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数学家传记

让-罗贝尔·阿尔冈Jean-Robert Argand

出生
可能是1768年7月18日 瑞士日内瓦
逝世
可能是1822年8月13日 法国巴黎

让-罗贝尔·阿尔冈是一位业余瑞士数学家,最为人所知的是作为最早给出复数几何描述的人之一。

完整传记

这本传记是关于让-罗贝尔·阿尔冈的,这个名字对于几乎所有通过复数的‘阿尔冈图’学习数学的人来说都是众所周知的。让我们在这本传记的开头就说明,名字“阿尔冈 Robert”以及上面给出的他的出生和死亡日期不太可能是正确的。它们指的是一个真实的人,但这个人不太可能是‘阿尔冈图’的作者。以下关于阿尔冈 Robert Argand的信息,可能错误地成为了发明‘阿尔冈图’的人传记的标准部分。

阿尔冈是巴黎的一名会计师和簿记员,只是一位业余数学家。关于他的背景和教育知之甚少。我们确实知道他的父亲是Jacques Argand,母亲是Eves Canac。除了他的出生日期,他受洗的日期也是已知的——1768年7月22日。关于他生平的少数其他已知事实中,有一点关于他孩子的信息。他的儿子出生在巴黎并继续住在那里,而他的女儿Jeanne-Françoise-Dorothée- Marie-Elizabeth 阿尔冈嫁给了Félix Bousquet,他们住在斯图加特。

如果这些信息不太可能是真的,那么此时了解它来自何处或许会有所帮助。Jules Hoüel出版了一部四卷本著作,题为Théorie Élémentaire des Quantités Complexes (复量的初等理论)。在Hoüel于1874年出版第4卷之前,他决定尝试寻找关于阿尔冈的生平信息。他知道Ami 阿尔冈(1750-1803)曾发明仪器并在巴黎住过一段时间,出生于日内瓦。这一定让Hoüel猜测阿尔冈图的发明者可能出生于日内瓦,于是他询问他在日内瓦的同事,能否找到阿尔冈的生平细节。我们上面呈现的关于阿尔冈的细节是Hoüel请求的结果,尽管提供信息的人曾表示怀疑他们找到的是正确的阿尔冈。尽管有这些怀疑,这些信息一直被视为确定的,直到20世纪90年代末,Gert Schubring的研究导致他声称[7]:-

……这些为数不多的已知数据似乎值得怀疑。

Schubring的论证主要基于这样一个事实:基本上没有证据表明阿尔冈的标准传记可能是正确的。他还有几条论据表明这个“标准传记”是错误的。其中之一是,阿德里安-马里·勒让德似乎见过阿尔冈,却将他描述为一个“年轻人”。如果阿尔冈是阿尔冈 Robert Argand,那么他见到阿德里安-马里·勒让德时将是38岁,不太可能配得上这种描述。另一件表明阿尔冈不是阿尔冈 Robert Argand的事情是,阿尔冈 Robert Argand是一名会计和簿记员,而从他的著作来看,阿尔冈表明他可能是钟表行业的专家技师。

阿尔冈因对复数给出几何解释而闻名,其中ii被解释为旋转90°。复数的模的概念也归功于阿尔冈,但后来使用该术语的奥古斯丁·路易·柯西通常被认为是这一概念的创始者。阿尔冈图被教授给大多数学习数学的学生,阿尔冈的名字将通过这一重要概念在数学史上流传下去。然而,他的名字与复数的这种几何解释相关联,仅仅是一系列相当奇怪事件的结果。

第一个发表这种复数几何解释的是卡斯帕尔·韦塞尔。这一思想出现在卡斯帕尔·韦塞尔1787年的著作中,但直到卡斯帕尔·韦塞尔于1797年3月10日向丹麦皇家科学院的一次会议提交论文后才发表。该论文于1799年发表,但未引起数学界的注意。卡斯帕尔·韦塞尔的论文在1895年被重新发现,当时Christian Juel提请注意它,同年,索菲斯·李重新发表了卡斯帕尔·韦塞尔的论文。

这并不像乍一看那么令人惊讶,因为卡斯帕尔·韦塞尔是一名测量员。然而,阿尔冈也不是职业数学家,所以当他在1806年给出复数的几何解释时,是在一部他可能自费私下出版的回忆录中,但实际上没有证据表明它曾出版。唯一确定的是阿尔冈自己的陈述,他在1806年至1813年间的某个时候私下分发了极少数副本。无论是否出版都无关紧要,因为没有其出版的证据留存下来,人们会预期它比卡斯帕尔·韦塞尔的著作更不引人注意,毕竟后者是由丹麦皇家科学院出版的。也许更令人惊讶的是,阿尔冈的名字甚至没有出现在回忆录上,因此无法确定作者。

阿尔冈的著作为人所知的方式相当复杂。阿德里安-马里·勒让德从阿尔冈那里收到了一份著作Essai sur une manière de représenter les quantités imaginaires dans les constructions géométriques (论在几何构造中表示虚量的一种方式),并于1806年11月2日将其寄给François Français,尽管两人都不知道作者的身份。阿德里安-马里·勒让德在这封信中写道:-

有些人非常成功地从事科学研究,却不为人知,也不追求名声。最近我见到一个年轻人,他请我阅读他写的一部关于虚数的著作;他没有很好向我解释他的目的,但他让我明白,他认为所谓的虚量与其他量一样真实,并用线来表示它们。起初我向作者表示我非常怀疑,但我答应阅读他的论文。与我的预期相反,我发现了相当原创的思想,表述得非常好,有相当深厚的计算知识作为支撑,最终导向非常精确的结果,例如三角学的大部分公式、罗杰·柯特斯定理等。这里是这部著作的一个概要,你可能会感兴趣,它将使你能够判断其余部分。……我在这里只给出他思想的一小部分,但你会补足它,也许你会像我一样发现,它们足够原创,值得关注。至于其余部分,我只是把它留给你作为好奇的对象,我不会为自己辩护。

François Français于1810年去世后,他的兄弟Jacques Français整理他的论文,在其中发现了阿尔冈的小论文。1813年9月,Jacques Français发表了论文Nouveaux principes de Géométrie de position, et interprétation des symboles imaginaires (位置几何学的新原理,以及虚符号的解释),其中他基于阿尔冈的思想给出了复数的几何表示,并附有有趣的应用。Jacques Français本可以轻易地将这些思想据为己有,但他做的恰恰相反。他在论文结尾说,这个思想基于一位不知名数学家的著作,并请求这位数学家表明身份,以便他能够因其思想而获得荣誉:-

我必须……出于公正地声明,这些新思想的实质并不属于我。我是在阿德里安-马里·勒让德写给我已故兄弟François Joseph Français(1768-1810)的一封信中发现它们的,在这封信中,这位伟大的数学家与他分享了(作为已经传达给他的东西,以及作为纯粹好奇的对象)我的第2和第3个定义的实质、我的第1个定理,以及我的第2个定理的第3个推论[...]。我希望我对我所达到的结果的公开能够导致这些思想的第一作者为人所知,并揭示他自己在这个主题上所做的工作。

Jacques Français的文章出现在约瑟夫·热尔岗的期刊Annales de mathématiques上,阿尔冈回应了Jacques Français的请求,承认他是作者,并向Annales de mathématiques提交了他原始作品 Essai sur une manière de représenter les quantités imaginaires dans les constructions géométriques (《论在几何构造中表示虚量的一种方式》)的一个稍作修改的版本,附有一些新的应用。没有什么比一场争论更能引起世人对某事的注意,而这正是接下来发生的事情。Jacques Français、阿尔冈和弗朗索瓦-约瑟夫·塞尔瓦之间在约瑟夫·热尔岗的期刊的页面上进行了一场激烈的讨论。在这组通信中,Jacques Français和阿尔冈为几何表示的有效性辩护,而弗朗索瓦-约瑟夫·塞尔瓦则主张复数必须用纯代数来处理。

人们可能会以为阿尔冈对数学没有其他贡献。然而并非如此,尽管他将永远因阿尔冈图而被铭记,但他最好的工作是关于代数基本定理的,而为此他几乎没有得到什么荣誉。他在1806年的工作中给出了代数基本定理的一个漂亮证明(带有小漏洞),并在1813年于约瑟夫·热尔岗的期刊上发表其结果时再次给出。当然,阿尔冈是第一个在系数为复数的情况下陈述该定理的人。Petrova在[6]中讨论了该基本定理的早期证明,并指出阿尔冈给出了一个几乎现代形式的证明,而该证明在1813年第二次发表后被遗忘了。

1813年之后,阿尔冈确实在数学界获得了更高的知名度。他在1813年至1816年间又发表了八篇文章,全部发表在约瑟夫·热尔岗的期刊上。其中大多数要么基于他最初的论文,要么是对其他数学家发表的论文的评论。他的最后一篇出版物是关于组合的,其中他使用记号(m,n)(m, n)表示从mm个对象中选取nn个对象的组合。

在[1]中,Jones将阿尔冈的工作总结如下:-

阿尔冈是一个背景不明、职业与数学无关、与他那个时代的文献接触不确定的人,他凭直觉发展了一个时机已成熟的关键思想。他自己利用了它。他工作的质量和意义得到了他那个时代一些天才的认可,但沟通的中断以及其他工作者类似发展的近似同时性,迫使历史学家无法将建立在他所耕耘的概念之上的成果完全归功于他。

在[7]中,Gert Schubring试图重建阿尔冈试图让阿德里安-马里·勒让德对他的几何解释产生兴趣的尝试:-

1806年秋天,阿德里安-马里·勒让德被阿尔冈找上门来,后者试图在直接交谈中向他概述自己手稿中的主要结果。阿德里安-马里·勒让德对方法及其应用表示怀疑。离开时,阿尔冈敦促阿德里安-马里·勒让德阅读他的手稿。阿德里安-马里·勒让德没有记住这个人的名字,并以为手稿会显示其作者的名字。当阿尔冈离开后,阿德里安-马里·勒让德意识到论文既没有标明作者的地址也没有标明作者的名字。在阅读《Éssai》时,阿德里安-马里·勒让德注意到了它的质量,他等待其作者的再次来访,但作者没有再出现。为了结束自己与这些概念的牵连,他在1806年11月2日的信中写给了François Français报告。由于阿德里安-马里·勒让德坚决要求不要用关于这篇论文的讨论来打扰他,无论是年长的还是后来年幼的Français都不敢向他询问这篇论文及其作者。另一方面,阿尔冈——显然是一个害羞的人——由于阿德里安-马里·勒让德不感兴趣和怀疑的反应,没有发表他的论文。只有通过Français兄弟对他思想的相当间接的接受,才促使阿尔冈组织了一次后来的印刷,他安排将其写作日期放在标题页上。

阿尔冈 1806年一定在巴黎,当时他遇到了 阿德里安-马里·勒让德,而且他1813年肯定在巴黎,因为他在那年发表的论文上给出了一个巴黎的地址。

我们必须为这部必然相当不令人满意的阿尔冈传记加上最后一条注记。他的信件和已发表著作都以阿尔冈之名出现,没有其他名字。这在我们看来更像是一个笔名,而非作者的真实姓名。当然,如果这是真的,那就意味着将来任何辨认阿尔冈的尝试都会变得更加困难(很可能不可能)。

参考文献

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延伸资源

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