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数学家传记

帕维尔·萨穆伊洛维奇·乌雷松Pavel Urysohn

出生
1898年2月3日 乌克兰敖德萨
逝世
1924年8月17日 法国滨海巴茨

帕维尔·萨穆伊洛维奇·乌雷松是一位乌克兰数学家,在一般拓扑学和维数论方面证明了重要结果。

完整传记

帕维尔·萨穆伊洛维奇·乌雷松也被称为乌雷松 Uryson。他的父亲是敖德萨的一位金融家,乌雷松 Samuilovich就出生在这座城市。他出身于一个可追溯到16世纪拉比M Jaffe的家庭。这是一个富裕家庭,乌雷松在莫斯科的一所私立学校接受了中等教育。

1915年,乌雷松进入莫斯科大学学习物理,事实上他在这一年发表了自己的第一篇论文。此时他对物理感兴趣,所以这第一篇论文是关于物理主题的并不奇怪,确实如此,它是关于朱利安·罗威尔·柯立芝管辐射的。然而,他对物理的兴趣很快退居次要地位,因为在莫斯科大学听了尼古拉·卢津德米特里·叶戈罗夫的讲座之后,他开始专注于数学。

乌雷松于1919年毕业,并继续在那里攻读博士学位。[8]的作者们写道:-

尼古拉·卢津是一位充满活力的数学家,正是他说服乌雷松留在那里,在1919-21年间攻读博士学位。

在这个阶段,乌雷松对分析感兴趣,特别是积分方程,而这正是他教授资格论文(Habilitation)的主题。他于1921年6月获得任教资格,随后成为莫斯科大学的助理教授。

乌雷松很快转向了拓扑学德米特里·叶戈罗夫向他提出了两个问题,而正是这两个问题占据了他在1921年夏天的时间。德米特里·叶戈罗夫提出的第一个问题是,要找到一个曲线的一般内在拓扑定义,当限制在平面上时,它就变成格奥尔格·康托尔关于平面中无处稠密的连续统的概念。德米特里·叶戈罗夫的第二个问题类似,但应用于曲面,同样要求一个内在拓扑定义。

这些是已经存在了一段时间的困难问题。并不是德米特里·叶戈罗夫提出了新问题,而是他给这位聪明的年轻数学家乌雷松两个真正困难的问题,希望他能提出新的想法。德米特里·叶戈罗夫没有失望,因为乌雷松以极大的决心攻克了这些问题。他没有坐等灵感降临,而是一个接一个地尝试想法,看看是否能给他带来他所寻找的维数的拓扑定义。

与其他年轻的莫斯科数学家一起到布尔科夫村度假,该村位于博尔舍夫镇附近卡利亚兹马河畔,这并没有阻止他尝试寻找维数的“正确”定义。恰恰相反,这对他来说是一个在适宜环境中思考的好机会,而在八月底的一个早晨,他醒来时脑海中有了一个想法,甚至在推敲细节之前他就觉得这是正确的。他立即将他的灵感告诉了他的朋友帕维尔·亚历山德罗夫

当然,在灵感闪现之后还有大量艰苦的工作。在接下来的一年里,乌雷松通过推导后果,在拓扑学中建立了一个全新的维数理论领域。对莫斯科的拓扑学家来说,这是一个激动人心的时期,因为乌雷松讲授连续统的拓扑学,他最新的结果常常在证明后不久就在课程中呈现。他在1922年期间发表了一系列关于这个主题的简短笔记。完整的理论发表在一篇文章中,昂利·勒贝格接受了该文章在巴黎的科学院Comptes rendus上发表。这给了乌雷松一个国际平台来展示他的想法,立即引起了像大卫·希尔伯特这样的数学家的兴趣。

乌雷松在Fundamenta mathematicae中发表了他的维数理论的完整版本。他在1923年写了两部分的重要论文,但直到1925年和1926年才付印。遗憾的是,乌雷松在第一部分出版之前就已经去世了。论文以乌雷松陈述他的目标开始,即:-

为了指出仍然值得称为“线”和“面”的最一般的集合……

事实上,乌雷松在这篇论文中着手做的远不止回答德米特里·叶戈罗夫向他提出的那两个问题。正如Crilly和Johnson所写[8]:-

他不仅寻求曲线和曲面的定义,还寻求nn维Cantor流形的定义,从而也寻求维数本身的定义。事实上,维数概念是他关注的中心。

乌雷松在详细制定其拓扑维数理论时并不知道勒伊岑·布劳威尔的贡献,勒伊岑·布劳威尔实际上已于1913年就这一主题发表过文章。然而,他给出的是一个整体定义,这与乌雷松的局部维数定义形成对比。乌雷松思想的另一个重要方面是,他是在紧度量空间的背景下提出这些思想的。乌雷松去世后,帕维尔·亚历山德罗夫论证说,尽管乌雷松的维数定义是针对度量空间给出的,但它 nevertheless 与卡尔·门格尔为一般拓扑空间给出的定义完全等价。

乌雷松于1923年访问了哥廷根。他给哥廷根数学会的报告引起了大卫·希尔伯特的兴趣,而在哥廷根期间,他了解到了勒伊岑·布劳威尔在我们上面提到的1913年论文中对该领域的贡献。乌雷松在哥廷根研究勒伊岑·布劳威尔的论文时发现了其中关于维数定义的一个错误,并轻松构造了一个反例。他在马尔堡德国数学会年会上遇到了勒伊岑·布劳威尔,两人都做了演讲,乌雷松在他的演讲中提到了勒伊岑·布劳威尔的错误及其反例。这是一个让勒伊岑·布劳威尔开始重新思考拓扑学的场合,因为他的兴趣已经转向直觉主义,这也是他在马尔堡演讲的主题。

1924年夏天,乌雷松再次与帕维尔·亚历山德罗夫一起出发,前往欧洲旅行,途经德国、荷兰和法国。两位数学家再次拜访了大卫·希尔伯特,到5月7日他们一定已经离开了,因为大卫·希尔伯特在那天写信给乌雷松,告诉他他与帕维尔·亚历山德罗夫合写的论文已被Mathematische Annalen接受发表(见下文)。这封信收录在[11]中,还感谢乌雷松送给大卫·希尔伯特的鱼子酱,并表示希望乌雷松明年夏天再来访问。

他们随后会见了费利克斯·豪斯多夫,后者对乌雷松的结果印象深刻。他还写了一封信给乌雷松,日期为1924年8月11日(见[11])。这封信讨论了乌雷松的度量化定理及其通用可分度量空间的构造。构造一个包含任意度量空间的等距像的通用度量空间,是乌雷松最后的结果之一。像大卫·希尔伯特一样,费利克斯·豪斯多夫也表示希望乌雷松明年夏天再次来访。Van Dalen在[13]中写到了他们最后一次数学访问,那次访问是去勒伊岑·布劳威尔:-

这一次[乌雷松和帕维尔·亚历山德罗夫]拜访了勒伊岑·布劳威尔,后者对这两位俄罗斯人印象极为良好。他尤其喜欢乌雷松,对他产生了一种类似对失散儿子的依恋之情。

这次访问之后,两位数学家继续他们的假期,前往布列塔尼,在那里租了一间小屋。乌雷松在一次例行的离岸游泳中,于波涛汹涌的海面上溺水身亡。

乌雷松不仅是帕维尔·亚历山德罗夫的“不可分离的朋友”,两人还合作发表了重要著作,如Zur Theorie der topologischen Räume(《拓扑空间论》),于1924年发表在Mathematische Annalen上。除了上面讨论的维数理论之外,乌雷松的主要贡献还包括引入并研究了一类正规曲面、度量化定理,以及一个关于将任意赋范空间映射到具有可数基的希尔伯特空间中的重要存在性定理。他尤其因“乌雷松引理”而被人们铭记,该引理证明了存在某个连续函数,在特定的闭子集上取值为0和1。

乌雷松的去世勒伊岑·布劳威尔帕维尔·亚历山德罗夫确保了他留下的数学成果得到妥善处理。正如van Dalen所写[13]:-

勒伊岑·布劳威尔悲痛欲绝。他决定整理乌雷松的科学遗产,以此向逝者的天才致敬。他与帕维尔·亚历山德罗夫一起完成了这项任务。

Crilly和Johnson写道[8]:-

考虑到他只有三年时间致力于拓扑学,他以才华和热情在自己选择的领域留下了印记。他将这门学科转变成了现代数学的一个丰富领域。如果他没有如此年轻就去世,他本可以取得多大的成就?

参考文献

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