Srinivasa Ramanujan, autodidacte et génie des mathématiques


Mes chers amis, dans ce nouveau thème et le premier consacré aux mathématiques, je vais revenir sur l'incroyable histoire du mathématicien indien Srinivasa Ramanujan (1887-1920) un des plus grands génies du XXe siècle.  Ses travaux dans le domaine des mathématiques  ont apporté énormément tant dans le développement de formules que dans la démonstration analytique . Le mathématicien qui grace à une capacité extraordinaire, liée à la virtuosité grandiose a permis de développer de nombreuses formules indispensables quand à la compréhension de nombreux phénomènes. Il est d'ailleurs le créateur de plusieurs milliers de formules et théorèmes. Génie au talent exceptionnel il est totalement autodidacte, et pour cause il apprend seul les mathématiques grace à seulement deux ouvrages !  Avant l'age de 16 ans la lecture seule de ces ouvrages dont A Synopsis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics de George S Carr. va lui permettre d'acquérir une conscience mathématique, cela combiné à un potentiel prodigieux lui donnent la possibilité quelques années plus tard de réflechir sur de nombreux domaines des mathématiques comme notamment sur la théorie des nombres,  ou sur les séries divergentes, sans oublier son raisonnement autour du nombre Pi et de ses décimales pour laquel il est assez célèbre. De formation indépendante, Il est l'auteur de plusieurs articles dans des journaux indiens , mais espère de pouvoir intéresser l'europe et ses mathématiciens reconnus autour des ces découvertes inédites, ce qui lui donnera cette reconnaissance tant attendue... Pour ce faire il tente de faire connaitre ses travaux, en envoyant des lettres à des sommités des mathématiques, mais c'est ses echanges épistolaires a partir de l'année 1913 avec le grand mathématicien britannique Godfrey Harold Hardy ( 1877-1947) qui lui donnent l'opportunité historique de faire connaitre son travail remarquable et sa poèsie des nombres.

La fabuleuse révélation du mathématicien indien

Srinivasa Ramanujan voit le jour le 22 décembre 1887 à Erode dans l'etat du Tamil Nadu, localisé dans la partie sud de l'inde près de la ville de Madras ou Chennai, il est issu de la caste importante des Brahmane mais provenant d'une famille pauvre. Conséquence d'une vie familiale complexe avec beaucoup de difficultés. Il faut savoir que la société indienne se divise en plusieurs castes avec des fonctions propres à chaque groupe, définies par L'hindouisme. Des l'enfance Srinivasa Ramanujan est repéré comme ayant un grand potentiel pour les mathématiques et une grande précocité, mais il connait par moment une scolarité difficile, notamment à son entrée à l'école elementaire en 1892, mais il va connaitre une très grande progression scolaire à partir de l'année 1897 durant le cycle de l'école primaire ou il va découvrir avec enchantement les mathématiques pour la première fois. Agé de 13 ans il commence à parcourir tout ce domaine de competences suite à la lecture de l'ouvrage intitulé Plane trigonometry du mathématicien Sidney Luxton Loney (1860-1939) contenant connaissances et théorèmes... Ouvrage qu'il a pu se procurer suite à ces conversations avec des étudiants hebergés un temps chez ses parents. Cette rencontre sera determinante quand à la suite de son parcours d'initiation. Quelques mois plus tard il obtient l'équivalent du Baccalauréat. En 1903 il obtient auprès de la bibliothèque du government college de Kumbakonam l'ouvrage A Synopsis of Elementary Results in Pure and Applied Mathematics du mathématicien britannique George Shoobridge Carr (1837-1914) c'est cet ouvrage qui lui permettera d'avoir sa révélation concernant le génie mathématique et de pouvoir s'imposer comme un mathématicien légendaire et autodidacte génial. Ce livre est basé sur un très grand nombre de formules et de résultats, mais sans grand détail concernant le développment, cette présentation sous forme elliptique sera une des caracteristiques du style virtuose du mathématicien indien. 

Srinivasa Ramanujan (1887-1920)

Srinivasa Ramajuan se familiarise également à l'age de 17 ans aux nombres du mathématicien Jacques Bernoulli (1654-1705). Le génie indien va s'interesser de près à cette suite de nombre rationnels. Mes chers amis je vous rappelle qu'un nombre rationnel en mathématiques est un nombre qui peut s'exprimer comme le quotient de deux entiers relatifs ou plus simplement de deux nombres entiers. L'obsession du génie autodidacte pour les mathématiques le fait paraitre comme un elève médiocre dans dans d'autres domaines comme la biologie et de ce fait il perd sa bourse . En 1906 et 1907 il échoue à un examen qui aurait pu lui apporter une autre vision à cette époque, ce qui le contraint à renoncer à un cursus classique , néanmois il continue ses travaux sur les nombres. Durant cette période compliquée pour lui il doit affrontrer deux ecceuils importants : une grande pauvreté  et un isolement social.Conséquence directe de cette situation la naissance de son propre système de notation, la rédaction de ces fameux cahiers et surement de sa capacité extraordinaire en mathématiques.

Premières contributions mathématiques et correspondance avec des mathématiciens de l'université de Cambridge

 Après son mariage célebré le 14 juillet 1909,  il se voit contraint de donner des cours à des étudiants pour pouvoir assurer sa subsistance, les temps sont durs et c'est un moyen de pouvoir gagner sa vie...  Durant le meme temps le mathématicien indien voit son état général affécté par des problèmes de santé qui seront récurrents toute sa vie. Malgré ces difficultés , une chose resiste : la volonté de pouvoir présenter ses travaux dans le domaine des mathématiques et pour ce faire il rencontre à Viluppuram le fondateur de la société mathématique indienne V. Ramaswamy Aiyer ( 1871-1936) et il lui présente ses cahiers de mathématiques. Le Fonctionnaire Ramaswamy est abassourdi par les résultats extraordinaires figurant dans les cahiers. Cette rencontre permet au mathématicien indien d'obtenir des précieuses lettres de recommendations et du soutien , notamment de la part d'autres mathématiciens indiens ou provenant de R Ramachandra Rao (1871-1936) secrétaire de la société mathématique indienne. Cette solidarité lui permet notamment de faire publier ses résultats dans le journal indian of mathematical society. Ce sera l'opportunité pour lui de faire connaitre d'avantage son travail, tout en proposant des contributions ou des problèmes mathématiques à résoudre. Il propose d'ailleurs au sein d'un article de ce journal de determiner et donc de trouver la valeur d'un radical imbriqué infini ( des expressions en algèbre contenant des racines qui contiennent d'autres racines enboitées). En 1911 il développe pour le journal son premier article long et détaille, en effet il énonce sur plus de dix-sept pages , théorèmes et conjectures mathématiques au sujet des nombres de Bernoulli. Mes chers amis j'aimerai vous donner une petite precision : les nombres de Bernoulli provenant des travaux du mathématicien Jacques Bernoulli ont été publiés à titre posthume dans son oeuvre Ars Conjectandi en 1713

En 1912 aidé par le mathématicien britannique Edgar William Middlemast ( 1864 - 1915) Srinivasa Ramajuan commence sa correspondance et tente de prendre contact avec des mathématiciens britanniques d'abord de l'université de Londres comme  Micaiah John Muller Hill ( 1856-1929) sans grand succès en cause certaines lacunes et un manque de clarté. L'ironie du sort est que justement  les travaux du professeur Hill sont davantage connus grace à la célèbrité du mathématicien indien. N'obtenant pas le succès escompté , il va essayer de convaincre les mathématiciens les plus prestigieux de l'université de Cambridge, il se lance donc dans l'ecriture de lettres. Une date fatidique dans la vie du génie indien : le 16 janvier 1913 il envoie une lettre de plus de neuf pages au mathématicien britannique Godfrey Harold Hardy. Suite à la reception de cette lettre, le professeur Hardy se montre très impressionné par les capacités extraordinaires du mathématicien indien, d'ailleurs certaines formules lui semble  assez surréalistes, tellement rares et uniques qu'il pense au début à un canular. Mais le pragmatisme retrouvé, il demande au mathématicien John Edensor Littlewood (1885-1977) de lire la lettre contenant les fameuses formules, ce dernier se montre stupéfait quand à l'analyse de ces ecritures mathématiques, il va jusqu'a qualifier Srivinasa Ramanujan "d'homme de génie".



Le 8 fevrier 1913, le mathématicien indien recoit une réponse positive, ou Hardy reconnait la qualité de son travail et en son for intérieur il souhaite que Ramanujan vienne à Cambridge expliquer ses travaux et pouvoir collaborer avec d'autres mathématiciens qui pourront peut etre lui apporter l'esthétique liée à la presentation de ses formules et calculs qui a pu lui faire défaut. Godfrey Harold Hardy cherchant à organiser le sejour du génie autodidacte an Angleterre prend contact avec le bureau de l'inde, cette instance officielle en lien avec l'exécutif britannique tente de convaincre Ramanujan mais rencontre un premier refus et pour cause il s'oppose à ce départ en europe pour respecter ses croyances brahmanes et également de respecter la tradition familiale indienne. Mais tout change quand il recoit la bénédiction de sa mère qui aurait apercu la déése indienne Namagiri Thayar dans son rève lui ordonnant de laisser son fils vivre sa vie.

Voyage en Angleterre, reconnaissance posthume et apports théoriques dans le domaine des mathématiques 


Après un périple de plus de 30 jours sur un bateau, le génie indien arrive dans la capitale anglaise Londres le 14 avril 1914, venu présenter notamment ses cahiers contenant plusieurs milliers de formules et théorèmes. Effectivement depuis 1908 il a pris l'habitude de noter certains résultats définitifs sur du papier, et non les développements ou explications, car étant trop pauvre pour pouvoir acheter du papier. Il mémorise et effectue ses raisonnements mathématiques de tete ou se sert d'une ardoise ! Le génie indien reste unique dans sa capacité phénoménale d'apprentissage ou dans son style virtuose. A son arrivée au Trinity college qui se dinstingue par son excellence académique, il est acceuilli par le mathématicien Hardy et malgré leur approche et leur éducation différente cette collabaration sera très fructueuse et ouvre la voie à un nouveau paradigme qui doit couvrir l'étendue des champs algébriques. En fait nous pouvons interpreter les compéténces de Srinivasa Ramanujan comme résultant d'un instinct ou/ et d'une vision mystique alors que celles de son ami le mathématicien Godfrey Hardy resulte plus d'un grand parcours universitaire. 

Srinivasa Ramanujan au centre de la photo

Cette opposition profonde sera à l'origine d'une toute nouvelle interprétation des mathématiques en occident et dans le monde. L'intuition prodigieuse et liée à la fulgurance tandis que Hardy est d'avantage dans une méthodologie analytique, alliée à une approche classique et détaillée. Néanmois la capacité extraodinaire du prodige indien continue d'impressionner le professeur britannique, par son coté prolifique et par la grande cohérence et maitrise déployée pour parvenir aux résultats. Srinivasa Ramanujan passera plus de 5 ans a Cambridge en Angleterre à presenter tout son talent et ses formules mathématiques...  Le 6 décembre 1917 il recoit son admission à la London mathématical sociéty, et l'année suivante il est élu Fellow of the Royal Sociéty, cette société savant prestigieuse qui a compté dans ses rangs le philosophe Robert Boyle ( 1627-1691) ou encore le mathématicien légendaire Isaac Newton ( 1642-1727).



Mais le prodige indien va malheureusement souffir de problèmes de santé durant toute son éxistence, de plus la première guerre mondiale de par ses restrictions n'arrange rien à l'affaire, et la santé de Ramanujan se dégrade assez rapidement en partie du à a son régime végetarien...  Dépité et ne voyant pas de solutions, Il tente de se suicider en 1918. La fin de la première guerre mondiale lui permet de repartir dans son pays natal, et en mars 1919 il retourne dans la province de Madras, mais malheuresement son rétablissement est juste temporaire, et son état de santé s'empire dangereusement, tres fatigué et a bout de souffle, il décède le 26 avril 1919, agé de 32 ans.

Cahiers de Ramanujan,  Le Nombre Pi, formules et théorèmes


Les cahiers de Srinivasa Ramanujan, des manuscrits très importants contenant des milliers de formules mathématiques  il en existe trois à l'origine et un quatrième qui a été retrouvé en 1976. Ces receuils de calculs avec le légendaire style elliptique du prodige indien sont toujours à l'étude... Ils contiennent encore de très nombreux mystères. La qualité de ces travaux est incroyable, avec une très grande partie de résultats exacts. Le mathématicien indien est également connu pour ses découvertes majeures au sujet du Nombre Pi (3,141592), en effet l'etude de ce nombre le passionne et en 1910 il découvre un ensemble de formules dont la principale n'a été démontréé qu'en 1985 ! Le mathématicien indien symbolise une exception au sens historique du terme avec des intuitions fulgurantes et mystèrieuses.

Formule de Srinivasa Ramanujan datant de 1910 et permettant de calculer le nombre Pi avec 17 millions de décimales