数学史 · 中文镜像

数学家传记

威廉·瓦兰斯·道格拉斯·霍奇W. V. D. Hodge

出生
1903年6月17日 苏格兰爱丁堡
逝世
1975年7月7日 英格兰剑桥

威廉·瓦兰斯·道格拉斯·霍奇是剑桥大学的洛恩迪安天文学与几何学教授。他的主要兴趣在代数几何和微分几何。

完整传记

威廉·瓦兰斯·道格拉斯·霍奇的父母是Janet Vallance(生于1875年),她的父亲霍奇 Vallance在苏格兰爱丁堡拥有一家糖果店,以及Archibald James Hodge(1869-1938),他在房地产市场工作,是杰西·道格拉斯 and Company公司的合伙人。Archibald Hodge和Janet Vallance于1900年结婚([5]或[6]):-

起初,Vallance家族强烈反对这桩婚事。尽管此时两个家庭都生活宽裕,但Vallance家族由于精心积累储蓄,明显更为富有,他们怀疑年轻的Archibald是贪图他们女儿的钱(这完全不属实)。此外,Archibald作为富裕父母的独子,过着放荡的生活,并养成了饮酒的嗜好。

霍奇出生于苏格兰爱丁堡的1 Church Hill Place。他是父母三个孩子中的第二个,有一个哥哥Archibald Vallance 霍奇和一个妹妹Janet Horsburgh 霍奇。他四岁开始上学,在当地幼儿园度过了两年。

离开幼儿园后,霍奇的全部教育都在爱丁堡的George Watson's 查尔斯·弗农·博伊斯 College,他于1909年入学,在那里学习直到1920年。他在学校的各门学科都表现出色,这对他很重要,因为虽然他的父亲和兄弟都是优秀的高尔夫球手,霍奇在高尔夫球场上却明显缺乏能力。因此,他的学业成功对他是一种补偿,他决心充分利用这一点。霍奇在第一次世界大战爆发时十一岁,接下来的四年战争岁月十分艰难。在这几年的中间,即1916年,他的叔叔霍奇去世,这导致他的哥哥Archibald Vallance 霍奇离开学校,成为Vallance糖果企业的学徒。家族决定Archibald在培训后将接管企业。这对霍奇产生了相当大的影响,因为现在他必须在George Watson's自己闯荡,这使他与学业上上进的学生成为朋友。从那时起,他的表现明显改善,但由于无人指导,他在科目选择上做出了一些糟糕的决定。他选择选修拉丁语和希腊语课程,而不是科学课程。这个决定,他在后来的生活中觉得是一个重大错误。

1918年战争结束,住房需求急剧上升,但由于道格拉斯公司的许多员工仍在军队中,家里决定霍奇应该离开学校,加入公司。1918年复活节,他离开乔治·沃森学院,在道格拉斯公司担任文员。霍奇胜任这项工作,但觉得这种相当琐碎无聊的例行工作对他毫无挑战。做了六个月文员工作后,家里决定让他回到乔治·沃森学院,他又在那里度过了两年。在这两年里,霍奇的家人就他未来的职业进行了许多讨论,最终决定他应该以进入文官队伍为目标。这将要求他拥有大学学位,因此作为计划的一部分,他准备参加爱丁堡大学助学金竞赛。他最好的学校科目是数学,所以他的目标是攻读数学和哲学学位。他的数学才能是由他的老师Peter Ramsay激发出来的,这位老师([5]或[6]):

……具有一种天赋,能够以霍奇所描述的那种讽刺与善意奇妙结合的方式,激发学生身上任何可能存在的数学才能。

1920年6月,霍奇参加了助学金竞赛。他表现相当不错,在名单上排名相当靠前,但看起来并不突出。然而,有一份试卷旨在为弗瑞兹·约翰威尔士数学助学金寻找最优秀的数学学生,在这份特殊的数学试卷中,他确实名列榜首。赢得这项数学助学金使他在经济上有了保障,并使他得以进入爱丁堡大学学习。他在特殊试卷中表现的另一个非常积极的方面是,甚至在他开始学习之前,埃德蒙·泰勒·惠特克教授就已经知道了他这个有才华的学生。他于1920年10月进入爱丁堡大学,在那里由埃德蒙·泰勒·惠特克授课,并成为埃德蒙·泰勒·惠特克的儿子、才华横溢的约翰·麦克纳滕·惠特克的同学。霍奇在学校表现不错,但在大多数班级中仅能排在前三分之一,却发现在大学的数学课上轻松地名列第一。除了数学,他还选修了英语、经济学和物理学课程,但在这些科目上他的表现不那么令人印象深刻。在这个阶段,他仍然打算毕业后进入公务员系统,但由于他的成就似乎仅仅依赖于他的数学能力,他开始觉得仅凭数学专长进入公务员系统会限制他的职业生涯。在埃德蒙·泰勒·惠特克的大力鼓励下,他开始考虑学术生涯,埃德蒙·泰勒·惠特克建议他继续在剑桥学习。1923年从爱丁堡大学以数学一等荣誉毕业后,他于同年10月进入剑桥大学圣约翰学院。

他在剑桥的学习由他从爱丁堡大学赢得的范邓禄普助学金和圣约翰学院的60英镑奖学金资助。剑桥大学对年轻的霍奇来说有点令人震惊,因为他在爱丁堡学的是相当老式的数学课程。剑桥的数学荣誉学位考试刚刚经历了一次重大修订,霍奇由利特尔伍德和F P怀特(讲授射影几何)授课。他还由亨利·弗雷德里克·贝克授课,而霍奇由于对这些材料准备不足,要跟上这些要求很高的课程十分吃力。然而,正是怀特的课程最激励霍奇([5]或[6]):

到达剑桥后不久,霍奇就不得不决定他打算在B计划中专攻什么学科。结果这个决定变得极其容易。从他加入F P White的射影几何课程那一刻起,他就再没想过任何其他主题。这似乎令人惊讶,因为White虽然是一位热情的几何学家和迷人的人,却并未自称是杰出的讲师。解释在于爱丁堡和剑桥对射影几何的处理方式之间的对比。在爱丁堡,它是欧几里得几何的附属物,而White的课程全面阐述了基于关联公理的合成方法及其与坐标几何的关系。这为霍奇打开了一个全新的世界,用他自己的话说,他很快就被“迷住了”。

1921年,Alan Broadbent已注册入约翰学院,一旦霍奇来到同一学院,两人便成了朋友。他们年龄几乎完全相同,霍奇比Broadbent小约两周。在1925年数学荣誉学位考试中取得优异成绩后,霍奇继续赢得史密斯奖,并靠弗格森奖学金在剑桥进行了一年的研究。他的朋友Broadbent此时也在利特尔伍德的指导下进行研究,但霍奇似乎无意花超过一年时间进行研究,因此他只非正式地从亨利·弗雷德里克·贝克那里获得建议。在某些方面,这一年并不十分成功,因为霍奇在一年的大部分时间里没有找到任何能取得进展的问题。然而,在其他方面,这一年是有用的,因为在紧张的荣誉学位考试岁月之后,他不得不付出巨大努力以取得顶尖成绩,现在压力减轻了。1925-26年,他与Broadbent住在约翰学院的房间里,两人将在余生中保持亲密友谊。事实上,Broadbent于1930年娶了霍奇的妹妹珍妮特(妮塔)霍奇。

霍奇于1926年被任命为布里斯托大学的助理讲师,并在那里度过了五年。这对他是一段非常有益的时期,意识到他的研究潜力后,系主任Henry Ronald Hassé给了他轻松的教学负担,以便他能专注于研究。他在布里斯托期间开始发表论文,即Linear systems of algebraic curves on a plane and on a cone(1928)、The isolated singularities of an algebraic surface(1929)、On multiple integrals attached to an algebraic variety(1930)和Further properties of abelian integrals attached to algebraic varieties(1931)。正是1930年的论文为他带来了国际关注。在其中,他应用了所罗门·莱夫谢茨1929年论文中的拓扑思想,该论文研究了曲线上的积分。霍奇能够使用所罗门·莱夫谢茨的拓扑方法解决弗朗切斯科·塞维里提出的关于曲面积分的问题。同年,他当选为剑桥圣约翰学院的会士。

前一年,即1929年7月27日,他与凯瑟琳·安妮·卡梅伦结婚,她是牛津大学出版社爱丁堡分社经理罗伯特·史蒂文森·卡梅伦的女儿。他们有一个儿子和一个女儿。1931年,在赢得1851年展览学生奖学金后,他前往普林斯顿,以便与他极为钦佩的所罗门·莱夫谢茨一起工作。他与所罗门·莱夫谢茨的初次接触很困难,因为所罗门·莱夫谢茨拒绝相信霍奇在 On multiple integrals attached to an algebraic variety中的结果是正确的[5]:-

起初,所罗门·莱夫谢茨公开坚称霍奇错了,并写信要求他撤回论文。最终,所罗门·莱夫谢茨和霍奇于1931年5月在剑桥马克斯·纽曼的房间里会面。经过长时间讨论,达成了武装中立状态,并邀请霍奇在下一学年前往普林斯顿。

霍奇在普林斯顿的第一个月里,一直试图说服所罗门·莱夫谢茨相信他是对的。一旦被说服,所罗门·莱夫谢茨公开承认了自己的错误,并非常慷慨地赞扬了霍奇的工作。在美国期间,霍奇在约翰威廉·霍普金斯大学与奥斯卡·扎里斯基一起学习了两个月。这是所罗门·莱夫谢茨的建议,他说霍奇将从奥斯卡·扎里斯基那里获得关于代数几何的许多有用见解。

访问美国后,霍奇于1932年返回英国剑桥。次年,他被任命为大学讲师,并于1935年当选为剑桥彭布罗克学院的研究员。他的教学负担非常重,但尽管如此,在此期间他发展了几何、分析和拓扑学之间的关系,并在调和积分理论方面产生了一些他最令人难忘的工作。由于这些贡献,霍奇于1937年赢得了约翰·柯西·亚当斯奖,赫尔曼·外尔将这一贡献描述为:-

……是本世纪科学史上的伟大里程碑之一。

霍奇于1941年在The theory and applications of harmonic integrals一书中发表了他重要理论的精炼论述。这部著作标志着剑桥几何学派方向上的重要转变,该学派在Baker的领导下,已变得与其他数学领域有些隔绝。

关于霍奇1941年专著评论的一些摘录,见THIS LINK

1936年3月,霍奇被任命为Lowndean天文学与几何学讲席教授,接替亨利·弗雷德里克·贝克,他在剑桥担任此讲席直至1970年。近20年后,他谈到自己的任命[12]:-

我清楚记得,1936年我成为剑桥教授时,戈弗雷·哈罗德·哈代不遗余力地帮助我,鼓励几何学沿着我认为最好的方向发展,并给了我许多建议,这些建议后来证明具有极大价值。

当他被任命为讲席教授时,他也成为彭布罗克学院的教授级会士,从而继续与该学院保持联系。二战期间他继续在剑桥工作,但承担了额外职责,以弥补因人员参军而造成的短缺;特别是他担任了彭布罗克学院的财务总管。规定不允许教授担任财务总管,但通过将该职位称为彭布罗克学院管事[6]而绕过了这一规定:-

霍奇负责学院事务的内务方面。这是他第一次接触行政管理,他很快惊讶而有趣地发现,自己非常高效地应对着新的职责。这成为霍奇一生的转折点。一旦发现他既喜欢行政管理又擅长行政管理,他就不断被邀请在校内和校外担任各种职务。

战争期间,1941年,霍奇 开始与 Daniel Pedoe 合作,后者曾在剑桥在 亨利·弗雷德里克·贝克 指导下攻读博士学位并从事研究。霍奇 曾是 Pedoe 1937年学位论文 The Exceptional Curves on an Algebraic Surface 的审查人之一。霍奇 与 Pedoe 的合作促成了三卷本著作 Methods of Algebraic Geometry

关于这三卷评论的一些摘录,见THIS LINK

霍奇于1950年访问哈佛。他是当年9月在马萨诸塞州剑桥举行的国际数学家大会的受邀全体会议演讲者,他在那里发表了The Topological Invariants of Algebraic Varieties的演讲。然而,他从1950年1月起在哈佛度过了一年,奥斯卡·扎里斯基安排他作为访问讲师。霍奇与家人去了美国,每个星期天他们都在奥斯卡·扎里斯基家吃饭。在这些场合,霍奇希望社交,不与主人讨论数学。

1958年,他被任命为彭布罗克学院院长,担任该职位直到1970年从大学生活退休。

霍奇 是英国数学讨论会的创始人之一,该讨论会每年在不同英国大学举行。他还在1952年建立 国际数学联盟 中发挥了重要作用,并于1954年至1958年被选为副主席。1958年8月,他担任爱丁堡国际数学家大会主席。1959年,London Mathematical Society 授予他 奥古斯塔斯·德摩根 奖章。他于1938年当选为 伦敦皇家学会 会士,1957年获得该学会的皇家奖章,并于1959年至1965年担任副主席。皇家奖章的授予理由是:-

……表彰他在代数几何方面的杰出工作。

1974年,他还被 皇家学会 授予科普利奖章:-

……表彰他在代数几何方面的开创性工作,尤其是他的调和积分理论。

他还获得了许多其他荣誉。他当选为 爱丁堡皇家学会美国国家科学院 的成员。许多大学授予他荣誉学位,包括布里斯托尔(1957年)、爱丁堡(1958年)、莱斯特(1959年)、谢菲尔德(1960年)、埃克塞特(1961年)、威尔士(1961年)和利物浦(1961年)。他于1959年被封为爵士。

4中,他被描述如下:-

霍奇与人们通常印象中的数学家形象大不相同。他快活、随和、务实,很容易被误认为是一位商人。

迈克尔·阿蒂亚是霍奇的学生之一,他写道,霍奇是:-

……谦逊而不张扬。为人和蔼,性情温和,兼具苏格兰人坚实的常识,他与同事和学生都相处融洽。

最后,让我们引用霍奇自己对几何学地位变化的评价,这一变化发生在他于剑桥12读本科之后:-

过去三十年[1925年至1955年]间,几何学作为数学一个分支的地位有了巨大改善,或者更确切地说,几何学被重新整合进了数学的主要结构之中。事实上,还可以进一步说,随着几何学在数学体系中恢复其应有位置,那种曾对数学造成极大危害的碎片化过程已被逆转,我们有望迎来这样一天:不再有分析学家、代数学家、几何学家等等之分,而只有数学家。数学研究有两个方面,动机与技巧,当后者占据主导时,结果往往就是过度的专门化。几何思想的革命,以及几何学作为主要数学学科之一的恢复,有助于促成数学的统一,我们完全可以公正地将此视为过去二十五年间对该学科的主要贡献之一。

参考文献

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