Klein, Felix Christian
克萊恩

 
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Klein(1849∼1925)生於 Dusseldorf,卒於 Göttingen,德國數學家。在群論、幾何、 微分方程與函數論交匯的數學領域上有重大貢獻,尤以幾何的「Erlangen 綱領」著稱於世。

Klein 是一個早慧的天才數學家,16歲進入Bonn大學就讀,19歲在 Plucker 指導下獲得博士學位,23歲在 Clebsch 推薦下就任德國南部 Erlangen 大學數學系主任,25歲就成為《Mathematische Annalen》的編輯,37歲成為 Göttingen 數學系主任,將 Göttingen 帶入其黃金顛峰。

1968年,20歲的 Klein 遊學巴黎,認識挪威數學家 Lie,他們兩人的合作為彼此一生之數學事業打下基礎,它們聯合開展了連續變換群(即後稱 Lie 群)的知識,Klein 並巧妙地將它運用到幾何與微分方程上。1872年,Klein 在 Erlangen 大學揭櫫之「Erlangen 綱領」揭示了一個嶄新與統一的新觀點,將所謂幾何性質定義成對應於某變換群不變之空間性質。藉由這個綱領,幾何脫離了上千年的歐基里得觀點,並且清楚地涵蓋並刻劃當時幾何的紛爭焦點:歐氏幾何與非歐幾何。

藉助於群論的視角,Klein 更深入研究的是繼承並發展黎曼的函數論,深入探討微分方程,群論,不變量理論與黎曼面的關係。他發展曲面的賦向(orientation)觀念,證明有向曲面的分類對應於虧格 (genus),並且深入討論不可賦向的射影面與 Klein 瓶。另外,他在橢圓模函數 (elliptic modular function) 與自守函數 (automorphic function) 的工作,是 Klein 自認為他一生研究的顛峰。

另外值得一提的是,Klein 在22歲一篇討論非歐幾何的文章中,提出非歐幾何的 Klein 模型, 一舉將非歐幾何的一致性問題劃歸到歐氏幾何的一致性問題。

可惜的是,也許是在他長期身處研究、教育、行政的三重壓力下(尤其是30歲後與 Poincare 在數學上的競爭),他在33歲後幾年精神崩潰,陷入嚴重沮喪,使他一生的重要研究工作就此中斷。

1886年,他接任 Göttingen 數學系主任後,運用他過人的遠見與行政長才, 他為整個廿世紀的數學環境與體制打下一些重要的基礎:

首先是他戮力於將 Göttingen 發展為世界首屈一指的研究中心, 今日許多數學研究中心的組織結構都以 Göttingen 為濫觴藍本,例如每週研究討論會,閱覽室與研究圖書館,都是 Klein 與後來的 Hilbert(被 Klein 1895年請到 Göttingen)一手建立的。

其次,Klein 為《Mathematische Annalen》引入一個現代數學雜誌編輯的流程,在他的手中, 《Mathematische Annalen》的重要性,超過以柏林大學為班底的《Crelle's 雜誌》。

另外,Klein 是一個非常有見識的數學教育家,早年他的學生 Hurwitz、Bianchi、Ricci 都是獨當一面的數學家。晚年他更投身於大學前的數學教育工作,留下非常多的數學教材著作,讀者可以參閱 Klein 著《高觀點下的初等數學》三卷中譯本(九章出版社)。

本文參考資料:(1)大英百科全書; (2) MacTutor 數學史檔案網站:Klein; (3)《Dictionary of Scientist》,Oxford University Press。

 
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(撰稿:翁秉仁/台大數學系)

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編輯:李渭天 最後修改日期:6/7/2002