数学史 · 中文镜像

数学家传记

伊萨多·辛格Isadore Singer

出生
1924年5月3日 美国密歇根州底特律
逝世
2021年2月11日 美国马萨诸塞州博克斯伯勒

伊萨多·辛格是一位美国数学家,最为人所知的是迈克尔·阿蒂亚-伊萨多·辛格指标定理,该定理在统一数学和物理学方面产生了巨大影响。

完整传记

伊萨多·辛格 被称为 Is 或 Iz。他的父母 Simon Singer 和 Freda Rose 是波兰人。他们于 1917 年移民到加拿大多伦多,并在该市结婚,之后搬到密歇根州底特律。辛格 在学校时既喜欢科学也喜欢阅读,但当他于 1941 年 9 月进入密歇根大学时,他决定学习物理而不是英国文学。由于第二次世界大战,课程被压缩,他于 1944 年 1 月获得学士学位。随后他在美国陆军通信兵团服役三年。经过初步训练后,辛格 被派往菲律宾管理一所通信兵团学校。在那里期间,他利用晚上时间为自己在芝加哥大学学习物理做准备。他特别学习了群论和 微分几何,意识到拥有扎实数学背景的重要性。

辛格于1947年1月进入芝加哥大学,当时仍打算从事物理学研究。然而,他仍然认为如果自己有扎实的数学背景,就能在物理学中取得更好的进展,于是他攻读了数学硕士学位。他于1948年获得理学硕士学位,但此时他对数学如此兴奋,以至于决定继续从事该领域的研究。他于1950年获得博士学位。他在芝加哥的学位论文导师是尔文·席格,他的学位论文题为Lie Algebras of Unbounded Operators。R S Doran写道:

当时,[芝加哥]系在Marshall Stone的远见卓识领导下,他汇集了世界上最优秀的数学教师队伍之一。这个群体中的资深成员包括陈省身桑德斯·麦克兰恩安德烈·韦伊A Zygmund厄文·卡普兰斯基尔文·席格保罗·哈尔莫斯是系里活跃的年轻研究人员,他们的兴趣包括算子理论和算子代数等。此外,大量杰出的访问学者和非凡的研究生来到芝加哥,与这些杰出的教师一起学习。这就是[辛格所开展]工作所处的令人兴奋的初始环境。

获得博士学位后,辛格于1950年被任命为麻省理工学院的C L E Moore讲师。在麻省理工学院两年后,他被任命为加州大学洛杉矶分校的数学助理教授。1954年,他前往哥伦比亚大学,在1954-55学年担任访问助理教授。接下来的学年也是以访问职位度过的,这次是在普林斯顿的高等爱德华·斯图迪研究所。他职业生涯早期这些年的出版物包括:(与理查德·卡迪森合作)Some remarks on representations of connected groups(1952);Uniformly continuous representations of Lie groups(1952);(与Warren Ambrose合作)A theorem on holonomy(1953);(与Richard Arens合作)Function values as boundary integrals(1954)。

1953 年,厄文·卡普兰斯基 问 辛格,紧 费利克斯·豪斯多夫 空间上的连续复值函数代数具有哪些导子。辛格 在第二天就回答了这个问题,表明答案是 0,这引发了关于该主题的大量工作,包括 辛格 与 J Wermer 合作发表的进一步工作,发表在论文 Derivations on commutative normed algebras(1955 年)中,他们在其中证明了半单交换赋范代数上的所有有界导子都是 0。

辛格 于 1954 年回到麻省理工学院,被任命为助理教授。他于 1958 年晋升为副教授,然后于 1959 年晋升为正教授。1961 年,他与 Sheila Ruff 结婚,他们有一个女儿 Natascha 辛格(她是《纽约时报》的记者)。这段婚姻在 70 年代中期破裂,最终他与 Rosemarie 结婚,并在 乔治·伯克利 有了两个女儿,Emily 和 Annabelle。他于 1970 年被任命为麻省理工学院的 诺伯特·维纳 数学教授。1977 年,辛格 前往加州大学 伯克利 分校,在那里作为访问教授度过了两年。在获得 伯克利 的永久职位后,他于 1979 年从麻省理工学院辞职,接受了 伯克利 的教授职位。他于 1982 年被任命为 伯克利 的 Miller 教授,但在次年离开,回到麻省理工学院,在那里被任命为 弗瑞兹·约翰 D MacArthur 数学教授。他于 1987 年被任命为学院教授。

Doran写道:

辛格因其在几何、分析和拓扑学方面的深刻而壮观的工作而在数学家中当之无愧地闻名,这些工作最终导致了迈克尔·阿蒂亚-辛格指数定理及其在现代数学和量子物理学中的许多分支。

在辛格于2001年获得的凯瑟琳·斯蒂尔终身成就奖的引文中,特别提到了他在迈克尔·阿蒂亚-辛格指标定理方面的工作[15]:-

辛格与迈克尔·阿蒂亚关于椭圆算子指标定理的一系列五篇论文(发表于1968年至1971年),以及他与迈克尔·阿蒂亚V K Patodi关于带边流形指标定理的三篇论文(发表于1975年至1976年),都是全局分析的伟大经典之作。它们催生了微分几何、微分拓扑和分析中的许多发展……

在收到斯蒂尔奖的答复中,辛格谈到了他与Michael 迈克尔·阿蒂亚的合作:-

我与迈克尔·阿蒂亚二十多年的合作非常令人兴奋,我们的工作继续产生巨大影响。迈克尔爵士是一位杰出的人,除了数学之外,他还投入了大量时间和精力支持全世界的科学事业。我很幸运在数学和物理领域有许多合作者,与他们共事愉快,并已成为亲密的朋友。我很高兴感谢他们,超过三十人——太多无法在此一一列出。

引文还提到了辛格的其他杰出贡献:-

然而,[指标定理]仅代表他对几何和分析贡献的一小部分。他对几何的其他重要贡献包括与D B Ray关于解析挠率的工作,这是现代几何中“行列式”不变量许多工作的先驱,以及与J A Thorpe合著的一本有影响力的教科书《初等拓扑学与几何讲义》……此外,除了纯数学的工作,辛格二十年来一直致力于将数学家和理论物理学家聚集在一起。这不仅仅是人际关系和研讨会演讲的问题,而是需要长期努力去理解、重新加工,并使现代理论物理学最深刻的结果为数学家所用。这种数学家和物理学家之间严肃互动的复兴,始于20世纪70年代中期,对数学产生了戏剧性的影响,而辛格在这一发展中发挥了重要作用。

辛格荣幸地当选为国家科学院美国艺术与科学院的成员。在辛格获得的众多奖项中,除了斯蒂尔奖之外,我们还提到来自美国数学会马克希莫·博谢奖纪念奖(1969年)、尤金·维格纳奖章(1988年)、国家科学奖章(1983年)、来自美国数学会的杰出公共服务奖(1992年)、尼尔斯·阿贝尔奖(2004年)以及James Rhyne Killian教职成就奖(2005年)。他曾在国家科学院理事会、国家研究委员会管理委员会和白宫科学委员会任职。辛格在1970-72年间担任美国数学会的副主席。

2004年的尼尔斯·阿贝尔奖是联合授予迈克尔·阿蒂亚和辛格的:-

……因他们发现并证明了指标定理,将拓扑学、几何学和分析学结合在一起,以及他们在数学与理论物理学之间搭建新桥梁方面所发挥的杰出作用。

教学在 辛格 的生活中也扮演了重要角色。他说[15]:-

对我来说,课堂是研究的重要对应物。我喜欢教各个层次的本科生,我还有许多研究生,其中许多人最终教给我的东西比我教给他们的还要多。

他对“各个层次”教学的热爱在基利安奖的颁奖词中得到了强调[4]:-

他也许是唯一一位拥有杰出大学教授职位却定期教授普通(而非荣誉)第一学期微积分的美国数学家。

至于数学之外的兴趣,辛格列出了文学、徒步旅行和网球。他说[13]:-

我喜欢打网球,我尽量每周打两三次。这让我精神焕发,我认为这帮助我这些年来在数学上努力工作。

参考文献

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