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数学家传记

里斯Frigyes Riesz

出生
1880年1月22日 奥匈帝国杰尔(今匈牙利)
逝世
1956年2月28日 匈牙利布达佩斯

里斯是泛函分析的创始人之一,他的工作在物理学中有许多重要应用。

完整传记

里斯是Ignácz 里斯(1843-1918)的儿子,Ignácz 里斯是一名医生,母亲是Szidónia Nagel(1858-1930)。也许在我们开始这本传记之前,我们应该稍微谈谈里斯这个名字。这个名字是匈牙利语,但当匈牙利是奥匈帝国的一部分时,许多匈牙利人被赋予德语名字,后来他们更改这些名字以显示他们的匈牙利身份。里斯实际上使用了他名字的几种变体,以里斯、Frédéric、Friedrich或Frederick的名字发表作品,这些分别是匈牙利语、法语、德语和英语版本。我们将在本传记中始终使用里斯这个名字。

里斯的父亲Ignácz 里斯毕业于杰尔的本笃会中学,然后在维也纳学习(1861-1866)以获得医学文凭。他从1866年起住在杰尔,在那里他担任杰尔犹太学校董事会副主席(1873-1906),并在经济上支持社区的小学。在1903年和1909年,他是杰尔犹太人在匈牙利犹太人第12区会议上的代表之一。他是杰尔歌唱和音乐协会的成员。Ignácz 里斯于1878年9月15日在杰尔与Szidónia Nagel结婚。Szidónia Nagel是商人Benő Nagel和他的妻子Róza的女儿。Benő Nagel从1860年代起住在杰尔,在那里他是一名粮食商人并创办了一家银行。他还在宗教社区中担任职务(教堂建设委员会、司库),并从1874年到1891年担任杰尔西盖特(杰尔的一个区)联合宗教社区的主席。

Ignácz和Szidónia 里斯住在杰尔历史市中心Kazinczy街和Jedlik Ányos街拐角处的一所房子里。他们有六个孩子:里斯(生于1880年),本传记的主题;Dezső 里斯(生于1881年),Isabell 里斯(生于1883年);马塞尔·里斯(生于1886年);Sándor 里斯(生于1888年);和Margit 里斯(生于1894年)。让我们稍微谈谈里斯的兄弟姐妹。Dezső 里斯于1881年12月31日出生在杰尔,仅几天后于1882年1月3日去世。除了她的出生年份,我们没有关于Isabell 里斯的进一步信息,但相信她也在婴儿期去世。马塞尔·里斯于1886年11月16日出生在杰尔,成为著名数学家,并在本档案中有传记。Sándor 里斯于1888年2月29日出生在杰尔。他在布达佩斯大学法学院学习,并于1915年成为克卢日人民援助办公室主任。他在第一次世界大战期间在东线服役并受伤。1919年底,他在布达佩斯开设了一家律师事务所,然后从1947年起,他成为塞格德的公证人。Margit 里斯于1894年12月3日出生在杰尔。她嫁给了德语和法语教师Alfréd Szauer。1944年,Margit、Alfréd和他们的女儿Zsuzsa成为奥斯维辛大屠杀的受害者。

尽管里斯家族是犹太人,里斯和他的兄弟姐妹都出生在犹太教信仰中,但里斯的中等教育是在杰尔本笃会高中接受的。他于1889年九岁时开始在那里学习。他受到数学和物理教师的影响,其方式在[19]中有所描述:-

里斯在杰尔上中学,Dániel Arany在那里任教。当Dániel Arany创办《中学数学杂志》时,里斯14岁。这份杂志对他来说出现得正是时候。然而两年后,Dániel Arany离开了教职,由一位雄心勃勃的年轻教师Zoltán Kovács接替,后者在大学就读时深受厄特沃什·罗兰的影响,偏爱自然科学而非定量科学。他很快开始编写教科书,不久他的教科书《高中物理》就在全国多所中学使用。我们不知道这位新物理教师和一位对数学感兴趣的才华横溢的学生之间可能发生了什么,但事实是,1896/97年发表在Lapok上的物理问题解答样本大多是由里斯寄来的。里斯中学毕业后进入苏黎世联邦理工学院,甚至从那里向Lapok寄送解答,这绝非巧合。

我们还应注意,在杰尔本笃会高中就读期间,里斯不仅在数学方面表现出色,在中学数学竞赛中获奖,而且在写作方面也很出色,在七年级(1895-1896)和八年级(1896-1897)的文学竞赛中都获奖。他于1897年从杰尔本笃会高中毕业,同年晚些时候在苏黎世的苏黎世联邦理工学院开始大学学习。他在苏黎世联邦理工学院学习了两年数学和物理,但认定自己对数学的兴趣大于物理,并且也以教师为职业目标,于是于1899年转学到布达佩斯。在布达佩斯大学,他修读了朱利叶斯·科尼格屈尔沙克·约瑟夫和Manó Beke(1862-1946)开设的数学课程,但对理论物理保持兴趣,听了厄特沃什·罗兰和Izidor 阿尔布雷希特·弗勒利希(1852-1931)的讲座。里斯在久拉·瓦利的指导下攻读博士学位,并于1902年凭借学位论文A negyedrendű elsőfajú térgörbén lévő pontkonfigurációk helyzetgeometriai tárgyalása (一阶空间曲线上点构形的位置几何)获得学位。他的引言开头如下:-

阿尔弗雷德·克莱布什在三阶平面曲线理论方面的基础性工作之后,卡尔·古斯塔夫·阿克塞尔·哈纳克等人将第一类四阶空间曲线的点的齐次坐标构造为参数的不同椭圆函数;这些构造的共同性质是,曲线与任意代数曲面的交点由以下关系刻画:它们的参数之和是周期的。这一关系将曲线构形的研究归结为数论同余式的研究,由此得出的结论比几何结论简单得多、透明得多;事实上,关于这些构形的大部分结果都是由分析研究提供的;分析方法很快建立起一整套定理体系,而几何方法几乎无法为其提供基础。看来这一体系现已通过分析研究完成;至少没有希望再得到任何重要的、实质性的新结果。如果我仍然从这样一个经过修正的范围内来衡量我的主题,我这样做是因为这项任务只是表面上不讨好:因为曲线点构形的理论远未完成。数学家负有双重任务:寻找事实,并研究所发现的事实与已知事实之间的联系;将所发现的纳入一个无矛盾的连贯体系。我们以分析方式发现了大部分结果,因为这样更容易发明;但根据我们理论主题的性质,几何,或者更严格地说,不带任何度量性质的研究,属于位置几何的框架。

获得博士学位后,里斯继续在布达佩斯大学学习,以取得中学教师资格证书,并于1903年获得数学和物理两科的证书。

里斯渴望了解更多关于德国哥廷根大学正在研究的最新数学发展。他从1903年11月2日到1904年4月30日在哥廷根,参加了大卫·希尔伯特的讲座。回到匈牙利后,他开始自愿服兵役,之后于1904年8月30日被任命为莱沃恰国立科学院代课教师。1906年9月,他成为莱沃恰学院的正式教师。里斯出生在一个犹太家庭,在犹太教信仰中长大,但在1906年,他皈依了归正会,这是匈牙利最大的新教基督教会。[14]的作者们想知道他的工作转为正式与受洗加入基督教会之间是否有联系。这是一个有趣的问题,我们怀疑我们永远也不会知道答案。

尽管在莱沃恰担任教师,里斯仍在产出重要的数学成果。他是泛函分析的奠基人之一,其工作对物理学有许多重要应用。他在学位论文中基于莫里斯·弗雷歇引入的思想,利用莫里斯·弗雷歇的距离概念,将昂利·勒贝格关于实函数的工作与大卫·希尔伯特及其学生艾尔哈德·施密特发展的积分方程领域联系起来。里斯给出了平方昂利·勒贝格可积函数的表示定理,实质上表明这类函数构成一个完备度量空间。该论文于1907年发表在科学院Comptes Rendus上,比Ernst Fischer在同一期刊上发表类似结果早两个月。这一结果现在称为里斯-Fischer定理,是昂利·勒贝格积分理论的伟大成就之一。我们注意到,里斯-Fischer定理是大卫·希尔伯特空间的约瑟夫·傅里叶分析中的基本定理。它是证明矩阵力学与波动力学等价性的数学基础。这在早期量子理论中具有根本重要性。

1908年4月,里斯出席了在罗马举行的国际数学家大会,并于4月7日在第1分会作了题为Stetigkeitsbegriff und abstrakte Mengenlehre (连续性与抽象集合论的概念)的报告。他的报告开头如下:-

我首先解释今天在这里所说的连续性是什么意思。为了有一个参照点,我提到那些关于几何基础的研究,它们将连续性,或者更确切地说,连续延拓流形的概念,置于其假设的首位。最著名的是波恩哈德·黎曼索菲斯·李大卫·希尔伯特的研究。在波恩哈德·黎曼的工作中,连续延拓流形的概念还有些模糊;在索菲斯·李的工作中,至少就其被使用的程度而言,它被定义到这样的程度,以至于它隐含在问题的分析表述中。然而,关键的一点——即这种概念化主要是对极限元素的定义,或者更一般地说,是对凝聚点的定义——只有在大卫·希尔伯特的工作中才足够清晰地显现出来。凝聚点概念的定义在那里是通过假设一种将所考虑的结构映射到某些数流形上的可能性来实现的,这种映射也满足某些指定条件;然而,凝聚点的概念对于那些数流形来说已经被定义了。

Béla Szőkefalvi-Nagy 在25中写道:-

在1908年于罗马举行的国际数学家大会上,里斯提出了拓扑空间的公理,直接对极限点概念进行公理化,并由此得到了在现代拓扑学中占据确定地位的拓扑空间类,即T1T_{1}-空间类。因此,科学应当感谢里斯首次成功引入了拓扑空间的概念。

里斯出席了在罗马举行的国际数学家大会,他的地址仍在Levoča(他给出了该名称的匈牙利语版本,Lőcse),但那年晚些时候他搬到了布达佩斯,当时他被任命为布达佩斯第三区一所Gimnázium的教师。

在1909年的一篇论文中,里斯得出了与1907年那篇类似的结果,但用的是汤姆斯·斯蒂尔吉斯积分。第二年他引入了qq昂利·勒贝格可积函数空间,从而开始了赋范函数空间的研究,因为对于q3q ≥ 3,这类空间不是大卫·希尔伯特空间。里斯引入了函数序列(fn(x))(f_{n}(x) )的“弱收敛”概念。正交函数级数的令人满意的理论只有在昂利·勒贝格积分发明之后才成为可能,而这一理论主要是里斯的工作。他1910年的工作标志着算子理论的开端。

在布达佩斯中学任教期间,里斯致力于他的教授资格论文(Habilitation)论文,以便能被任命到布达佩斯大学的一个大学职位。然而,在完成他的任教资格论文之前,1911年他申请了布达佩斯大学人文学院第三数学系的一个职位。他是申请该职位的六人之一,审查候选人的委员会在推荐中将里斯排在第一位。大学对委员会提出的推荐进行了多次投票,并将职位提供给了József Suták(1865-1954),他是佩斯Piarist中学的一名教师。在里斯未能被任命到布达佩斯大学后不久,1911年10月5日,科洛兹堡大学(该城市现在称为Cluj-Napoca)数学与自然科学学院一致同意邀请他填补高等定量科学系正教授的空缺职位。该部于1911年10月20日批准了这一决定,因此里斯停止了他在布达佩斯大学的任教资格论文工作。事实上,他于1912年4月6日被任命为科洛兹堡大学的特聘教授,并于1914年4月6日被任命为正教授。他继续他的创新研究,1918年他的工作接近于斯特凡·巴拿赫空间的公理化理论,而这一理论两年后由斯特凡·巴拿赫在其学位论文中公理化地建立起来。

里斯被任命到Cluj,该城市当时在匈牙利境内,以Kolozsvár之名著称。第一次世界大战对匈牙利不利,1918年战争结束后,周边国家的军队入侵了该国。1919年5月,里斯写了一封信(几乎可以肯定是写给戈弗雷·哈罗德·哈代的),解释了他和同事们所遭受的异常困难[20]:-

负责占领该城的罗马尼亚军队,连同我们那些希望将特兰西瓦尼亚(因而也是匈牙利很大一部分)与罗马尼亚王国统一的罗马尼亚族同胞,切断了我们与外界的一切通讯手段。因此,在过去三个月里,我完全没有收到任何消息,既没有在斯德哥尔摩Hogskola任教的兄弟的消息,也没有住在距此500公里的匈牙利西部的母亲和姐妹的消息,她们一定在这该死的布尔什维克运动中遭受着残酷的苦难。我已经数月没有邮件了。没有报纸,除了一些罗马尼亚报纸,甚至连科学期刊也没有!它们必须在邮局被销毁,这个空缺以后将很难填补!但与最近的事件相比,这只是一件蠢事。本月10日,罗马尼亚人在军事力量的支持下,宣布我们的大学财产属于罗马尼亚国家。教授们被要求宣誓效忠罗马尼亚国家及其国王。由于我们——依据国际法的规定——一致拒绝这种对我们祖国的背叛,大学在本月12日,即他们提出要求48小时后,在上课期间遭到突然包围,他们动用军事力量,教授们被逐出研究所,我们的科学设备被拿走,大约2000名学生因所有大学事务立即暂停而被驱散!

匈牙利政府被迫于1920年6月4日签署《特里亚农条约》。匈牙利只剩下先前匈牙利不到三分之一的土地。罗马尼亚、捷克斯洛伐克和南斯拉夫都接管了大片地区,但奥地利、波兰和意大利也从匈牙利获得了土地。《特里亚农条约》签订后,Kolozsvár不再属于匈牙利,而是属于罗马尼亚,并更名为Cluj,因此那里的匈牙利大学不得不迁往新的匈牙利边界内,并于1920年迁至Szeged,那里此前没有大学。

1922年在塞格德,里斯与阿尔弗雷德·哈尔合作建立了鲍耶数学研究所。当然,该研究所以这位著名匈牙利数学家的名字命名,他的出生地是科洛兹堡,而大学刚刚被迫从该镇迁出。里斯成为该研究所新创办的期刊Acta Scientiarum Mathematicarum的编辑,该期刊迅速成为数学的重要来源。他在这本期刊上发表了许多论文,1922年的第一篇是关于德米特里·叶戈罗夫的线性泛函定理。它发表在第一卷的第一部分。自1922年11月27日起,他担任塞格德国家中学教师资格考试委员会的副主席。他还被选为1925-1926学年的自然科学学院院长[25]:-

在1925年作为大学校长所作的就职演讲中,他以“高等数学中的初等方法”为题,里斯用高等数学的例子表明,在科学中,“高等”、“复杂”和“困难”并非永久的形容词,今天仍然如此的事物明天可能变得“初等”、“简单”和“容易”。

1928年,里斯参加了在意大利博洛尼亚举行的国际数学家大会,在那里他主持了I-B分会的一场会议,并在I-C分会作了题为Sur la décomposition des opérations fonctionnelles linéaires (论线性泛函运算的分解)的演讲。Béla Szőkefalvi-Nagy在[25]中写道:-

在1928年博洛尼亚国际数学家大会的演讲中,里斯指出,连续函数的线性运算的相关部分可以在不使用汤姆斯·斯蒂尔吉斯积分的情况下被刻画和生成。他的方法基于优运算的概念。他的基本定理是,任何线性运算的优集总是有一个最小的优。他的方法具有完全一般性的巨大优势,因此它不仅适用于连续函数的线性运算,也适用于在任意抽象集合上解释的函数。

当然,尽管里斯在塞格德很快乐,但他还是希望被任命到布达佩斯大学。1936年出现了一个机会,当时József Suták,他在1911年优先于里斯被任命,已从布达佩斯Pázmány 罗莎·培特大学的高等几何系退休。大学没有公开招聘这个职位,而是费耶尔被学院要求向他们推荐最合适的候选人。费耶尔列出了21位匈牙利数学家,有些在匈牙利工作,有些在国外,他们都有资格。在他的报告中,他写道里斯是独一无二的:-

……即使在优秀者中,也有一位数学家脱颖而出,如果我们审视他纯数学发现的份量及其经受时间考验的性质,以及他所有优点的众多之处,目前无人能及。

在写了七页赞扬里斯杰出品质的文字后,费耶尔向系里提议不经申请就邀请里斯到高等几何系。系里于1936年11月26日开会,未经辩论就以11票赞成、29票反对否决了这一提议。没有给出拒绝的理由,但很难看出理由除了里斯的犹太出身之外还能是什么。

1944年3月,德国军队进入匈牙利。里斯受邀于1944年春季在日内瓦大学作两场讲座,但由于他当时面临的问题而无法出席。我们注意到,他未能亲自发表的两场讲座的文本以Sur la théorie ergodique (论遍历理论)(1945)为题发表。在塞格德,里斯被要求佩戴黄星,被迫退休,并被告知将被限制在隔都中。瑞典大使馆请求允许他受到特殊待遇,经内政部长批准,他获准留在自己的公寓中。他缝上了黄星,但总是在外面穿一件大衣。他于1944年8月1日卸任教授职位。尽管遭受了屈辱,他活了下来。他的兄弟Sándor 里斯也活了下来,但正如我们上面提到的,他的妹妹Margit与她的丈夫和女儿一起在奥斯维辛被杀害。

Géza 伊姆雷·拉卡托斯于1944年8月被任命为匈牙利总理,以图使匈牙利与纳粹德国保持距离,并与盟国寻求单独媾和。新政府迅速推翻了针对犹太人的决定,里斯被任命为塞格德大学1944-1945学年第二学期的校长。1945年底,里斯被任命为布达佩斯大学数学讲席。他的兄弟马塞尔·里斯当时住在瑞典,为里斯组织了在瑞典和丹麦大学为期三个月的巡回讲座,从1947年12月到1948年3月,他进行了这次巡回讲座。

里斯在泛函分析中的许多基本发现与斯特凡·巴拿赫的发现结合在一起。他对其他领域也做出了许多贡献,包括遍历理论,他在1938年给出了平均遍历定理的一个初等证明。他还研究了正交级数和拓扑学。Rogosinski22中写到里斯的风格:-

F 里斯的工作不仅因其成果的真正重要性而杰出,也因他在数学品味和措辞上的审美辨别力而杰出。……F 里斯风格的更为从容的大师风范,无论他用母语匈牙利语写作,还是用法语或德语写作,都传达出这样的愉悦,并且对较年长的数学家来说,是我们有失去危险的东西的怀旧残余。对他来说,没有仅仅为了结构理论而存在的抽象,他总是回到某些具体而实质的情境中的应用。

他的书Leçon's d'analyse fonctionnelle(《泛函分析教程》)(1952)是有史以来写得最易读的泛函分析著作之一。Rogosinski这样描述这本由里斯与其学生Béla Szökefalvi-Nagy合写的书[22]:-

在这里,在他自己写的前半部分中,我们看到这位老大师向我们描绘他所看到的实分析,充满爱意,从容不迫,并带着艺术家的辨别眼光。我毫不怀疑,这本书将作为数学文献宝库中的经典而留存。有了它,以及他的所有其他工作,Frederic 里斯作为一位伟大而多产的数学家的记忆,将在我们这门艺术的历史中长久留存。

关于这本书的详情,包括序言和评论的摘录,见THIS LINK

关于那些认识里斯的人所提供的细节,见THIS LINK

里斯因其工作获得了许多荣誉。1917年,他获得了匈牙利科学院颁发的托莫里·阿纳斯塔兹基金会奖。他于1915年当选为匈牙利科学院的通讯院士,并于1936年当选为正式院士。推荐他成为正式院士的人包括费耶尔Béla Kerékjártó,他们明确指出,在他成为通讯院士后的二十年里:-

……他早期的发现产生了如此深远和广泛的影响,在此期间他为许多新的研究方向铺平了道路,这些方向已经引发了最活跃的科学运动,而且里斯现在被全世界的数学家公认为一流的领军数学家。……里斯-Fischer定理已经有了许多显著的应用,但现在已表明,在理论物理中,维尔纳·海森堡量子力学等价于埃尔温·薛定谔量子力学,而旧的里斯定理为证明这一非常重要的事实提供了基础。……作为一名研究者、教师和期刊编辑,里斯将自己的全部力量奉献给为他的国家服务,他为自己是其最杰出的科学家之一而感到自豪。

Hungarian Academy of Sciences于1927年授予他马尔齐巴尼奖,并于1946年授予他大奖。1949年,他被授予金级科苏特奖,1953年又被授予科苏特大奖。1950年,他获得了人民共和国功勋勋章。他于1948年当选为巴黎科学院的通讯院士,并于1954年当选为巴伐利亚科学院的外籍院士。他还当选为瑞典隆德皇家地理学会的成员。他于1946年获得塞格德大学、1950年获得布达佩斯大学、1954年获得巴黎索邦大学的荣誉博士学位。

里斯的泛函分析书是他的最后一部出版物,因为他的健康开始恶化。他生命的最后六个月在Kútvölgyi疗养院度过,并于1956年2月在那里去世。在归正会举行了一场小型家庭葬礼后,他被安葬在Kerepesi公墓(其正式名称为Fiume路国家公墓)。我们注意到,厄特沃什·罗兰费耶尔也安葬在Kerepesi公墓。

参考文献

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