群论发明人
㈠ “群论”讲的是什么
群论
一般说来,群指的是满足以下四个条件的一组元素的集合:(1)封闭性 (2)结合律成立 (3)单位元存在 (4)逆元存在。群论是法国传奇式人物Golois的发明。他用该理论解决了五次方程问题。今天,群论经常应用于物理领域。粗略地说,我们经常用群论来研究对称性,这些对称性能够反映出在某种变化下的某些变化量的性质。
在物理上,置换群是很重要的一类群。置换群包括S3群,二维旋转群,三维旋转群以及和反应四维时空相对应的洛仑兹群。洛仑兹群加上四维变换就构成了Poincare群。
在研究群时,使用表象而非群元是较方便的,因为群元一般来说都是抽象的事物。表象可以看成矩阵,而矩阵具有和群元相同的性质。不可约表象和单位表象是表象理论中的重要概念。
人们在寻找五次方程的解法中,一个新的数学分支--群论诞生了!
伽罗瓦是第一个使用群的系统地研究群的数学家。他在19岁时,就使用群的思想解次了五次方程的问题。
伽罗瓦1811年10月26日出生在法国巴黎一个小市镇上,他小时候和高斯正好相反,根本没有人认为他是"神童"。他的教师曾说伽罗瓦"没有智慧,不然就是把智慧藏得太深了,我没法去发现。"有的教师干脆说:"伽罗瓦什么也不懂。"其实伽罗瓦在中学时代就对数学表现了非凡的天赋。他从16岁起就致力于五次方程各五次以上方程的根式解法的研究。教科书满足不了人求知的欲望,他就直接深入学习和了解数学专著。前辈数学家勒让德的《几何原理》,拉格朗日的《论方程的代数解法》、《解析函数论》,欧拉和高斯等数学大师的著作使他乐而忘返。尤其是对同辈挪威数学家阿贝尔成果的研究,更直接影响了伽罗瓦群论思想的产生。阿贝尔是一位富于创造才能的数学家,当他还是中学生时就开始着手探讨高次方程的可解性问题。但命运不济,他写的关于椭圆函数的论文被巴黎科学院打入了冷宫,阿贝尔并没有放弃,终于又在不久以后发表论文证明了一般五次以上的代数方程,它们的根式解法是不存在的,只有某些特殊的五次以上的方程,可以用根式解法。阿贝尔的成果轰动了世界,使延续了3个世纪的五次方程难题解决了。但由于过于劳累,年仅278岁的阿贝尔就在贫病交加中逝世了。同时,也留下了问题给世人,究竟哪些方程可用根式解,哪些不能?完成这个艰巨任务的就是伽罗瓦。
伽罗瓦17岁开始研究方程可解性问题,提出群的用于处理可解性问题,获得了重大成果。但他性格倔强,比阿贝尔更加生不逢时,3次把研究论文交法国科学院审查,都未能得到及时的肯定。不仅如此,由于伽罗致词热烈支持和参与法国"七月革命",人在进入巴黎高等师范学校的第一年就被开除学籍;之后又两次被抓进监狱,获释后的一个月,1832年5月31日,在和反动军官的决斗中,伽罗瓦被击中要害,第二天--1832年5月31日早晨,一颗数学新星殒落了。死时还不满21岁,决斗前夕,伽罗瓦把他的研究工作写成信件,托朋友转交《网络评论》杂志。
然而不幸的是,伽罗瓦的群论思想由于超越时代太远而未及时地被人们理解和接受,以致埋没了10年多,幸好手稿保存下来。1843年9月,法国数学家刘维尔重新整理了伽罗瓦的数学手稿,向法国科学院作了报告,并于1846年,在他自己办的数学杂志上发表了它,这才引起了数学界的注意。
数学家们在伽罗瓦群论思想的基础上,开始追踪、研究和发展,逐渐开创了一个新的数学分支--抽象代数学。它包括群论、环论域论、布尔代数等。
伽罗瓦是不幸的,生前他没有得到他应有的荣誉和地位。但人那颗被冷遇的倍爱创伤的心,却始终充满着对未来的热情、期待和对追求。
㈡ 群论和群理论有区别吗群论的主要内容是什么
我们知道群论是数学的一个重要分支,它在很多学科都有重要的应用,例如在物理中的应用,群论是量子力学的基础。本课程的目的是为了使学生对群论的基本理论有感性的认识和理性的了解。本课程介绍群论的基本理论及某些应用。 主要内容有:首先介绍群、子群、 群同构的概念及有关性质,这是了解群的第一步。然后较为详细地讨论了两类最常见的群:循环群与置换群,包括一些例题和练习,可以熟悉群的运算和性质, 加深对群的理解。并且介绍置换群的某些应用。
然后对群论中某些重要的概念作专题讨论。首先定义并讨论群的子集的运算;由群的子集的运算,引出并讨论了子群的陪集的概念与性质。定义并讨论了正规子群与商群的概念与性质。借助于商群的概念证明了群同态基本定理, 从而对群的同态象作出了系统的描述。这部分内容是群论中最基本的内容,是任何一个希望学习群论的读者所必须掌握的。并且给出群的直积的概念,这是研究群的结构不可缺少的工具。
最后是群表示论的基本理论及应用,包括矢量空间与函数空间,矩阵的秩与直积,不变子空间与可约表示、shur 引理、正交理论、特征标、正规函数、基函数、表示的直积等的概念。
在群的表示理论之后,就是它在量子力学中的应用,例如从群论的角度解决一些量子力学问题,主要包括哈密顿算符的对称性,距阵元定理和选择定则。从而达到了解群论的基础知识以及有限群的表示理论,为群论在物理学中的应用打下基础的目的。
Group theory is one of the great simplifying and unifying ideas in modern mathematics, and it has important applications in many scientific fields. For example, group theory is the ground of Quantum Mechanics. It was introced in order to understand the solutions to polynomial equations, but only in the last one hundred years has its full significance, as a mathematical formulation of symmetry, been understood. It plays a role in our understanding of fundamental particles, the structure of crystal lattices and the geometry of molecules. In this unit we will study the simple axioms satisfied by groups and begin to develop basic group theory in an axiomatic way. The aim of the course is to introce students to the concept of groups, the notion of an axiomatic system through the example of group theory, to investigate elementary properties of groups, to illustrate these with a number of important examples, such as general linear groups and symmetric groups.
We give the necessary notations and basic definitions that we use throughout the thesis. First the concept of subclass is defined and discussed, the concept of the coset, the problems group factorization, coset. intersection, and double coset member for the subclass, etc. The content of this part is the most basic content and is necessary to learn for students.
An important tool for the study of groups (particularly finite groups and with compact groups) is representation theory. Broadly speaking, this asks for possible ways to view a group as a permutation group or a linear group. A number of attractive areas of representation theory link representations of a group with those of its subgroups, especially normal subgroups, algebraic subgroups, and local subgroups. Representation theory also considers images of groups in the automorphism groups of other abelian groups than simply complex vector spaces; these then are the group moles. (This is a somewhat more flexible setting than abstract group theory, since we move into an additive category); molar representation theory studies the case in which the moles are vector spaces over fields with positive characteristic.
At last, the course is on the application of group theory to Quantum Mechanics. We consider a symmetry operation of the system. Symmetry operation transform to the Hamilton operator symmetry, which is associated with the representation matrix. So there is matrix element theorem, and theory choice.
方程论是古典代数的中心课题。直到19世纪中叶,代数仍是一门以方程式论为中心的数学学科,代数方程的求解问题依然是代数的基本问题,特别是用根式求解方程。所谓方程有根式解(代数可解),就是这个方程的解由该方程的系数经过有限次加减乘除以及开整数次方等运算表示出来的。群论也就是起源于对代数方程的研究,它是人们对代数方程求解问题逻辑考察的结果。本文正是从方程论的发展入手,阐述伽罗瓦群论的产生过程,及其伽罗瓦理论的实质。
一. 伽罗瓦群论产生的历史背景
从方程的根式解法发展过程来看,早在古巴比伦数学和印度数学的记载中,他们就能够用根式求解一元二次方程ax2+bx+c=0,给出的解相当于+,,这是对系数函数求平方根。接着古希腊人和古东方人又解决了某些特殊的三次数字方程,但没有得到三次方程的一般解法。这个问题直到文艺复兴的极盛期(即16世纪初)才由意大利人解决。他们对一般的三次方程x3+ax2+bx+c=0,由卡丹公式解出根x= +,其中p=ba2,q=a3,显然它是由系数的函数开三次方所得。同一时期,意大利人费尔拉里又求解出一般四次方程x4+ax3+bx2+cx+d=0的根是由系数的函数开四次方所得。
用根式求解四次或四次以下方程的问题在16世纪已获得圆满解决,但是在以后的几个世纪里,探寻五次和五次以上方程的一般公式解法却一直没有得到结果。1770年前后,法国数学家拉格朗日转变代数的思维方法,提出方程根的排列与置换理论是解代数方程的关键所在,并利用拉格朗日预解式方法,即利用1的任意n次单位根(n=1)引进了预解式x1+x2+2x3+…+n-1xn,详细分析了二、三、四次方程的根式解法。他的工作有力地促进了代数方程论的进步。但是他的这种方法却不能对一般五次方程作根式解,于是他怀疑五次方程无根式解。并且他在寻求一般n次方程的代数解法时也遭失败,从而认识到一般的四次以上代数方程不可能有根式解。他的这种思维方法和研究根的置换方法给后人以启示。
1799年,鲁菲尼证明了五次以上方程的预解式不可能是四次以下的,从而转证五次以上方程是不可用根式求解的,但他的证明不完善。同年,德国数学家高斯开辟了一个新方法,在证明代数基本理论时,他不去计算一个根,而是证明它的存在。随后,他又着手探讨高次方程的具体解法。在1801年,他解决了分圆方程xp-1=0(p为质数)可用根式求解,这表明并非所有高次方程不能用根式求解。因此,可用根式求解的是所有高次方程还是部分高次方程的问题需进一步查明。
随后,挪威数学家阿贝尔开始解决这个问题。1824年到1826年,阿贝尔着手考察可用根式求解的方程的根具有什么性质,于是他修正了鲁菲尼证明中的缺陷,严格证明:如果一个方程可以根式求解,则出现在根的表达式中的每个根式都可表示成方程的根和某些单位根的有理数。并且利用这个定理又证明出了阿贝尔定理:一般高于四次的方程不可能代数地求解。接着他进一步思考哪些特殊的高次方程才可用根式解的问题。在高斯分圆方程可解性理论的基础上,他解决了任意次的一类特殊方程的可解性问题,发现这类特殊方程的特点是一个方程的全部根都是其中一个根(假设为x)的有理函数,并且任意两个根Q1(x)与Q2(x)满足Q1Q2(x)=Q2Q1(x),Q1,Q2为有理函数。现在称这种方程为阿贝尔方程。其实在对阿贝尔方程的研究中已经涉及到了群的一些思想和特殊结果,只是阿贝尔没能意识到,也没有明确地构造方程根的置换集合(因为若方程所有的根都用根x1来表示成有理函数Qj(x1),j=1,2,3,…,n,当用另一个根xI代替x1时,其中1〈I≤n ,那么Qj(xI)是以不同顺序排列的原方程的根,j=1,2,…,n。实际上应说根xI=Q1(xI),Q2(xI),…,Qn(xI)是根x1,x2,…,xn的一个置换),而仅仅考虑可交换性Q1Q2(x)=Q2Q1(x)来证明方程只要满足这种性质,便可简化为低次的辅助方程,辅助方程可依次用根式求解。
阿贝尔解决了构造任意次数的代数可解的方程的问题,却没能解决判定已知方程是否可用根式求解的问题。法国数学家伽罗瓦正是处在这样的背景下,开始接手阿贝尔未竞的事业。
二.伽罗瓦创建群理论的工作
伽罗瓦仔细研究了前人的理论,特别是拉格朗日、鲁菲尼、高斯、阿贝尔等人的著作,开始研究多项式方程的可解性理论,他并不急于寻求解高次方程的方法,而是将重心放在判定已知的方程是否有根式解。如果有,也不去追究该方程的根究竟是怎样的,只需证明有根式解存在即可。
1.伽罗瓦群论的创建
伽罗瓦在证明不存在一个五次或高于五次的方程的一般根式解法时,与拉格朗日相同,也从方程根的置换入手。当他系统地研究了方程根的排列置换性质后,提出了一些确定的准则以判定一个已知方程的解是否能通过根式找到,然而这些方法恰好导致他去考虑一种称之为“群”的元素集合的抽象代数理论。在1831年的论文中,伽罗瓦首次提出了“群”这一术语,把具有封闭性的置换的集合称为群,首次定义了置换群的概念。他认为了解置换群是解决方程理论的关键,方程是一个其对称性可用群的性质描述的系统。他从此开始把方程论问题转化为群论的问题来解决,直接研究群论。他引入了不少有关群论的新概念,从而也产生了他自己的伽罗瓦群论,因此后人都称他为群论的创始人。
对有理系数的n次方程
x+axn-1+a2xn-2+…+an-1x+an=0 (1) ,
假设它的n个根x1,x2,…,xn的每一个变换叫做一个置换,n个根共有n!个可能的置换,它们的集合关于置换的乘法构成一个群,是根的置换群。方程的可解性可以在根的置换群的某些性质中有所反映,于是伽罗瓦把代数方程可解性问题转化为与相关的置换群及其子群性质的分析问题。现在把与方程联系起的置换群(它表现了方程的对称性质)称为伽罗瓦群,它是在某方程系数域中的群。一个方程的伽罗瓦群是对于每一个其函数值为有理数的关于根的多项式函数都满足这个要求的最大置换群,也可以说成对于任一个取有理数值的关于根的多项式函数,伽罗瓦群中的每个置换都使这函数的值不变。
2.伽罗瓦群论的实质
我们可以从伽罗瓦的工作过程中,逐步领悟伽罗瓦理论的精髓。首先分析一下他是怎样在不知道方程根的情况下,构造伽罗瓦群的。仍然是对方程(1),设它的根x1,x2,…,xn中无重根,他构造了类似于拉格朗日预解式的关于x1,x2,…,xn的一次对称多项式
△1=A1x1+A2x2+…+Anxn,
其中AI(I=1,2,3,…,n)不必是单位根,但它必是一些整数且使得n!个形如△1的一次式△1,△2,…,△n!各不相同,接着又构造了一个方程
=0 (2) ,
该方程的系数必定为有理数(可由对称多项式定理证明),并且能够分解为有理数域上的不可约多项式之积。设F(x)=是 的任意一个给定的m次的不可约因子,则方程(1)的伽罗瓦群是指n!个△I中的这m个排列的全体。同时他又由韦达定理
知伽罗瓦群也是一个对称群,它完全体现了此方程的根的对称性。但是计算一个已知方程的伽罗瓦群是有一定困难的,因此伽罗瓦的目的并不在于计算伽罗瓦群,而是证明:恒有这样的n次方程存在,其伽罗瓦群是方程根的可能的最大置换群S(n),S(n)是由n!个元素集合构成的,S(n)中的元素乘积实际上是指两个置换之积。现在把S(n)中的元素个数称为阶,S(n)的阶是n!。
伽罗瓦找出方程系数域中的伽罗瓦群G后,开始寻找它的最大子群H1,找到H1后用一套仅含有理运算的手续(即寻找预解式)来找到根的一个函数。的系数属于方程的系数域R,并且在H1的置换下不改变值,但在G的所有别的置换下改变值。再用上述方法,依次寻找H1的最大子群H2,H2的最大子群H3,…于是得到H1,H2,…,Hm,直到Hm里的元素恰好是恒等变换(即Hm为单位群I)。在得到一系列子群与逐次的预解式的同时,系数域R也随之一步步扩大为R1,R2,…,Rm,每个RI对应于群HI。当Hm=I时,Rm就是该方程的根域,其余的R1,R2,…,Rm-1是中间域。一个方程可否根式求解与根域的性质密切相关。例如,四次方程
x4+px2+q=0 (3) ,
p与q独立,系数域R添加字母或未知数p、q到有理数中而得到的域,先计算出它的伽罗瓦群G,G是S(4)的一个8阶子群,G={E,E1,E2,…E7},其中
E=,E1=,E2=,E3=,E4=,E5=, E6=, E7=。
要把R扩充到R1,需在R中构造一个预解式,则预解式的根,添加到R中得到一个新域R1,于是可证明原方程(3)关于域R1的群是H1,H1={E,E1,E2,E3},并发现预解式的次数等于子群H1在母群G中的指数8÷4=2(即指母群的阶除以子群的阶)。第二步,构造第二个预解式,解出根 ,于是在域R1中添加得到域R2,同样找出方程(3)在R2中的群H2,H2={E,E1},此时,第二个预解式的次数也等于群H2在H1中的指数4÷2=2。第三步,构造第三个预解式,得它的根 ,把添加到R2中得扩域R3,此时方程(3)在R3中的群为H3,H3={E},即H3=I,则R3是方程(3)的根域,且该预解式的次数仍等于群H3在H2中的指数2÷1=2。在这个特殊的四次方程中,系数域到根域的扩域过程中每次添加的都是根式,则方程可用根式解。这种可解理论对于一般的高次方程也同样适用,只要满足系数域到根域的扩域过程中每次都是添加根式,那么一般的高次方程也能用根式求解。
现仍以四次方程(3)为例,伽罗瓦从中发现了这些预解式实质上是一个二次的二项方程,既然可解原理对高次方程也适用,那么对于能用根式求解的一般高次方程,它的预解式方程组必定存在,并且所有的预解式都应是一个素数次p的二项方程xp=A。由于高斯早已证明二项方程是可用根式求解的。因此反之,如果任一高次方程所有的逐次预解式都是二项方程,则能用根式求解原方程。于是,伽罗瓦引出了根式求解原理,并且还引入了群论中的一个重要概念“正规子群”。
他是这样给正规子群下定义的:设H是G的一个子群,如果对G中的每个g都有gH=Hg,则称H为G的一个正规子群,其中gH表示先实行置换g,然后再应用H的任一元素,即用G的任意元素g乘H的所有置换而得到的一个新置换集合。定义引入后,伽罗瓦证明了当作为约化方程的群(如由G 约化到H1)的预解式是一个二项方程xp=A (p为素数)时,则H1是G的一个正规子群。反之,若H1是G的正规子群,且指数为素数p,则相应的预解式一定是p次二项方程。他还定义了极大正规子群:如果一个有限群有正规子群,则必有一个子群,其阶为这有限群中所有正规子群中的最大者,这个子群称为有限群的极大正规子群。一个极大正规子群又有它自己的极大正规子群,这种序列可以逐次继续下去。因而任何一个群都可生成一个极大正规子群序列。他还提出把一个群G生成的一个极大正规子群序列标记为G、H、I、J…, 则可以确定一系列的极大正规子群的合成因子[G/H],[H/I],[I/G]…。合成因子[G/H]=G的阶数/ H的阶数。对上面的四次方程(3),H1是G的极大正规子群, H2是H1的极大正规子群,H3又是H2的极大正规子群,即对方程(3)的群G 生成了一个极大正规子群的序列G、H1、H2、H3。
随着理论的不断深入,伽罗瓦发现对于一个给定的方程,寻找它在伽罗瓦群及其极大不变子群序列完全是群论的事。因此,他完全用群论的方法去解决方程的可解性问题。最后,伽罗瓦提出了群论的另一个重要概念“可解群”。他称具有下面条件的群为可解群:如果它所生成的全部极大正规合成因子都是质数。
根据伽罗瓦理论,如果伽罗瓦群生成的全部极大正规合成因子都是质数时,方程可用根式求解。若不全为质数,则不可用根式求解。由于引入了可解群,则可说成当且仅当一个方程系数域上的群是可解群时,该方程才可用根式求解。对上面的特殊四次方程(3),它的[G/H]=8/4=2,[H1/H2]=2/1=2,2为质数,所以方程(3)是可用根式解的。再看一般的n次方程,当n=3时,有两个二次预解式t2=A和t3=B,合成序列指数为2与3,它们是质数,因此一般三次方程可根式解。同理对n=4,有四个二次预解式,合成序列指数为2,3,2,2,于是一般四次方程也可根式求解。一般n次方程的伽罗瓦群是s(n),s(n)的极大正规子群是A(n) (实际A(n)是由s(n)中的偶置换构成的一个子群。如果一个置换可表为偶数个这类置换之积,则叫偶置换。),A(n)的元素个数为s(n)中的一半,且A(n)的极大正规子群是单位群I,因此[s(n)/A(n)]=n!/(n!/2)=2,[A(n)/I]=(n!/2)/1=n!/2, 2是质数,但当n ≥5时,n!/2不是质数,所以一般的高于四次的方程是不能用根式求解的。至此,伽罗瓦完全解决了方程的可解性问题。
顺带提一下,阿贝尔是从交换群入手考虑问题的,他的出发点与伽罗瓦不同,但他们的结果都是相同的,都为了证其为可解群,并且伽罗瓦还把阿贝尔方程进行了推广,构造了一种现在称之为伽罗瓦方程的方程,伽罗瓦方程的每个根都是其中两个根的带有系数域中系数的有理函数。
四.伽罗瓦群论的历史贡献
伽罗瓦创立群论是为了应用于方程论,但他并不局限于此,而是把群论进行了推广,作用于其他研究领域。可惜的是,伽罗瓦群论的理论毕竟太深奥,对十九世纪初的人们来说是很难理解的,连当时的数学大师都不能理解他的数学思想和他的工作的实质,以至他的论文得不到发表。更不幸的是伽罗瓦在二十一岁时便因一场愚蠢的决斗而早逝,我们不得不为这位天才感到惋惜。到十九世纪六十年代,他的理论才终于为人们所理解和接受。
伽罗瓦群理论被公认为十九世纪最杰出的数学成就之一。他给方程可解性问题提供了全面而透彻的解答,解决了困扰数学家们长达数百年之久的问题。伽罗瓦群论还给出了判断几何图形能否用直尺和圆规作图的一般判别法,圆满解决了三等分任意角或倍立方体的问题都是不可解的。最重要的是,群论开辟了全新的研究领域,以结构研究代替计算,把从偏重计算研究的思维方式转变为用结构观念研究的思维方式,并把数学运算归类,使群论迅速发展成为一门崭新的数学分支,对近世代数的形成和发展产生了巨大影响。同时这种理论对于物理学、化学的发展,甚至对于二十世纪结构主义哲学的产生和发展都发生了巨大的影响。
参考文献:
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鲁又文编著.数学古今谈.天津:天津科学技术出版社,1984.
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Tony Rothman:”伽罗瓦传”,《科学》,重庆,科学技术文献出版社重庆分社,1982年第8 期,第81~92页.
㈢ 邓稼先制造“两弹一星的故事
邓稼先没有私心,人们绝对相信他
㈣ 发明过悬魂梯的与霍金齐名的科学家有什么主要的理论
有些科学家像一个单独的勇士那样,单枪匹马的作战,这些科学家特别让人敬佩。而且他们所取得的成果也特别的突出。在所有的科学家里被列为最伟大的科学家就是牛顿和爱因斯坦了。基本上,他们的主要科学成果都是在没有任何外界援助的情况下,独立完成。
让人疑惑的就是,那些古文明到底经历了什么,才会有如此复杂的时态表达。彭罗斯的开拓性研究,表明了轮回这个概念在理论上是可行的。最后,让我们向彭大爷致以最高的敬意,彭大爷不仅把轮回理论上升到数学可描述的高度,而且给出了可供实验验证的结论。最重要的一点是:彭罗斯宇宙轮回模型,给出了宇宙大爆炸之前的明确答案!
㈤ 五个数学家的故事,帮忙找一找。
数学奇才、计算机之父——冯·诺依曼
20世纪即将过去,21世纪就要到来.我们站在世纪之交的大门槛,回顾20世纪科学技术的辉煌发展时,不能不提及20世纪最杰出的数学家之一的冯·诺依曼.众所周知,1946年发明的电子计算机,大大促进了科学技术的进步,大大促进了社会生活的进步.鉴于冯·诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用,他被西方人誉为"计算机之父".
约翰·冯·诺依曼 ( John Von Nouma,1903-1957),美藉匈牙利人,1903年12月28日生于匈牙利的布达佩斯,父亲是一个银行家,家境富裕,十分注意对 孩子的教育.冯·诺依曼从小聪颖过人,兴趣广泛,读书过目不忘.据说他6岁时就能用古 希腊语同父亲闲谈,一生掌握了七种语言.最擅德语,可在他用德语思考种种设想时,又能以阅读的速度译成英语.他对读过的书籍和论文.能很快一句不差地将内容复述出来,而且若干年之后,仍可如此.1911年一1921年,冯·诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间,就崭露头角而深受老师的器重.在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学论文,此时冯·诺依曼还不到18岁.1921年一1923年在苏黎世大学学习.很快又在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位,此时冯·诺依曼年仅22岁.1927年一1929年冯·诺依曼相继在柏林大学和汉堡大学担任数学讲师。1930年接受了普林斯顿大学客座教授的职位,西渡美国.1931年成为该校终身教授.1933年转到该校的高级研究所,成为最初六位教授之一,并在那里工作了一生. 冯·诺依曼是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士.他是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院土. 1954年他任美国原子能委员会委员;1951年至1953年任美国数学会主席.
1954年夏,冯·诺依曼被使现患有癌症,1957年2月8日,在华盛顿去世,终年54岁.
冯·诺依曼在数学的诸多领域都进行了开创性工作,并作出了重大贡献.在第二次世界大战前,他主要从事算子理论、鼻子理论、集合论等方面的研究.1923年关于集合论中超限序数的论文,显示了冯·诺依曼处理集合论问题所特有的方式和风格.他把集会论加以公理化,他的公理化体系奠定了公理集合论的基础.他从公理出发,用代数方法导出了集合论中许多重要概念、基本运算、重要定理等.特别在 1925年的一篇论文中,冯·诺依曼就指出了任何一种公理化系统中都存在着无法判定的命题.
1933年,冯·诺依曼解决了希尔伯特第5问题,即证明了局部欧几里得紧群是李群.1934年他又把紧群理论与波尔的殆周期函数理论统一起来.他还对一般拓扑群的结构有深刻的认识,弄清了它的代数结构和拓扑结构与实数是一致的. 他对其子代数进行了开创性工作,并莫定了它的理论基础,从而建立了算子代数这门新的数学分支.这个分支在当代的有关数学文献中均称为冯·诺依曼代数.这是有限维空间中矩阵代数的自然推广. 冯·诺依曼还创立了博奕论这一现代数学的又一重要分支. 1944年发表了奠基性的重要论文《博奕论与经济行为》.论文中包含博奕论的纯粹数学形式的阐述以及对于实际博奕应用的详细说明.文中还包含了诸如统计理论等教学思想.冯·诺依曼在格论、连续几何、理论物理、动力学、连续介质力学、气象计算、原子能和经济学等领域都作过重要的工作.
冯·诺依曼对人类的最大贡献是对计算机科学、计算机技术和数值分析的开拓性工作.
现在一般认为ENIAC机是世界第一台电子计算机,它是由美国科学家研制的,于1946年2月14日在费城开始运行.其实由汤米、费劳尔斯等英国科学家研制的"科洛萨斯"计算机比ENIAC机问世早两年多,于1944年1月10日在布莱奇利园区开始运行.ENIAC机证明电子真空技术可以大大地提高计算技术,不过,ENIAC机本身存在两大缺点:(1)没有存储器;(2)它用布线接板进行控制,甚至要搭接见天,计算速度也就被这一工作抵消了.ENIAC机研制组的莫克利和埃克特显然是感到了这一点,他们也想尽快着手研制另一台计算机,以便改进.
冯·诺依曼由ENIAC机研制组的戈尔德斯廷中尉介绍参加ENIAC机研制小组后,便带领这批富有创新精神的年轻科技人员,向着更高的目标进军.1945年,他们在共同讨论的基础上,发表了一个全新的"存储程序通用电子计算机方案"--EDVAC(Electronic Discrete Variable AutomaticCompUter的缩写).在这过程中,冯·诺依曼显示出他雄厚的数理基础知识,充分发挥了他的顾问作用及探索问题和综合分析的能力.
EDVAC方案明确奠定了新机器由五个部分组成,包括:运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备,并描述了这五部分的职能和相互关系.EDVAC机还有两个非常重大的改进,即:(1)采用了二进制,不但数据采用二进制,指令也采用二进制;(2建立了存储程序,指令和数据便可一起放在存储器里,并作同样处理.简化了计算机的结构,大大提高了计算机的速度. 1946年7,8月间,冯·诺依曼和戈尔德斯廷、勃克斯在EDVAC方案的基础上,为普林斯顿大学高级研究所研制IAS计算机时,又提出了一个更加完善的设计报告《电子计算机逻辑设计初探》.以上两份既有理论又有具体设计的文件,首次在全世界掀起了一股"计算机热",它们的综合设计思想,便是著名的"冯·诺依曼机",其中心就是有存储程序
原则--指令和数据一起存储.这个概念被誉为'计算机发展史上的一个里程碑".它标志着电子计算机时代的真正开始,指导着以后的计算机设计.自然一切事物总是在发展着的,随着科学技术的进步,今天人们又认识到"冯·诺依曼机"的不足,它妨碍着计算机速度的进一步提高,而提出了"非冯·诺依曼机"的设想. 冯·诺依曼还积极参与了推广应用计算机的工作,对如何编制程序及搞数值计算都作出了杰出的贡献. 冯·诺依曼于1937年获美国数学会的波策奖;1947年获美国总统的功勋奖章、美国海军优秀公民服务奖;1956年获美国总统的自由奖章和爱因斯坦纪念奖以及费米奖.
冯·诺依曼逝世后,未完成的手稿于1958年以《计算机与人脑》为名出版.他的主要著作收集在六卷《冯·诺依曼全集》中,1961年出版.
数学奇才——伽罗华 页首
1832年5月30日晨,在巴黎的葛拉塞尔湖附近躺着一个昏迷的年轻人,过路的农民从枪伤判断他是决斗后受了重伤,就把这个不知名的青年抬到医院。第二天早晨十点钟,他就离开了人世。数学史上最年轻、最有创造性的头脑停止了思考。人们说,他的死使数学发展推迟了好几十年。这个青年就是死时不满21岁的伽罗华。
伽罗华生于离巴黎不远的一个小城镇,父亲是学校校长,还当过多年市长。家庭的影响使伽罗华一向勇往直前,无所畏惧。1823年,12岁的伽罗华离开双亲到巴黎求学,他不满足呆板的课堂灌输,自己去找最难的数学原著研究,一些老师也给他很大帮助。老师们对他的评价是“只宜在数学的尖端领域里工作”。
1828年,17岁的伽罗华开始研究方程论,创造了“置换群”的概念和方法,解决了几百年来使人头痛的方程来解决问题。伽罗华最重要的成就,是提出了“群”的概念,用群论改变了整个数学的面貌。1829年5月,伽罗华把他的成果写成论文,递交法国科学院,但伴随着这篇杰作而来的是一连串的打击和不幸。先是父亲因不堪忍受教士诽谤而自杀,接着因他的答辩既简捷又深奥令考官们不满而未能进入著名的巴黎综合技术学校。至于他的论文,先是被认为新概念太多又过于简略而要求重写;第二份推导详尽的稿子又因审稿人病逝而下落不明;1831年1月提交的第三份论文又因评阅人不能全部看懂而被否定。
青年伽罗华一方面追求数学的真知,另一方面又献身于追求社会正义的事业。在1831年法国的“七月革命”中,作为高等师范学校新生,伽罗华率领群众走上街头,抗议国王的专制统治,不幸被捕。在狱中,他染上了霍乱。即使在这样的恶劣条件下,伽罗华仍然继续搞他的数学研究,并且写成了论文,准备出狱后发表。出狱不久,因为卷入一场无聊的“爱情”纠葛而决斗身亡。
伽罗华去世后16年,他留存下来的60页手稿才得以发表,科学界才传遍了他的名字。
“数学之神”——阿基米德
阿基米德公元前287年出生在意大利半岛南端西西里岛的叙拉古。父亲是位数学家兼天文学家。阿基米德从小有良好的家庭教养,11岁就被送到当时希腊文化中心的亚历山大城去学习。在这座号称"智慧之都"的名城里,阿基米德博阅群书,汲取了许多的知识,并且做了欧几里得学生埃拉托塞和卡农的门生,钻研《几何原本》。
后来阿基米德成为兼数学家与力学家的伟大学者,并且享有"力学之父"的美称。其原因在于他通过大量实验发现了杠杆原理,又用几何演泽方法推出许多杠杆命题,给出严格的证明。其中就有著名的"阿基米德原理",他在数学上也有着极为光辉灿烂的成就。尽管阿基米德流传至今的著作共只有十来部,但多数是几何著作,这对于推动数学的发展,起着决定性的作用。
《砂粒计算》,是专讲计算方法和计算理论的一本著作。阿基米德要计算充满宇宙大球体内的砂粒数量,他运用了很奇特的想象,建立了新的量级计数法,确定了新单位,提出了表示任何大数量的模式,这与对数运算是密切相关的。
《圆的度量》,利用圆的外切与内接96边形,求得圆周率π为: <π< ,这是数学史上最早的,明确指出误差限度的π值。他还证明了圆面积等于以圆周长为底、半径为高的正三角形的面积;使用的是穷举法。
《球与圆柱》,熟练地运用穷竭法证明了球的表面积等于球大圆面积的四倍;球的体积是一个圆锥体积的四倍,这个圆锥的底等于球的大圆,高等于球的半径。阿基米德还指出,如果等边圆柱中有一个内切球,则圆柱的全面积和它的体积,分别为球表面积和体积的 。在这部著作中,他还提出了著名的"阿基米德公理"。
《抛物线求积法》,研究了曲线图形求积的问题,并用穷竭法建立了这样的结论:"任何由直线和直角圆锥体的截面所包围的弓形(即抛物线),其面积都是其同底同高的三角形面积的三分之四。"他还用力学权重方法再次验证这个结论,使数学与力学成功地结合起来。
《论螺线》,是阿基米德对数学的出色贡献。他明确了螺线的定义,以及对螺线的面积的计算方法。在同一著作中,阿基米德还导出几何级数和算术级数求和的几何方法。
《平面的平衡》,是关于力学的最早的科学论著,讲的是确定平面图形和立体图形的重心问题。
《浮体》,是流体静力学的第一部专著,阿基米德把数学推理成功地运用于分析浮体的平衡上,并用数学公式表示浮体平衡的规律。
《论锥型体与球型体》,讲的是确定由抛物线和双曲线其轴旋转而成的锥型体体积,以及椭圆绕其长轴和短轴旋转而成的球型体的体积。
丹麦数学史家海伯格,于1906年发现了阿基米德给厄拉托塞的信及阿基米德其它一些著作的传抄本。通过研究发现,这些信件和传抄本中,蕴含着微积分的思想,他所缺的是没有极限概念,但其思想实质却伸展到17世纪趋于成熟的无穷小分析领域里去,预告了微积分的诞生。
正因为他的杰出贡献,美国的E.T.贝尔在《数学人物》上是这样评价阿基米德的:任何一张开列有史以来三个最伟大的数学家的名单之中,必定会包括阿基米德,而另外两们通常是牛顿和高斯。不过以他们的宏伟业绩和所处的时代背景来比较,或拿他们影响当代和后世的深邃久远来比较,还应首推阿基米德。
数学家的故事——祖冲之
祖冲之(公元429-500年)是我国南北朝时期,河北省涞源县人.他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,终于使他成为我国古代杰出的数学家、天文学家.
祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算.秦汉以前,人们以"径一周三"做为圆周率,这就是"古率".后来发现古率误差太大,圆周率应是"圆径一而周三有余",不过究竟余多少,意见不一.直到三国时期,刘徽提出了计算圆周率的科学方法--"割圆术",用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长.刘徽计算到圆内接96边形, 求得π=3.14,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的π值越精确.祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在3.1415926与3.1415927之间.并得出了π分数形式的近似值,取为约率 ,取为密率,其中取六位小数是3.141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数.祖冲之究竟用什么方法得出这一结果,现在无从考查.若设想他按刘徽的"割圆术"方法去求的话,就要计算到圆内接16,384边形,这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊!由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的.祖冲之计算得出的密率, 外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了.为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议把π=叫做"祖率".
祖冲之博览当时的名家经典,坚持实事求是,他从亲自测量计算的大量资料中对比分析,发现过去历法的严重误差,并勇于改进,在他三十三岁时编制成功了《大明历》,开辟了历法史的新纪元.
祖冲之还与他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算.他们当时采用的一条原理是:"幂势既同,则积不容异."意即,位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等.这一原理,在西文被称为卡瓦列利原理, 但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的.为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为"祖暅原理".
数学家的故事——苏步青
苏步青1902年9月出生在浙江省平阳县的一个山村里。虽然家境清贫,可他父母省吃俭用,拼死拼活也要供他上学。他在读初中时,对数学并不感兴趣,觉得数学太简单,一学就懂。可量,后来的一堂数学课影响了他一生的道路。
那是苏步青上初三时,他就读浙江省六十中来了一位刚从东京留学归来的教数学课的杨老师。第一堂课杨老师没有讲数学,而是讲故事。他说:“当今世界,弱肉强食,世界列强依仗船坚炮利,都想蚕食瓜分中国。中华亡国灭种的危险迫在眉睫,振兴科学,发展实业,救亡图存,在此一举。‘天下兴亡,匹夫有责’,在座的每一位同学都有责任。”他旁征博引,讲述了数学在现代科学技术发展中的巨大作用。这堂课的最后一句话是:“为了救亡图存,必须振兴科学。数学是科学的开路先锋,为了发展科学,必须学好数学。”苏步青一生不知听过多少堂课,但这一堂课使他终身难忘。
杨老师的课深深地打动了他,给他的思想注入了新的兴奋剂。读书,不仅为了摆脱个人困境,而是要拯救中国广大的苦难民众;读书,不仅是为了个人找出路,而是为中华民族求新生。当天晚上,苏步青辗转反侧,彻夜难眠。在杨老师的影响下,苏步青的兴趣从文学转向了数学,并从此立下了“读书不忘救国,救国不忘读书”的座右铭。一迷上数学,不管是酷暑隆冬,霜晨雪夜,苏步青只知道读书、思考、解题、演算,4年中演算了上万道数学习题。现在温州一中(即当时省立十中)还珍藏着苏步青一本几何练习薄,用毛笔书写,工工整整。中学毕业时,苏步青门门功课都在90分以上。
17岁时,苏步青赴日留学,并以第一名的成绩考取东京高等工业学校,在那里他如饥似渴地学习着。为国争光的信念驱使苏步青较早地进入了数学的研究领域,在完成学业的同时,写了30多篇论文,在微分几何方面取得令人瞩目的成果,并于1931年获得理学博士学位。获得博士之前,苏步青已在日本帝国大学数学系当讲师,正当日本一个大学准备聘他去任待遇优厚的副教授时,苏步青却决定回国,回到抚育他成长的祖任教。回到浙大任教授的苏步青,生活十分艰苦。面对困境,苏步青的回答是“吃苦算得了什么,我甘心情愿,因为我选择了一条正确的道路,这是一条爱国的光明之路啊!”
这就是老一辈数学家那颗爱国的赤子之心
数学之父——塞乐斯
塞乐斯生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,塞乐斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,塞乐斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。
塞乐斯的方法既巧妙又简单:选一个天气晴朗的日子,在金字塔边竖立一根小木棍,然后观察木棍阴影的长度变化,等到阴影长度恰好等于木棍长度时,赶紧测量金字塔影的长度,因为在这一时刻,金字塔的高度也恰好与塔影长度相等。也有人说,塞乐斯是利用棍影与塔影长度的比等于棍高与塔高的比算出金字塔高度的。如果是这样的话,就要用到三角形对应边成比例这个数学定理。塞乐斯自夸,说是他把这种方法教给了古埃及人但事实可能正好相反,应该是埃及人早就知道了类似的方法,但他们只满足于知道怎样去计算,却没有思考为什么这样算就能得到正确的答案。
在塞乐斯以前,人们在认识大自然时,只满足于对各类事物提出怎么样的解释,而塞乐斯的伟大之处,在于他不仅能作出怎么样的解释,而且还加上了为什么的科学问号。古代东方人民积累的数学知识,王要是一些由经验中总结出来的计算公式。塞乐斯认为,这样得到的计算公式,用在某个问题里可能是正确的,用在另一个问题里就不一定正确了,只有从理论上证明它们是普遍正确的以后,才能广泛地运用它们去解决实际问题。在人类文化发展的初期,塞乐斯自觉地提出这样的观点,是难能可贵的。它赋予数学以特殊的科学意义,是数学发展史上一个巨大的飞跃。所以塞乐斯素有数学之父的尊称,原因就在这里。 塞乐斯最先证明了如下的定理:
1.圆被任一直径二等分。
2.等腰三角形的两底角相等。
3.两条直线相交,对顶角相等。
4.半圆的内接三角形,一定是直角三角形。
5.如果两个三角形有一条边以及这条边上的两个角对应相等,那么这两个三角形全等。 这个定理也是塞乐斯最先发现并最先证明的,后人常称之为塞乐斯定理。相传塞乐斯证明这个定理后非常高兴,宰了一头公牛供奉神灵。后来,他还用这个定理算出了海上的船与陆地的距离。
塞乐斯对古希腊的哲学和天文学,也作出过开拓性的贡献。历史学家肯定地说,塞乐斯应当算是第一位天文学家,他经常仰卧观察天上星座,探窥宇宙奥秘,他的女仆常戏称,塞乐斯想知道遥远的天空,却忽略了眼前的美色。数学史家Herodotus层考据得知Hals战后之时白天突然变成夜晚(其实是日蚀),而在此战之前塞乐斯曾对Delians预言此事。 塞乐斯的墓碑上列有这样一段题辞:
「这位天文学家之王的坟墓多少小了一点,但他在星辰领域中的光荣是颇为伟大的。
㈥ 邓稼先的发明以及事迹
邓稼先贡献简述及后人评价
研究了原子弹和氢弹
邓稼先的光辉一生(徐焰)
邓稼先,1924年出生于安徽怀宁县一个书香门第之家。翌年,他随母到北京,在担任清华、北大哲学教授的父亲身边长大。他5岁入小学,在父亲指点下打下了很好的中西文化基础。1935年,他考入崇德中学,与比他高两班、且是清华大学院内邻居的杨振宁结为最好的朋友。邓稼先在校园中深受爱国救亡运动的影响,1937年北平沦陷后秘密参加抗日聚会。在父亲安排下,他随大姐去了大后方昆明,并于1941年考入西南联合大学物理系。
1945年抗战胜利时,邓稼先从西南联大毕业,在昆明参加了共产党的外围组织“民青”,投身于争取民主、反对国民党独裁统治的斗争。翌年,他回到北平,受聘担任了北京大学物理系助教,并在学生运动中担任了北大教职工联合会主席。抱着学更多的本领以建设新中国之志,他于1947年通过了赴美研究生考试,于翌年秋进入美国印第安那州的普渡大学研究生院。由于他学习成绩突出,不足两年便读满学分,并通过博士论文答辩。此时他只有26岁,人称“娃娃博士”。
1950年8月,邓稼先在美国获得博士学位九天后,便谢绝了恩师和同校好友的挽留,毅然决定回国。同年10月,邓稼先来到中国科学院近代物理研究所任研究员。此后的八年间,他进行了中国原子核理论的研究。1953年,他与许鹿希结婚,许鹿希是五四运动重要学生领袖、后来担任全国人大常委会副委员长的许德珩的长女。1954年,邓稼先加入了中国共产党。
1958年秋,二机部副部长钱三强找到邓稼先,说“国家要放一个‘大炮仗’”,征询他是否愿意参加这项必须严格保密的工作。邓稼先义无反顾地同意,回家对妻子只说自己“要调动工作”,不能再照顾家和孩子,通信也困难。从小受爱国思想熏陶的妻子明白,丈夫肯定是从事对国家有重大意义的工作,表示坚决支持。从此,邓稼先的名字便在刊物和对外联络中消失,他的身影只出现在严格警卫的深院和大漠戈壁。
邓稼先就任二机部第九研究所理论部主任后,先挑选了一批大学生,准备有关俄文资料和原子弹模型。1959年6月,苏联政府终止了原有协议,中共中央下决心自己动手,搞出原子弹、氢弹和人造卫星。邓稼先担任了原子弹的理论设计负责人后,一面部署同事们分头研究计算,自己也带头攻关。在遇到一个苏联专家留下的核爆大气压的数字时,邓稼先在周光召的帮助下以严谨的计算推翻了原有结论,从而解决了关系中国原子弹试验成败的关键性难题。数学家华罗庚后来称,这是“集世界数学难题之大成”的成果。
邓稼先不仅在秘密科研院所里费尽心血,还经常到飞沙走石的戈壁试验场。1964年10月,中国成功爆炸的第一颗原子弹,就是由他最后签字确定了设计方案。他还率领研究人员在试验后迅速进入爆炸现场采样,以证实效果。他又同于敏等人投入对氢弹的研究。按照“邓—于方案”,最后终于制成了氢弹,并于原子弹爆炸后的两年零八个月试验成功。这同法国用8年、美国用7年、苏联用4年的时间相比,创造了世界上最快的速度。
1972年,邓稼先担任核武器研究院副院长,1979年又任院长。1984年,他在大漠深处指挥中国第二代新式核武器试验成功。翌年,他的癌扩散已无法挽救,他在国庆节提出的要求就是去看看天安门。1986年7月16日,国务院授予他全国“五一”劳动奖章。同年7月29日,邓稼先去世。他临终前留下的话仍是如何在尖端武器方面努力,并叮咛:“不要让人家把我们落得太远……”
邓稼先虽长期担任核试验的领导工作,却本着对工作极端负责任的精神,在最关键、最危险的时候出现在第一线。例如,核武器插雷管、铀球加工等生死系于一发的危险时刻,他都站在操作人员身边,既加强了管理,又给作业者以极大的鼓励。
一次,航投试验时出现降落伞事故,原子弹坠地被摔裂。邓稼先深知危险,却一个人抢上前去把摔破的原子弹碎片拿到手里仔细检验。身为医学教授的妻子知道他“抱”了摔裂的原子弹,在邓稼先回北京时强拉他去检查。结果发现在他的小便中带有放射性物质,肝脏被损,骨髓里也侵入了放射物。随后,邓稼先仍坚持回核试验基地。在步履艰难之时,他坚持要自己去装雷管,并首次以院长的权威向周围的人下命令:“你们还年轻,你们不能去!”1985年,邓稼先最后离开罗布泊回到北京,仍想参加会议。医生强迫他住院并通知他已患有癌症。他无力地倒在病床上,面对自己妻子以及国防部长张爱萍的安慰,平静地说:“我知道这一天会来的,但没想到它来得这样快。”中央尽了一切力量,却无法挽救他的生命。在邓稼先去世前不久,组织上为他个人配备了一辆专车。他只是在家人搀扶下,坐进去并转了一小圈,表示已经享受了国家所给的待遇。在他去世13年后,1999年国庆50周年前夕,党中央、国务院和中央军委又向邓稼先追授了金质的“两弹一星功勋奖章”。
㈦ 数学到底谁发明的,这么变态
数学起源于人类早期的生产活动,人们从远古时代开始已经积累了一定的数学知识,专并能应用实际问题。属
从数学本身看,他们的数学知识也只是观察和经验所得。而我们目前所学的数学,是由于一个个数学家们总结出来的经验的总和。
㈧ 群论讲什么通俗一点
什么是群论
群论一般说来,群指的是满足以下四个条件的一组元素的集合:(1)封闭性 (2)结合律成立 (3)单位元存在 (4)逆元存在。群论是法国传奇式人物Golois的发明。他用该理论解决了五次方程问题。今天,群论经常应用于物理领域。粗略地说,我们经常用群论来研究对称性,这些对称性能够反映出在某种变化下的某些变化量的性质。
在物理上,置换群是很重要的一类群。置换群包括S3群,二维旋转群,三维旋转群以及和反应四维时空相对应的洛仑兹群。洛仑兹群加上四维变换就构成了Poincare群。
在研究群时,使用表象而非群元是较方便的,因为群元一般来说都是抽象的事物。表象可以看成矩阵,而矩阵具有和群元相同的性质。不可约表象和单位表象是表象理论中的重要概念。
人们在寻找五次方程的解法中,一个新的数学分支--群论诞生了!
伽罗瓦是第一个使用群的系统地研究群的数学家。他在19岁时,就使用群的思想解次了五次方程的问题。
伽罗瓦1811年10月26日出生在法国巴黎一个小市镇上,他小时候和高斯正好相反,根本没有人认为他是"神童"。他的教师曾说伽罗瓦"没有智慧,不然就是把智慧藏得太深了,我没法去发现。"有的教师干脆说:"伽罗瓦什么也不懂。"其实伽罗瓦在中学时代就对数学表现了非凡的天赋。他从16岁起就致力于五次方程各五次以上方程的根式解法的研究。教科书满足不了人求知的欲望,他就直接深入学习和了解数学专著。前辈数学家勒让德的《几何原理》,拉格朗日的《论方程的代数解法》、《解析函数论》,欧拉和高斯等数学大师的著作使他乐而忘返。尤其是对同辈挪威数学家阿贝尔成果的研究,更直接影响了伽罗瓦群论思想的产生。阿贝尔是一位富于创造才能的数学家,当他还是中学生时就开始着手探讨高次方程的可解性问题。但命运不济,他写的关于椭圆函数的论文被巴黎科学院打入了冷宫,阿贝尔并没有放弃,终于又在不久以后发表论文证明了一般五次以上的代数方程,它们的根式解法是不存在的,只有某些特殊的五次以上的方程,可以用根式解法。阿贝尔的成果轰动了世界,使延续了3个世纪的五次方程难题解决了。但由于过于劳累,年仅278岁的阿贝尔就在贫病交加中逝世了。同时,也留下了问题给世人,究竟哪些方程可用根式解,哪些不能?完成这个艰巨任务的就是伽罗瓦。
伽罗瓦17岁开始研究方程可解性问题,提出群的用于处理可解性问题,获得了重大成果。但他性格倔强,比阿贝尔更加生不逢时,3次把研究论文交法国科学院审查,都未能得到及时的肯定。不仅如此,由于伽罗致词热烈支持和参与法国"七月革命",人在进入巴黎高等师范学校的第一年就被开除学籍;之后又两次被抓进监狱,获释后的一个月,1832年5月31日,在和反动军官的决斗中,伽罗瓦被击中要害,第二天--1832年5月31日早晨,一颗数学新星殒落了。死时还不满21岁,决斗前夕,伽罗瓦把他的研究工作写成信件,托朋友转交《网络评论》杂志。
然而不幸的是,伽罗瓦的群论思想由于超越时代太远而未及时地被人们理解和接受,以致埋没了10年多,幸好手稿保存下来。1843年9月,法国数学家刘维尔重新整理了伽罗瓦的数学手稿,向法国科学院作了报告,并于1846年,在他自己办的数学杂志上发表了它,这才引起了数学界的注意。
数学家们在伽罗瓦群论思想的基础上,开始追踪、研究和发展,逐渐开创了一个新的数学分支--抽象代数学。它包括群论、环论域论、布尔代数等。
伽罗瓦是不幸的,生前他没有得到他应有的荣誉和地位。但人那颗被冷遇的倍爱创伤的心,却始终充满着对未来的热情、期待和对追求。
㈨ 谁才是史上公认最聪明的人呢
小布2020:今天心血来潮忽然想换个桌面。思来想去,最后决定用个世界上最聪明的人来做壁纸,可是....谁才是史上公认最聪明的人呢?要在数千年中几百亿的人群里选出一个还真不是件容易的事,下面是我挑出了历史上公认10个最聪明的人。你抽点时间来帮我权衡一下吧~
10托马斯阿尔瓦爱迪生
对于爱迪生大家并不陌生,在小学课本中就有这位被叫做发明之王的人士的介绍,据说他一生的时间里发明了两千个东西,创立通用电气公司,据说他的智商高达160!
9卡尔弗里德里希高斯
大家还记得小时候那个有名的从一加到一百的故事吗?对高斯就是故事的主角,很多的数学理论都是他研究出来的,智商有多高就无需多言了吧?
8尼古拉特斯拉
这是一位在无线电领域有着很深的造诣的科学家,不过很多人都不知道他的名字,如今的无线电通讯技术很大都是他的功劳。
7达芬奇
大家可能会很吃惊,画家能够入榜高智商人物?其实达芬奇不但只画蒙娜丽莎这类的画作,他还只做过很多的机械图纸,是欧洲文艺复兴时期的代表人物,令人十分佩服。
6阿基米德
古希腊哲学家、数学家、物理学家对了,这就是那个撬动了地球的“家伙”,阿基米德的勇气真是让人佩服,直到今日人们还对他的那句名言记忆犹新,当然了,他也没有空谈,真的研究出了很多物理理论。学校里学的浮力原理、杠杆原理和机械应用都是他研究出来的。
5爱因斯坦
想必不用过多介绍大家也多这位伟大的物理学家有所了解,暂且不论他的成就有多大,只是高达二百的智商数值就足以让人惊呆了!他成功解释了光电效应;创立了狭义相对论、广义相对论等。
4米开朗基罗
米开朗基罗代表欧洲文艺复兴雕塑艺术最高峰。大家能很难想像到,一位艺术家也会成为高智商人物吧,米开朗琪罗不但画画的好,智商也是非同一般的高。主要作品有《大卫》,《摩西》,《奴隶》,《创世纪》等。
3埃瓦里斯特伽罗瓦
现代群论的创始人之一,这个名字大家并不是很熟徐,不过学过数学的小伙伴们都知道诸如求根公式之类的知识,这就是由他创造的,用群论系统化地阐述了五次及五次以上方程不能用公式求解。智商也是非常的高。
2伽利略伽利雷
一看到这几个字大家可能就会联想到望远镜,其实他可不仅仅是一位高智商的科学家,还是一位斗士呢,看来一个人的勇气和他的成就是成正比的。为牛顿理论体系的建立奠定基础、伽利略望远镜观测天文学、论证日心说。
1艾萨克牛顿
因为一个苹果偶尔降落到他的头上,他发现了万有引力定律,善于思考的他也因此被认为数智商最高的人,当然这也与他今后的一系列研究成绩密不可分。提出万有引力定律、牛顿运动定律,与莱布尼茨共同发明微积分,发明反射式望远镜和光的色散原理,被誉为“近代物理学之父”。
经过再三的衡量最终还是选择了......
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㈩ 谁发明了数学
1、数学起源于人类早期的生产活动,古巴比伦人从远古时代开始已经积累了一定的数学知识,并能应用实际问题。
2、从数学本身看,他们的数学知识也只是观察和经验所得,没有综合结论和证明,但也要充分肯定他们对数学所做出的贡献。
3、亚里士多德把数学定义为“数量科学”,这个定义直到18世纪。从19世纪开始,数学研究越来越严格,开始涉及与数量和量度无明确关系的群论和投影几何等抽象主题,数学家和哲学家开始提出各种新的定义。
3、数学语言亦对初学者而言感到困难,如何使这些字有着比日常用语更精确的意思,亦困恼着初学者,如开放和域等字在数学里有着特别的意思,数学术语亦包括如同胚及可积性等专有名词。
但使用这些特别符号和专有术语是有其原因的:数学需要比日常用语更多的精确性.数学家将此对语言及逻辑精确性的要求称为“严谨”
4、严谨是数学证明中很重要且基本的一部分,数学家希望他们的定理以系统化的推理依着公理被推论下去.这是为了避免依着不可靠的直观,从而得出错误的“定理”或"证明",而这情形在历史上曾出现过许多的例子。
5、在数学中被期许的严谨程度因着时间而不同:希腊人期许着仔细的论点,但在牛顿的时代,所使用的方法则较不严谨,牛顿为了解决问题所作的定义,到了十九世纪才让数学家用严谨的分析及正式的证明妥善处理。
数学家们则持续地在争论电脑辅助证明的严谨度.当大量的计算难以被验证时,其证明亦很难说是有效地严谨。
(10)群论发明人扩展阅读
美国旧金山州立大学的研究人员对125名大学生进行试验。学生们先填写匿名问卷,给考数学时的焦虑程度打分,并描述自己在考试时的心理压力症状。
随后,参试者接受简单的数学测试——将843连续减去7,持续15秒。一组学生放松身体并趴在桌上做运算,另一组人挺直腰板做题。结果表明,在直坐的姿势下做数学题的参试者平均运算效率更高。
研究人员表示,对数学测试感到焦虑的人,越是趴坐,越无法清晰思考。因为弯腰驼背是一种防御性的姿势,容易触发大脑的负面信息。即使是喜欢做数学题的学生,挺直坐好时的答题效率也高于趴着坐。
研究作者劳伦·梅森说:“人们从小学开始就对自己的数学能力有了自我评估。消极的数学科目自我评价有可能会贯穿、影响孩子一生。
新研究成果告诉对数学不自信的学生们,一个简单的体态改变可以帮助我们在压力下做出更好的表现。不仅是数学,音乐家在表演过程中可以因保持良好的姿势而获益,公共演说家和运动员也一样。
参考资料:网络-数学、人民网-做数学没信心?挺起腰板,数学成绩好