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数学家传记

艾蒂安·贝祖Étienne Bézout

出生
1730年3月31日 法国讷穆尔
逝世
1783年9月27日 法国巴塞洛日(枫丹白露附近)

艾蒂安·贝祖是法国数学家,以其关于多项式方程解的个数的定理最为著名。

完整传记

艾蒂安·贝祖的父亲是Pierre Bézout,他是内穆尔镇的一名地方法官。人们可能会以为贝祖会从事同样的职业,因为他的祖父也曾在内穆尔担任地方法官。贝祖的母亲是Hélène-Jeanne Filz。

正如我们已经指出的,家族传统几乎要求贝祖追随他父亲和祖父的脚步。然而,莱昂哈德·欧拉非凡的数学比父母的意愿更为强大,因为贝祖一旦读了莱昂哈德·欧拉的著作,就希望献身于数学。1756年,他发表了一篇论文Dynamique。次年,他发表了Quantités différentielles,1758年又发表了Rectification des courbes。后两篇论文是对积分的研究。

1758年,贝祖被任命为Académie des Sciences的力学副研究员,同年又被任命为皇家审查官。1763年,他被任命为海军卫队考试官,这一职位由舒瓦瑟尔公爵提供给他。他在这一角色中被赋予的一项重要任务,是编写一本专为向学生教授数学而设计的教科书。

贝祖 因这项任务所产生的教科书而闻名。第一部是 Cours de mathématiques à l'usage des Gardes du Pavillon et de la Marine (《供“帕维永”与海军警卫队使用的数学》),一部四卷本著作,于 1764-67 年出版。

1768年,夏尔·艾蒂安·路易·加缪的炮兵考官去世了。贝祖被任命接替他,成为炮兵部队的考官。他开始编写另一本数学教科书,结果写出了Cours complet de mathématiques à l'usage de la marine et de l'artillerie(供海军和炮兵使用的完整数学),这是一部六卷本著作,于1770年至1782年间出版。这是一本非常成功的教科书,多年来一直是希望进入巴黎综合理工学院的学生所学习的书。Grabiner在[1]中写道:-

教授非数学家的经验塑造了这些著作的风格:贝祖先讲几何再讲代数,他观察到初学者对数学推理还不够熟悉,无法理解代数论证的力量,尽管他们确实能欣赏几何中的证明。他避开了令人恐惧的术语“公理”、“定理”、“附注”,并试图避免过于紧密和详细的论证。

考虑到这种方法针对的是贝祖为其编写教材的读者群,他的书因缺乏严谨性而受到了一定程度的批评,这是可以预料的。然而,尽管如此,这些书对于那些需要使用数学的人来说是可以理解的,因此非常受欢迎并被广泛使用。它们的使用范围超出了法国,因为它们被翻译成英文并在北美使用。特别是哈佛大学将它们采用为微积分教科书。

回到关于 贝祖 职业生涯的更多信息,我们应当注意到,他于 1768 年在 Académie des Sciences 被提升为力学部的通讯院士,随后于 1770 年进一步晋升为领薪院士。

正如我们已经指出的,贝祖 以教科书作者而闻名,但他也以其在代数方面的工作而闻名,特别是在方程方面。1763 年任职之后,他忙于教学职责,并且确实非常认真地对待这些职责。因此,他能用于研究的时间相对较少,并且他有意识地决定限制自己工作的范围,以便能在狭窄的领域内做出有价值的成果。

贝祖 进行研究的方式很有意思,因为即使在今天,这仍是一种获得成果的好方法。他研究相当一般的问题,但由于通常无法用当时可用的数学知识来解决,他便研究一般问题中他能够求解的特殊情形。这种方法往往缓慢地导致对一般情形越来越多的理解,而一般情形最终可能变得可解。贝祖 对这种方法有一个名称,即“简化假设法”。

他关于方程理论的第一篇论文Sur plusieurs classes d'équations de tous les degrés qui admettent une solution algébrique(论几类可代数求解的任意次方程)考察了如何通过将一个单未知数的方程写成两个双未知数的方程来攻克它。他在这篇论文中写道:-

众所周知,一个确定方程总是可以被视为两个双未知数方程的结果,当其中一个未知数被消去时。

当然,从表面上看,这无助于解方程,但贝祖做了一个简化假设,即两个方程之一是特别简单的形式。例如,他考虑了其中一个方程只有两项的情况,即nn次项和一个常数项。这篇论文已经引入了贝祖将做出最重要贡献的主题,即从一组联立方程中通过消元法产生一个关于其中一个未知数的单一结果方程的方法。

他还在使用行列式解方程方面做了重要工作。这出现在他于1764年发表的一篇论文Sur le degré des équations résultantes de l'évanouissement des inconnues (消去未知量后所得方程的次数)中。由于这篇论文中关于解联立方程组的思想,詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特在1853年将方程系数矩阵的行列式称为Bézoutiant。

贝祖在方程理论方面发表的这些以及更多论文被收集在Théorie générale des équations algébraiques(代数方程的一般理论)中,该书于1779年出版。这部著作包含一个被称为贝祖定理的结果:-

由任意数量的、未知数个数与之相同的完整方程,且次数任意,所得最终方程的次数等于各方程次数的乘积。

贝祖所说的完整方程,是指由一个多项式定义的方程,该多项式包含未知数的所有可能的乘积项,且这些项的次数不超过该多项式的次数。人们必须理解贝祖所面临的问题,因为他没有我们这种简单的下标记号用x1,x2,x3,...x_{1}, x_{2}, x_{3}, ...来表示未知数,甚至也不能用下标记号来标记他的方程。尽管如此,贝祖,这位准备进行冗长而困难的代数运算的人,仅仅对一个归纳论证稍加含糊其辞,就证明了他的定理。

在这部著作中,贝祖还首次给出了科林·麦克劳林关于两条代数曲线相交结果的一个令人满意的证明。

Grabiner [1]告诉我们:-

[贝祖]结婚早且幸福;尽管他在社交场合拘谨且有些忧郁,但认识他的人都谈到他极其善良和热心。到[1763年],贝祖已经成为了父亲……

他于1783年去世后,在他的出生地Nemours镇竖立了一座雕像,以纪念他的伟大成就。

参考文献

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