登陆注册
5960100000023

第23章 克莱因

克莱因(1849~1925)德国数学家。1849年4月25日生于杜塞尔多夫,1925年6月22日卒于格丁根。

克莱因在杜塞尔多夫读的中学,毕业后,他考入了波恩大学学习数学和物理。他本来是想成为一位物理学家,但是数学教授普律克改变了他的主意。1868年克莱因在普律克教授的指导下完成了博士论文。

在这一年里,普律克教授去世了,留下了未完成的几何基础课题。克莱因是完成这一任务的最佳人选。后来克莱因又去服了兵役。

1871年,克莱因接受哥廷根大学的邀请担任数学讲师。1872年他又被埃尔朗根大学聘任为数学教授,这时他只有23岁。

1875年他在慕尼黑高等技术学院取得了一个教席。在这里,他的学生包括胡尔维茨、冯戴克、洛恩、普朗克、毕安奇和里奇。五年之后,克莱因应邀去莱比锡大学讲授几何学。在这里他和他过去的出色的学生冯戴克、洛恩、司徒迪和恩格尔等成为了同事。

1886年,克莱因接受了哥廷根大学的邀请来到哥廷根,开始了他的数学家的生涯。他讲授的课程非常广泛,主要是在数学和物理之间的交叉课题,如力学和势论。他在这里直到1913年退休。他实现了要重建哥廷根大学作为世界数学研究的重要中心的愿望。

著名的数学杂志《数学年刊》就是在克莱因的主持管理下才能在重要性上达到和超过了《克莱尔杂志》的。这本杂志在复分析、代数几何和不变量理论方面很有特色。在实分析和群论新领域也很出色。

要了解克莱因对在几何学上所作的贡献的特点是有点难的,因为即使用我们今天数学思想的大部分来理解他的结果的新奇之处也是很困难的。

克莱因在数学上做出的第一个贡献是在1870年与李合作发现的。他们发现了库默尔面上曲线的渐近线的基本性质。他进一步地与李合作研究W-曲线。1871年克莱因出版了两篇有关非欧几何的论文,论文中证明了如果欧氏几何是相容的,那么非欧几何也是相容的。这就把非欧几何置于与欧氏几何同样坚实的基础之上。

克莱因在他的著名的埃尔朗根纲领中,以变换群的观点综合了各种几何的不变量及其空间特性,以此为标准来分类,从而统一了几何学。今天这些观点已经成为大家的标准。变换在现代数学中扮演者主要角色。克莱因指明了如何用变换群来表达几何的基本特性的方法。

而克莱因自己认为他对数学的贡献主要在函数理论上。1882年他在一篇论文中用几何方法来处理函数理论并把势论与保形映射联系起来。他也经常把物理概念用在函数理论上,特别是流体力学。

克莱因对大于四次的方程特别是用超越方法来解五次的一般方程感兴趣。在厄尔米特和克隆耐克尔建立了与布里奥斯奇类似的方法之后,克莱因立刻就用二十面体群去试图完全解决这个问题。这个工作导致他在一系列论文中对椭圆模函数的研究。

1884年,克莱因在他的一本关于二十面体的重要著作中,得到了一种连接代数与几何的重要关系,他发展了自守函数论。他和一位来自莱比锡的数学家罗伯特,弗里克合作出版了一套四卷本的关于自守函数和椭圆模函数的著作,这本著作影响以后20年。另一个计划是出版一套数学百科全书。他积极地参与到这个工作中,与K,穆勒一起编辑力学部分的四卷。

我们还要提到克莱因发现的克莱因瓶,一种只有一个面的曲面。

1885年克莱因被英国皇家学会选为国外会员并被授予科普勒奖金。

1908年克莱因被国际数学会选为在罗马召开的数学家大会主席。

克莱因认为:微积分的创立,首先是处于17世纪主要两科学问题,即有四种主要类型的问题有待微积分去解决。

第一类:已知物体移动的距离表示为时间的函数的公式,求物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度表示为时间的函数的公式,求速度和距离。

第二类:问题是求曲线的切线,这是一个几何问题,但对科学的应用有巨大的影响。

第三类:问题是求函数的极大极小值。

第四类:问题包括求曲线的长度,曲线围成的面积等等。

首先对微积分的创造作出贡献的是开普勒和伽利略。用无数个无穷小之和计算面积和体积是开普勒的基本思想,而这一思想的精华是从阿基米德的著作中吸收的,伽利略则奠定了实验和理论协调的近代科学精神,这对于微积分的形成是至关重要的。

对于微积分的孕育有重要影响的是1635年卡瓦列利(意大利)《不可分连续量的几何学》的发表,他对前人的那些微积分结果作了初步系统的综合。并创立了一种简易形式的积分法棗不可分量法,使卡瓦列利的不可分量更接近于定积分计算的,是法国的帕斯卡()和英国的瓦里士。瓦里士是牛顿、莱布尼兹之前把分析方法引入微积分的工作做得最多的人。对微积分的孕育具有重要影响的人物是法国的费马,最迟在1636年他已达到求积分方法上的算术化程度,微积分的另一个重要课题棗求极值的方法也是费马创造的。

在17世纪,至少有10多位大数学家探索过微积分,而牛顿、莱布尼兹,则处于当时的顶峰。牛顿、莱布尼兹的最大功绩在于能敏锐的从孕育微积分的各种“个例形态中”洞察和清理出潜藏着的共性的东西棗无穷小分析,并把它提升和确立为数学理论。1665年5月20日,牛顿在他的手稿里第一次提出“流数术”,这一天可作为微积分诞生的日子,形成牛顿流数术理论的主要有三个著作:《应用无穷多位方程的分析学》,《流数术和无穷级数》和《曲边形的面积》。

尤其是1687年牛顿出版了划时代的名著《自然哲学的数学》,这本三卷著作虽然是研究天体力学的,但对数学史有极大的重要性,这不仅因为这本著作提出的微积分问题激励着他自己去研究和探索,而且书中对许多问题提出的新课题和研究方式,也为下世纪微积分的研究打下了基础。

莱布尼兹在1672年到1677年间引进了常量,变量与参变量等概念,从研究几何问题入手完成了微积分的基本理论,他创造了微分符号dx,dy与积分符号ò,现在使用的“微分学”、“积分”、“函数”、“导数”等名称也是他创造的,他给出了复合函数,幂函数,指数函数,对数函数以及和、差、积、商、幂,方根的求导法则,还给出了用微积分求旋转体体积的公式,1684年,莱布尼兹在自己创造的期刊上发表了一篇标题很长的论文:《一种求极大极小和切线的新方法,此方法对分式和无理式能通行无阻,且为此方法中的独特方法》,具有划时代的意义1686年,莱布尼兹发表了另一篇题为《论一种深邃的几何学和不可分量解析及……》的论文,应用他的方法,不仅能代数曲线的方程,而且也能给出非代数曲线即所谓超越曲线的方程。

牛顿和莱布尼兹几乎同时进入微积分的大门,他们的工作是互相独立的,正如笛卡儿和费马二人基本同时而又独立地创立了解析几何一样,经过二人的努力,微积分不再象希腊那样,所有的数学都是几何学的一个分支或几何学的延伸,而成为一门崭新的独立学科。

同类推荐
  • 连锁巨人:沃尔顿成长日记

    连锁巨人:沃尔顿成长日记

    本书讲述了沃尔顿的成长以及创业故事。沃尔顿白手起家,从岳父家借贷2万,专攻农村市场,采取薄利多销的方式,用农村包围城市的路径迅速占领了美国的乡镇。沃尔玛终于成为世界连锁超市第一帝国。沃尔顿有过人的智慧和良好的习惯,从一路的成长中,我们可以见证沃尔顿的过人之处。他给后人留下的经营哲学是很多商家的宝典。因为作者研究日久,采访了沃尔顿家族的后人,并且掌握了第一手很多外界并不知道的秘密,在本书中都是首次披露。
  • 冲冠一怒为红颜:陈圆圆

    冲冠一怒为红颜:陈圆圆

    全书以优美的语言,动情的笔触,带着读者开启了一段亲睹陈圆圆传奇一生的故事。每一段刻骨铭心的故事,都藏着一段令人无法忘却的历史。陈圆圆,平凡女子却搅入了历史的洪流,这大抵是最让读者内心关切的吧。
  • 巨人神话:史玉柱

    巨人神话:史玉柱

    本书从史玉柱的个人特性出发,把他出道以来的成功得失与他的性格成长结合起来进行了深入分析。
  • 普希金

    普希金

    亚历山大·谢尔盖耶维奇·普希金,是十九世纪俄罗斯最伟大的诗人,俄罗斯文学的鼻祖。他出身贵族家庭,从小爱到良好的文学教养。在皇村中学学习时,受到当时爱国思潮和进步思想的影响,结交了一些未来的十二月党人(俄国的贵族革命家)为朋友。毕业后到彼得堡进外交部任职。在此期间写出了《自由颂》、《致恰达耶夫》等政治抒情诗,歌颂自由、进步,反对封建农奴制,挟击暴君专制,表现了开明贵族的理想,对当时的革命者曾产生过巨大影响。
  • 华人十大科学家:李政道

    华人十大科学家:李政道

    李政道,1926年生于上海,江苏苏州人,哥伦比亚大学全校级教授,美籍华裔物理学家,诺贝尔物理学奖获得者,因在宇称不守恒、李模型、相对论性重离子碰撞(RHIC)物理、和非拓朴孤立子场论等领域的贡献闻名。1957年,他31岁时与杨振宁一起,因发现弱作用中宇称不守恒而获得诺贝尔物理学奖。他们的这项发现,由吴健雄的实验证实。20世纪60年代后期提出了场代数理论。70年代初期研究了CP自发破缺的问题,发现和研究了非拓扑性孤立子,并建立了强子结构的孤立子袋模型理论。李政道和杨振宁是最早获诺贝尔奖的华人。
热门推荐
  • 平恒:心者

    平恒:心者

    修炼废物,理论天才言明,因父亲留下的一个神秘戒指而获得六大主属性,成功逆袭!这是科技与玄幻的结合!“我的使命,便是永远的平衡这个位面的元素,谓之,平恒。”——PS:因为是第一次写作,写的不怎么样请大家见谅。
  • 鬼眼灵师:傲娇男神宠上天

    鬼眼灵师:傲娇男神宠上天

    【灵异宠文】“喂,你往哪里摸!”“屁股。”“你这个臭流氓!”学校大礼堂停电那晚,艾不凡揍了一只臭流氓……第二天,突然出现的校草男神却把自己青了的嘴角凑过去,语气清冷:“这里,你打的?”“好像,是……”“负责。”“……”可艾不凡却心不在焉的看向他身后突然冒出来的狰狞的女鬼……
  • 斯格拉柔达(做自己的王)

    斯格拉柔达(做自己的王)

    从来不知道这个世界原本是什么样子。这世上的一切信仰是否值得?自由或者神,某些快乐被谎言埋葬。童话里的妖魔,它们曾经是这山林里的精灵啊,是那些不屈的生命啊,它们追逐风越过竹林,上天入地无所不能,永生自由的它们啊!后来,后来呢?它们被铁链与山丘埋葬,斯格拉柔达变成了这世上最大的坟墓。从很久很久前,这世界便丢失了一粒种子,于是世人便开始信仰神,妖王变成奴才,山民变成信徒,谁再也找不到“我”。猴群里的猴子,熊群里的熊,随风摇摆的竹予,一群一群,一片一片,它们一模一样,毫无差别。“带上我的眼睛去看看这个故事的结局。”一只妖跟罗布说,然后它死了。自此之后,平凡的我们便开始寻找梦想中那个童话的结局——我是自己的王!
  • 我的表弟会捉鬼捉妖3

    我的表弟会捉鬼捉妖3

    本文是延续前两部写的……本文讲述是在一个名叫上官云家中的事情,上官云上官家的大少爷,在他的家中住着这样的三个人,一个为狼族公主名叫羽莹,一个是身为半魂半妖的段岩飞,还有一个就是云非常疼爱表弟端木泉,而云表弟还有一个特殊本领就是会捉鬼降妖……。
  • 异世情缘

    异世情缘

    她,本是一具机器,巧合之下穿越在成了工部尚书之“子”,女扮男装,进京赶考,金榜题名。她,拥有各种不同的身份,世界三强?但她也只是一个女子罢了,她也会脆弱。轻佻将军欲许她生生世世一双人,怎奈一纸诏书,让他痛苦放手。邻国王爷,对她痴心一片。还有一个俊美的太子殿下,始终等待她,一次次默默守护她。在几个同样优秀的男人伸出手时,她该如何抉择?面对亲人的背叛,她又该何去何从?面对着在乎的人的误会,她又该如何自处?“如果解救天下百姓和我守护我所在乎的人不矛盾的话,我可能会顺手帮帮忙,但若这与我在乎的人相左时,天下苍生与我何干?我照样与他一起屠尽天下!”
  • 中国古代帝师传(中国古代名人传奇丛书)

    中国古代帝师传(中国古代名人传奇丛书)

    “帝师”一词,最早出现在《史记·留侯世家》:“家世相韩,及韩灭,不爱万金之资,为韩报仇强秦,天下振动。今以三寸舌为帝者师,封万户,位列侯,此布衣之极,于良足矣”。很明确,“帝师”是指皇帝的老师。本书从记叙帝师生平事迹入手,再现了帝王之师对历代帝王的教育、指导和辅佐,同时揭示了帝师以其亦师亦臣的特殊身份,对帝王决策的各种正面、负面影响之谜。展现给读者一幅亦真亦幻的历史画卷,道出一些亘古不变的历史发展规律。
  • 我在不同世界做主播

    我在不同世界做主播

    楚彦夕一个扑街写手却被直播系统加身。在经历了无数的世界之后一切都变得简单。【叮!恭喜宿主签到成功获得直播点数】【叮!恭喜宿主抽奖成功获得极品神器】【叮!恭喜宿主完成任务奖励直播点数】【叮!检测有人打赏宿主是否削弱敌人】【叮!恭喜宿主习得技能奖励另外技能】.......从直播系统加身开始,楚彦夕发现这不只是直播签到抽奖那么简单而已,随着获得的东西越来越多楚彦夕成长的越来越快,他发现了直播系统中的端倪。弑神杀仙以战止战,系统在手天下我有——楚彦夕
  • 注定与你在一起

    注定与你在一起

    为了报仇凌依然跟慕枫哲在一起两年的甜蜜生活使凌依然爱上了这个腹黑男,凌依然怕自己越陷越深,毅然决然的选择离开,三年后,凌依然以新生的身份和闺蜜进入了慕枫哲就读的高中凌依然却是到了入学那天才知道
  • 小灵芝的团宠人生

    小灵芝的团宠人生

    小灵芝重生了,就此她就变成了宁家上上下下的宝贝。是那种捧在手里,怕碎了,含在嘴里怕化了的。到了六岁,他又成了萧氏财团男女老少的宝贝,是一直被宠到大的那种。小灵芝就算长大了也是一个大佬,精通医术,又受自家二哥的熏陶也弹得一手好琴,又受自家大哥教导的精通商业技巧,又被三哥哄着学了赛车,自家未婚夫怕他长大后受人欺负,就叫他格斗术,结果学的比专业格斗手还要厉害。从此便成了隐藏大佬。(??ω??)??
  • 欧皇乱武

    欧皇乱武

    宅男穿越,意外成为谷主。看罗木如何横穿异世,如何完虐异世少年奇才。壮大门派、匡扶正义、成为己任。