[10月28日]科學歷史上的今天——陳省身

2021-01-18 幾隻青椒

1911年10月28日,陳省身出生於浙江秀水縣(今屬嘉興)。陳省身成就主要在微分幾何的整體性研究,他是現代微分幾何大師埃利·嘉當的繼承人*,是二十世紀最重要的數學家之一。

*現代代數幾何的奠基者韋伊(Weil)如此評價。


陳省身在1923年入天津扶輪中學(今天津鐵路一中),在1926年考入南開大學數學系,並於1930年畢業。他於1931年在清華大學攻讀研究生,師從中國的微分幾何先驅孫光遠。他於1934年獲碩士學位,是中國自己培養的第一名數學研究生。1934年,陳省身赴德國漢堡大學,於1936年2月獲科學博士學位。然後,他又轉去法國巴黎跟從埃利·嘉當研究學習。


陳省身於1937年夏擔任清華大學教授;後隨學校內遷至雲南昆明,在西南聯合大學講授微分幾何。


陳省身於1943年赴美,來到普林斯頓高等研究院工作。在這期間,他完成了一生中最重要的工作:證明了高斯-博內定理(Gauss-Bonnet),構造了陳類 (Chern Class),為整體微分幾何奠定了基礎。


1946年抗戰勝利後,他回到上海,主持中央研究院數學研究所的工作。


1949年初,陳省身應普林斯頓高等研究院院長羅伯特·奧本海默(Robert Oppenheimer)之邀,舉家遷往美國。1949年夏,他在芝加哥大學任教,為復興美國的微分幾何做出了重要貢獻。1960年,陳省身受聘為加州大學伯克利分校,直到1979年退休。1981年,他在伯克利籌建以純粹數學為主的美國國家數學研究所,擔任第一任所長。


1985年,陳省身在南開大學建立南開數學研究所,並任首任所長。


陳省身的工作結合了微分幾何與拓撲方法,影響整個數學的發展。他的代表性的工作包括:

(I)他在1945年證明了黎曼流形的陳-高斯-博內定理(Chern-Guass-Bonett),表明2n維黎曼流形的歐拉示性數可以由曲率計算。這個定理把微分幾何的整體拓撲學和局部曲率連接起來。

(II)他在1940年代,建立的厄密特流形(Hermitian Manifold)的示性類理論,給出了拓撲空間上復向量從聯絡的整體示性數。

(III)他和學生詹姆斯·西蒙斯(James Simons)合作,建立了陳-西蒙斯理論(Chern-Simons theory),是現代拓撲量子場論的基本工具之一。


陳省身的工作在數學界影響巨大,且對現代高能和凝聚態物理也有深遠的影響。例如,陳示性類是對拓撲物理研究的基本語言,陳-西蒙斯理論是分數量子霍爾效應的重要工具。楊振寧對他評價極高,他認為陳省身並列於歐幾裡得(Euclid)、高斯(C.F.Gauss)、黎曼(Riemann)、嘉當(EIie Joseph Cartan)等歷史上的幾何學大師。


2004年12月3日,陳省身在天津逝世,享年93歲。


 

資料來源:

https://zh.wikipedia.org/wiki/陳省身

https://en.wikipedia.org/wiki/Chern_class

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