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数学家传记

拉尔斯·霍尔曼德尔Lars Hörmander

出生
1931年1月24日 瑞典布莱金厄省米耶尔比
逝世
2012年11月25日 瑞典隆德

拉尔斯·霍尔曼德尔是一位瑞典数学家,因其在偏微分方程方面的工作而获得约翰·查尔斯·菲尔兹奖章和沃尔夫奖。

完整传记

拉尔斯·霍尔曼德尔的父亲Armand Per Hilding Jönsson(1893-1981)是瑞典南海岸一个小渔村的学校教师,霍尔曼德尔就出生在那里。Armand Jönsson出生于克里斯蒂安斯塔德的Smedstorp,父母是Ola Jönsson和Hanna Nordqvist。霍尔曼德尔的母亲是Alma Elisabeth Kristiansson(1899-1983),出生于Mjällby。霍尔曼德尔是父母五个孩子中最小的;他的兄弟姐妹包括1921年出生的Oskar、1923年出生的Olof和Karin。霍尔曼德尔的母亲Alma是[4]:-

……一位聪明的农家女儿,她将短暂的求学岁月视为一生中的亮点。霍尔曼德尔的父母共同营造了一种以强烈求知欲和重视教育为特征的家庭氛围,五个孩子都很快从中学毕业,然后继续接受高等教育。

霍尔曼德尔在Mjällby上了第一所学校,然后每天乘火车到附近一个较大的城镇上更高级别的学校。下一阶段的学习,他不得不搬到隆德,从1946年起,他在文理中学(Gymnasium)就读,当时该校名为隆德私立小学,但自1986年起改名为Spyken。在那里,他得以投入大量时间学习大学水平的数学,这得益于一位教师Nils Erik Fremberg(1908-1952)的鼓励,此人也是隆德大学的讲师(Docent),曾是马塞尔·里斯的研究生。Fremberg在霍尔曼德尔就读隆德的中学期间,就教了他隆德大学第一学期的课程内容。

1948年,霍尔曼德尔从中学毕业,开始在隆德大学学习。他最初的打算是追随大哥Oskar的脚步学习工程学,但Fremberg说服了他,使他相信数学才是他应该学习的科目。在大学里,马塞尔·里斯教他,为他讲授经典函数论和调和分析。霍尔曼德尔于1949年秋获得学士学位,1950年春获得硕士学位。他开始在马塞尔·里斯的指导下进行研究,并于1951年10月以学位论文Applications of Helly's theorem to estimates of Chebyshev type获得副博士学位。两个月后,在圣诞聚会上,霍尔曼德尔遇到了Viveka Sonesson,两年后她成为了他的妻子。

1952年马塞尔·里斯退休并前往美国后,霍尔曼德尔开始研究偏微分方程理论。里斯出色的讲课为他研究这一课题做了充分准备,他还得到了两位新教授拉斯·戈丁Åke Pleijel的支持,他们都在研究这一课题。1953年夏天,他在斯堪的纳维亚数学家大会上作了一场令人印象深刻的报告,这次大会在Lund举行。

在完成博士学位之前,霍尔曼德尔在1953-54年服兵役,但由于他主要在斯德哥尔摩从事国防研究,因此在此期间仍能继续研读数学。霍尔曼德尔在服兵役期间与Viveka结婚,他们的第一个孩子,女儿Gisela,于1954年10月出生。1954年秋回到隆德后,他在拉斯·戈丁的讨论班上授课,该讨论班每周举行一次。霍尔曼德尔要就尼古拉·布尔巴基风格的一般拓扑学做两次讲座,隆德的一位研究生Vidar Thomée听了他的第一次讲座。Thomée在[26]中解释说,霍尔曼德尔的第一次讲座之后他几乎没听懂什么,这事传到了拉斯·戈丁那里。问题由拉斯·戈丁解决了,他告诉Thomée,第二次讲座将由他来讲,而霍尔曼德尔会教他必要的数学。Thomée在[26]中写道:-

当然,这对我们两人来说都是艰苦的工作,但计划得以实施,我想我从这次经历中学到了重要的东西。

Viveka和霍尔曼德尔的第二个女儿是Sofia(生于1965年),她在[4]中写到她父亲撰写博士学位论文的情形:-

由于我母亲只能在最初几个月待在家里照顾Gisela,这篇学位论文的大部分实际上是在我姐姐待在他(拉出的)书桌抽屉里(抽屉的大小正好适合婴儿提篮)的情况下写成的。他显然并不觉得这让人分心,这正是我父亲的典型特点——打断似乎只让他损失了实际分心所用的那几分钟,仅此而已。

霍尔曼德尔于1955年完成博士学位,同年10月22日就该学位论文On the theory of general partial differential operators进行了答辩。他名义上的学位论文导师是拉斯·戈丁,但实际上霍尔曼德尔是独立工作的,自己寻找问题并加以解决。该学位论文于1955年发表在Acta Mathematica上。霍尔曼德尔写道[15]:-

它在很大程度上受到1954年公布的Bernard Malgrange的学位论文的启发,并结合了让·勒雷拉斯·戈丁为双曲型微分算子发展的技巧。

答辩委员会的主席是拉斯·戈丁,三位学生对手是雅克-路易·利翁斯、Bent Fuglede和Nils Aslund。雅克-路易·利翁斯用法语提问,Bent Fuglede用丹麦语发言,而Nils Aslund用匈牙利语提出了他的第一个问题!霍尔曼德尔的学位论文和答辩均获得“优异”评价。11月4日,霍尔曼德尔作了一场讲座以证明自己具备讲师资格。他讲授了“约瑟夫·傅里叶变换”,并接受了化学家、副院长Erik Larsson和Åke Pleijel的考核。

获得博士学位后,他申请了斯德哥尔摩大学的教授职位。在教授职位做出决定之前,霍尔曼德尔前往美国,在芝加哥大学、堪萨斯大学和明尼苏达大学度过了一段时间。他还访问了数学科学研究所(现为理查·科朗特研究所),该研究所当时由理查·科朗特领导。回到瑞典后,他于1957年1月1日接受了斯德哥尔摩的教授任命,这一职位是在他在美国期间提供给她的。他接受该职位时年仅25岁,但正式就职时已26岁。斯德哥尔摩大学的学生报纸Gaudeamus发表了一篇题为“26岁数学教授庄严就职”的文章。霍尔曼德尔和Viveka 霍尔曼德尔的照片下方的文字写道:“瑞典最年轻的教授、数学天才霍尔曼德尔在蓝色大厅的庄严就职典礼上纵容地对他的甜美妻子微笑。”

他继续在美国度过时光,尤其是在斯坦福大学和高等爱德华·斯图迪研究所[18]:-

霍尔曼德尔在1960至1961年的夏天作为受邀教授在斯坦福大学度过,并利用这段时间完成了⟦E1⟧出版社的“施普林格基础教程系列”中关于偏微分方程的一本书的邀约。

在斯德哥尔摩,他不得不组建一个偏微分方程的研究小组。在[4]中,Jan Boman解释了当时的情况:-

由于当时斯德哥尔摩大学在偏微分方程方面没有活动,他不得不从头开始,讲授分布理论、约瑟夫·傅里叶分析和泛函分析。1961至1962年间,他讲授了后来成为他1963年著作《线性偏微分算子》的内容。他迅速聚集了一大群学生围绕在他身边。其中包括Christer Kiselman和Vidar Thomée。我们中的一人(Jan Boman)有幸成为该小组的一员。霍尔曼德尔的讲座非常精彩,他周围充满了兴奋和热情。他渊博的知识、敏捷的思维和惊人的工作能力激励了我们所有人,但有时也让学生们感到害怕。从他门后不断传来的打字机咔嗒声是出了名的。

他授课,指导研究生,撰写论文,并致力于1963年出版的Linear Partial Differential Operators一书[18]:-

那本书是偏微分方程研究的一个里程碑,广大数学界发现了L 霍尔曼德尔对该领域最新进展的阐述。首先,分布理论作为线性偏微分方程的完美工具的作用得到了强调。尽管偏微分方程弱解的概念在三十年代已为舍盖·索伯列夫和俄罗斯学派所知,但确实是洛朗·施瓦茨的分布定义创造了最佳视角,将泛函分析的抽象方面与傅里叶分析结合起来。霍尔曼德尔对洛朗·施瓦茨理论早已熟悉,但他注意到许多数学家,包括他的导师马塞尔·里斯,对此相当消极(至少可以说)。... 在学位论文工作中,霍尔曼德尔设法避免明确引用洛朗·施瓦茨理论,但在1963年,情况不同了,他选择将洛朗·施瓦茨分布理论作为他书中的基本泛函分析框架。

关于Linear Partial Differential Operators的评论摘录见THIS LINK

当时他的一位博士生是 Christer Kiselman,他在17中写道:-

每周一到周五下午15:00,都会供应茶和面包。通常是由登记员 Anita Ahlbert(有人称她为 Ahlbert 的妻子,也有人称她为 Anita)来安排的。铃声响起,召集大家来聚会。当机构规模不太大时,这样的聚会对于营造工作共同体非常重要。霍尔曼德尔只要不出国就总会出席。讨论常常涉及数学。霍尔曼德尔总是可以随时咨询。学生们敲他的门;他能立刻回答一切问题。我和他讨论数学从未遇到过困难。他通常坐着写文章,或者写他那本1963年出版的书。那里有他打字机的咔嗒声。他还会写讲义和分发材料。……当我离开他的房间时,他在零秒之后又恢复了打字机的咔嗒声。(就我个人而言,我至少需要几秒钟才能找到可以继续的地方。)

1962年8月,国际数学家大会在斯德哥尔摩举行,霍尔曼德尔不仅深度参与了组织工作,还因在偏微分方程方面的工作而获得了约翰·查尔斯·菲尔兹奖章。拉斯·戈丁在描述霍尔曼德尔使其获得菲尔兹奖的贡献时,在9中写道,雅克·阿达马对线性微分算子的早期贡献导致了伊万·彼得罗夫斯基的第一个完整结果。他继续写道:-

……在1945年的一次演讲中,伊万·彼得罗夫斯基明确要求建立线性微分算子的一般理论,包括那些不出现在物理学数学模型中的算子。……在他关于广义函数的书洛朗·施瓦茨中……陈述了若干关于微分算子的问题。从那时起,一个相当全面的理论已经被发展出来。许多人做出了贡献,但最深刻和最重要的结果归功于霍尔曼德尔。

你可以在THIS LINK看到 Hormander 关于他因之获得奖章的工作的一些评论。

Nicolas Lerner 在18中写到了导致获得约翰·查尔斯·菲尔兹奖章的工作:-

他在偏微分方程方面的出色工作,特别是他对常系数次椭圆性的刻画以及他对汉斯·卢伊不可解现象的几何解释,无疑是授予他奖章的非常有力的理由。此外,他在偏微分方程上的新观点,将泛函分析与“先验”不等式结合起来,导致了对一大类方程的非常一般的结果,而这些在五十年代初期是遥不可及的。

1963年,霍尔曼德尔做出了一项安排,使他能够在斯德哥尔摩度过学年的教学时间,同时在春季和夏季在美国斯坦福大学度过。然而,他在[15]中写道:-

我刚到斯坦福,就收到邀请,请我去高等斯图迪研究所担任永久成员和教授。尽管我之前决心不离开瑞典,但在一个数学上非常活跃的环境中全职从事研究的机会实在难以抗拒。

霍尔曼德尔从1964年到1968年在普林斯顿度过,但感到全职研究职位的压力,因此于1968年回到瑞典,担任隆德大学的数学讲席。然而,他经常回美国访问,特别是高等斯图迪研究所和斯坦福大学。迈克尔·阿蒂亚在[4]中写道:-

我认为从普林斯顿到隆德的过渡对霍尔曼德尔来说并不容易。他在瑞典乡村和文化中感到自在,但在数学上他有些孤立,尽管他享有盛名并有国际联系。

16中,霍尔曼德尔描述了他获得约翰·查尔斯·菲尔兹奖章后的研究方向。他特别描述了其四卷本著作The analysis of linear partial differential operators所涵盖的主要领域是如何发展的,该著作的各卷于1983年至1985年间出版。这部作品更新了他最初的著作Linear Partial Differential Operators(1963年),其中包含导致他获得约翰·查尔斯·菲尔兹奖章的研究成果。American Mathematical Society于2006年授予霍尔曼德尔勒罗伊·P·凯瑟琳·斯蒂尔奖:-

……因他的著作⟦E1⟧。

引文如下:-

在数学史中,很难找到任何可与之相比的“阐述性”著作,涵盖如此多的材料,并且对如此广阔的数学领域有如此深度和理解。

1978年,悲剧降临这个家庭,霍尔曼德尔的长女吉塞拉自杀身亡。她年仅二十三岁。

霍尔曼德尔在15中描述了他职业生涯的后期阶段:-

在花费五年时间撰写一部关于线性偏微分算子的四卷本专著之后,我在1984-86学年担任斯德哥尔摩约斯塔·米塔格-莱弗勒研究所所长。我只接受了两年的任命,并从隆德请假,因为我怀疑那里的许多行政职责不会很适合我。这个预感是对的,自1986年以来我一直在隆德,并于1996年1月成为荣休教授。

霍尔曼德尔的著作An Introduction to Complex Analysis in Several Variables已成为一部经典,论述多复变函数论。它源于他1964年在斯坦福大学讲授的一门课程的讲义,两年后以书的形式出版。1973年和1990年出版的扩充版中增加了额外材料。1994年,他出版了Notions of Convexity一书。你可以在THIS LINK上读到这些书评的摘录。

在[3]中,Jan Boman谈到了霍尔曼德尔的数学方法:-

关于霍尔曼德尔在数学中追求正确性的方法,我学到了很多。首先,他有一种非凡的能力,能够避免犯大大小小的错误。其次,他对不完全准确的数学极为挑剔。

如上所述,1996年1月1日,霍尔曼德尔退休,并被隆德大学授予荣休教授称号。

我们应该稍微谈谈霍尔曼德尔的个性。他的女儿Sofia在[4]中写道,生动地描绘了霍尔曼德尔家的家庭生活:-

小时候我很崇拜父亲,我们一起度过了无数个小时,用乐高积木搭建、拼拼图、玩西洋双陆棋和拼字游戏(后者母亲也会加入),或者做木工。我父亲喜欢动手,尤其是木工,他小时候曾考虑过将来当木匠。除其他东西外,他还为我建了一个芭比娃娃屋,有四个房间,每个房间都装了电,家具齐全——我姐姐也帮忙做了一些较小的细节,比如纺织品或陶器。我喜欢圣诞节前的那几周,他会在地下室里花很长时间为我制作礼物——我不能加入,这让人沮丧,但同时又令人兴奋。有一年,我被地下室里传来的刺耳声音深深吸引。原来他为娃娃屋建了厨房,配有冰箱、炉灶、水槽、橱柜、抽屉,甚至还有一个扫帚柜,而那奇怪的声音来自打磨四枚硬币,把它们做成炉盘。我非常幸运,父亲总是有很多空闲时间,多到我母亲常常抱怨她跟不上他,夏天更是如此,那时他会长时间不工作。在瑞典西海岸外的Askerön岛上,我父母买了一栋海边的避暑别墅,我们在那里一起度过了很多户外时光。要么在森林里——一个亮点是一个鱼鹰巢,我们多年来每天都去看——要么在海上——我父亲喜欢航海。我很小的时候,我们有一艘SeaCat,令我非常懊恼的是,后来它被换成了一艘小得多的船,只用于一日游。我们还和一个朋友及其孩子们一起用网捕鲽鱼。当不积极参与家庭或房子的事务时,我父亲会把空闲时间用来阅读。他总是读很多书,小说和纪实都有,主要是历史或科学。他有一颗非常好问的心,直到生命的最后几天都喜欢学习新事物。在这一切中,他出色的记忆力帮了大忙;他似乎无法忘记任何学过的东西,而且不幸的是,他似乎无法意识到别人没有他那样的记忆力……他对我可能相当不耐烦。我问他问题时必须小心:总有风险会听到一场冗长而热情的讲座,包含的信息比我想要的要多得多。……在他去世前,父亲常对我说,他对自己的生活感到满意,那是一段美好的生活。我确实相信他去世时是一个快乐的人。

我们在上文提到了霍尔曼德尔获得的若干奖项。还有一个重要奖项必须提及,即1988年授予霍尔曼德尔的沃尔夫奖。他于1976年当选为国家科学院会士,并于1987年至1990年担任国际数学联盟副主席。

参考文献

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