数学史 · 中文镜像

数学家传记

奥斯瓦尔德·维布伦Oswald Veblen

出生
1880年6月24日 美国艾奥瓦州迪科拉
逝世
1960年8月10日 美国缅因州布鲁克林

奥斯瓦尔德·维布伦对射影几何、微分几何和拓扑学做出了重要贡献。

完整传记

奥斯瓦尔德·维布伦的父母是Andrew Anderson 维布伦和Kirsti Hougen。Andrew Veblen的父亲是挪威的木匠,但在1847年从挪威移民到美国后成为农民。Andrew Veblen的一个兄弟,Thorstein Bunde 维布伦,是一位著名的经济学家和社会批评家。Andrew Veblen是他父母十二个孩子中的长子,在维布伦出生时,他是爱荷华州迪科拉的Luther学院的教师。当他的儿子维布伦一岁时,他离开了Luther学院,成为爱荷华大学的数学和物理学教授。

维布伦 在进入爱荷华大学之前,在爱荷华城上学,1894 年入学,1898 年获得 A.B. 学位。在爱荷华大学担任实验室助理一年后,维布伦 在哈佛大学度过了一年,于 1900 年获得第二个 B.A. 学位,然后前往芝加哥大学进行研究。Archibald 在 [4] 中写道:-

他在芝加哥大学接受了大部分数学训练,师从那个鼓舞人心的三人组 Bolza海因里希·马什克伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔。在他们的指导下,他为他后来在几何基础、射影几何拓扑学、微分不变量和旋量等领域取得的重要工作奠定了基础。他在 伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔 指导下经常被引用的学位论文,关于欧几里得几何的公理系统,遵循了 Pasch(1882)和 朱塞佩·皮亚诺(1889,1894)的发展趋势,而不是 大卫·希尔伯特(1899)和 玛利欧·派埃利(1899)的趋势。

事实上,维布伦在1901年参加伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔的讨论班时,第一次对伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔产生了深刻印象。次年,当Moore发表On the projective axioms of geometry时,他承认了维布伦的贡献,写道:-

……本课程成员的询问和评论,尤其是O先生维布伦的,一直是许多灵感的来源。

维布伦的博士学位论文,由伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔指导,题为A System of Axioms for Geometry,他于1903年在芝加哥大学获得博士学位。在论文中,维布伦给出了一个基于点和顺序而非传统的点、线和平面概念的公理系统。他提出了欧几里得几何的十二条公理,并证明这是一个完备的公理系统,他还证明了这些公理的独立性。获得博士学位后,他又在芝加哥待了两年,担任数学副教授。在此期间,他实际上指导了罗伯特·李·穆尔的博士研究,罗伯特·李·穆尔名义上是伊莱基姆·黑斯廷斯·穆尔的学生,于1905年因一篇题为Sets of Metrical Hypotheses for Geometry的学位论文而获得博士学位。在此期间,维布伦致力于将自己的论文整理成可发表的形式,A system of axioms for geometry于1904年作为一篇41页的论文发表在Transactions of the American Mathematical Society上。此时他已经开始进行拓扑学(或当时所称的分析位置)的研究,并于1905年发表了Theory on plane curves in non-metrical analysis situs

维布伦从1905年到1932年在普林斯顿大学教授数学。他于1905年首次被任命为普林斯顿的导师,这是普林斯顿校长Woodrow Wilson为提高大学学术水平而引入的新职位。维布伦于1908年与Elizabeth Mary Dixon Richardson结婚。她是Owen Richardson的妹妹,Owen Richardson是普林斯顿的物理学教授,后来于1928年获得诺贝尔物理学奖。维布伦和他的妻子Elizabeth没有孩子。结婚两年后,即1910年,维布伦被提升为普林斯顿的数学教授。

在第一次世界大战期间,他先担任上尉,后来在军队中担任少校。他在1917年春天寻求在军械部获得委任,并被任命到马里兰州新的阿伯丁试验场的弹道研究办公室。在1917年夏天接受基础训练后,他于1918年1月4日抵达试验场。维布伦领导实验弹道学部,这是试验场的数学研究设施。他开始收集2.95英寸火炮射程的数据。然后他致力于将原始数据转换为结果表的问题,为此他有一批人员来进行冗长的手工计算。他雇用约瑟夫·里特来负责这些计算员。他的工作导致了新的弹道理论。关于他在此期间所从事工作的详细信息,见[7]。

1926年,普林斯顿大学授予维布伦荣誉,任命他为Henry B Fine数学讲席教授。在1928-29学年,他作为与戈弗雷·哈罗德·哈代交换的一部分在牛津大学任教。1929年,普林斯顿为Fine Hall提供了资金,维布伦提供了其设计的大部分想法。他希望Fine Hall的数学家们能够:-

……组成团体,相互鼓励和支持。[它必须是一个]年轻新兵和老将[能够拥有]那些对每个人都如此重要的非正式和轻松的接触的地方。

然而,他也希望为教授们保留一个房间,因为:-

……那些试图拉近师生关系的人并不总能理解的是,在各种形式的社交往来中,为隐私所做的安排与为亲近所做的安排同样重要。

1932年,他在德国度过了一段时间,并在哥廷根、柏林和汉堡讲学。Zund写道,这段经历14:-

……让他 firsthand 瞥见了德国即将到来的动荡,随后他不懈努力,帮助安置来到美国的难民。

Leon Warren Cohen在1984年的一次采访中,回顾了维布伦对安置难民数学家的态度:-

那是大萧条时期。年轻的美国数学家很难找到职位,是否要引进外国数学家来占据那些本应留给美国数学家的位置,这个问题引发了争论。维布伦采取了我会称之为更宽广的视角。我犹豫是否要把观点归于维布伦,但似乎驱动他的考虑有两点:对数学本身福祉的关切,以及对某些有才华个人的出于人道的关切。维布伦是个了不起的人,他使之有可能来到美国的人为数学做出了巨大贡献。乔治·戴维·伯克霍夫在这件事上反对他。……[乔治·戴维·伯克霍夫说]“如果这些杰出人物来了并占据这些位置,年轻的美国数学家将沦为劈柴挑水的人。”

维布伦于1932年帮助在普林斯顿组织了高等爱德华·斯图迪,同年辞去Henry B Fine讲席教授职位,成为该研究院的首位教授。他让詹姆斯·韦德尔·亚历山大阿尔伯特·爱因斯坦冯·诺伊曼赫尔曼·外尔——都是他挑选的数学家——成为研究院最初的成员。

维布伦对几何基础的兴趣促使他研究射影几何的公理系统。1906年,他与W H Bussey合作发表了Finite projective geometries,1907年发表了Collineations in a finite projective geometry,1908年发表了Non-Desarguesian and non-Pascalian geometries。他与弗瑞兹·约翰 Wesley Young合作发表了Projective geometry(1910-18)。这本书两卷中的第一卷由两位作者共同撰写,但第二卷则完全出自维布伦之手。这部著作的导言为研究基础提供了理由:

即使本卷中用于基础的有限篇幅,从教学法的角度来看,对某些数学家来说可能似乎是一个缺点。对此我们只能回答,在我们看来,如果不关注几何学的基础,就不可能获得对几何学的充分认识。我们还认为,抽象的处理方式在射影几何中尤为可取,因为正是通过射影几何,其他几何学科才最容易得到协调。由于从射影几何推导出与欧几里得勒内·笛卡儿罗巴切夫斯基等人名字相关的几何学科,比从其中某一学科推导出射影几何更为自然,因此将射影几何的基础作为所有几何学的基础是自然的。

我们上面提到,维布伦关于拓扑学的第一篇著作恰好在他抵达普林斯顿之前问世。他随后将普林斯顿确立为世界拓扑学研究的主要中心之一。Analysis Situs(1922)首次系统性地涵盖了拓扑学的基本思想,并促进了现代拓扑学的发展。

阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论理论出现后不久,维布伦将注意力转向了微分几何。这项工作导致了相对论理论中的重要应用,他的许多工作也在原子物理学中找到了应用。他的作品The invariants of quadratic differential forms(1927)是对波恩哈德·黎曼几何的系统处理,而他的作品,与他的学生Henry Whitehead共同撰写,The foundations of differential geometry(1933)给出了differentiable manifold的第一个定义。在Projective relativity theory(1933)中,他给出了旋量的新处理,用于表示电子自旋。

维布伦是美国数学会的活跃成员,1915年担任该学会的副主席,1923-24年担任主席。1916年,他作为该学会的学术讨论会讲师,做了一系列关于拓扑学的讲座。作为美国数学会的主席,他是美国数学界的领袖,他为增加研究经费所做的努力在[6]中有解释,Feffer写道:

在两次世界大战之间,美国的所有科学专业都经历了巨大的发展。科学领袖们在战时的经历激发了他们对继续开展某种集中、资金充足的研究项目的渴望。物理学家和化学家不是求助于政府,而是转向慈善事业,努力将他们战后的声望转化为对不受限制的研究的更大支持。美国数学界的领袖们也想扩大他们的支持基础,但发现自己面临着独特的障碍。为支持数学研究而筹集资金的尝试结果好坏参半。[最重要的是]维布伦在20世纪20年代领导的努力,在物理科学扩张的背景下,通过普林斯顿大学和美国数学会为支持数学筹集资金。

维布伦当选为美国哲学会和国家科学院(美国)的成员,并获得了世界各地许多其他学会的荣誉会员资格。例如,他是伦敦数学会的成员,1928年他在牛津接替戈弗雷·哈罗德·哈代时担任理事会成员。牛津大学还在1929年授予他荣誉理学博士学位,同年,在尼尔斯·阿贝尔百年庆典之际,奥斯陆大学也授予他荣誉。他当选为丹麦科学院Academy of Sciences(巴黎)、Polish Academy of SciencesRoyal Society of Edinburgh以及爱尔兰、意大利和秘鲁等国的许多其他国家科学院的成员。除了牛津大学的荣誉学位外,他还获得了爱丁堡大学、格拉斯哥大学、汉堡大学和奥斯陆大学的类似荣誉。他被授予挪威皇家圣奥拉夫勋章的骑士称号,这一荣誉也曾授予他的父亲。

关于他的个人特点,他是14:-

……一个讨人喜欢的人,非常谦逊,富有个人魅力。

L W Cohen 说:-

维布伦有许多极好的品质。他是个善良的人。

维布伦热爱户外,正是他的倡议促使普林斯顿为高等斯图迪购买了一片林地,以便成员们可以去乡间散步。他自己的家位于八十英亩的林地中,他将其命名为赫伦敦森林。他和妻子把赫伦敦森林留给了默瑟县,作为一个可以……的地方:-

……远离汽车,只是散步和坐着。

在他生命的最后几年,维布伦部分失明,他设计了一些盲人辅助工具,其中一件由美国盲人基金会制造并分发。

参考文献

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