Jakąż on ma piękną głowę

Tylko przypadek sprawił, że wybitny matematyk angielski Arthur Cayley nie urodził się w Petersburgu. Jego ojciec Henry mieszkał w tym mieście na stałe z rodziną i prowadził interesy handlowe. Jego małżonka Maria Antonia miała po swej matce rosyjską krew. Podczas krótkich letnich odwiedzin Anglii, 16 sierpnia 1821 roku, w Richmond-on-Thames urodził się Arthur.

Cayleyowie zaraz wrócili do Petersburga i tam wychowywał się przyszły matematyk. Gdy miał osiem lat, ojciec wycofał się z biznesu i osiadł z rodziną w Blackheath niedaleko Greenwich.

Arthur miał najpierw nauczycieli prywatnych, a jako 14-latek rozpoczął naukę w King’s College w Londynie. Ojciec miał nadzieję, że syn pójdzie w jego ślady i będzie prowadził interesy handlowe z Rosją. Arthur jednak nie przejawiał najmniejszego zainteresowania taką karierą, wykazywał natomiast wybitne zdolności do przedmiotów ścisłych. W końcu Henry zaakceptował ten fakt i w 1838 roku Arthur Cayley został studentem Trinity College w Cambridge, gdzie szybko wyróżnił się tak, że zdobył specjalne stypendium dla szczególnie uzdolnionych. W 1842 roku zajął pierwsze miejsce w prestiżowych egzaminach matematycznych, tak zwanych Tripos. W tymże roku zdobył też prestiżową Nagrodę Smitha.

Nie mógł jednak długo rozwijać tak świetnie zapowiadającej się kariery. Stypendium otrzymywało się najwyżej na siedem lat. Potem jego beneficjent mógł zostać członkiem uniwersyteckiej wspólnoty Cambridge, pod warunkiem jednak że – zgodnie z ówczesnymi przepisami – przyjmie święcenia kapłańskie. Cayley był jak najdalszy od tej myśli, toteż zdecydował się na karierę prawniczą, podobnie zresztą jak wielu matematyków, którzy chcieli pozostać ludźmi świeckimi. Po trzech latach terminowania w londyńskim Lincoln’s Inn, gdzie specjalizował się w sprawach notarialnych, zdobył odpowiednie umiejętności i uprawnienia, by w 1849 roku otworzyć własne biuro. Przez następnych 14 lat zajmował się spadkami, testamentami, tytułami własności i podobnymi sprawami. Zarabiał nieźle, a ponadto miał sporo czasu na matematykę.

W 1863 roku w Cambridge utworzono nową katedrę matematyki. Przepisy były już inne i Cayley mógł ją objąć. Na stanowisku profesora w tym mieście pozostał przez 32 lata, aż do swej śmierci. Jego dochody były teraz o wiele mniejsze w porównaniu z zarobkami notariusza, ale cały czas mógł poświęcać matematyce.

Studentów miał Cayley niewielu, tak że mieścili się, siedząc wokół stołu. Wykładał, nie korzystając z tablicy, lecz mając wszystkie rachunki i przekształcenia wypisane na arkuszach papieru. Trzymał je przed sobą i spokojnie, systematycznie objaśniał kolejne wiersze. Siedzący wokół studenci widzieli te teksty do góry nogami i musieli się nieźle wytężać, aby wszystko zanotować i pojąć.

Arthur Cayley był bardzo płodnym matematykiem. Opublikował przeszło 950 prac. Przez wiele lat współpracował ze starszym o sześć lat Jamesem Sylvestrem. Nigdy nie napisali razem żadnego artykułu, ale efektem ich współpracy było stworzenie teorii niezmienników algebraicznych. Cayleya i Sylvestra nazywano niezmienniczymi bliźniakami. Cayley wniósł również istotny wkład do kilku innych działów matematyki. Warto wymienić zwłaszcza zapoczątkowanie teorii macierzy, które stały się tak bardzo użyteczne w fizyce współczesnej.

Cayley bardzo angażował się w edukację kobiet. W tym czasie panie mogły uczestniczyć w zajęciach w Cambridge tylko za zgodą wykładowcy, czasem były zmuszone siedzieć za kotarą, skąd nie widziały tablicy, a na zdawanie egzaminów musiały mieć specjalne zezwolenie. Cayley dopuszczał kobiety do swych wykładów. Jedną z jego studentek była Charlotte Angas Scott, która przygotowała pod jego kierunkiem pracę dyplomową i została następnie wykładowczynią w Girton College, pierwszej instytucji dla kobiet w Cambridge, a w 1885 roku uzyskała doktorat w University of London (w Cambridge wtedy nadal nie dopuszczano kobiet do stopni naukowych).

W 1863 roku Cayley ożenił się z Susan Moline z Greenwich. Mieli syna Henry’ego i córkę Mary. Zmarł 26 stycznia 1895 roku.

Cayley nie był uczonym, który tylko siedzi za biurkiem. Bardzo lubił podróże, zwłaszcza wyprawy górskie, uwielbiał malowanie farbami akwarelowymi i czynił to przez całe życie. Dużo czytał, zarówno powieści, jak i opracowań historycznych, i to nie tylko po angielsku, ponieważ znał biegle francuski, niemiecki, włoski i klasyczną grekę, a z dzieciństwa pamiętał też trochę rosyjski.

Znajomy matematyk Thomas Hirst tak opisywał Cayleya: Jakąż on ma piękną głowę, nie po prostu kulistą, lecz sferoidalną o największej średnicy wzdłuż linii łączącej oczy (…). Jest człowiekiem bystrym i niezwykłym, z natury szlachetnym, a równocześnie nieśmiałym, skromnym i powściągliwym. Kiedy mówi, często zamyka oczy i przemawia tak, jakby czytał z niewidocznej książki. AKW