数学史 · 中文镜像

数学家传记

谢尔盖·彼得罗维奇·诺维科夫Sergei Novikov

出生
1938年3月20日 苏联高尔基(今俄罗斯下诺夫哥罗德)
逝世
2024年6月6日 俄国莫斯科

谢尔盖·彼得罗维奇·诺维科夫是一位俄罗斯数学家,他研究代数拓扑学和孤子理论。他于1970年获得约翰·查尔斯·菲尔兹奖章,并于2005年获得沃尔夫奖。

完整传记

谢尔盖·彼得罗维奇·诺维科夫的父亲是彼得·诺维科夫,本档案馆中有他的传记。诺维科夫的母亲Ludmila Vsevolodovna Keldysh也是一位杰出的数学家,她成为数学教授,并对集合论和几何拓扑学做出了重要贡献。诺维科夫的父母双方都来自具有非凡数学天赋的家族,还有其他几位成员也值得注意。我们应特别提到诺维科夫的叔叔姆斯季斯拉夫·克尔德什,他对复变函数论、微分方程及其在空气动力学中的应用做出了重大贡献。姆斯季斯拉夫·克尔德什是一位杰出的苏联科学家,曾多年担任苏联科学院院长。

来自这样具有数学天赋的家族,得知诺维科夫并非彼得和柳德米拉的五个孩子中唯一从事数学科学职业的人,也就不足为奇了。他们的长子列昂尼德后来成为固体物理学领域的国际领军人物。他们的次子安德烈成为algebraic number theorist,而他们的第三个孩子就是本传记的主人公诺维科夫。诺维科夫有两个妹妹,她们都选择了数学以外的职业。

诺维科夫在数学环境中长大,这不仅是由于周围家庭成员的数学兴趣,还因为成立了一个特殊的社团,让各位数学家的孩子接受额外的指导。尽管他与数学有着密切的联系,或者更可能是因为这种联系,诺维科夫多年来一直不确定自己是否想从事这一学科的职业。他在13岁和14岁时参加了数学奥林匹克竞赛,因此他和他的学校老师都充分意识到他的杰出才能。

当诺维科夫年满十七岁时,他终于决定要从事数学职业。1955年离开学校后,他进入莫斯科大学数学力学系。在那里,他从学习一开始就接触到了高强度的数学。安德雷·柯尔莫哥洛夫的学生V A Uspenskii在诺维科夫大学第一年组织了一个讨论班,研究集合论、数理逻辑和实变函数的问题。在开始第二年的学习之前,诺维科夫必须选择一个专业课题和一位导师。他决定研究代数拓扑学,他的工作由M M Postnikov指导。

此时,莫斯科大学的力学与数学系是实分析研究的世界领先中心,安德雷·柯尔莫哥洛夫是主要影响者。安德雷·柯尔莫哥洛夫在1957年完全解决了大卫·希尔伯特的第十三问题,他周围有一个非常活跃的研究小组。另一方面,就莫斯科大学而言,拓扑学在当时并不是那么重要的课题,所以当Postnikov在1958-59学年去中国时,诺维科夫就没有导师了。在这个学年里,他研究了弗兰克·亚当斯勒内·托姆的工作,并找到了自己的研究问题。约翰·米尔诺在1957年引入了一种称为诺曼·斯廷罗德代数的海因茨·霍普夫代数,次年,约翰·柯西·亚当斯研究了诺曼·斯廷罗德代数的上同调。诺维科夫在1959年发表的第一篇重要出版物Cohomology of the Steenrod algebra,发表在Doklady Akademii Nauk SSSR上,进一步发展了约翰·柯西·亚当斯的方法和结果。

另一篇重要论文《与勒内·托姆空间理论相关的流形拓扑学中的一些问题》由诺维科夫于1960年发表。它宣布了对应于“稳定Thom复形”的配边理论的结果。他的几何方法在约翰·柯西·亚当斯的一篇评论中被描述为:-

……简单、优雅且自然。

诺维科夫于1960年获得第一个学位,随后成为莫斯科弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫数学研究所的研究生。1960-61年间,他[5]:-

……研读了哈斯勒·惠特尼列夫·庞特里亚金勒内·托姆约翰·米尔诺的著作,这些著作都写得极为清晰。这些论文中证明的完备性是在不损害理解且没有任何人为形式化的情况下实现的。

阅读顶尖研究者的论文对任何年轻数学家都很重要,但个人接触也可能极为宝贵。在这方面,诺维科夫很幸运,因为约翰·米尔诺、弗里德里希·希策布鲁赫和斯蒂芬·斯梅尔都在1961年夏天访问了苏联,参加各种会议。通过与他们的个人会面,诺维科夫了解到了拓扑学中正在研究的主要方向和问题[5]:-

弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫数学研究所与斯蒂芬·斯梅尔会面后,当时我是那里的研究生,我的本地导师开始把我视为一位严肃的科学家。

受1961年夏天会面的启发,诺维科夫在那年秋天解决了一个重大问题。他对单连通流形分类问题的贡献最终于1964年以《同伦等价的光滑流形》为题发表。到那时,威廉·布劳德已独立发现了与诺维科夫所发展的类似技术。诺维科夫因这项工作于1964年获得苏联科学院的奖项,并于同年获得博士学位。

1963年,诺维科夫被任命为弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫数学研究所的工作人员,次年,他还被任命为莫斯科大学微分几何系的成员。诺维科夫于1971年成为苏联科学院理论物理列夫·朗道研究所数学部的负责人。

诺维科夫还在1983年成为莫斯科大学高等几何与拓扑学系的负责人,次年他成为苏联科学院数学研究所几何与拓扑学系的负责人。他于1985年被任命为莫斯科数学会的主席,接替安德雷·柯尔莫哥洛夫,并担任此职位直到1996年。

自1996年以来,他一直在美国马里兰大学工作,但与俄罗斯保持着密切联系,在莫斯科大学、朗道理论物理研究所以及弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫研究所的几何与拓扑学研究小组担任研究职务。

诺维科夫直到1971年的工作是关于代数微分拓扑;特别是他研究了计算稳定homotopy groups以及对维度大于4的平滑单连通流形进行分类。他还研究了有理的列夫·庞特里亚金类的拓扑不变性。

1965年,诺维科夫证明了关于列夫·庞特里亚金类不变性的著名定理,并提出了现在称为诺维科夫猜想的猜想,该猜想涉及流形的列夫·庞特里亚金类中某些多项式的同伦不变性,这些多项式源自基本群。这是拓扑学中最基本的问题之一。诺维科夫最初的动机是单连通情形下的威廉·布劳德-诺维科夫和Wall理论,这导致了高维流形的分类。诺维科夫在1970年于尼斯举行的国际数学家大会上作报告讨论了他的猜想,并在那里获得了菲尔兹奖。然而,他未能亲自出席在尼斯的颁奖典礼,因为苏联当局想惩罚他,因为他支持那些因公开反对政权而被逮捕并送入精神病院的人。

1971年后,诺维科夫对数学物理和动力系统产生了兴趣。他研究了数学的广泛应用,如齐次宇宙学模型理论中的动力系统、孤子理论、线性算子的谱理论、量子场论和弦理论。1982年,他对金属物理理论中出现的拓扑问题产生了兴趣。

诺维科夫因其杰出工作获得了许多荣誉。其中最重要的奖项或许是上文提到的约翰·查尔斯·菲尔兹奖章,他于1970年获得该奖章。1981年,他成为苏联科学院的正式成员,并于同年获得该科学院的罗巴切夫斯基奖。

许多学会授予诺维科夫会员荣誉,如1987年的伦敦数学会和1996年的宗座科学院。1994年,他当选为美国国家科学院。在许多其他荣誉中,我们还应提到他获得了雅典大学和特拉维夫大学的荣誉博士学位。

2005年,诺维科夫被授予沃尔夫奖:-

……因其对拓扑学和数学物理的根本性和开创性贡献。

American Mathematical SocietyNotices2005年5月部分的一篇文章解释了导致该奖项的工作:-

他在代数拓扑和微分拓扑方面的早期工作包括诸如计算协边环和稳定同伦群、证明有理Pontrjagin类的拓扑不变性、提出关于更高签名不变量的“诺维科夫猜想”,以及证明3球面二维叶状结构中闭叶的存在性等里程碑。

20世纪70年代初,诺维科夫将注意力转向数学物理,最初对广义相对论和金属导电性做出了贡献。他在流形和环路空间上构造了莫尔斯理论的整体版本,这对量子场论(多值作用泛函)有新颖的应用。他在数学物理方面最重要的成就源于他将代数几何方法引入完全可积系统的研究。这些包括对二维可积系统有限隙解的系统研究、KP方程代数几何解的分类与波恩哈德·黎曼曲面共形分类等价性的表述,以及(与Krichever合作)关于弦理论和矩阵模型中出现的“几乎对易”算子的工作(“Krichever-诺维科夫代数”,现广泛用于物理学)。

诺维科夫 在数学的两个不同领域做出了根本性的、引人注目的贡献,同时他是那些罕见的数学家之一,能将深刻、关键的数学思想应用于物理学中困难的枢纽问题,其方式令数学家和物理学家都感到惊叹和信服。

参考文献

正文里的方括号编号指向这里,悬停即可直接看到条目。书目保留原文——译了书名反而查不到文献。

延伸资源

原站列出的延伸阅读与外部数据库,照原样保留,目标多为英文页面。

相关专题

原站的交叉引用。指向本站已镜像专题的留在站内,其余仍指回原站。