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正文內(nèi)容

數(shù)學(xué)家小時(shí)候的故事-預(yù)覽頁(yè)

 

【正文】 并有專(zhuān)著和科普性著。當(dāng)他滿頭大汗結(jié)束講話時(shí),突然心臟病發(fā)作倒在講臺(tái)上。蘇步青(19022003)教育家,數(shù)學(xué)家,浙江平陽(yáng)人。1959年加入中國(guó)共產(chǎn)黨。熊慶來(lái)是我國(guó)著名數(shù)學(xué)家、教育家、現(xiàn)代數(shù)學(xué)的耕耘者,為我國(guó)數(shù)學(xué)教學(xué)和研究作了許多開(kāi)創(chuàng)性的工作,不愧為數(shù)學(xué)界的一代宗師。他用法文撰寫(xiě)發(fā)表了《無(wú)窮極之函數(shù)問(wèn)題》等多篇論文,以其獨(dú)特精辟?lài)?yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C獲得法國(guó)數(shù)學(xué)界的交口贊譽(yù)。著名物理學(xué)家錢(qián)三強(qiáng)、趙九章、錢(qián)偉長(zhǎng)、彭恒五等也是熊慶來(lái)到清華大學(xué)后培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生。此間,熊慶來(lái)寫(xiě)成了論文《關(guān)于整函數(shù)與無(wú)窮極的亞純函數(shù)》,該文中定義的無(wú)窮極,被數(shù)學(xué)界稱(chēng)為“熊氏無(wú)窮極”又稱(chēng)“熊氏定理”,被載入世界數(shù)學(xué)史冊(cè),奠定了他在國(guó)際數(shù)學(xué)界的地位。為資助嚴(yán)濟(jì)慈,當(dāng)自己經(jīng)濟(jì)拮據(jù)時(shí),熊慶來(lái)不惜讓夫人當(dāng)去自己御寒的皮大衣。當(dāng)時(shí)的云大,只有3個(gè)學(xué)院,39個(gè)教授,8個(gè)講師,302個(gè)學(xué)生,教學(xué)設(shè)備簡(jiǎn)陋,教學(xué)質(zhì)量不高?!娟愂拘灶?lèi)】數(shù)學(xué)家陳省身關(guān)于示性類(lèi)的研究成果被國(guó)際上稱(chēng)為“陳示性類(lèi)”。19431945年在普林斯頓高等研究所工作兩年,先后完成了兩項(xiàng)劃時(shí)代的重要工作,其一為黎曼流形的高斯──博內(nèi)一般公式,另一為埃爾米特流形的示性類(lèi)論。1949年他再去美國(guó),先后在芝加哥大學(xué)與伯克利加州大學(xué)任終身教授。給他教過(guò)的學(xué)生,計(jì)有吳文俊、楊振寧、廖山濤、丘成桐、鄭紹遠(yuǎn)等著名學(xué)者。瓦爾登(Van der Waerden)寫(xiě)的《代數(shù)學(xué)》(Algebra),十分欣賞,于是轉(zhuǎn)到萊比錫大學(xué)隨范瓦爾登指導(dǎo)下完成博士論文,并和維克特完婚.婚禮上,正在漢堡大學(xué)留學(xué)的陳省身是唯一的中國(guó)賓客. 周煒良成家立業(yè)之后,遂返回上海,在南京的中央大學(xué)任數(shù)學(xué)教授.一年后,抗日戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā),不得已留在上海.周煒良的岳父在德國(guó)曾有很好的工作,由于希特勒的種族迫害而流亡上海,幾乎身無(wú)分文.這時(shí)的周煒良必須自立掙錢(qián),供養(yǎng)太太、兩個(gè)孩子,以及岳父母. 抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利后,周煒良計(jì)劃經(jīng)營(yíng)進(jìn)出口貿(mào)易.大約在1946年春天,陳省身從美國(guó)返回上海.他力勸周煒良重返數(shù)學(xué)研究,并留下許多戰(zhàn)時(shí)發(fā)表的論文,特別是O.扎里斯基(Zariski)和A.韋伊(Weil)的論文預(yù)引本.周煒良雖然離開(kāi)數(shù)學(xué)已近10年之久,但他終于作出了他一生中最重要的決定:回到數(shù)學(xué)領(lǐng)域.由于陳省身寫(xiě)信給普林斯頓的S.萊夫謝茨(Lefschetz)作了推薦,周煒良在上海同濟(jì)大學(xué)短期任教之后,便于1947年春天到達(dá)普林斯頓.他在那里做了一些相當(dāng)好的工作.次年,范x2+y2=r2的解集(x,y)可以表示半徑為r的圓,代數(shù)幾何的研究對(duì)象仍是高次多元代數(shù)方程或代數(shù)方程組的解集,即系數(shù)在某域k內(nèi)的n元多項(xiàng)式F1,F(xiàn)2,…,F(xiàn)n所形成的代數(shù)方程組F1(x1,…,xn)=0,F(xiàn)2(x1,…,xn)=0,…,F(xiàn)n(x1,…,xn)=0的位于域k內(nèi)的公共解集合V,我們稱(chēng)之為代數(shù)簇(algebraicvariety),最簡(jiǎn)單的代數(shù)簇就是平面曲線.橢圓函數(shù)、橢圓積分、阿貝爾(Abel)積分等都與平面曲線有關(guān),復(fù)變量的代數(shù)函數(shù)論及黎曼曲面論進(jìn)一步推動(dòng)了現(xiàn)代代數(shù)幾何學(xué)的發(fā)展.19世紀(jì)下半葉,德國(guó)的R.克萊布施(Clebsch)、J.普呂克(Plcker)、M.諾特(Noether)以及意大利學(xué)派曾做出很大貢獻(xiàn).經(jīng)過(guò)J.H.龐加萊(Poincar)、C.E.皮卡(Picard)、J.W.R.戴德金(Dedekind)和A.凱萊(Cayley)的發(fā)展,到20世紀(jì)20—30年代,E.諾特(Noether)、E.阿廷(Artin)和他們的學(xué)生范瓦爾登合作的,第二篇?jiǎng)t是周煒良的博士論文.這兩篇文章繼承了凱萊和普呂克的工作,并將其推廣到n維射影空間Pn上的代數(shù)簇.其中指出,任何n維射影空間Pn中的不可約射影族X(qián)可唯一地由一個(gè)配型(associated form)Fx所決定,配型的坐標(biāo)即著名的周煒良坐標(biāo).該坐標(biāo)是普呂克坐標(biāo)的推廣,現(xiàn)已成為代數(shù)幾何學(xué)研究的一項(xiàng)基本工具.抗日戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始后,周煒良在上海閑居,繼續(xù)研究數(shù)學(xué).1939年,他發(fā)表了一篇重要論文“關(guān)于一階線性偏微分方程組”,將C.卡拉西奧多里(Carathodory)的一項(xiàng)工作(1909)推廣到一般的高維流形.當(dāng)時(shí)并未引起人們注意,事隔30余年之后,這篇文章成為非線性連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)可控性數(shù)學(xué)理論的基石之一.控制論表達(dá)的周煒良定理(或稱(chēng)卡拉西奧多里周定理)可以寫(xiě)成:設(shè)V(M)是解析流形M上所有解析向量場(chǎng)的全體,D是V(M)中對(duì)稱(chēng)子集,T(D)是V(M)中含D的最小子代數(shù),I(D,x)是通過(guò)x的極大積分流形.那么,對(duì)任何x∈M,y∈I(D,x),都存在一條積分曲線α:[0,T]→M,T≥0,使得α(0)=x,且α(T)=y.抗日戰(zhàn)爭(zhēng)后期,周煒良曾有論文涉及代數(shù)基本定理的拓?fù)渥C明和電網(wǎng)絡(luò)理論等,似乎已偏離了代數(shù)幾何學(xué)的方向.信息斷絕和乏人討論,恐是主要原因. 周煒良于1947年到達(dá)普林斯頓高級(jí)研究院,開(kāi)始了他的黃金創(chuàng)作期.他首先撰文闡明,E.嘉當(dāng)(Cartan)意義下的對(duì)稱(chēng)齊次空間可以表示為代數(shù)簇,因而能用代數(shù)幾何的框架研究其幾何學(xué)性質(zhì).該文所附文獻(xiàn)中包括華羅庚的有關(guān)矩陣幾何學(xué)的論文多篇.1947—1948年間,法國(guó)數(shù)學(xué)家C.謝瓦萊(Chevalley)也在普林斯頓,他對(duì)周煒良的這篇論文做了很長(zhǎng)的評(píng)論性摘要,發(fā)表于美國(guó)的《數(shù)學(xué)評(píng)論》(Mathematical Review).謝瓦萊曾邀請(qǐng)周煒良證明下列猜想:“任何代數(shù)曲線,在一個(gè)代數(shù)系統(tǒng)中的虧數(shù),不會(huì)大于該系統(tǒng)中一般曲線的虧數(shù)”.周煒良使用純代數(shù)的方法給出了證明,其主要工具之一仍然是范德瓦爾登周煒良形式. 關(guān)于解析簇的周煒良定理周煒良于1949年發(fā)表了一篇重要論文“關(guān)于緊復(fù)解析簇”.所謂解析簇V,是指對(duì)任何p∈V,總存在一組解析函數(shù)g1,g2,…,gn,和點(diǎn)p的一個(gè)鄰域B(p),使得V∩B(p)中的點(diǎn)x都是g1,g2,…,gn的零點(diǎn).這是一種局部性質(zhì).由于多項(xiàng)式都是解析函數(shù),所以代數(shù)簇都是解析簇.周煒良證明了某些情形下的逆命題:“若V是n維復(fù)射影空間CPn中的閉解析子簇,那么它一定是代數(shù)簇,而且所有閉解析子簇間的半純映射,一定是有理映射”. 這一反映由局部性質(zhì)向整體性質(zhì)過(guò)渡的深刻結(jié)論,被稱(chēng)為周煒良定理(Chow Theorem),在代數(shù)幾何學(xué)著作中廣受重視.在許多論文里,常常把它作為新理論的出發(fā)點(diǎn). 復(fù)解析流形1950年前后,復(fù)解析流形的研究形成熱門(mén)課題.日本數(shù)學(xué)家小平邦彥(K.Kodaira)是這方面的專(zhuān)家,當(dāng)時(shí)也在美國(guó)工作,與周煒良有交往.1952年,周煒良證明了如下結(jié)果:“若V是復(fù)r維的緊復(fù)解析流形,F(xiàn)(V)是V上半純函數(shù)所構(gòu)成的域,則F(V)是有限的代數(shù)函數(shù)域,其超越維數(shù)s不會(huì)大于r.此外,還存在一s維的代數(shù)簇V'以及V到V'的半純變換T,使T可誘導(dǎo)出F(V)和F(V')間的同構(gòu).特別地,如果可選擇V'使得T還是雙正則變換,那么V必是代數(shù)簇.這就把復(fù)解析流形和代數(shù)簇聯(lián)系起來(lái)了.把這個(gè)一般的結(jié)論用于二維的克勒(Khler)曲面,并用小平邦彥所建立的克勒流形上的黎曼羅赫(RiemannRoch)定理,就可以得出如下結(jié)論:“具有兩個(gè)獨(dú)立的半純函數(shù)的克勒曲面(即s=r=2的情形)一定是代數(shù)曲面.”這是周煒良和小平邦彥合作的論文中的一個(gè)結(jié)論,被稱(chēng)為周小平(ChowKodaira)定理. 周煒良簇和周煒良環(huán) 用周煒良坐標(biāo)可以對(duì)平面曲線和空間曲線進(jìn)行分類(lèi).只要由已知的次數(shù)d和虧數(shù)g,從非奇異的空間射影曲線的周煒良坐標(biāo)形成所謂周煒良簇,就能很自然地用有限個(gè)擬射影簇將它參數(shù)化.在射影簇研究上,另一個(gè)為人們稱(chēng)道的周煒良引理(ChowLemma),涉及完全簇和射影簇的關(guān)系.蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家И.Р.沙法列維奇(ЩaфapeВИЧ)在其名著《代數(shù)幾何基礎(chǔ)》中曾提到這一引理:“對(duì)于每一個(gè)不可約的完全簇X,總有一個(gè)射影簇X',使得X和X'之間有一雙有理同構(gòu)”.周煒良在射影簇方面最著名的工作是提出周煒良環(huán)(ChowRing).他于1956年發(fā)表的論文“關(guān)于代數(shù)簇上閉鏈的等價(jià)類(lèi)”中,提出了射影代數(shù)簇上代數(shù)閉鏈的有理等價(jià)性的系統(tǒng)理論.大意是:設(shè)V是n維射影空間Pn上的代數(shù)簇,其上的s維閉鏈所成的群為G(V,s),與零鏈等價(jià)的閉鏈成子群Gr(V,s).令Hr(V,s)是二者的商群.將s從1到n作直和,得 Hr(V)=Hr(V,s).周煒良在Hr(V)上定義一種乘法,使之構(gòu)成環(huán),這就是著名的周煒良環(huán).它是結(jié)合的,交換的,具有單位元.這篇論文由M.F.阿蒂亞(Atiyah)寫(xiě)成文摘刊于美國(guó)的《數(shù)學(xué)評(píng)論》. 周煒良環(huán)具有很好的函子性質(zhì):設(shè)p是兩代數(shù)簇X,V之間的模射,f:X→V,則V中閉鏈C的原象f1(C)也是X中的閉鏈,且此運(yùn)算與相截(intersection)和有理等價(jià)性能夠相容.因此,它是代數(shù)幾何研究中的一項(xiàng)重要工具.周煒良環(huán)在許多情形可以代替上同調(diào)環(huán).在證明各種黎曼羅赫定理時(shí),常用周煒良環(huán)去導(dǎo)出陳省身類(lèi).著名的韋伊(Weil)猜想的解決,也可使用周煒良環(huán).另一個(gè)常被引用的結(jié)論是所謂周煒良運(yùn)動(dòng)定理(Chow’s Moving Lemma):若Y,Z是非奇異擬射影簇X中的兩閉鏈,則必存在與Z有理等價(jià)的閉鏈Z',使Y和Z'具有相交性質(zhì)(intersect property).1970年在奧斯陸舉行的代數(shù)幾何會(huì)議上,有專(zhuān)文論述此定理. 關(guān)于阿貝爾簇的周煒良定理20世紀(jì)40年代,A.韋伊(Weil)等開(kāi)創(chuàng)了阿貝爾簇的研究.他們把代數(shù)曲線上的雅可比(Jacobi)簇發(fā)展為一般代數(shù)流形上的皮卡阿爾巴內(nèi)塞(PicardAlbanese)簇理論,將過(guò)去意大利學(xué)派的含糊結(jié)果加以澄清.周煒良對(duì)此作了豐富和發(fā)展,并推廣到特征p域的情形.周煒良在文獻(xiàn)[10]中證明對(duì)一般射影代數(shù)簇都存在雅可比簇.文獻(xiàn)[11]和[12]給出了阿貝爾簇的代數(shù)系統(tǒng)理論,其中有關(guān)可分(separable)、正則(regular)和本原擴(kuò)張(primary extention)的論述,已成為這一領(lǐng)域的基本文獻(xiàn). 周煒良還證明了以下結(jié)論:“若A是域k上的阿貝爾簇,B是定義在k的準(zhǔn)素?cái)U(kuò)張K上的阿貝爾子簇,那么B也在k上有意義.”S.郎(Lang)稱(chēng)之為周煒良定理.周煒良在1957年發(fā)表的關(guān)于阿貝爾簇的論文也反復(fù)被人引用.這一年,普林斯頓大學(xué)以數(shù)學(xué)名家萊夫謝茨的名義舉行“代數(shù)幾何與拓?fù)洹钡目茖W(xué)討論會(huì),韋伊和周煒良都參加了.他們兩人在會(huì)上宣讀的論文密切相關(guān).韋伊證明任何阿貝爾簇都可嵌入射影空間,而周煒良則證明任何齊次簇(不必完備)也可嵌入射影空間.文章不長(zhǎng),但解決得很徹底. 其他工作周煒良在代數(shù)幾何領(lǐng)域的研究,涉及很廣.例如扎里斯基關(guān)于抽象代數(shù)幾何中的退化原理(degeneration principle)的論證,很長(zhǎng)而且難懂,周煒良把證明作了大幅度壓縮,并加以推廣.他和井草準(zhǔn)一(J.lgusa)合作,建立了環(huán)上代數(shù)簇的上同調(diào)理論.此外,還推廣了代數(shù)幾何中的連通性定理.在擴(kuò)充由W.V.霍奇(Hodge)與D.佩多(Pedoe)證明的格拉斯曼(Grassmann)簇的基本定理時(shí),指出了某些環(huán)空間上的代數(shù)特性.這些都是很有價(jià)值的工作.退休之后,周煒良仍然研究不輟.1986年,他以75歲高齡,發(fā)表了題為“齊次空間上的形式函數(shù)(formalfunction)”的論文. P.拉克斯(Lax)把周煒良列為最重要的移居美國(guó)的數(shù)學(xué)家之一.但他性情淡泊,甚至很少參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議.他是臺(tái)北中央研究院院士,卻長(zhǎng)期不參加活動(dòng).應(yīng)該說(shuō),周煒良的學(xué)術(shù)成就遠(yuǎn)超過(guò)他應(yīng)得的榮譽(yù).不過(guò),各種代數(shù)幾何的論著不斷地引用周煒良的工作,并以周煒良的名字陸續(xù)命名一系列術(shù)語(yǔ),這也許是更有意義的褒獎(jiǎng)了. 【吳氏方法】數(shù)學(xué)家吳文俊關(guān)于幾何定理機(jī)器證明的方法被國(guó)際上譽(yù)為“吳氏方法”;另外還有以他命名的“吳氏公式”。吳文俊在數(shù)學(xué)上作出了許多重大的貢獻(xiàn)。機(jī)器證明方面,從初等幾何著手,在計(jì)算機(jī)上證明了一類(lèi)高難度的定理,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些新定理,進(jìn)一步探討了微分幾何的定理證明。中國(guó)數(shù)學(xué)史方面,吳文俊認(rèn)為中國(guó)古代數(shù)學(xué)的特點(diǎn)是:從實(shí)際問(wèn)題出發(fā),經(jīng)過(guò)分析提高,再抽象出一般的原理、原則和方法,最終達(dá)到解決一大類(lèi)問(wèn)題的目的。伯努利,生前對(duì)螺線(被譽(yù)為生命之線)有研究,他死之后,墓碑上 就刻著一條對(duì)數(shù)螺線,同時(shí)碑文上還寫(xiě)著:“我雖然改變了,但卻和原來(lái)一樣”.這是一句既刻劃螺線性質(zhì)又象征他對(duì)數(shù)學(xué)熱愛(ài)的雙關(guān)語(yǔ)
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