登陆注册
14714100000023

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
  • 国际超级间谍档案

    国际超级间谍档案

    本书介绍了形形色色的间谍以其特殊的使命书写着人类的历史和现实。
  • 苏格拉底

    苏格拉底

    苏格拉底(前469年—前399年)是著名的古希腊哲学家。与他的学生之一是柏拉图及柏拉图的学生亚里士多德并称“希腊三贤”。出生于伯里克利统治的雅典黄金时期,死于雅典的败落时期。(伯罗奔尼撒战争结束后的三十人僭主集团倒台后的时期)。出身贫寒,父亲是一名雕刻师,母亲为助产士。苏格拉底是一位个性鲜明,被人褒贬不一而充满传奇色彩的历史人物。苏格拉底是柏拉图的老师,他一生未曾著述,其言论和思想多见于柏拉图和色诺芬的著作如《苏格拉底言行回忆录》。苏格拉底最后因触犯了当时权贵的利益而被冠以腐蚀青年思想之名被迫饮毒堇汁而死。他长期靠教育为业,苏格拉底的教学方式独特,常常用启发、辩论的方式来进行教育。
  • 绿之梦“全国十大绿化标兵”张万钧写真

    绿之梦“全国十大绿化标兵”张万钧写真

    本书记录了绿化英雄张万钧的真实事迹,共有7章,其中包括:“千里始于足下”、“春花秋实”等。
  • 尼采大传

    尼采大传

    法国作家丹尼尔·哈列维,通过对尼采和亲友们的大量往来信件以及亲友们对尼采的回忆进行整理,于1909年创作出了《尼采大传》一书,全书以时间为线索,对尼采自出生到去世的整个生命过程进行了细致而又精准的描述。本书所依据的大多为第一手资料,具有相当高的可信度,是一本较为权威的尼采传记,向我们展现出了一个听从内心召唤的真正思想者特立独行的一生。
  • 流年碎影

    流年碎影

    中国百年沧桑变迁的冷峻思考,国学大师坎坷人生的心路坦言。自然,人有大小,事有大小,我的人和事,都小而不大,但是江河不择细流,为史部的库藏设想,作为史料,多一些总比少一些好吧!
热门推荐
  • 职场江湖:无招胜有招的“江湖”智慧

    职场江湖:无招胜有招的“江湖”智慧

    本书以大话江湖的形式,讲述了职场中的生存之道与竞争策略,以及如何在此基础上实现个人价值的最大化。
  • 找回我们最幼稚的青春

    找回我们最幼稚的青春

    我们开始于计算机的概率编排,结束于同学录的最后一笔。离别时大都可以做到平静如水,但再遇时却无法阻止回忆伴随感伤逆流而上……
  • 人王

    人王

    是家族抛弃了他们,还是他们抛弃了家族;是命运玩弄着他们,还是他们玩弄着命运;当灵魂被怨念沾染,当身体被鲜血浸泡,当不断变强的口号响彻天际,这群遗弃的孩童将用实力与疯狂震颤整个大陆,用血泪和邪煞铸就兄长人王称号!新书实力等级:武士,武灵、武师、大武师、武宗、武王、武皇、武帝、武尊、武圣、武神新书上传,急需收藏,各位大大们帮帮忙吧~~~拜谢了~~
  • 复仇公主的王子殿下

    复仇公主的王子殿下

    她受不了继母和妹妹的折磨,离家出走。十年后,她拥有了世界上遥不可及的地位,坐上了女王的宝座,还是人人恭谨的公主殿下。为了报仇,她去了灵翼贵族学院,遇到了人人称赞的王子殿下。一开始,他们都看彼此不顺眼,互相使坏对付对方。后来,他们又想在一切。别人想阻碍?没门!
  • 三生缘:凝画情缘

    三生缘:凝画情缘

    花千骨,我会保护你的!不会让你受到一丝伤害。夏凝星来自现代,正在开往向回家火车的路上看各种的花千骨同人小说,就在感叹花千骨苦逼的遭遇的时候,就这么的穿越了!她会在花千骨的世界闯出怎样的事情呢?当花千骨爱上的不是白子画,花千骨还会变妖神而死吗?红尘一醉,愿得一人心!烟火夫妻,白首不相离!
  • 梦境显示器——梦入桃花深处

    梦境显示器——梦入桃花深处

    这是一部喜剧科幻小说,很生活化,没有星际大战,没有世界末日。笔者自己定义为“文派科幻”,如何?一位专门利用梦境进行创作的另类作家,沉醉梦境不能自拔。一台梦境显示器,显示着作家那美丽的梦境。一群人力图帮助梦中人醒来,却一个个进入梦境并流连忘返。一伙极力摆脱当前处境的人也进入了桃花源。一个美丽的传统的故事在未来科学技术的帮助下重新演绎。
  • 古代的旅行

    古代的旅行

    大家是不是有一种错觉,认为这个和平的世界会一直持续下去。但是,在二十一世纪得铜时空却出现了一些不为人知的邪恶势力,而为了这个时空的和平,时空盟主决定成立一个专门对抗邪恶势力的组织,而这个组织就成立在了台湾的克鲁斯学院。这个学院中的大部分人都是异能行者,他(她)们是时空盟主派去的,而且是异能行者的后代,由此便发生了一场好看又精彩故事。
  • 赤狼七星

    赤狼七星

    一位是帝国大将军之子,统领着西北精锐骑兵大军——赤狼军;一位是神秘堡垒的少主,拥有着西北地下暗杀组织——七星卫。李承恩和颜舒本是大将军府的义兄弟,却最终分道扬镳,如同仇人。行将毁灭西北边塞的丧尸危机,觊觎中原繁华腹地的草原蛮族。阴谋与战争,笼罩着整个西北边塞。
  • 蛊岛

    蛊岛

    这里没有怜悯,没有慈悲,这是一个弱肉强食,适者生存的地方,只有不断吞噬别人的基因才能更好的生存下去,没人知道这里是怎么诞生的,只知道在这里生存下去只能不断杀戮,这里就是蛊岛。
  • 美梦变真

    美梦变真

    做梦梦到一千万,第二天睁眼被钞票掩埋。做梦梦到美女,第二天美女躺在身边。……好吧,我的梦想总能成真。