数学家的故事

数学家犹如布满数学“星空”中的星群。这里既有对这些杰出数学家“严谨”的创造成果的叙述,也有对他们“趣闻轶事”的轻松描写,从中可以深深体会到数学家追求真理的热忱以及他们多彩的人生。

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早逝的数学天才——伽罗华

责任编辑:小丽 发表时间:2014年06月26日 17:00 浏览次数:4234 内容转自:www.shuxueweb.com
No.A42814

天才的陨落

伽罗华诞生在拿破仑帝国时代,经历了波旁王朝的复辟时期,又赶上路易·腓力浦朝代初期,他是当时最先进的革命政治集团——共和党的成员。这时法国激烈的政治斗争吸收了年轻热情的伽罗华。他反对学校的苛刻校规,抨击校长在七月政变中的两面行为,以至于1830年2月被开除。之后,他进一步积极参加政治活动,第二年6月,伽罗华以“企图暗杀国王”的罪名被捕。由于警方没有证据,不久即被释放。7月,被反动王朝视为危险分子的伽罗华再次被抓。他在狱中曾遭暗枪射击,幸未击中。1831年4月伽罗华被释放出狱。出狱后不久,年轻气盛的伽罗华为了一个舞女,卷入了一场他所谓的“爱情与荣誉”的决斗。伽罗华非常清楚对手的枪法很好,自己难以摆脱死亡的命运,所以连夜给朋友写信,仓促地把自己生平的数学研究心得扼要写出,并附以论文手稿。他不时的中断,在纸边空白处写上“我没有时间,我没有时间”,然后又接着写下一个极其潦草的大纲。他在天亮之前那最后几个小时写出的东西,为一个折磨了数学家们几个世纪的问题找到了真正的答案,并且开创了数学的一片新的天地。伽罗华对自己的成果充满自信,他在给朋友舍瓦利叶的信中说:“我在分析方面做出了一些新发现。有些是关于方程论的;有些是关于整函数的……公开请求雅可比或高斯,不是对这些定理的正确性,而是对这些定理的重要性发表意见。我希望将来有人发现,这些对于消除所有有关的混乱是有益的。”第二天上午,在决斗场上,伽罗华被打穿了肠子。死之前,他对在他身边哭泣的弟弟说:“不要哭,我需要足够的勇气在20岁的时候死去。”他被埋葬在公墓的普通壕沟内,所以今天他的坟墓已无踪迹可寻。历史学家们曾争论过这场决斗是一个悲惨遭的爱情事件的结局,还是出于政治动机造成的,但无论是哪一种,一位世界上最杰出的数学家在他20岁时被杀死了,他研究数学才只有5年。群论——跨越时代的创造 伽罗华死后,按照他的遗愿,舍瓦利叶把他的信发表在《百科评论》中。他的论文手稿过了14年,也就是1846年,才由法国数学家刘维尔(1809~1882)领悟到这些演算中迸发出的天才思想,他花了几个月的时间试图解释它的意义。刘维尔最后他将这些论文编辑发表在他的极有影响的《纯粹与应用数学杂志》上 ,并向数学界推荐。1870年法国数学家约当根据伽罗华的思想,写了《论置换与代数方程》一书,在这本书里伽罗华的思想得到了进一步的阐述。伽罗华的最主要成就是提出了群的概念,用群论彻底解决了根式求解代数方程的问题,而且由此发展了一整套关于群和域的理论,为了纪念他,人们称之为伽罗华理论。这个理论的大意是:每个方程对应于一个域,即含有方程全部根的域,称为这方程的伽罗华域,这个域对应一个群,即这个方程根的置换群,称为这方程的伽罗华群。伽罗华域的子域和伽罗华群的子群有一一对应关系;当且仅当一个方程的伽罗华群是可解群时,这方程是根式可解的。作为这个理论的推论,可以得出五次以上一般代数方程根式不可解,以及用圆规、直尺(无刻度的尺)三等分任意角和作倍立方体不可能等结论。伽罗华理论对近代数学的发展产生了深远影响,它已渗透到数学的很多分支中。此外,伽罗华还研究过所谓“伽罗华虚数”,即有限域的元素,因此又称有限域为伽罗华域。对伽罗华来说,他所提出并为之坚持的理论是一场对权威、对时代的挑战,他的“群”完全超越了当时数学界能理解的观念。也许正是由于年轻,他才敢于并能够以崭新的方式去思考,去描述他的数学世界。也正因如此,他才受到了冷遇。在这里,我们后人感受到的是一种孤独与悲哀,一种来自智慧的孤独与悲哀。但是,历史的曲折并不能埋没真理的光辉。今天由伽罗华开始的群论,不仅对近代数学的各个方向,而且对物理学、化学的许多分支都产生了重大的影响。 

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