柏林大學的數學家

來源: 朝霞滿天 2021-11-20 03:51:51 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (45272 bytes)

18552月,偉大的數學家Gauss離世了,他在哥廷根大學的位置空了下來。為了填補這一空缺,大學招來了Dirichlet。當時Dirichlet在柏林大學任職,這樣他在柏林大學的位置就空出來了。Dirichlet推薦了Kummer接替他的位置。

 

KummerBreslau大學的教授,他一走,他的位置又空下了。Kummer知道,Weierstrass是該位置的熱門人選。他不想讓Weierstrass得到這個位置。為什麽呀?他們有仇嗎?沒有,Kummer有點私心,想讓Weierstrass去柏林,這樣他們好共事。於是Kummer推薦了自己以前的一個學生Joachimsthal

 

Kummer曾經在Liegnitz的一所高中教過十年書,學生中有兩位數學才華出眾,其中一位就是Joachimsthal,另一位是KroneckerLiegnitz那時是德國的城市,現在歸屬波蘭,改名為Legnica 了。

 

Kummer的全名是Ernst Eduardo Kummer,生於1810 129日,1893514日在柏林去世。

 

Kummer的爸爸是位醫生,在Kummer隻有三歲的時候就過世了。當時拿破侖的法國軍隊入侵德國,帶來了可怕的傷寒傳染病,他爸在治病過程中勞累過度,不幸染病身亡。他家生活的重擔就落在他媽一人的肩上了,生活的清苦是可想而知的。1828年他18歲的時候進了Halle大學學習神學。

 

人的一生有不少偶然,Kummer的偶然是碰到了一位叫Heinrich Ferdinand Scherk(1798–1885)的數學教授,引起了他對數學的熱愛,在他大學三年級的時候解決了一個數學難題並獲得博士學位。當時大學沒有合適的位置,他就在1832年進了Liegnitz一所中學任教,一教十年。

 

1836KummerCrelle的雜誌(那個發表Abel論文的雜誌上發表了一篇關於超幾何序列的論文,並給數學家Jacobi 寄了一份拷貝。這樣他就和Jacobi 以及後來和Dirichlet建立了聯係。1839年,在JacobiDirichlet的推薦下,Kummer當選了柏林科學院院士。這下Jacobi意識到,必須給Kummer找一個大學的位置了。1842年,KummerJacobi的推薦下得到了Breslau大學數學係教授的位置。

 

還記得前麵提到的Fermat猜想嗎?由於該難題的久攻未克,法國科學院提供了一個金質獎章和3000法郎的獎金,獎勵解決此難題的人。

 

184731日,Gabriel Lame 在巴黎科學院做了一個演講。幾年前他證明了Fermat猜想在n=7時的正確性。此時他站在講台上,宣稱他已經在攻克難題的邊緣。是的,眼下的證明並未最後定稿,但幾周之後就會有完整的證明。

 

台下的聽眾驚呆了,Lame 剛下講台,著名的數學家Cauchy就站起來說,他要借此機會說幾句話,他同Lame一樣,幾周之內也要給出完整的證明。

 

這樣一來,聽眾沸騰起來了,獎牌和獎金將會花落誰家?

 

Cauchy  Lame 都知道時間緊迫,必須爭分奪秒。在大家的殷切期盼中,他們在四月都給出了各自的證明。證明都不太嚴謹,有點含混不清。大家都在揣測,誰將最先給出嚴謹的證明呢?

 

524日的一項聲明,終於平息了大家的好奇之心。給出聲明的既不是Cauchy也不是Lame,而是數學家Joseph LiouvilleLiouville宣讀了德國數學家 Ernst Kummer的一封來信,信中說:他研究過了Cauchy Lame 已經透露的論文細節,知道他們都陷進邏輯上的死結,就是他們都依賴關於數的因子分解的唯一性。因子分解的唯一性對通常的整數是對的,但對Cauchy  Lame 所需要的數是不對的,因為他們所涉及的數包含了虛數。Kummer 給出了具體的例子,表明因子分解並非唯一。同時他又進一步指出,對有些素數 n,可以證明所需要的因子分解唯一性是成立的,因而對這類素數 n 相對應的 Fermat 猜想是成立的。對於那些使得因子分解不唯一的素數,他稱之為非正則素數,就需要另尋它徑證明Fermat猜想。比如他能證明,在小於100的素數中,隻有375967是非正則素數,因此在 n 不超過100時,如果 n 是異於3759  67時,所對應的Fermat猜想是成立的。這樣雖然他並未完全證明Fermat猜想,卻把對該問題的研究推進了一大步。

 

Kummer的信件對Lame打擊很大,他感覺鬧了一個笑話。在給Dirichlet的信中他寫道:要是你在巴黎,或者我在柏林,這一切就不會發生了。

Dirichlet是因嚴謹而出名的,隻要和他探討過這個證明,他一定能發現漏洞。原來早在1843年,Kummer就有了類似的想法,以為自己證明了Fermat猜想,他告訴了Dirichlet自己的證明,就是後者發現了問題,讓他繼續不斷地得以改進。

 

 

1857年,Cauchy總結該獎的進展情況,指出雖然獲獎期限一再延期,法國科學院總共收到11篇相關論文,卻沒有一個真正證明了猜想,因此該獎委員會決定,將該獎授予做出重要貢獻的Kummer先生。

 

Kummer並未參與該獎的競爭,卻意外獲得獎章和獎金,真的是有心栽花花不開,無心插柳柳成蔭。

 

接下來說說Weierstrass,他的全名是Karl Theodor Wilhelm Weierstrass,生於18151031日,1897219日在柏林去世。 

 

Weierstrass兄妹四人,他是老大。在他8歲的時候,他爸成了稅務官,因而必須經常變換工作地點,他也不得不經常更換學校。1827年他媽去世了,一年之後他爸再婚,1829年他爸升了職,成了Paderborn 稅務局的助手,這樣Weierstrass 就進了當地的一家教會中學。為了補貼家用,他找了份幫人記賬的課外工作,同時他的學業也很優秀,獲得不少獎勵。他的數學成績更加突出,水平遠遠高於中學的水平。他爸很開心,為他設計好了光明的未來。1834年中學畢業,他被送進了Bonn大學,學習法律,財經和經濟。這些東西學好了,他就能前程似錦,一片光明。

 

這些並非他所愛,由於沒了大人的約束,他學會了擊劍和喝酒,而對他爸指定的專業沒有興趣。他身材高大,身手敏捷,據說擊劍沒有對手。四年後他兩手空空回到家裏,沒有帶回任何學位。爸爸的失望可想而知,曾經的未來之星,就這樣平淡無光,爸爸極度傷心,曾經一度對他不理不睬,視若無物。

 

在一位親戚的調和下,他爸同意再給他一次機會,讓他進了一所職業學校,將來可成為中學老師。

 

1839522日,Weierstrass 成了Theological and Philosophical Academy of Münster 的一名新生。學校有位數學老師,名叫 Christoph GudermannWeierstrass跟他學習數學,學會了用無窮級數研究橢球函數。

 

1842Weierstrass 取得了教師資格證,開始了他的教師生涯。他先後在幾所不同的中學任教。作為中學老師,他不僅要教數學 ,還要教物理,曆史,地理,德語甚至體操等課程。晚年他回顧這段日子,說那真是枯燥乏味的一段時光。他在中學呆的時間,比Kummer還長幾年。

 

185439歲的時候,他在Crelle 的雜誌上發表了一篇關於Abel函數的論文,引起了轟動,一向默默無聞的Weierstrass一時間得到了大家的認可。僅僅因為這篇論文,Königsberg 在同一年給他頒發了榮譽博士學位。他也終於在185610月被聘為柏林大學的數學教授,和Kummer真的成了同事。

 

Weierstrass發表的文章不多,他的很多結果都是在課堂上宣布的,不少都是由他的學生整理課堂筆記後得以發表。他是一位優秀的老師,培養出了不少著名的數學家。由於他對數學分析的傑出貢獻,被稱之為現代分析之父。

 

Kronecker Kummer另一位數學才華出眾的中學生。

 

Leopold Kronecker1823127日出生於Liegnitz18911229日於柏林去世。

 

1841Kronecker 進了柏林大學讀書。他興趣廣泛,對數學,天文和哲學都有涉獵。1843年夏天在波恩大學學習天文,1843–1844年又到Breslau大學學習數學,因為他的中學老師Kummer已是那裏的教授。然後回到柏林大學,1845年在Dirichlet的指導下完成博士論文,研究代數數論。

 

Kronecker是富家子弟,從小家裏就不缺錢。博士畢業後,一位富有的舅舅去世了,他去幫忙料理舅舅莊園的財務,並在1848年和他的表妹喜結良緣。當他不用再呆在自己的莊園親力親為時,於1855年回到了闊別十年的柏林。他非常富有,不需要任何職位,可以專心致誌做他喜愛的數學研究。接下來的幾年他發表了不少文章,並於1861年成了柏林科學院的院士。

 

柏林科學院的院士有一項特權,雖非職員,也可以在柏林大學教課。在Kummer的勸說下,他就在柏林大學正式授課了。

 

這時的柏林大學有了Kummer Weierstrass Kronecker等數學大師,吸引了不少優秀的學生,成了當時的數學研究中心,他們三人也成了要好的朋友,這種友誼持續了二十多年。1883Kummer退休,Kronecker 接替了他的位置,終於有了柏林大學的正式職位。

 

Kronecker是個代數學家,在代數數論和Galois 理論上都有原創性研究,對離散結構獨有情鍾,他的名言是:上帝創造了整數,其它都是人為。他認為數學應該僅局限在整數以及有限次數的運算。因此對無理數超越數非常抵觸,覺得那是根本不存在的東西。一開始他隻是私底下表達自己的觀點,從1870年開始,就慢慢的將其觀點公開化了。

 

偏偏他的好友Weierstrass是個偉大的分析學家,就是他提出用有理數序列去無窮逼近無理數,分析中的Bolzano-Weierstrass定理更以其存在性而非構造性證明聞名於世。這樣他們對數學觀點不同就公開化了。

 

Weierstrass身材魁梧,Kronecker身材矮小,在他們的爭執中往往是後者處於攻勢,前者處於守勢,給人的印象就像一隻小狗總愛對龐然大物聖伯納犬發動攻擊。到了1888年,Weierstrass有點受不了了,一度生出離開柏林去瑞士的念頭。他對朋友說,自己和Kronecker的友誼算是結束了。奇怪的倒是Kronecker還稱Weierstrass是他的好朋友。

 

後來Weierstrass擔心,一旦自己離開柏林,他的後繼人選就由Kronecker說了算,會對柏林的數學界產生深遠影響,最終決定留下來。

 

KroneckerWeierstrass的傷害不是最嚴重的。有位叫Cantor(1845–1918)的柏林大學的學生,被他訓斥為騙子和墮落的年輕人,忍受的痛苦更加持久和巨大,我們已在數學家的故事中提到過。




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談代數數論 -askerfor- 給 askerfor 發送悄悄話 askerfor 的博客首頁 (89 bytes) () 11/20/2021 postreply 19:49:09

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