数学家埃利?约瑟夫?嘉当著作的故事


数学家埃利?约瑟夫?嘉当著作的故事

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数学家埃利?约瑟夫?嘉当
埃利·约瑟夫·嘉当(EIie Joseph Cartan,1869年4月9日─1951年5月6日),法国数学家 。巴黎高等师范学校毕业 。巴黎大学教授 。法兰西科学院院士 。利用外微分形式和活动标形法研究李群论和微分几何学 。对李群的结构和表示、黎曼空间几何学都有重要贡献 。
01
嘉当生于1869年法境阿尔卑斯山的一个小村庄里,他的父亲是一个铁匠 。由于幼年时的天才表现,得到当时政治家赏识,并被保荐获得国家助学金,从而得以完成初等教育 。1888年嘉当进入法国高等师范学校,毕业后先后在法国多所大学任教 。在1894年取得博士学位后,他在蒙比利埃和里昂任教,并于1903年在南锡当上教授 。他在1909年到巴黎任教,1912年成为巴黎大学教授直至1942年退休 。1931年当选为法国科学院院士 。
在数学研究中,他的主体工作就是研究李群和微分几何,从简单李代数的基础材料上的工作开始,把恩格尔(Christian Engel)和基灵(Wilhelm Killing)先前的工作整理起来 。这被证明是有决定性意义的,至少对于分类来讲,他鉴定出4个主要的族和5个特殊情况 。他还引入了代数群的概念,这在1950年之前并没有被认真地发展过 。
那么什么是群?学过高中数学的读者都知道集合的概念吧 。群也是一种集合,而如果我们再给这个集合附加一些条件和运算就得到了群 。因此,群说白了就是一种代数结构 。
从某种意义上讲,群是为了描述对称性和变换而生 。群是个集合,而且是个定义了某种运算的集合,这个运算被称作群乘法,当然这只是个叫法,具体的运算还得你自己定义,而这个群乘法满足下面四条,我们用整数集 空心Z 来说明:
【数学家埃利?约瑟夫?嘉当著作的故事】首先,选定整数加法为群乘法 。
1、群乘法满足封闭性,就是不管你咋算,群里俩元素算来算去,结果还得在群里面 。显然,整数怎么加都还是整数
2、群乘法满足结合律,显然,加法自动满足这个 。
3、存在恒元,或者叫单位元,也就是不管谁跟它做群乘法,还是原样 。显然,谁加零都还是他自己 。
4、存在逆元,就是群中每个元素,都能找到唯一的另一个元素,跟它做群乘法之后得恒元 。显然,在这里逆元就是它相反数 。
02
嘉当当对近代数学的发展做出了极大的贡献 。流形上的分析是当今极为活跃的数学分支,嘉当可以称得上是该分支的重要缔造者,他无疑是最伟大的数学家之一 。嘉当的工作大致分为李群,微分方程和几何三部分,当然它们之间有联系 。其研究成就涉及连续群论、微分方程与微分几何理论等方面 。在多维空间微分几何学方面,嘉当建立了仿射的、射影的及保形的广义联络空间,得到了活动构架的一般方法 。嘉当因几何学和群论等方面的研究成就,曾获得罗巴切夫斯基国际奖金和法国科学院的多次奖金 。
其主要著作有《活动构架方法,连续群论与广义空间》、《黎曼空同几何学》、《积分不变式势、《旋量理论》、《李群几何学与对称空间》等多部 。