黎曼
來源:網絡來源 2009-08-31 10:27:11
黎曼,G.F.B(Riemann,GeorgFriedrichBernhard)1826年9月17日生于德國漢若威的布雷斯塞論茨;1866年7月20日卒于意大利塞拉斯卡。
黎曼是對現代數學影響最大的數學家之一,我們從他當時的數學水平來看,他作為偉大的分析學家,其成就可以分為八個領域來論述。前4個領域是關于復分析方面的,他第一個有意識的將實域過渡到復域,開創了復變函數域,代數函數論,常微分方程解析理論及解析數論諸方向;后4個領域主要涉及實分析,在積分理論,三角級理論,微分幾何學,數學物理方程等方面取得重大突破。重要的是一個多世紀之前的成就卻直接同現代數學中的拓撲方法,一般流形概念,聯系拓撲與分析的黎曼-洛赫定理,代數幾何學特別是阿貝爾簇以及參模等緊密相連,他的空間觀念及黎曼幾何更預示著廣義相對論,正是他促發了現代數學的革命性變革。
他的具體成就有:
一、復變函數論
黎曼和柯西及魏爾斯特拉斯被公認為復變函數論三大奠基人。而黎曼:
1.通過復變函數的導數定義,建立復變函數論的基礎。
2.對多值函數定義黎曼曲面。
3.黎曼曲面的拓撲(黎曼是第一個研究曲面拓撲的人,他引進橫剖線的方法來研究曲面的連通性質)。
4.黎曼曲面上的函數論(黎曼研究的基本問題是黎曼曲面上函數的存在性及唯一性問題。他比以前數學家的先進之處在于,函數的存在不必通過構造出解析表達式來證明,黎曼可以通過其奇點來定義,這對后世數學有重要影響。)。
5.狄利克雷原理(黎曼給出其證明并有效地表述及運用狄利克雷原理,這個原理是他從狄利克雷的課程中學來的)。
二、阿貝爾函數論
關于阿貝爾函數,黎曼發表過兩篇文章:一是《阿貝爾函數論》,一是《論函數的零點》。
1.阿貝爾積分的表示及分類(黎曼對由定義的黎曼曲面上所有阿貝爾積分進行了分類。第一類阿貝爾積分,在黎曼曲面上處處有界。線性獨立的第一類阿貝爾積分的數目等于曲面的虧格p,如果曲面的連通數,這p個阿貝爾積分稱為基本積分。第二類阿貝爾積分,在黎曼曲面上以有限多點為極點。第三類阿貝爾積分,在黎曼曲面上具有對數奇點。每一個阿貝爾積分均為以上三類積分的和。
2.黎曼-洛赫定理(這是代數函數論及代數幾何學最重要的定理。黎曼得到的黎曼不等式,是黎曼-洛赫定理的原始形態)。
3.黎曼矩陣,黎曼點集和阿貝爾函數。
4.函數及雅可比反演問題(為了研究雅可比簇,黎曼推廣雅可比函數,引進了黎曼函數)。
5.雙有理變換的概念和參模。
三、超幾何級數和常微分方程
超幾何微分方程有3個奇點0,1,α,它作為二階微分方程有兩個獨立特解y1和y2,其他解均為這兩解的線形組合。黎曼的思想是當y1,y2沿繞奇點的路徑變化時必經歷線形變換。對于所有繞奇點的路徑,這些變換組成群。他把結果推廣到m個奇點n個獨立函數的情形,他證明給定線形變換后,這n個獨立函數滿足一個n階線形微分方程,但他沒有證明這些奇點(支點)和這些變換可以任意選取,從而留下了著名的黎曼問題。希爾伯特把他列入23個問題中的第21個問題。
四、解析理論
黎曼是現代意義下解析數論的奠基者,生前他只在1859年發表過一篇論文《論給定數以內的素數數目》。
五、實分析──函數觀念,黎曼積分,傅立葉級數,連續不可微函數
黎曼積分是數學特別是物理應用的主要分析工具;黎曼還是最早認識到連續性及可微性的區別的數學家之一。
六、幾何學
黎曼的空間觀念使數學及物理發生空前的變革。黎曼的幾何論文有兩篇,一篇是他的授課資格的演講,另一篇是所謂《巴黎之作》,即《論熱傳導問題》。
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