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數學陶冶我一生 (第 2 頁)

陳省身

 


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.原載於數學圈第三十八卷

註釋
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歐洲的留學生活

1934∼1936年我在漢堡,1936年獲理學博士學位;並曾在巴黎隨 Elie Cartan 從事一年博士後研究,去漢堡的選擇實屬幸運之舉。漢堡大學有一個很強的數學系,Blaschke、Artin 以及 Hecke 是那裡的教授,較資淺的成員包括 E. Kähler、H. Petersson 和 H. Zassenhaus。

那時 Blaschke 的數學興趣正從網幾何轉向積分幾何。1934年9月我剛見到他時,他給了我一大疊關於網幾何的抽印本。我開始對網的秩的概念和具有最大的秩的網產生了興趣。大家知道,Rn 中一個餘維是 1 的 d 網由處於一般位置的 d 個超曲面葉結構組成。設 x1,...,xnRn 的坐標,葉狀結構由方程

\begin{displaymath}u_{i}(x_{1},...,x_{n})=\mbox{{\fontfamily{cwM1}\fontseries{m}...
...y{cwM1}\fontseries{m}\selectfont \char 98}},\quad 1\leq i\leq d\end{displaymath}

給定。形如

\begin{displaymath}\sum_{1\leq i\leq d}f_i(u_i)=0\end{displaymath}

的方程被稱為是 Abel 方程。線性無關的 Abel 方程的最大個數被稱為是這個網的秩。如果 d-網由 Rn 空間裡的 d 類代數曲線的超平面定義,它就具有這樣的 Abel 方程,它們是將 Abel 定理應用於 Abel 微分獲得的。因而這個 d-網的秩至少是該曲線的虧格 (genus)。在一篇短文中我確定了 Rn 中所有餘維為 1 的 d-網的最大秩 $\pi(d,n), n\leq{d-1}$。根據 Castelnuovo 的一個定理,這個整數等於 n 維射影空間 Pn 裡不屬於任意超平面 Pn-1d 次代數曲線的最大虧格。值得注意的事實是,並非所有具有最大秩的網都是由上述方式描述的具有最大虧格的代數曲線給出的;這裡存在怪異的具有最大秩的網,這些網的葉並非都是超平面。這些 Abel 方程本質上是函數方程,因為在經典情形中,這些方程變成眾所周知的超越函數的加法定理。在平面上 (n=2),曲線的 5-網的最大秩為 6,而且存在一個怪異網(Bol網),這個網的 Abel 方程含二重對數。1978年 Griffiths 和我研究了 Rn 中具有最大秩 $\pi(d,n)$ 且餘維為 1 的 d-網問題,但我們沒有獲得最後結果。我認為確定這樣的怪異網是一個非常有趣且很重要的問題。

1934∼1935年間我的主要精力用於參加 Kähler 的討論班。討論班以 Kähler 剛出版不久的著名小冊子《微分方程組理論導引》(Einführung in die Theorie Systeme von Differentialgleichangen) 為基礎。主要成果就是後來所稱的 Cartan-Kähler 定理。所有的人,包括 Blaschke、Artin 與 Hecke,都出席了首次討論會,每人還得到一本上述的小冊子。但參加者減少得很快,我是堅持到底的極少數人之一。我把這一理論用於 R2rr 維子流形的 3-網。Blaschke 和 Kähler 都認為這個結果與我先前關於最大秩的結果已足夠寫成一篇學位論文了。到1935年底我的學位論文已準備就緒。

Blaschke 及其學派主要關心積分幾何,Blaschke 開過積分幾何的課程。這一主題最漂亮的結果是由 L.A. Santalò 發現的。一個結果是用正項的無窮和表示平面凸曲線的等周虧量,其中每個正項均具幾何意義。Santalò 的工作使他成為積分幾何方面的世界級領袖。他原籍西班牙,後來移民到阿根廷。

我的另一位學友是代數幾何學家周煒良,他為了跟 Hermann Weyl做研究從芝加哥來到哥廷根。但是哥廷根乃至整個德國政局的變化使這一願望成為泡影,他又轉往萊比錫隨 Van der Waerden 工作。由於某種原因,他住在漢堡,有時來參加討論班。周煒良當時正在發展他的「配型」(zugeordnete Formen),即後來所稱「周氏坐標」。周是一位有創見的數學家。他對代數幾何作出了重要貢獻,包括他的緊子簇定理和相交理論。周出身於中國一個高層官宦家族,它很早就認識到西化的必要,因此這個家族出了不少傑出人物。周習慣夜間工作。當他來訪時我就得犧牲一些睡眠,但卻學得一些數學。

無論如何,只要可能,我就去聽 Artin 的講課。二年間他開過的課包括複變函數論、代數拓撲、相對論和丟番圖逼近等。我還聽過 Hecke 主要按他的書講的代數數論課。我在漢堡的學術生涯是很理想的,但是政局不允許這種生活繼續下去。

1936∼1937年我可從事一年博士後研究。當我徵求 Blaschke 的意見時,他建議我或繼續留漢堡跟 Artin 研究數論,或去巴黎跟隨 Elie Cartan。這兩個方案都有吸引力,我最後選擇了後者。

這一抉擇非常理想。那年 Cartan 開了一門外微分系統的課程;講義後來以書的形式出版了。那些後來成為 Bourbaki 的「年輕的」法國數學家開始活躍起來。他們組織了一個「Julia 討論班」,每二周聚一次,致力於對每年選定的一個專題進行研究。1936∼1937年的專題是「E. Cartan 的工作」。

Cartan 是位極好的導師。他提出的「小」問題,有些成為我論文的主題。大概由於我對他所提問題作的解答,他允許我大約每二周去他家一次。見面後的第二天我通常會收到他的信,信中往往說:「你走後我又考慮了他的問題。……這問題似乎很有趣……」這一年過得有趣而令人難忘。

我還聽過 Montel 有關多複變的講課,參加過 Hadamard 在法蘭西學院舉辦的討論班。在每次討論班結束時 Hadamard 總會作總結,它通常比討論班上的演講本身更清楚更豐富。

在獲悉中日戰爭爆發的消息後,我懷著沉重的心情於1937年7月10日告別巴黎返回中國。

   

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編輯:石莉君 最後修改日期:2/27/2002