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数学家传记

威廉·伯恩赛德William Burnside

出生
1852年7月2日 英格兰伦敦帕丁顿
逝世
1927年8月21日 英格兰肯特郡西威克姆科特利

威廉·伯恩赛德 用英语写了第一部关于群论的专著,并且是第一个从现代抽象观点发展群论的人。

完整传记

威廉·伯恩赛德的父母是Emma Knight和伯恩赛德。老伯恩赛德有苏格兰血统,他的祖父从苏格兰搬到伦敦,在那里他是书商Seeley和伯恩赛德的合伙人。老伯恩赛德是一位商人,住在Paddington的Howley Place 7号,他的父母两个儿子中的长子伯恩赛德就出生在那里。然而,到六岁时Willian成了孤儿[1]:-

伯恩赛德在Christ's Hospital接受教育——当时位于Newgate Street——并在文法学校和数学学校都取得了优异成绩。

基督公学是一所招收父母无力支付寄宿学校学费的男孩的学校,因此对像伯恩赛德这样的孤儿来说特别合适。他于1871年10月获得奖学金进入剑桥大学圣弗瑞兹·约翰学院。1873年,他从圣约翰学院转到彭布罗克学院,并非出于学术原因,而是因为圣约翰学院拥有如此出色的划船队,以至于伯恩赛德不够优秀,无法进入他们的第一船队。他能够进入彭布罗克的第一船队,所以他转到了那里,于1875年毕业,获得第二名数学荣誉学位考试一等及格者(Wrangler),与乔治·克里斯托并列。然而,伯恩赛德被认为拥有最优美的数学风格。他在剑桥的老师包括应用数学方面的乔治·加布里埃尔·斯托克斯约翰·柯西·亚当斯詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,以及纯数学方面的阿瑟·凯莱。他们对伯恩赛德的研究方向产生了重大影响。他首先获得史密斯奖,并于1875年获得彭布罗克学院的研究员职位,从1875年到1886年担任该职位,并成为学院讲师。事实上,彭布罗克有着应用数学的传统,因此因划船而做出的决定在很大程度上决定了伯恩赛德在数学教学和研究中的方向。

他讲授流体动力学,但他1883年发表的第一篇论文研究的是椭圆函数。1885年,他被任命为格林尼治皇家海军学院的数学教授,此后他的研究也转向了流体动力学。伯恩赛德在流体动力学方面的大部分工作都涉及复变量的使用,在1891年和1892年的论文中,他考虑了复变量线性分式变换的。他的工作很快转向群的研究,从1894年起,他几乎完全专注于群论的研究。

我们提到过,伯恩赛德是一位出色的桨手,是彭布罗克学院的“7”号并担任队长,但他被认为体重太轻,无法进入大学赛艇队,因此从未获得赛艇蓝。然而,他始终对赛艇保持兴趣,后来也对钓鱼产生兴趣。他一直热爱苏格兰,一生中不断去那里钓鱼度假。1886年12月25日,他刚接任格林尼治的讲席不久,便与Alexandrina Urquhart结婚。Alexandrina是苏格兰罗斯郡Poolewe一位佃农的女儿。他们育有两个儿子和三个女儿。回顾伯恩赛德的职业生涯,也许最令人惊讶的是他拒绝了彭布罗克学院请他回母校的邀请,宁愿留在格林尼治。事实上,他两次拒绝了彭布罗克学院的邀请,因为在乔治·加布里埃尔·斯托克斯于1903年去世后,学院又邀请伯恩赛德出任学院院长。他再次选择拒绝这一显赫的职位。

伯恩赛德于1893年因在流体动力学和复函数理论方面的工作而当选为皇家学会会士。然而,正是在1893年,他发表了他的第一篇关于有限单群的论文,表明交错群A5A_{5}是唯一阶为四个(不一定不同)素数乘积的有限单群。这篇论文是一系列论文中的第一篇,伯恩赛德自己描述如下(例如见[3]):-

它们主要关注某些检验的证明,这些检验可以在特定情况下应用,以确定给定阶的单群是否可能存在。

例如,他在1895年发表的一篇论文中证明,如果一个偶数阶群有一个循环彼得·卢德维格·梅德尔·西罗2-子群,那么该群不可能是单群。他在群论方面的工作迅速进展,并于1897年出版了The Theory of Groups of Finite Order,这是第一部英文群论专著。他在引言中写道:-

本专著旨在向读者介绍有限阶群论的主要轮廓,而不涉及任何应用。这个主题在我国迄今很少受到关注;如果通过这本书,我能成功地在英国数学家中引起对纯数学一个分支的兴趣,这个分支越研究越迷人,我将感到非常满意。

这本书对群论的发展产生了重大影响。1899年,伯恩赛德当选为伦敦数学会理事会成员,同年该学会授予他奥古斯塔斯·德摩根奖章。他从1906年到1908年担任该学会主席,并继续在理事会任职直到1917年。他在1908年任期结束时发表了关于有限群的主席演讲,但仍然觉得英国数学家对此兴趣不大:-

有人向我建议,我应该利用当前的机会,介绍一下有限群论的最新进展。……但是……在当前场合,我若试图介绍该理论的最新进展……对相当一部分听众来说肯定毫无趣味。毫无疑问,有限群论至今未能引起除极少数英国数学家之外的任何人的兴趣;与欧洲大陆和美国对该主题投入的关注相比,英国这种兴趣的缺乏在我看来非常引人注目。我打算将我的演讲用于思考此地与他处对该主题投入关注量的显著差异,并尝试解释这一差异。

现在让我们考察伯恩赛德对群论的更多贡献。费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯于1896年开始发展群的表示论特征标理论。伯恩赛德很快认识到费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯方法的重要性,并开始使用特征标理论。他最重要的结果之一,即阶为pmqnp^{m}q^{n}的群是可解的,出现于1904年。这一结果的特例已由彼得·卢德维格·梅德尔·西罗(1872年的n=0n = 0情形)、费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯(1895年的n=1n = 1情形)和卡米耶·若尔当(1898年的n=2n = 2情形)证明。伯恩赛德猜想每个奇数阶有限群都是soluble,他未能证明这一结果并不奇怪,因为直到1962年瓦尔特·法伊特约翰·格里格斯·汤普森才在一篇300页的论文中证明了该结果。

今天群论的许多方面仍然沿着伯恩赛德所设定的方向发展。他关于当元素具有固定有限阶时群的有限性的著名“伯恩赛德问题”,至今仍是群论研究的一个主要领域。事实上,1994年Fields Medallist叶菲姆·泽尔曼诺夫因与伯恩赛德问题相关的工作而被授予奖章。

如果说The Theory of Groups of Finite Order的第一版很重要,那么1911年出版的第二版则是一部经典,至今仍被广泛阅读,其中系统地发展了该主题,包括费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯的特征标理论和伯恩赛德使用这些方法的工作。他在序言中写道:-

自本书第一版问世以来,有限群论取得了非常可观的进展。特别是线性替换群论已成为若干作者众多重要研究的主题;原序中省略对其任何叙述的理由已不再成立。事实上,现在可以说,要取得抽象理论的进一步进展,必须主要着眼于将群表示为线性替换群。

伯恩赛德一生中发表了约150篇论文,其中约50篇关于群论。事实上,在他生命的最后几年,他转向了概率论,其关于该主题的第一篇论文出现于1918年。他留下了一部关于概率的完整书稿,在他去世后的第二年以The Theory of Probability出版。

1925年12月22日,伯恩赛德轻微中风,正如他在次年1月19日给Baker的信中所解释的那样:-

我在12月22日轻微中风,虽然恢复得很好,但还远未脱离医生的照管。除其他事项外,他禁止我对数学感兴趣。

伯恩赛德确实回到了他的数学研究,并在当年晚些时候发表了On a group of order 25920 and the projective transformations of a cubic surface,但他于1927年去世。去世前,他回复了菲利浦·霍尔,后者写信向他征求最有益于研究的群论问题的建议。菲利浦·霍尔后来证明是伯恩赛德非常合格的继任者,成为英格兰群论的推动者。

参考文献

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