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数学家传记

勒内·托姆René Thom

出生
1923年9月2日 法国杜省蒙贝利亚尔
逝世
2002年10月25日 法国伊维特河畔比雷

勒内·托姆是一位法国数学家,以发展突变论而闻名,这是一种对连续作用产生不连续结果的数学处理。

完整传记

勒内·托姆 以其对突变论的发展而闻名,突变论是对连续作用产生不连续结果的数学处理。

从 1931 年起,托姆 在他出生的城市蒙贝利亚尔上小学,他的父母在那里开店。正是在这所小学,托姆 首次展现出他的学术潜力,赢得了奖学金。他在蒙贝利亚尔的居维叶中学就读,并于 1940 年在贝桑松获得初等数学业士学位。然而,他的生活即将被第二次世界大战打乱。

托姆的父母把他和弟弟送到南方以躲避冲突,尽管他们自己仍留在蒙贝利亚尔。托姆和弟弟最终到达了瑞士。他在[6]中写道:-

我们在那里受到的热烈欢迎,所有那些在路边提供食物和水的人们,至今仍让我感动。

在罗蒙附近帮助收割后,托姆回到法国,被带到里昂,在那里他与母亲的一位朋友同住。在里昂期间,他继续学业,于1941年6月获得哲学学士学位。此后,他回到蒙贝利亚尔父母家中,但很快又到巴黎继续学业。

托姆 在巴黎的圣路易中学就读,并申请进入巴黎高等师范学校,但在1942年未能获得入学资格。他决心利用在巴黎高等师范学校接受大学教育的机会,于1943年再次申请,这一次他[6]:-

...成功了(但并非特别出色)!

在巴黎高等师范学校,日子很艰难,因为巴黎被德军占领。然而,对托姆来说,数学上这是一个激动人心的时期,他深受亨利·嘉当尼古拉·布尔巴基数学方法的影响。第二次世界大战结束时,托姆仍在巴黎高等师范学校学习,[6]:-

...最后一年,在“胜利”之后,是一个开放的一年,带来了再次充分生活的感觉。对于这种重生,我能回忆起一种难以控制的自由感。

1946年,托姆从巴黎高等师范学校毕业,随后搬到斯特拉斯堡,接受了法国国家科学研究中心的研究职位,以便能继续与亨利·嘉当合作。在那里,他受到了包括夏尔·埃雷斯曼和让-路易·科斯居尔在内的其他人的影响。他的博士学位由亨利·嘉当指导,于1951年授予,学位论文题为Fibre spaces in spheres and Steenrod squares。论文的工作是在斯特拉斯堡进行的,但托姆将其提交给了巴黎。配边理论的基础,后来使托姆获得了菲尔兹奖,已经出现在他的博士论文中。

托姆 于 1951 年获得奖学金,得以前往美国,他在 [6] 中讲述了这如何使他得以见到 阿尔伯特·爱因斯坦赫尔曼·外尔诺曼·斯廷罗德,并参加卡拉比和 小平邦彦 的讨论班。托姆 回到法国,1953-54 年在格勒诺布尔任教,然后从 1954 年到 1963 年在斯特拉斯堡任教。他于 1957 年被任命为教授。

托姆最为人所知的是作为突变理论的发明者,但他在研究突变理论之前,早期的工作已经使他闻名。他在拓扑学方面的工作,特别是关于示性类、配边理论和托姆横截定理,使他在1958年被授予约翰·查尔斯·菲尔兹奖章。然而,托姆觉得在某种意义上他不配获得这一荣誉[6]:-

……我的印象是,稍后不久所做的工作在深度和睿智上都超过了我,其作者即使不比我更配得上这枚奖章,也完全配得上(比如与我共同获奖的克劳斯·罗特)。我还想到巴里·马聚尔对阿图尔·舍恩弗利斯猜想的证明:Rn\mathbb{R}^{n}中每个具有正则边界的球面Sn1S^{n-1}都是一个nn球的边界。更不用说约翰·米尔诺对异种球面的发现。

海因茨·霍普夫在爱丁堡向托姆颁发了菲尔兹奖章,他在颁奖致辞中指出了托姆理论的重要性:-

……他的基本思想——我曾谈到过其宏大的简洁性——具有非常几何和直观的性质。这些思想极大地丰富了数学,而一切似乎都表明,托姆思想的影响——无论它们是在已知著作中还是在即将问世的著作中得到表达——远未穷尽。

然而,菲尔兹奖章的颁发给了托姆选择新研究方向的自由[1]:-

托姆说,菲尔兹奖章给他带来了选择自己想做什么研究的自由,而对他来说这是至关重要的。他开始把整个科学作为自己的画布。从设计实验和预测结果的意义上说,他不是一位理论或实验科学家,而是一位科学哲学家,撰写关于科学中需要发生的长期未来发展的文章。

1964年,他搬到了比叙尔伊韦特的法国高等科学研究所。然而,正如他在[6]中所解释的,这促使了方向的改变:-

与我的同事亚历山大·格罗滕迪克的关系对我来说不那么愉快。他在技术上的优势令人难以招架。他的讨论班吸引了整个巴黎的数学界,而我却拿不出什么新东西。这使我离开了纯粹的数学世界,去研究更一般的概念,比如形态发生理论,这个课题更让我感兴趣,并把我引向一种非常一般的“哲学”生物学。

托姆的理论试图以微分学无法做到的方式来描述这样一些情形:逐渐变化的力导致所谓的突变,即突然的变化。该理论在物理科学、生物科学以及社会科学中有着广泛的应用。该理论由托姆在Structural Stability and Morphogenesis(1972)中提出,此后由许多数学家加以发展。然而,托姆在[6]中撰文解释了为什么曾是marked by enormous popular success的理论已经失宠:——

突变论已死,这是事实。但可以说,它是死于自身的成功。它被从解析(或代数)模型推广到仅仅光滑的模型所拖垮。因为一旦人们清楚该理论不允许定量预测,所有优秀的头脑……就认定它毫无价值。归根结底,这一推广源自B Malgrange对预备定理的推广。

托姆于1974年被授予巴黎市科学大奖。他于1990年成为伦敦数学会的荣誉成员。

作为讨论班演讲者,托姆可能让人难以听懂[1]:——

[他]的讨论班常常令人困惑,因为他的思路往往跳跃向前,让听众去填补空白。

然而,与他进行数学交谈可能是一种美妙的体验[1]:-

……与他的一对一交谈非常精彩:如果被要求填补一个空白,他常常会揭示出一座金矿。他表现出温和的机智、极大的怀疑精神,以及对人类境况的平静的乐趣。他对天下万事都有独到的想法。他的著作常常具有挑衅性,以激发读者看到真理。

参考文献

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