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数学家传记

彼得·卢德维格·梅德尔·西罗Peter Ludwig Mejdell Sylow

出生
1832年12月12日 挪威克里斯蒂安尼亚(今奥斯陆)
逝世
1918年9月7日 挪威克里斯蒂安尼亚(今奥斯陆)

彼得·卢德维格·梅德尔·西罗是一位高中教师,他证明了有限群论中或许是最深刻的结果。

完整传记

西罗的父母是Thomas Edvard von Westen 西罗(1792-1875)和Magdalena Cecilie Cathrine 西罗(1806-1898)。Thomas Edvard Sylow曾是骑兵上尉,后来成为政府大臣。从1848年到1854年,他担任大臣兼陆军部部长。他出生于挪威北特伦德拉格的斯纳萨,是西罗 Ludvik von Westen 西罗和Elisabeth Christine Niemeyer的儿子。Magdalena Cecilie Cathrine 西罗出生于挪威奥普兰郡兰德的塞普顿,是Johan Ernst 西罗和Fredrikke Caroline Sophie Kierulf的女儿。彼得·卢德维格·梅德尔·西罗是他父母十个孩子中的长子,有弟弟妹妹Fredrikke Caroline Sophie Sylow(生于1834年)、Elisabeth Arnolda von Westen 西罗(生于1835年)、Johan Ernst 西罗(生于1837年)、Carl Christian Weinwich 西罗(生于1838年)、Sverre Thomas Sylow(生于1839年)、Halfdan 西罗(生于1840-56年)、Johanne Hermine 西罗(生于1843年)、Stephanie Martine 西罗(生于1844年)和Martin Kierulf 西罗(生于1848-58年)。这十个孩子并非都活到成年:Sverre Thomas在婴儿期夭折,Halfdan十六岁去世,Martin Kierulf十岁去世。

西罗有着良好的教养,学会了如何独立工作,被教导要尽力而为和努力工作的重要性,然而在某些方面,他的教养在他的职业生涯中却被证明是一种不利条件。这是因为他被教导要谦逊,尽管这是出于最好的意图,但这仍然意味着他乐于在比本应拥有的更低微的职位上度过许多年。有趣的是,1902年,当西罗在纪念尼尔斯·阿贝尔诞辰一百周年的会议上致欢迎辞时,他说(见[2]):-

……如此伟大的谦逊也许不适合这个世界,它也可能被视为一种弱点。

西罗就读于克里斯蒂安尼亚大教堂学校,于1850年毕业。随后,他在克里斯蒂安尼亚大学开始学习自然科学,并于1853年赢得了一场数学竞赛。接着,他于1856年参加了高中教师资格考试,以优异的成绩获得了数学和自然科学教师资格。由于没有大学职位空缺,他在Hartvig Nissen学校教了两年书。之后,他搬到了东福尔郡的腓特烈斯哈尔德镇(现称哈尔登),从1858年到1898年在中学任教。遗憾的是,尽管西罗本可以成为一名杰出的大学讲师,但他并没有成为一名特别好的中学教师。他对数学的高级领域感兴趣,对较低层次的教学缺乏热情。此外,他发现很难维持课堂纪律,因此他的职业生涯主要在学校而非大学,这在两个方面都是对他才能的糟糕利用——大学因为没有西罗作为讲师而更贫乏,而学校因为有他作为教师而更贫乏!

然而,西罗继续着他的数学研究(见[5]):-

……起初按照尼尔斯·阿贝尔卡尔·古斯塔夫·雅各布·雅可比的传统研究椭圆函数,受到纯粹数学教授Ole Jacob Broch的启发。发现尼尔斯·阿贝尔关于代数方程可用根式求解的论文更有趣后,西罗(由应用数学教授卡尔·安东·皮耶克尼斯引导)从这些论文转向了埃瓦里斯特·伽罗瓦

Ole Jacob Broch曾在克里斯蒂安尼亚大学学习数学,之后前往巴黎、柏林和柯尼斯堡,在那里研究了多个数学主题,尤其是光学和统计学。回到挪威后,他与朋友Hartvig Nissen(1815-1874)一起创办了Hartvig Nissen学校,这是克里斯蒂安尼亚Uranienborg区的一所独立女子学校。Broch于1848年成为克里斯蒂安尼亚大学的应用数学讲师,但在1850年Bernt Holmboe去世后接替了他的纯粹数学教学。Broch保持着对Hartvig Nissen学校的兴趣,他是该校的联合创始人之一,并给予年轻教师西罗很大鼓励,让他继续从事高等数学研究。尽管起初西罗觉得阅读尼尔斯·阿贝尔的论文很困难,但很快他发现尼尔斯·阿贝尔对方程理论的理解远比其已发表论文所显示的深刻。西罗最初试图发表一些他在尼尔斯·阿贝尔论文中发现的未发表结果时遇到了问题。这是因为他将包含这些结果的论文寄给了奥古斯都·利奥波德·克雷勒Journal,该论文在那里由利奥波德·克罗内克考虑发表。此时困难出现了,因为利奥波德·克罗内克已经发表过这些结果,是他自己发现的,并且不希望有一篇论文表明尼尔斯·阿贝尔远在他之前就证明了这些结果。因此,利奥波德·克罗内克拒绝了西罗的论文,但当然,由于西罗正确地描述了尼尔斯·阿贝尔未发表的结果,最终这些结果确实被归功于尼尔斯·阿贝尔而非利奥波德·克罗内克

1861年,西罗获得奖学金出国旅行,访问了柏林和巴黎。在巴黎,他听了米歇尔·沙勒关于theory of conics的讲座、约瑟夫·刘维尔关于理性力学的讲座以及让-马里·迪阿梅尔关于极限理论的讲座。他在奖学金结束时写的报告中说,他还:-

……熟悉了较新的著作,尤其是方程理论方面的。

在柏林,他与利奥波德·克罗内克进行了有益的讨论,但无法参加卡尔·魏尔斯特拉斯的课程,因为当时卡尔·魏尔斯特拉斯生病了。Bent Birkeland在[5]中写道,由于柏林没有他感兴趣的课程:-

……他转而到图书馆工作,研究数论和方程理论。他还结识了卡尔·威廉·博尔夏特,即‘奥古斯都·利奥波德·克雷勒杂志’的编辑……有趣的是,无论他在巴黎还是柏林逗留期间,都没有提到任何代数或方程理论的讲座。

1862年,西罗在克里斯蒂安尼亚大学讲学,替代已当选为挪威议会Storting成员的Broch。在他的讲座中,西罗解释了尼尔斯·阿贝尔埃瓦里斯特·伽罗瓦关于代数方程的工作。这些讲座的摘要见[4]。值得注意的是,尽管当时他尚未证明“西罗定理”(他10年后才发表),但他确实对它们提出了一个问题。在证明了奥古斯丁·路易·柯西定理——一个阶可被primepp整除的有一个阶为pp的子群——之后,西罗问它能否推广到pp的幂。这些讲座之所以重要有几个原因,尤其是当时听讲的一名年轻学生是索菲斯·李。西罗的讲座极有价值,使Lie对一个他后来将作出重大贡献的课题有了根本性的理解。Broch于1865年至1868年再次在Storting任职,他热切希望西罗在此期间接替他的大学教学。然而,Fredrikshald的学校拒绝给西罗去大学任教的假期。1869年,Broch离开他的纯数学讲席,留下一个西罗完全有资格填补的空缺。然而,克里斯蒂安尼亚大学当时对纯数学评价不高,更偏好较实用和可应用的课题。西罗的方法过于理论化,因此他没有被任命。

1870-71年,西罗与朱利叶斯·佩特森交换了九封信,后者当时正在撰写他的学位论文。朱利叶斯·佩特森就他学位论文的主要定理征求西罗的意见,这些信全都涉及此事。文章[8]讨论了这些信。这两位数学家在1876-77年又交换了十六封信。1873年至1881年间,西罗和索菲斯·李准备了一版尼尔斯·阿贝尔全集,以Oeuvres complète de Niels Henrik Abel(阿贝尔全集)为题出版。此事的动因来自挪威科学院,它向挪威议会申请该项目经费,很快获得批准。这笔经费使西罗得以离开学校四年,专心投入该项目。Arild Stubhaug在[3]中写道:-

在工作过程中,西罗有一个热心的讨论者卡尔·安东·皮耶克尼斯,后者则致力于1880年出版的尼尔斯·阿贝尔传记。卡尔·安东·皮耶克尼斯希望尼尔斯·阿贝尔的早期著作尽可能多地出版,不仅是他那些具有典范严谨性的伟大论著,而且也许还有比Holmboe在其1839年版中所用的更多的尼尔斯·阿贝尔材料?

在1881年12月9日出版的西罗/索菲斯·李版中,发现并出版了许多额外的尼尔斯·阿贝尔材料。索菲斯·李说大部分工作是由西罗完成的,并评论说西罗因其以下方面而理应获得一个大学职位:-

……广博的知识、敏锐的批判力和杰出的数学工作。

然而,今天西罗的声名建立在一篇1872年发表的10页论文上。在这篇西罗发表于Mathematische Annalen第5卷(第584至594页)的Théorèmes sur les groupes de substitutions中,出现了三个西罗定理,尽管我们知道他在1870年9月之前已经证明了他著名的定理。奥古斯丁·路易·柯西已经证明,一个阶可被素数pp整除的群有一个阶为pp的元素。西罗推广了这一点,证明了也许是有限群论中最深刻的结果:

如果pnp^{n}是整除群GG阶的素数pp的最大幂,那么

  1. GG有阶为pnp^{n}的子群
  2. GG1+kp1 + kp个这样的子群
  3. 任意两个这样的子群共轭。

几乎所有关于有限群的工作都使用西罗的定理。西罗1872年的原始论文由Rod Gow在[7]中讨论,[6]的作者们和[15]的作者也讨论过。在[11]中,Winfried Scharlau描述了西罗如何通过研究埃瓦里斯特·伽罗瓦的工作,特别是埃瓦里斯特·伽罗瓦关于素数次数方程可解性的判别法,而得出他的发现。论文[11]解释了西罗如何在证明中使用来自伽罗瓦理论的方法。

西罗成为Acta Mathematica的编辑,于1883年当选为哥廷根科学院成员,并于1894年获得哥本哈根大学的名誉博士学位。

索菲斯·李在克里斯蒂安尼亚大学为西罗设立了一个特别讲席,西罗从1898年起在该大学任教。注意,他获得大学职位时已经65岁,但值得注意的是,他仍能担任此职位20年。G A Miller写道[10]:-

尽管西罗进入大学教职时年事已高,据说他在二十年间以显著的成功担任该职位。直到他生命的最后一年,他才似乎感到教授职责繁重,那时他常说自己感到疲倦。

虽然他在65岁时终于成为大学教授,但我们应该注意到,他并未获得教授的薪水。起初,他领取的是校长薪水,大约为大学教授薪水的一半。后来他的薪水有所增加。

1902年,西罗在纪念尼尔斯·阿贝尔诞辰一百周年的会议上致欢迎辞。他说(见[2]):-

在十九世纪初,应用数学已经取得了巨大的成就,特别是在天文学和物理学领域。但就在同时,数学……开始将目光转回纯粹和抽象的理论。[卡尔·弗里德里希·高斯奥古斯丁·路易·柯西]发起了那场伟大的运动,这场运动贯穿了整个上一个[19]世纪,它从基础上改革了数学,同时用新理论丰富了它。……正是在这场运动中,尼尔斯·阿贝尔发挥了如此重要的作用,以至于他将永远被列为有史以来最伟大的数学家之一。

1902年,西罗与Elling Holst合作,出版了尼尔斯·阿贝尔的通信集。在1881年西罗/索菲斯·李的书出版后,又发现了更多的尼尔斯·阿贝尔文件,并且在1913年于克里斯蒂安尼亚举行的“第三届斯堪的纳维亚数学家大会”上,西罗讨论了这些新材料。

西罗讨论的引言版本在THIS LINK

在[9]中,G A Miller引用了费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯对西罗的评价:-

[西罗]因其著名的以他命名的定理而为每个文明国家的数学家所知。1876年,费迪南德·格奥尔格·弗罗贝尼乌斯评论道:“正如每个受过教育的人都知道勾股定理一样,每个数学家都会谈到尼尔斯·阿贝尔定理和西罗定理”。

我们不应给人这样的印象:西罗定理和尼尔斯·阿贝尔材料是西罗仅有的数学贡献。他还发表了几篇关于椭圆函数的论文,特别是关于复乘法的论文,以及关于群论的论文。最后,我们应该稍微谈谈西罗数学之外的生活。他从未结婚,但是一个热情的人,具有良好的幽默感。他热爱户外活动,经常在山区度过暑假,通常在Kongsvoll,在那里他研究植物。Kongsvoll是奥斯陆和特隆赫姆之间路线上的一个山间驿站,提供食物和住所,建于该路线被前往特隆赫姆圣奥拉夫圣地的朝圣者使用时。

参考文献

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