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数学家传记

克劳斯·罗特Klaus Roth

出生
1925年10月29日 德国布雷斯劳(今波兰弗罗茨瓦夫)
逝世
2015年11月10日 苏格兰因弗内斯

克劳斯·罗特因在有理数逼近代数数方面的工作,于1958年获得了约翰·查尔斯·菲尔兹奖章。

完整传记

克劳斯·罗特 年轻时来到英国,1939年至1943年在伦敦的圣保罗学校就读。随后他前往剑桥大学彼得豪斯学院,于1945年获得学士学位。

毕业后,罗特 被任命为国际知名的戈登斯敦学校的助理教师,该校位于苏格兰埃尔金以北10公里处。这所学校由德国教育家库尔特·哈恩于1934年创立,是一所男校,强调在学术卓越之外还要发展品格。男孩们被期望生活在相当艰苦的条件下,没有任何生活奢侈品。

罗特 于1946年返回伦敦,在大学学院进行研究。他于1948年获得硕士学位,并于同年被任命为那里的助理讲师。两年后他获得博士学位,成为讲师,然后在1956年成为高级讲师,之后在1961年成为教授。

事实上,罗特 在大学学院担任讲师期间就取得了非凡的数学突破。他在 1955 年解决了用 有理的 逼近 代数数 这一重大未决问题。正是由于这项工作,罗特 于 1958 年被授予 菲尔兹奖

对于任何无理数rr,很容易看出存在无穷多个有理数ab\Large\frac{a}{b}\normalsize满足

abr<1b2| \Large\frac{a}{b}\normalsize - r | < \Large\frac{1}{b^{2}\normalsize}

rr连分数的所有收敛分数都满足这一点)。对于给定的rr,令μ(r)\mu(r)为指数ee的上界,使得存在无穷多个有理数ab\Large\frac{a}{b}\normalsize满足

abr<1be| \Large\frac{a}{b}\normalsize - r | < \Large\frac{1}{b^{e}\normalsize}

上述表明μ(r)2\mu(r) ≥ 2对于所有rr
约瑟夫·刘维尔在1844年证明了如果r是次数为nn的代数数,则μ(r)n\mu(r) ≤ n
当时的未解决问题是找出在范围
2μ(r)n2 ≤ \mu(r) ≤ n中,次数为nn的代数数的μ(r)\mu(r)值是多少。
阿克塞尔·图厄在1908年证明了μ(r)n2+1\mu(r) ≤ \Large\frac{n}{2}\normalsize + 1卡尔·西格尔在1921年将其改进为μ(r)2n\mu(r) ≤ 2√n
罗特在1955年通过证明对于任何代数数r,μ(r)=2r, \mu(r) = 2完全解决了这个问题。

哈罗德·达文波特在1958年爱丁堡国际数学家大会上向罗特颁发了菲尔兹奖。谈到罗特对逼近代数数这一问题的解决时,哈罗德·达文波特说[2]:-

这一成就本身就能说明一切:它结束了一个篇章,现在又开启了一个新篇章。罗特的定理解决了一个既具有根本性质又极其困难的问题。只要数学还在被耕耘,它就将作为数学中的一座里程碑而存在。

哈罗德·达文波特在颁发约翰·查尔斯·菲尔兹奖章时,提到了罗特解决的另一个问题。这就是罗特在1952年对埃尔德什图兰·帕尔于1935年提出的一个猜想的证明。该猜想涉及一个序列

n1,n2,n3,...n_{1}, n_{2}, n_{3}, ...

自然数满足

np+nq2nrn_{p} + n_{q} ≠ 2n_{r}

除非p=q=rp = q = r。如果N(x)N(x)表示该序列中小于xx的项数,那么罗特证明了当xx \rightarrow ∞N(x)x0\Large\frac{N(x)}{x}\normalsize \rightarrow 0这一猜想。

哈罗德·达文波特在结束他的演讲[2]时说:-

《爱丽丝梦游仙境》中的公爵夫人说过,只要你能找到,凡事都有寓意。在罗特博士的工作中找到寓意并不困难。那就是,数学中那些重大的未解决问题,无论看起来多么困难、多么令人望而生畏,无论人们已经投入了多少努力,仍然可能因直接进攻而被攻克。

罗特于1966年转到伦敦帝国理工学院纯数学讲席,并一直担任该讲席至1988年。那一年,他前往伦敦大学学院担任访问教授,一直担任该职位到1996年,之后他回到苏格兰北部,离他刚开始研究生涯前在戈登斯敦学校任教的地方不远。

菲尔兹 奖章并不是授予 罗特 的唯一荣誉。他还获得许多其他荣誉,包括 1960 年当选 伦敦皇家学会 会士和 1993 年当选爱丁堡皇家学会会士。他于 1983 年获得 伦敦数学会奥古斯塔斯·德摩根 奖章,并于 1991 年获得 皇家学会詹姆斯·约瑟夫·西尔维斯特 奖章。

参考文献

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