有誰還記得這位天才的數學家?

2020-12-13 真相直說

埃瓦裡斯特·伽羅華(1811年10月25日-1832年5月31日),法國數學家,與尼爾斯·阿貝爾並稱為現代群論的創始人。

伽羅華的父母都是知識分子,12歲以前,伽羅華的教育全部由他的母親負責,他的父親在伽羅華4歲時被選為Bourg La Reine的市長。

12歲,伽羅華進入路易皇家中學就讀,成績都很好,卻要到16歲才開始跟隨 Vernier 老師學習數學,他對數學的熱情劇然引爆,對於其他科目再也提不起任何興趣。校方描述此時的伽羅華是「奇特、怪異、有原創力又封閉」。

1827年,16歲的伽羅華自信滿滿地考他理想中的大學:綜合工科學校,卻因為昏庸無能的主考官而名落孫山。

1829年,伽羅華將他在代數方程解的結果呈交給法國科學院,由奧古斯丁·路易·柯西負責審閱,柯西卻將文章連同摘要都弄丟了(19世紀的兩個短命數學天才阿貝爾與伽羅瓦不約而同地都「栽」在柯西手中)。1829年5月25日和6月1日,他先後將他的兩篇關於群的初步理論的論文呈送法國科學院。科學院請柯西做論文的主審。然而,一些事件挫傷了這個良好的開端,而已在這位年輕數學家的個性上留下了深深的烙印。首先,伽羅華的父親由於受不了保守的天主教牧師的惡毒誹謗於7月2日自殺身亡。之後不到一個月,伽羅瓦參加了巴黎綜合工科學校的入學考試,由於他拒絕採用主考官建議的解答方法,結果又遭失敗.最後他不得已報考了高等師範學院,於1829年10月被錄取. 柯西審核的伽羅華的論文,新概念較多,又過於簡略,因此柯西建議他重新修改.1830年2月,伽羅華將他仔細修改過的論文再次呈送科學院,科學院決定由J.B.J.傅立葉(Fourier)主審.不幸,傅立葉5月份去世,在他的遺物中未能找到伽羅華的手稿。

更糟糕的是,當伽羅華第二次要報考綜合工科大學時,他的父親卻因為被人在選舉時惡意中傷而自殺。正直父親的冤死,影響他考試失敗,也導致他的政治觀與人生觀更趨向極端。

1830年七月革命發生,保皇勢力出亡,高等師範校長將學生鎖在高牆內,引起伽羅華強烈不滿,12月伽羅華在校報上抨擊校長的做法,因此被學校退學。由於強烈支持共和主義,從1831年5月後,伽羅華兩度因政治原因下獄,也曾企圖自殺。在監獄中,伽羅華仍然頑強地進行數學研究,他知道一個數學家必須探索真理,就像一個作家不能寫「三偽文學」,必須探尋真相一樣,就像一個藝術家不能創作「三偽藝術」,必須探尋真相一樣,他一面修改他關於方程論的論文及其他數學工作,一面為將要出版的著作撰寫序言。

1831年5月9日,在一個共和主義者的宴會上,伽羅華舉杯對國王進行了挑釁性的祝酒,於第二天被捕.罪名是教唆謀害國王生命的未遂罪。6月15日被塞納陪審法院釋放。在此期間,伽羅華繼續進行數學研究。他於1831年1月13日開了一門關於高等代數的公開課,以講授自己獨創的學術見解謀生。但是,這個設想並未獲得多大成功。1831年1月17日,他向科學院呈送了題為「關於方程根式解的條件」的論文,這次負責審查論文的是泊松和S.F.拉克魯瓦(Lacroix)。雖然泊松認真地審閱了它,可得出的結論卻是「不可理解」。在他們給科學院的報告中說:「我們已經盡了最大努力來研究伽羅瓦的證明,他的推理顯得不很清楚,到目前為止,我們還不能對它作出正確評價,因為有說服力的證明還沒有得到。因此,在這篇報告中,我們甚至不能給出他的證明思想。」最後,泊松建議伽羅瓦進一步改進並詳細闡述他的工作。 1831年7月14日,伽羅華率眾上街示威遊行時,再次被捕,他被關押在聖佩拉吉監獄。他在獄中頑強地進行數學研究,一面修改他關於方程論的論文,研究橢圓函數,一面著手撰寫將來出版他著作時的序言。1832年3月16日,由於宣布霍亂正在流行,伽羅華被轉移到一家私人醫院中服刑。他在那裡陷入戀愛,後因愛情糾紛而捲入一場決鬥。 4月29日,伽羅瓦獲釋。5月29日,即決鬥的前一天,伽羅華給共和主義者的朋友們寫了絕筆信。尤其在給A.舍瓦列耶(Cheralier)的信中,表明他在生命即將結束的時候,仍在整理、概述他的數學著作。第二天清晨,在岡提勒的葛拉塞爾湖附近,他與對手決鬥,結果中彈致傷後被送進醫院。1832年5月31日,這位未滿21歲的數學家與世長辭了。  伽羅華最主要的成就是提出了群的概念,用群論徹底解決了代數方程的可解性問題。人們為了紀念他,把用群論的方法研究代數方程根式解的理論稱之為伽羅瓦理論。它已成為近世代數學的最有生命力的一種理論。  群論起源於代數方程的研究,它是人們對代數方程求解問題邏輯考察的結果。對於方程論,拉格朗日有過卓越的概括。在1770年前後,他利用統一的方法(現在稱為拉格朗日預解式方法),詳細分析了二次、三次、四次方程的根式解法,提出了方程根的排列置換理論是解決問題的關鍵所在。他的方法對於求解低次方程卓有成效,但對一般的五次方程卻沒有任何明確的結果,致使他對高次方程的求解問題產生了懷疑。P.魯菲尼(Ruffini)於1799年首次證明了高於四次的一般方程的不可解性,但其證明並不完善.在1824—1826年,阿貝爾修正了魯菲尼證明中的缺陷,嚴格證明了一般的五次或五次以上的代數方程不可能有根式解。其間,高斯於1801年建立了分圓方程理論,解決了二項方程的可解性問題,這對於伽羅瓦理論的創立至關重要。1815年,柯西對於置換理論的發展做出了貢獻。固然高於四次的一般方程不能有根式解,但是有些特殊類型的方程(如二項方程、阿貝爾方程割仍然可以用根式求解。因此,全面地刻畫可用根式求解的代數方程的特性問題,乃是一個需要進一步解決的問題.伽羅瓦的理論正是在這樣的背景上發展起來的。   伽羅華繼承和發展了前人及同時代人的研究成果,融會貫通了各流派的數學思想,並且憑著他對近代數學概念特性的一種直覺,超越了他們。他系統地研究了方程根的排列置換的性質,首次定義了置換群的概念,他認為了解置換群是解決方程理論的關鍵。在1831年的論文中,伽羅瓦把具有封閉性的置換的集合稱為「群」。當然,這只是抽象群的一條重要性質而已。群是近代數學中最重要的概念之一,它不僅對數學的許多分支有深刻的影響,而且在近代物理、化學中也有許多重要的作用。

隨著科學的發展,人們越加認識到伽羅華思想的價值。伽羅華也因之得到他生前沒有得到的榮譽和尊敬。我們紀念伽羅華,這不僅因為他是一位傑出的數學英才,而且還因為他是一位勇敢不屈的戰士。一方面,當自己的成果和才能不被理解和承認時,他沒有消沉,沒有氣餒,而是更積極地研究、探索;另一方面,他又以戰士的姿態積極投身於爭取社會進步的革命活動中,堅強不屈,視死如歸。伽羅華生活在經歷了資產階級大革命後的法蘭西,生長在壓製革命摧殘人才的波旁王朝復闢時期,他不是那種害怕社會鬥爭的急風暴雨而躲進科學象牙之塔中的人,而是始終站在人民鬥爭的前列。1830年「七月革命」期間,他因參加「民友社」、抨擊學校子監不支持革命等而被開除,又因率眾遊行而以政治罪兩次被囚禁。所有這些都沒有使伽羅華屈服,他把科學理想和社會信念結合起來,不論在數學王國,還是在現實鬥爭中,至死保持著對真理的忠誠。

據說1832年3月他在獄中結識一個醫生的女兒並陷入狂戀,因為這段感情,他陷入一場決鬥。

決鬥前夕,伽羅華考慮到可能產生的後果,因此鄭重其事地寫了幾封信。在致全體共和派的信中,他寫道:我請求我的愛國朋友們不要責怪我不是為自己的祖國而獻出生命。伽羅華在生命的最後時刻還想著祖國、人民、戰友;伽羅華還深深惦記著他一生為之奮鬥的事業--數學,他匆忙中還精心地將研究成果扼要地寫在字條上,並附以自己的論義手稿,留給了他的好友舍瓦烈,並請他「公開向雅可比和高斯請教,並建議他們發表自己的意見,但不是談理論的正確與否,而是談這些理論的意義和價值。」看來,伽羅華寄希望於德國數學家,希望他們「仗義執言」說真話,並指引後人對他所留下的問題深入研究。在去世的前一天晚上,伽羅華仍然奮筆疾書,總結他的學術思想,整理、概述他的數學工作。他希望有朝一日自己的研究成果能大白於天下。

他的朋友 Chevalier 遵照伽羅華的遺願,將他的數學論文寄給卡爾·弗裡德裡希·高斯與雅各比,但是都石沉大海,要一直到1843年,才由劉維爾肯定伽羅瓦結果之正確、獨創與深邃,並在1846年將它發表。

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