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数学家传记

奥托·黑塞Otto Hesse

出生
1811年4月22日 普鲁士柯尼斯堡(今俄罗斯加里宁格勒)
逝世
1874年8月4日 德国慕尼黑

奥托·黑塞致力于代数函数论和不变量论的发展。他尤其因引入海森行列式而被人们铭记。

完整传记

奥托·黑塞的父亲是Johann Gottlieb 黑塞,他是一位商人和酿酒师。黑塞的母亲是Anna Karoline Reiter(1788-1865)。马克斯·玻恩在柯尼斯堡,黑塞在这座著名的城市长大,就读于老城文理中学。他的父亲于1829年去世,当时他正在读高中。他于1832年获得毕业证书,随后进入柯尼斯堡大学。

在大学里,黑塞学习数学和自然科学,他的讲师包括卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比弗里德里希·威廉·贝塞尔卡尔·诺伊曼和F J Richelot。如果不是因为卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比的启发式教学,黑塞可能会选择专攻数学以外的科学科目。然而,黑塞于1837年毕业,获得了在中学教授数学、物理和化学的资格,随后他在柯尼斯堡的Kneiphof文理中学担任了一年的试用教师。1838年夏天,他游历了德国和意大利,继续深造。在秋季学期开始前回到柯尼斯堡后,他在那里的一所职业学校担任了物理和化学教师。

黑塞 继续在 卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比 的指导下攻读博士学位,并于 1840 年在提交学位论文 De octo punctis intersectionis trium superficium secundi ordinis (二阶曲线的八个交点)后从柯尼斯堡获得学位。1841 年,他向柯尼斯堡提交了 教授资格论文(Habilitation) 学位论文,并被任命为 privatdozent。此时他辞去了职业学校教职。同年,黑塞 与 Marie Sophie Emilie Dulk 结婚,她是 Friedrich Philipp Dulk(1788-1852)的女儿,后者是柯尼斯堡的化学教授;他们育有一子五女。

1845 年,黑塞 被提升为柯尼斯堡的编外教授,并在那里度过了他最多产的岁月,将大部分工作发表在 奥古斯都·利奥波德·克雷勒 的杂志上。许多著名数学家都在 黑塞 的指导下攻读博士学位。这些博士包括柯尼斯堡的 古斯塔夫·基尔霍夫卡尔·诺伊曼,但他也在那里为其他几位后来成为杰出数学家的学生授课,包括 Siegfried Aronhold阿尔弗雷德·克莱布什鲁道夫·利普希茨。1855 年,黑塞 被任命为哈勒的正式教授,但他只担任此职一年,因为当他被提供海德堡的讲席以接替 Ferdinand Schweins 时,他急切地接受并加入他在那里的前学生 古斯塔夫·基尔霍夫 和本生。1856 年,他就任海德堡的职位,从 9 月 9 日正式上任,并一直留在那里直到 1868 年,他在新的慕尼黑理工学院任职。我们提到了在 黑塞 指导下在柯尼斯堡攻读博士学位的著名学生。在海德堡鲁普雷希特-卡尔大学,他拥有更长的著名研究学生名单,包括 阿道夫·迈尔恩斯特·施勒德海因里希·马丁·韦伯奥劳斯·亨里齐马克斯·诺特

黑塞的主要工作是在代数函数论和不变量论的发展方面。Haas在[1]中写道:-

然而,只有将他的成就与同时代人的成就紧密联系起来,才能对其作出评价。黑塞最初关于二次曲线与二次曲面理论的工作,其灵感和起点得益于卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比关于二次型线性变换的研究。在证明中(再次受到卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比的影响),他使用了新近发展起来的行列式,这使他的表述达到了此前未曾有过的优雅。

事实上,黑塞在1842年的一篇论文中,在研究三次曲线和二次曲线时引入了“Hessian行列式”。此后,这一概念在代数几何中得到了广泛应用。

一些近期研究提示,黑塞所做的远不止改进卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比某些结果的表述。例如,在[3]中,Fraser提出了一个有力的论证,认为黑塞的工作比许多人所以为的更为根本。他考察了卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比1837年关于变分法的结果以及黑塞在1857年的重新表述:-

卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比的结果在当前关于变分法的教材中并不太显眼,黑塞的结果更是如此。两人都对这一领域作出了重大贡献,而这一领域或许可以被视为泛函分析的门槛。在莱昂哈德·欧拉约瑟夫·拉格朗日取得重要突破之后,研究第二变分是自然的一步。卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比在1837年提出了第二变分理论,总体上得到了很好的接受。1857年,黑塞发表了该理论的另一种表述,这一表述一直被视为仅仅是对卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比结果的改进性阐述。[[3]的]作者对这些观点提出了挑战,认为黑塞实际上给出了该理论的一种不同表述。的确,黑塞从变分法的算法进路转向强调其分析特征。这正是极值场方法所采用的研究路线,而该方法体现了19世纪后期变分法的进展。黑塞或许可以被视为这些发展的先驱。

黑塞另一个被证明特别有影响的结果,是他在1866年研究射影几何时给出的“转移原理”。Hawkins在有趣的论文[4]中研究了这一原理如何影响了数学的许多不同领域。Wilhelm Meyer在1883年给出了黑塞转移原理的一般形式,而这一形式又被埃利·嘉当在1913年用来构造一个复半单李代数的所有不可约表示。

黑塞 的工作也受到 雅各布·施泰纳 的影响,特别是他在代数变换的几何解释方面所做的工作。尤里乌斯·普吕克让-维克托·彭赛列 也做出了重大贡献,黑塞 在此基础上发展。他的学生 Aronhold 表明 黑塞 在这里的一些结果是最佳的。黑塞 研究了一些 阿瑟·凯莱 也在研究的课题,两人同时发表了齐次型理论。

Haas在[1]中写到黑塞作为教师的贡献:-

黑塞的教学也很有影响。在长期担任讲师期间,他不断表现出对数学的热情,他关于解析几何的教科书必须放在这一背景下看待。黑塞在这些书中使用的线性方程和平面方程的特殊形式,在该学科的所有现代教科书中都被称为黑塞的线性方程和平面方程的标准形式。

黑塞在海德堡期间写的两本教科书是Vorlesungen über analytische Geometrie des Raumes: insbesondere über Oberflächen zweiter Ordnung (空间解析几何讲义:特别是关于二次曲面)(1861)和Vorlesungen über analytische Geometrie der geraden Linie, des Punktes und des Kreises in der Ebene (平面上直线、点和圆的解析几何讲义)(1865)。我们还要提到他的重要论文Sieben Vorlesungen aus der analytischen Geometrie der Kegelschnitte (圆锥曲线解析几何七讲),该文于1874年发表在Zeitschrift für Mathematik und Physik上。

许多科学院授予黑塞院士称号,包括柏林科学院哥廷根科学院(Königliche Gesellschaft der Wissenschaften)于1856年,以及慕尼黑的巴伐利亚科学院(Königlich Bayerischen Akademie der Wissenschaften)于1869年。1871年,他成为伦敦数学会的荣誉外籍院士。1872年,他还荣获柏林科学院雅各布·施泰纳奖。

黑塞在慕尼黑因肝脏问题去世,但应其要求葬于海德堡,因为他一直觉得那座城市是他的第二故乡。他的全集由巴伐利亚科学院于1897年出版,前言由瓦尔特·冯·戴克、S Gundelfinger、雅各布·吕罗特马克斯·诺特撰写。这本731页的书由Chelsea Publishing Company于1972年重印(这就是[2]这本书)。

参考文献

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