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数学家传记

保罗·潘勒韦Paul Painlevé

出生
1863年12月5日 法国巴黎
逝世
1933年10月29日 法国巴黎

保罗·潘勒韦研究微分方程。他曾两次担任法国总理。

完整传记

保罗·潘勒韦的父亲莱昂Louis Painlevé(1832-1906)是一位石版画绘图员,生于巴黎,是欧弗罗西娜·塞莱斯蒂娜·勒鲁瓦和让Baptiste Painlevé的儿子。他后来成为一家印刷油墨厂的厂主,经济上相当宽裕。潘勒韦的母亲安托瓦内特·伊丽莎白·德唐(1835-1893)是伊丽莎白·艾蒂安内特·阿约和德尼·德唐的女儿,生于塞纳-马恩省的莫城。莱昂和安托瓦内特于1855年10月4日在巴黎的罗马天主教堂结婚。他们有三个孩子:玛丽·玛蒂尔德潘勒韦,生于1856年8月6日;布兰奇·朱莉潘勒韦,生于1861年9月18日;以及本传记的主人公潘勒韦。既然潘勒韦的两位姐妹后来会进入他的传记,让我们对她们稍作介绍。

潘勒韦从事花边和束身衣用品工作。她与Ferdinand Lamy结婚,育有四个孩子:Jeanne、Fernande、Pierre和Suzanne。Ferdinand Lamy于1901年前去世,其中一个孩子也早逝。Blanche Julie 潘勒韦与Maurice Louis Dainville(1856-1943)结婚,他是一位画家和建筑师,他们有一个女儿Jeanne Dainville(1889-1939),她嫁给了Pierre Appell(1887-1957),即保尔·阿佩尔的儿子。

三个潘勒韦家的孩子都受洗成为罗马天主教徒,但Léon 潘勒韦不再是一名实践的天主教徒,与教会保持距离。潘勒韦是[24]:-

……在法国熟练工匠家庭生活的朴素民主氛围中长大。

潘勒韦就读于圣路易中学,在那里他赢得了许多奖项,然后于1877年开始在路易大帝中学学习[23]:-

离开他始终深深依恋的小学后,他进入了中学,在那里一切似乎都同样容易……

在路易大帝中学,他在科学和文学方面都同样出色。他再次在整个教学大纲的范围内赢得了许多奖项。到他的中等教育完成时,他仍然没有决定自己想要在生活中走的方向,觉得自己想从事政治或工程,但最终选择开始研究生涯。

他于1883年进入巴黎高等师范学院,并立即在保尔·阿佩尔让·加斯东·达布夏尔·埃尔米特埃米尔·皮卡儒勒·昂利·庞加莱于乐·达奈希等杰出教授的影响下被数学所吸引。他学习了微分和积分以及画法几何和力学。1885年,他获得了数学科学和物理科学的学士学位。1886年,他获得了数学教师资格。在完成由埃米尔·皮卡指导的博士学位论文期间,他前往哥廷根,在那里他受到了赫尔曼·阿曼杜斯·施瓦茨菲利克斯·克莱因的影响,并参加了他们的课程;1887年,他凭借论文 Sur les lignes singulières des fonctions analytiques (《论解析函数的奇线》)从巴黎获得数学博士学位。在简要介绍他的论文之前,让我们叙述潘勒韦在哥廷根期间发生的政治发展中的一个重要事件。

Guillaume Schnaebelé是一名法国警探。他出生在阿尔萨斯的斯特拉斯堡附近,在1870-71年普法战争后,当斯特拉斯堡成为德国的一部分时,他选择住在法国。Schnaebelé于1887年4月在前往会见一名德国警探的途中被德国人逮捕。不清楚他是在法国领土上还是在德国领土上被捕,这一事件几乎导致法国和德国之间的战争。潘勒韦是一名和平主义者,他对双方表现出的民族主义力量以及军国主义力量感到震惊。他觉得这一事件被法国政府处理得非常糟糕,他也意识到法国在军事上处于弱势地位,这影响了他们的行动。

我们承诺回到潘勒韦的杰出论文[23]:-

潘勒韦的论文聚焦于一个重要而显著的性质:函数的个体性在某种程度上存在于其奇点中,并且只需知道这些奇点(其数量可能或多或少有限),就能了解整个函数。他特别处理了具有整条奇点线的函数;在这个主题上,他证明了几个新的重要定理,并开始将他的结果导向由微分方程定义的新超越函数的研究。

以下是潘勒韦引言中的摘录:-

这项工作的第一部分致力于研究奇线或割线附近的函数。割的概念出现在奥古斯丁·路易·柯西积分的讨论中;甚至可以引入它,如M 夏尔·埃尔米特使用积分变量为实数的定积分所展示的那样。布鲁克·泰勒级数在某个圆内收敛,也提供了一个割的简单例子,而MM 卡尔·魏尔斯特拉斯于乐·达奈希保尔·阿佩尔形成了许多级数,它们在平面的两个不同区域中表示两个不同的函数。我们在第一章中列出了符号(特别是级数)可能呈现的各种奇点,这些奇点在某个空间中定义了z的解析函数。...

在第二章中,我们将具有奇点的函数理论中给出的和与积的分解形式推广到最一般的一致函数。1881年,在M 约斯塔·米塔格-莱弗勒定理之前,M 埃米尔·皮卡在圆割的情况下指出了一种乘积展开形式,适用于任何割线,不久之后,将一个以线段为割线的函数F(z)分解为n个只有一个割线的函数之和,然后将这些函数展开为级数。在约斯塔·米塔格-莱弗勒定理发现之后,M 爱徳华·古尔萨将该定理推广到具有任意奇点的一致函数。最后,M 约斯塔·米塔格-莱弗勒本人专门撰写了一篇回忆录来研究这些提议。我们给出这些定理的一个略有不同的证明,以及几种在平面上呈现单一割线的函数的级数展开方式,我们将回到这一点。第一个展开,类似于布鲁克·泰勒级数,基于共形表示;其他的推广了M 保尔·阿佩尔在圆弧围道内全纯函数情况下指出的展开。从这个定理可以得出,凸区域中的任何全纯函数都可以在该区域中展开为多项式级数。

因此,留数、阶、余项(定义为积分或系数)的概念及其附带的命题很容易推广。特别地,留数定理和约瑟夫·刘维尔的定理对于具有任意奇点的双周期函数仍然成立。

当时法国顶尖学者的标准职业路径是先在外省获得第一个职位,然后再设法回到巴黎。潘勒韦遵循了这条路线,于1887年被任命为里尔的有理力学与应用力学讲师,随后于1892年回到巴黎,在理学院和巴黎综合理工学院任教,并于7月23日就职。这是一次迅速的巴黎回归,显示出他所受到的高度重视。1895年,他受邀在斯德哥尔摩大学授课,于10月2日讲授了第一讲。这些讲义于1897年以Leçons sur l'intégration des équations différentielles professées à Stockholm (在斯德哥尔摩讲授的微分方程积分课程)为题出版。这些讲义[23]:-

……闪耀着格外生动的光辉……他将自己最好的部分倾注于这些讲义之中,阅读它们将在很长一段时间内成为我们青年一代的灵感源泉。

这些讲座的一个重要特点是关于 nn 体问题的 潘勒韦 猜想。我们引用 [15]:-

约斯塔·米塔格-莱弗勒的建议下,瑞典和挪威国王奥斯卡二世——一位科学的保护者和支持者,尤其是对数学的支持者——于1887年设立了一项重要奖项,以解决三体问题。其表述非常精确:必须对任意选择的初始数据,获得一个将坐标表示为幂级数的解,该级数对时间变量的所有实值收敛。……出乎意料的是,没有人能够提供所要求的解。……1895年,32岁的潘勒韦已经是当时最著名的数学家之一,奥斯卡二世国王邀请他在当年9月至11月在斯德哥尔摩大学进行一系列讲座。这一事件被认为至关重要,甚至国王本人也出席了开场讲座。这些笔记于1897年以手写形式出版……最后几页包含将结果应用于三体问题,以及作者关于n体情形的意见,其表述后来被称为潘勒韦猜想。

从1896年起,潘勒韦在法兰西学院作为代理教授、在巴黎综合理工学院作为分析学辅导教师授课。从次年起,他成为巴黎高等师范学院的会议主讲。

潘勒韦在数学上最早感兴趣的领域是代数曲线和曲面的有理变换。在这一主题中,他引入了双一致变换的概念。他研究微分方程,特别是研究其奇点,并研究力学。他对力学的兴趣是自然的,因为这一学科为他已证明的微分方程结果的应用提供了自然的背景。他使用潘勒韦函数解决了儒勒·昂利·庞加莱埃米尔·皮卡未能解决的微分方程,正如雅克·阿达马所写,这表明:-

……继续儒勒·昂利·庞加莱的工作并非人力所不能及。

由于他杰出的数学工作,潘勒韦获得了许多奖项。1890年,他被授予数学科学大奖,随后在1894年获得了著名的博尔丹奖,两年后又获得了让-维克托·彭赛列奖。1900年,他当选为Académie des Sciences几何部门的成员。为了他竞选科学院,潘勒韦写了一篇通告,该通告于1967年以Analyse des travaux scientifiques jusqu'en 1900 (截至1900年的科学工作分析)为题发表。

关于这本1967年出版物以及潘勒韦其他书籍的评论摘录,见THIS LINK

潘勒韦政治生涯的一步出现在1899年,当时他在雷恩的阿尔弗雷德·德雷福斯审判中作证。德雷福斯于1894年12月被判叛国罪,并被判处终身监禁。有证据表明他是无辜的,但出于反犹太主义而故意误判,文件被伪造。1899年8月在雷恩举行了新的军事法庭审判,德雷福斯再次被定罪。这一事件引起了极大的国家关注,大多数人反对德雷福斯,但他也有一些有权势的支持者。潘勒韦是雷恩第二次德雷福斯军事法庭审判的证人。他说他的陈述被操纵,成为对德雷福斯不利的起诉证据。他还谴责了笔迹专家阿尔方斯·贝蒂荣。潘勒韦将继续为德雷福斯争取正义,直到1906年他被平反。让·佩兰写道[28]:-

……德雷福斯事件导致少数罕见的知识分子反对几乎整个国家,起初他们信息不足,后来逐渐被说服。在这场法国可以引以为豪的戏剧中,因为冲突的两个群体都无私地为自己的信仰而战,也因为一旦犯错,没有其他国家会允许纠正错误,潘勒韦认识到正义在哪里,以及从那时起祖国的真正利益在哪里,我们祖国的利益。……这种对正义的炽热之爱,德雷福斯事件在潘勒韦身上揭示出来,也许是他道德品质中最引人注目的特征。

1901年11月8日,潘勒韦与朱莉·玛丽·玛格丽特·佩蒂·德·维勒讷沃(1868-1902)结婚,她被称为“加埃特”,是建筑师安德烈·朱尔斯·埃德蒙·佩蒂·德·维勒讷沃和玛丽·玛格丽特·莱奥迪·克莱兰的女儿。潘勒韦和Marguerite Painlevé的儿子让·玛丽·莱昂潘勒韦(1902-1989)于次年11月20日出生,不幸的是,玛格丽特在分娩六周后,于1902年12月31日因产褥热去世。让的一位朋友写道:-

很难找到一个观点更激进、更反对教会的年轻人。……Jean Painlevé,尽管他足智多谋且不负责任,却找到了一种方式参与一切哪怕只有最微弱社会抗议和混乱痕迹的事情。

让成为了一名电影制作人,今天有时被称为纪录片之父。在潘勒韦的妻子去世后,让曾短暂地由潘勒韦的妹妹布兰奇照顾,但很快潘勒韦和他守寡的妹妹玛丽决定与他们的四个孩子一起生活。他们先住在塞吉耶街18号,然后住在里尔街81号的一套有七个房间的公寓(包括三个女仆房)。玛丽·拉米希望独立,继续经营她的花边和紧身胸衣用品生意,而仆人则负责料理家务。

在1900年于巴黎举行的国际数学家大会上,潘勒韦 是分析分会的主席。1904年,潘勒韦 在海德堡国际数学家大会上作了全体会议报告。他于1904年8月11日发表了题为Le problème moderne de l'intégration des équations différentielles (微分方程积分的现代问题)的演讲。

您可以在THIS LINK 阅读讲座的第一部分。

潘勒韦对航空特别感兴趣,运用他的理论技能研究飞行理论。他于1907年向众议院提出,有必要建立一支涉及航空的军事分支;他成功了,军事航空服务得以建立。他是威尔伯·赖特的第一位乘客,于1908年在奥武尔创造了1小时10分钟的飞行记录,成为第一个乘坐两种不同飞机飞行的人,当时他是亨利·法尔曼的乘客,然后在1909年他创建了第一门航空力学大学课程。飞行后他写道[23]:-

信号发出;我们被发射到太空。愉悦和眩晕的感觉。我们飞翔,我们飞翔……但我们在渐浓的夜色中盘旋的不再是奥武尔营地,而是地球那无垠的面容,被这只大鸟主宰、征服。对空气的征服如今已完成。明天,在更宏大的飞行器上,安全而强大的引擎,摆脱重量限制,将带走原本沉重的负担。大自然带给人类的最大挑战终于被迎接。

1910年,潘勒韦和埃米尔·博雷尔出版了L'Aviation一书。他们的引言开头如下:-

大约120年前,人类先乘热气球,然后乘气球,冒险空中横渡海洋。超越鹰和秃鹫,气球在蔚蓝中划出崇高的洞。诗人歌颂它的荣耀和殉道者;他们颂扬那些敢于完成“用柳条篮,由泰坦之石发起的攻击”的高度征服者的胆量。但气球是风的玩具,它随风而去,而不是随飞行员而去。通过为它提供引擎,将其延长成鱼的形状,克雷布斯和勒纳尔在1884年赋予了它方向,或者至少,允许它在某种程度上移动。

尽管在政治上不如数学熟练,他于1906年开始了政治生涯,这导致他两度担任法国总理。说他政治上不如数学熟练似乎不公平,因为他达到了政治上的最高职位,但这句话更多是为了评论他真正杰出的数学贡献。尽管潘勒韦于1906年开始政治生涯,但这并不是他离开数学的年份。那一年他当选为政府成员,担任第五区拉丁区的巴黎代表[24]:-

他很快就因其演讲的出色内容以及对军事、海军和航空事务表现出的兴趣而声名鹊起,并在若干与国防力量有关的议会委员会中任职。

到1910年,他已放弃所有数学职位,成为全职政治家。他在军事事务上的专长意味着,1914年第一次世界大战爆发后,他主持了许多具有军事职责的委员会,例如为重组军需、海军和航空事务而设立的委员会。1915年,他作为公共教育与发明部长加入内阁。到1917年初,他被任命为战争部长,并违背自己的更好判断,接受了他的总司令关于对德军防线发动全面进攻的建议。这次进攻迅速失败,潘勒韦不得不更换他的总司令。

1917年5月20日星期日,一座纪念碑落成,以纪念Marcelin Berthelot,潘勒韦作为战争部长发表了讲话。他在讲话中高度赞扬了科学[23]:-

正是科学将确保人类社会获得公正而理性的法律和组织。它将通过成倍增加人的工业力量及其对自然的掌控来解决社会问题,不断创造新的财富,而这些财富不会从任何人那里夺走,然而它将通过其博爱的教训和智力的发展带来风俗的最终软化。它本质上集体性的努力已经把我们内心和思想深处带来了高度团结的赋予生命的教训。

1917年,亨利·弗雷德里克·贝克在写到潘勒韦时写道[11]:-

一方面,他目前是极少数其言论标志着我们西方文明命运的人之一;另一方面,不久之前,他还生活在现代解析函数理论最抽象的领域之一,而能够完全追随其思想精妙之处的人过去很少,将来也很少。

在与法国社会党人发生分歧后,总理里博被迫下台,1917年9月7日,潘勒韦成为总理。他在意大利拉帕洛举行的协约国会议上发挥了主导作用,但返回巴黎后遭到失败,于1917年11月13日辞去总理职务。此后直到1919年11月选举之前,他在政治事务中作用甚微,那次选举中他作为当选政府的强烈批评者崭露头角。在1924年5月的下一次选举中,潘勒韦是获胜联盟的一部分,并当选为众议院议长。该联盟是由潘勒韦和赫里欧先生缔造的,后者成为总理。

潘勒韦被提名为共和国总统候选人,但输给了加斯东·杜梅格先生。他继续担任众议院议长,直到1925年4月爱德华·玛丽·赫里欧先生因财政问题被击败。潘勒韦随后第二次成为总理[24]:-

他的新政府从一开始就很软弱。叙利亚的严重动乱进一步使其信誉受损。他的财政改革方案令人失望地未能达到人们对他这样能力的人所期望的水平,未能获得众议院的批准,1925年11月21日他不得不辞职。

然而,潘勒韦仍然保留着高级职位,因为他重新担任了陆军部长。1932年5月,他的名字在共和国总统选举中被提出,但他在投票前退出。此后,他担任航空部长,在这一职位上,他提议达成一项国际协议,终止所有国家的轰炸机生产,并建议建立一支国际空军,用于对抗任何侵略者。1933年1月政府倒台后,他的计划无法继续推进。这结束了他的政治生涯。

关于他的政治生涯的更详细考察,请参阅法国国民议会为庆祝潘勒韦2013年12月诞辰150周年而制作的一些文件,见THIS LINK

在[24]中,他的个性被这样描述:-

潘勒韦天性朴实自然,具有一种独特的魅力,很少有人,甚至他的对手,能够抗拒。他精力充沛,不知疲倦……

Jean Perrin 在 [28] 中写道,是什么:-

……使他受人爱戴,他谈话的魅力,他的笑声,他非凡的青春活力,他欢乐中的力量,他的热情,他的生命力,他慷慨言辞的流淌,从他身上散发出的火焰,以及所有属于他灵魂的东西?

Thomas Greenwood 在 [20] 中写道关于 潘勒韦 的去世:-

在他过早去世前不久我去看他时,潘勒韦 教授正在一名助手的协助下编辑他最近在索邦大学讲授的著名讲座《Mecanique des Fluides》(流体力学)的第二部分。在他生命的暮色中,这位被朋友们亲切地称为“院长”的人,就这样回到了他最喜爱的研究,因为 M 潘勒韦 正是作为一名数学家开始了他非凡的职业生涯。他正从一次长期而危险的崩溃中慢慢恢复,并希望能在工艺美术学院的礼堂作一次就职演讲,该礼堂最近为纪念他的科学天才而以他的名字命名。这一希望未能实现:相反,被安放在那个礼堂里的却是他的棺材,随后它被送往先贤祠。最近有人听到他说:“我仍然坚持着生命;如果我不得不放手,我会尽量优雅地做到!”这些预言般的话成真了,10月29日,潘勒韦 教授因心力衰竭在自己家中去世。他的去世使法国失去了一位最杰出的儿子,也使世界失去了当时最伟大的数学家和政治家之一。

你可以在 THIS LINK 读到关于 潘勒韦 葬礼的报道。

参考文献

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延伸资源

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