数学史 · 中文镜像

数学家传记

让-皮埃尔·塞尔Jean-Pierre Serre

出生
1926年9月15日 法国东比利牛斯巴日

让-皮埃尔·塞尔是一位法国数学家,在代数拓扑学、代数几何学和代数数论方面做出了重要贡献。他是尼古拉·布尔巴基的成员。

完整传记

让-皮埃尔·塞尔的父母,Jean Serre和阿黛尔·迪特,都是药剂师。他的母亲阿黛尔曾是蒙彼利埃大学的药学学生,她修了一门微积分课程(她说,只是为了好玩,因为她喜欢数学)。1932年,塞尔在沃韦尔学校开始了他的小学教育。正是在七八岁的时候,他开始喜欢做数学。1937年,他从沃韦尔学校转到尼姆的阿方斯-多德中学学习。他的母亲保留了她在上蒙彼利埃大学数学课程时买的微积分书籍,塞尔开始从这些书中学习数学[9]:-

当我14或15岁时,我常常看这些书,并研究它们。这就是我学习导数、积分、级数等的方式(我以纯粹形式化的方式做这件事——可以说是莱昂哈德·欧拉的风格:我不喜欢,也不理解,ε和δ。)

此时数学并不是他唯一喜欢的科目。尽管他对物理学从未有过太大兴趣,但他喜欢化学,这是他的父母作为药剂师非常了解的一个领域。特别是他父亲有许多化学书籍,塞尔在十五六岁时读过这些书。事实上,他非常喜欢其中一本书,以至于保留了一本——这就是Jacques Duclaux(1877-1978)所著的《Les colloïdes》,Gauthier-Villars,1922年。然而,随着他对化学的深入研究,他对这门学科的热情逐渐减退,并越来越确信数学才是适合他的领域。

他在[9]中谈到了他在尼姆的Lycée Alphonse-Daudet的时光:-

在高中时,我常常做更高级别的题目。当时我住在尼姆的一所寄宿公寓里,和比我大的孩子们住在一起,他们常常欺负我。所以为了安抚他们,我常常帮他们做数学作业。这是一种很好的训练。

1943-44学年在尼姆的Lycée,他有一位优秀的数学老师,因为留着胡子而被昵称为“Le Barbu”。他是[9]:-

……非常清晰,而且严格;他要求每个公式和证明都写得整洁。

他辅导塞尔参加1944年的Concours General数学考试,并获得了第一名。同样在1944年,他参加了Concours General物理考试,但由于他在整个六小时的考试中使用了错误的公式,成绩很差。塞尔于1944年获得了他的路易·巴舍利耶 ès sciences et ès lettres,但留在Lycée直到1945年,准备参加进入巴黎École Normale Supérieure的入学考试。在Lycée期间[9]:-

我原本不知道一个人可以靠当数学家谋生。直到后来我才发现,做数学是可以得到报酬的!我起初以为我会成为一名高中教师:这在我看来很自然。然后,在我19岁时,我参加了进入巴黎高等师范学校的竞赛,并且成功了。一旦我进入了“高师”,就清楚了我想成为的不是高中教师,而是一名研究数学家。

从1945年到1948年,塞尔在巴黎高等师范学校学习,并于1948年获得数学科学教师资格。此时,他成为尼古拉·布尔巴基数学家小组中最年轻的成员。这个小组包括自20世纪30年代中期以来就参与其中的成员,如亨利·嘉当谢瓦莱让·戴尔萨特让·迪厄多内安德烈·韦伊。大约在塞尔加入尼古拉·布尔巴基小组的时候,其他人如罗杰·戈德芒皮埃尔·萨米埃尔雅克·迪克斯米耶也加入了。

塞尔于1948年8月10日与Josiane Heulot(1922-2004)结婚;他们有一个孩子,一个女儿Claudine,出生于1949年11月29日。Josiane是一位有机化学家,在塞夫勒的女子高等师范学校工作。

从1948年到1954年,塞尔在巴黎的国家科学研究中心任职,先是作为助理,然后是研究员。在1948-49年,他参加了亨利·嘉当的讨论班,讨论班的内容是关于代数拓扑学和层论的。同年参加亨利·嘉当讨论班的还有谢瓦莱让·戴尔萨特让·迪厄多内罗杰·戈德芒洛朗·施瓦茨安德烈·韦伊。塞尔的同学之一是亚历山大·格罗滕迪克,他也参加了这个讨论班。亚历山大·格罗滕迪克和塞尔在这个时候成为了朋友。塞尔的导师是亨利·嘉当,但是[18]:-

……埃利·嘉当没有给他的学生建议研究课题:他们必须自己找到一个;之后他会帮助他们。这就是发生在我身上的事。我发现让·勒雷的理论(关于纤维空间及其谱序列)可以应用于比人们认为可能的更多情况,并且这种扩展可以用来计算同伦群。

他于1951年从索邦大学获得博士学位,学位论文是Homologie singulière des espaces fibrés. Applications(纤维空间的奇异同调:应用)。1952年,他去了普林斯顿,在那里讲授他学位论文中的结果,以及作为这项工作延续的CC理论。在普林斯顿期间,他参加了关于类域论的埃米尔·阿廷-约翰·泰特讨论班。回到巴黎后,他再次参加了亨利·嘉当讨论班,那一年讨论班正在讨论多复变函数和埃利亚斯·施泰因流形。他在这个讨论班中遇到的想法激发了他研究方向。在1953-54年,他是国家科学研究中心的研究导师。

1954年,塞尔去了南锡大学,在那里工作到1956年。从1956年起,他在法兰西学院担任代数学与几何学讲席,直到1994年退休,成为荣誉教授。他在[16]中描述了他 在法兰西学院的就职演讲:-

我到达法兰西公学院时还是个年轻人,大约30岁。就职演讲几乎就像一场口试,面对的是教授、家人、数学家同行、记者等。我试图准备,但一个月后我只写了半页。演讲那天到来时,气氛相当紧张。我开始朗读我准备好的那半页,然后即兴发挥。

几个月后,他被告知就职演讲会被出版,并要求他提供一份文字稿。由于演讲是即兴的,他没有文字稿,但试图通过对着录音机即兴演讲,然后将磁带交给秘书打字来重现它。然而,秘书说录音听不清。塞尔于是放弃了,他的就职演讲从未出版。这使得它独一无二,因为法兰西公学院所有其他已出版的就职演讲都出版了。

他还谈到了他在法兰西公学院的教学经历(例如见[16]):-

在公学院教学既是一种奇妙又充满挑战的特权。奇妙是因为可以自由选择主题,以及听众水平很高:国家科学研究中心的研究人员、来访的外国学者、来自巴黎和奥赛的同事——许多常客已经来了5年、10年甚至20年。这也充满挑战:每年都必须讲授新课程,要么关于自己的研究(我更喜欢这样),要么关于他人的研究。由于一年课程的系列讲座大约20小时,这相当多。

他在法兰西公学院的永久职位使塞尔能够花大量时间进行研究访问。特别是,他在普林斯顿高等爱德华·斯图迪研究所(1955年、1957年、1959年、1961年、1963年、1967年、1970年、1972年、1978年、1983年、1999年)和哈佛大学(1957年、1964年、1974年、1976年、1979年、1981年、1985年、1988年、1990年、1992年、1994年、1995年、1996年)度过了一段时间。以下是塞尔讲授课程的大学列表(按字母顺序):阿尔及尔(1965年、1966年)、波恩(1976年)、加州理工学院(1997年)、尤金(1998年)、日内瓦(1999年)、哥廷根(1970年)、麦吉尔(1967年)、墨西哥(1956年)、莫斯科(1961年、1984年)、普林斯顿(1952年、1999年)、新加坡(1985年)、加州大学洛杉矶分校(2001年)、乌得勒支(1974年)。

塞尔的早期工作是研究谱序列。谱序列是一种类似于正合序列的代数构造,但更难以描述。塞尔并没有发明谱序列,谱序列是由法国数学家让·勒雷发明的。然而,在1951年,塞尔将谱序列应用于研究纤维化中纤维、全空间和底空间的同调群之间的关系。这使他能够发现空间的同调群与同伦群之间的基本联系,并证明关于球面同伦群的重要结果。

塞尔的工作使拓扑学家认识到谱序列的重要性。塞尔谱序列提供了一种有效处理纤维化同调的工具。由于在谱序列方面的工作以及用层论发展复变函数论的工作,塞尔在1954年国际数学家大会上被授予菲尔兹奖。塞尔定理不仅在同伦论中,而且在代数拓扑和同调代数中普遍带来了快速进展。作为塞尔解决问题方法的一个例子,我们引用采访[9]。在这里,塞尔正在回答一个关于灵感重要性的问题:-

我不知道“灵感”到底意味着什么。定理和理论以奇怪的方式出现。有时,你只是对现有的证明不满意,然后去寻找更好的证明,这些证明可以应用于不同的情况。对我来说,一个典型的例子是我研究波恩哈德·黎曼-Roch定理时(大约1953年),我把它看作一个“莱昂哈德·欧拉-儒勒·昂利·庞加莱”公式(当时我不知道小平邦彦-唐纳德·斯宾塞也有同样的想法)。我的第一个目标是证明代数曲线的情形——这个情形已知大约有一个世纪了!但我想要一种特殊风格的证明;当我设法找到它时,我记得从那里到二维情形(刚由小平邦彦完成)只花了我一两分钟。六个月后,完整的结果由弗里德里希·希策布鲁赫建立,并发表在他著名的教授资格论文(Habilitation)学位论文中。很多时候,你并不是真的试图通过正面攻击来解决一个具体问题。相反,你有一些想法,你觉得它们应该有用,但你不确切知道它们对什么有用。所以,你四处寻找,并尝试应用它们。这就像有一串钥匙,然后试着用它们开几扇门。

多年来,塞尔出版了许多极具影响力的著作,涵盖了广泛的数学领域。这些著作展示了塞尔所研究过的主题,它们是Homologie singulière des espaces fibrés (纤维空间的奇异同调)(1951),Faisceaux algébriques cohérents (一致的代数束)(1955),Groupes d'algébriques et corps de classes (代数群与体类)(1959),Corps locaux (局部环)(1962),Cohomologie galoisienne (埃瓦里斯特·伽罗瓦上同调)(1964),Algèbre Locale. Multiplicités (局部代数:重数)(1965),Lie Algebras and Lie Groups(1965),Algèbres de Lie semi-simples complexes (复半单李代数)(1966),Abelian l-adic representations and elliptic curves(1968),Représentations linéaires des groupes finis (有限群的线性表示)(1968),Cours d'arithmétique (算术教程)(1970),Représentations linéaires des groupes finis (有限群的线性表示)(1971),Arbres, amalgames (树,融合),SL2SL_{2}(1977),Lectures on the Mordell-Weil theorem(1989),Topics in Galois theory(1992),Exposés de Séminaires (研讨会报告)1950-1999(2001),Correspondance Grothendieck-Serre (亚历山大·格罗滕迪克与塞尔之间的通信)(2001),(与S Garibaldi和A Merkurjev合著)Cohomological Invariants in Galois Cohomology(2003),以及Lectures on NX(p)N_{X}(p)(2011)。

你可以在THIS LINK看到这些书的一些评论摘录。

这些著作非常出色,使塞尔获得了荣誉。1995年,他因数学阐述而获得凯瑟琳·斯蒂尔奖,该奖项的颁奖词写道[2]:-

要决定像塞尔这样地位的数学家的哪一部作品最值得获得斯蒂尔奖是很困难的。塞尔众多其他著作中的任何一部都可能成为该奖项的依据。他的每一本书都写得优美,包含大量作者原创材料,且一切都打磨得光滑流畅。很难对他的阐述做出任何重大改进;其中许多已成为各自领域的日常标准参考,无论对在职数学家还是研究生而言。塞尔将他整个数学个性倾注于这些书的材料之中;它们因真正数学的广度而生动,为所有人树立了如何为效果、清晰和影响力而写作的榜样。

参考文献[8]和[9]提供了塞尔关于其职业生涯某些方面直到1985年的观点的迷人视角:-

目前,最让我感兴趣的主题是有限域上代数曲线上的点计数。这是一种应用数学:你尝试使用代数几何和数论中你知道的任何工具,……而你并不完全成功!

[8]和[9]中的访谈也提供了一个考察塞尔数学观点的机会。不过,我们在此选择引用[16]中关于塞尔对数学应用的看法:-

至于数学与其他科学的关系,数学可以被看作一个装满架子的大仓库。数学家把东西放在架子上,并保证它们是真的。他们还解释如何使用它们以及如何重建它们。其他科学来从架子上自助取用,数学家不关心他们用取走的东西做什么。这个比喻相当粗糙,但它足够好地反映了情况。(当然,人们选择做数学并不是为了把东西放在架子上;人们做数学是为了其中的乐趣。)这里有一个个人例子。我的妻子Josiane是一位量子化学专家。她需要某些对称群的线性表示。她正在使用的书并不令人满意;它们是正确的,但它们使用了非常笨拙的记号。我写了一篇适合她需要的文本,然后以书的形式出版,名为《有限群的线性表示》。我因此履行了我作为数学家(以及作为丈夫)的职责:把东西放在架子上。

在访谈[18]中,塞尔谈到了他的爱好。他喜欢攀岩、滑雪和乒乓球。我[EFR]当然可以从个人经验中说塞尔是一位多么优秀的乒乓球运动员,因为我曾在我们都参加的许多会议上看到他打球。我总是有(非常愚蠢的)想法:一个在数学上如此出色的人怎么能在乒乓球上也如此出色!塞尔喜欢的其他事情是下棋、读书和看电影。他说他喜欢[9]的书:-

……各种各样的,从Giono到Böll到川端康成,包括童话和哈利·波特系列。

塞尔获得了众多奖项。除了1954年的约翰·查尔斯·菲尔兹奖章外,他于1973年当选为伦敦数学会荣誉会员,并于1974年成为伦敦皇家学会会士。他还被授予荣誉军团军官和国家功绩勋章指挥官。除了皇家学会外,他还被选入许多国家科学院,特别是法国(1977年)、荷兰(1978年)、美国(1979年)、瑞典(1981年)、俄罗斯(2003年)、挪威(2009年)、都灵(2010年)和台湾(2010年)的科学院。他获得了法兰西公学院的Prix Peccot-Vimont奖(1955年)、Académie des Sciences的Prix Francoeur奖(1957年)、Prix 茹利亚奖(1970年)、Académie des Sciences的Médaille 埃米尔·皮卡奖(1971年)、巴尔赞奖(1985年)、C.N.R.S.金奖(1987年)、上文所述的美国数学会的斯蒂尔奖(1995年)以及2000年的沃尔夫奖。他获得了剑桥大学(1978年)、斯德哥尔摩大学(1980年)、格拉斯哥大学(1983年)、雅典大学(1996年)、哈佛大学(1998年)、达勒姆大学(2000年)、伦敦大学(2001年)、奥斯陆大学(2002年)、牛津大学(2003年)、布加勒斯特大学(2004年)、巴塞罗那大学(2004年)、马德里大学(2006年)和麦吉尔大学(2008年)的荣誉学位。2003年6月,他被挪威科学与文学院授予首届尼尔斯·阿贝尔奖[6]:-

……因为在赋予若干数学主题现代形式方面发挥了主要作用,特别是拓扑学、代数几何和数论。

围绕这一仪式的活动在几篇文章中有所描述。以下内容摘自[18]:-

活动于2003年6月1日星期日在奥斯陆明媚的阳光下开始,在Slottsparken的尼尔斯·阿贝尔纪念碑前举行了简单的仪式。在尼尔斯·阿贝尔董事会主席(奖项活动组织者)Jens Erik Fenstad简短致辞后,尼尔斯·阿贝尔奖得主塞尔在纪念碑前献了花圈。6月2日,科学活动在Georg Sverdrup's house开始,这是位于Blindern的奥斯陆大学美妙的新图书馆。……塞尔的讲座题为“素数、方程和模形式”。他完全不负其大师级阐述者的声誉,以老式方式用粉笔在黑板上讲课,并以无笔记的非常清晰的陈述给所有人留下深刻印象。……下午晚些时候,塞尔接待了几批记者进行采访。星期二上午,塞尔以及阿贝尔委员会和阿贝尔董事会的代表会见了世界媒体:来自挪威、英国、法国和德国的十名记者。星期二下午,颁奖仪式在奥斯陆大学隆重举行。哈拉尔国王和索尼娅王后出席,在几场演讲后,国王将奖项颁发给塞尔。

参考文献

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延伸资源

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