Einstein's theories. The letters were part of a long correspondence which lasted from 1916 to 1930. Aviram said that according to experts at the National Archives of Israel — custodians of the original letters — the mathematical side of Einstein's physics theory was partly substantiated through the work of Carathéodory.[11]. Unfortunately verification of these claims is not possible because the content of the letters has not been made public. Known correspondence Carathéodory-Einstein can be seen as facsimile in Einstein Archives Online (11 items). Three letters concern mathematics and these are printed in vol.8 of Einstein's Collected Works (Princeton Univ. Press 1987)

The Greek authorities intended for a long time to create a museum honoring Karatheodoris in Komotini, a major town of the northeastern Greek region which is close to where his family came from. On March 21, 2009 the museum "Karatheodoris"(Καραθεοδωρής) opened its gates to the public, in Komotini.[12][13][14],


The museum of Carathéodory at Komotini.The coordinator of the Museum, Athanasios Lipordezis (Αθανάσιος Λιπορδέζης), noted that the museum gave home to original manuscripts of the mathematician of about 10,000 pages including correspondence of Carathéodory with the German mathematician Arthur Rozenthal for the algebraization of measure. Also visitors can view at the showcases the books " Gesammelte Mathematische Schriften Band 1,2,3,4 ", "Mass und Ihre Algebraiserung", " Reelle Functionen Band 1", " Zahlen/Punktionen Funktionen " and many more. Handwritten letters of C.Carathéodory to Albert Einstein, Hellmuth Kneser and photographs of the Carathéodory family are on display.

The effort to furnish the museum with more exhibits is continuous.[15][16][17]

Publications of CarathéodoryA complete list of Carathéodory's publications can be found in his Collected Works (Ges. Math. Schr.). Notable publications are:

Über die diskontinuierlichen Lösungen in der Variationsrechung. Diss. Göttingen Univ. 1904; Ges. Math. Schr. I 3-79.
Über die starken Maxima und Minima bei einfachen Integralen. Habilitationschrift Göttingen 1905; Math. Annalen 62 1906 449-503; Ges. Math. Schr. I 80-142.
Untersuchungen über die Grundlagen der Thermodynamik, Math. Ann. 67 (1909) pp. 355–386; Ges. Math. Schr. II 131-166.
Über das lineare Mass von Punktmengen - eine Verallgemeinerung des Längenbegriffs., Gött. Nachr. (1914) 404-406; Ges.Math.Schr. IV 249-275.
Elementare Beweis für den Fundamentalsatz der konformem Abbildungen. Schwarzsche Festschrift, Berlin 1914; Ges.Math.Schr.IV 249-275.
Zur Axiomatic der speziellen Relativitätstheorie. Sitzb. Preuss. Akad. Wiss. (1923) 12-27; Ges. Math. Schr. II 353-373.
Variationsrechnung in Frank P. & von Mises (eds): Die Differential= und Integralgleichungen der Mechanik und Physik, Braunschweig 1930 (Vieweg); New York 1961 (Dover) 227-279; Ges. Math. Schr. I 312-370.
Entwurf für eine Algebraisierung des Integralbegriffs, Sitzber. Bayer. Akad. Wiss. (1938) 27-69; Ges. Math. Schr. IV 302-342.
] Books by CarathéodoryVorlesungen über reelle Funktionen. (Lectures on Real Functions) Leipzig-Berlin 1918, 1927,1939 (Teubner); rpr. New York 1948; 3rd corrected ed. 1968 (Chelsea)

Conformal Representation, Cambridge 1932 (Cambridge Tracts in Mathematics and Physics)

Geometrische Optik, Berlin, 1937

Elementare Theorie des Spiegelteleskops von B. Schmidt (Elementary Theory of B. Schmidt's Reflecting Telescope), Leipzig Teubner, 1940 36 pp.; Ges. math. Schr. II 234-279

Functionentheorie I, II , Basel 1950, 1961 (Birkhäuser). English translation: Theory of Functions of a Complex Variable, 2 vols, New York, Chelsea Publishing Company, 1954

Mass und Integral und Ihre Algebraisierung, Basel 1956. English translation, Measure and Integral and their Algebraisation, New York, Chelsea Publishing Company, 1963

Variationsrechnung und partielle Differentialgleichungen erster Ordnung, Leipzig, 1935. English translation, Calculus of Variations and Partial Differential Equations of the First Order, New York, Chelsea Publishing Company, 1965.

Gesammelte Mathematische Schriften München 1954-7 (Beck) I-V.

All of Carathéodory's books are written in a beautiful and lucid style; they have been studied by generations of mathematicians, and still being studied to great benefit. Carathéodory's books are unusual in the extent to which geometry is used in the exposition.

Notes1.^ J P Christianidis & N Kastanis: In memoriam Evangelos S Stamatis (1898-1990) Historia Mathematica 19 (1992) 99-105
2.^ H. Boerner, Carathéodory und die Variationsrechnung, in A Panayotopolos (ed.), Proceedings of C. Carathéodory International Symposium, September 1973, Athens (Athens, 1974), 80-90.
3.^ Bellman for his Dynamic programming in its continuous-time form used Carathéodory's work in the form of the Hamilton-Jacobi-Bellman equation. Kalman also explicitly used Carathéodory's formulation in his initial papers on optimal control. See e.g. R. E. Kalman: Contributions to the theory of optimal control. Boletin de la Sociedad Matematica Mexicana 1960
4.^ A. Shields: Carathéodory and Conformal Mapping Math. Intelligenzer vol.10(1), 1988
5.^ Untersuchungen ueber die Grundlagen der Thermodynamik, Math. Ann., 67 (1909) p. 355-386
6.^ Max Born: The Born-Einstein Letters, MacMillan 1971
7.^ adiabatic accessibility = adiabatische Erreichbarkeit; see also Elliott H. Lieb, Jakob Yngvason: The Physics and Mathematics of the Second Law of Thermodynamics, Phys. Rep. 310, 1-96 (1999) and Elliott H. Lieb, (editors: B. Nachtergaele, J.P. Solovej, J. Yngvason): Statistical Mechanics: Selecta of Elliott H. Lieb, 2005, ISBN 978-3540222972
8.^ Über den Zusammenhang der Theorie der absoluten optischen Instrumente mit einem Satz der Variationsrechnung, Münchener Sitzb. Math. -naturw Abteilung 1926 1-18; Ges. Math. Schr. II 181-197.
9.^ Euler Opera Omnia, Series 1 (a) Methodus inveniendi lineas curvas maximi minimive gaudentes sive solutio problematis isoperimetrici latissimo sensu accepti. Lausanne & Geneva 1744 (M. Bousquet) ed. C. Carathéodory Zürich 1952 (Fuesli). (b) Commentationes analyticae ad calculum variationum pertinentes. ed C. Carathéodory Zürich 1952 (Fuesli).
10.^ "University of the Aegean". University of the Aegean. Archived from the original on 2006-10-06. http://web.archive.org/web/20061006055903/http://www.aegean.gr/aegean/en/history.htm. Retrieved 2006-10-07.
11.^ "Einstein's letters credit Greek maths expert's work". Credited to Yahoo News. http://www.mjourney.com/news/News_from_Greece/e/2108.EINSTEINS_LETTERS_CREDIT_GREEKS.html.
12.^ (Greek)"Caratheodory Museum Opening". Friends of C.Caratheodory. http://www.karatheodori.gr/index.php?op=news&lop=viewNew&nid=20.
13.^ "Caratheodory Museum Opens". Hellenic Republic Embassy at Australia, Press and Communication Office. http://www.greekembassy.org.au/media_news.php?act=detail&id=267.
14.^ "Caratheodory Museum enriched with new exhibits". Athens News Agency. http://www.hri.org/news/greek/ana/2009/09-03-20.ana.html#36.
15.^ (Greek)"The museum of C.Carathéodory at Komotini". Eleftherotipia, major Greek newspaper. http://archive.enet.gr/online/online_text/c=112,dt=23.03.2009,id=53237924.
16.^ (Greek)"Carathéodory Museum: attractor". Kathimerini, major Greek newspaper. http://portal.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_kathextra_1_02/04/2009_273714.
17.^ (Greek)"The museum of Carathéodory opened its gates to the public". Macedonia, Greek major newspaper. http://www.makthes.gr/index.php?name=News&file=article&sid=35863
References[edit] Books1.Maria Georgiadou, Constantin Carathéodory: Mathematics and Politics in Turbulent Times, Berlin-Heidelberg:Springer Verlag, 2004. ISBN 3-540-44258-8 MAA Book review
2.Themistocles M. Rassias (editor) (1991) Constantin Caratheodory: An International Tribute, Teaneck, NJ: World Scientific Publishing Co., ISBN 981-02-0544-9 (set)
3.Nicolaos K. Artemiadis; translated by Nikolaos E. Sofronidis [2000](2004), History of Mathematics: From a Mathematician's Vantage Point, Rhode Island, USA: American Mathematical Society, pp. 270–4, 281, ISBN 0-8218-3403-7
4.Constantin Carathéodory in his...origins. International Congress at Vissa-Orestiada, Greece Sept 1-4 2000. Proceedings: T Vougiouklis (ed.), Hadronic Press, Palm Harbor FL 2001.
Biographical Articles1.C. Carathéodory, Autobiographische Notizen, (In German) Wiener Akad. Wiss. 1954-57, vol.V, pp. 389–408. Reprinted in Carathéodory's Collected Writings vol.V. English translation in A. Shields, Carathéodory and conformal mapping, The Mathematical Intelligencer 10 (1) (1988), 18-22.
2.O. Perron, Obituary: Constantin Carathéodory, Jahresberichte der Deutschen Mathematiker Vereinigung 55 (1952), 39-51.
3.N. Sakellariou, Obituary: Constantin Carathéodory (Greek), Bull. Soc. Math. Grèce 26 (1952), 1-13.
4.H Tietze, Obituary: Constantin Carathéodory, Arch. Math. 2 (1950), 241-245.
5.H. Behnke, Carathéodorys Leben und Wirken, in A. Panayotopolos (ed.), Proceedings of C .Carathéodory International Symposium, September 1973, Athens (Athens, 1974), 17-33.
6.Bulirsch R., Hardt M., (2000): Constantin Carathéodory: Life and Work, International Congress: "Constantin Carathéodory", September 1–4, 2000, Vissa, Orestiada, Greece
Encyclopaedias — reference1.Chambers Biographical Dictionary (1997), Constantine Carathéodory, 6th ed., Edinburgh: Chambers Harrap Publishers Ltd, pp 270–1, ISBN 0-550-10051-2, * Also available online.
2.The New Encyclopædia Britannica (1992), Constantine Carathéodory, 15th ed., vol. 2, USA: The University of Chicago, Encyclopædia Britannica, Inc., pp 842, ISBN 0-85229-553-7 * New edition Online entry
3.H Boerner, Biography of Carathéodory in Dictionary of Scientific Biography (New York 1970-1990).
Conferences1.International Conference: C. Carathéodory Symposium, Athens, Greece September 1973. Proceedings edited by A. Panayiotopoulos (Greek Mathematical Society) 1975.
2.Conference on Advances in Convex Analysis and Global Optimization (Honoring the memory of C. Carathéodory) June 5–9, 2000, Pythagorion, Samos, Greece.
3.International Congress: Carathéodory in his ... origins, September 1–4, 2000, Vissa Orestiada, Greece. Proceedings edited by Thomas Vougiouklis (Democritus University of Thrace), Hadronic Press FL USA, 2001. ISBN 1-57485-053-9.