数学史 · 中文镜像

数学家传记

伊万·维诺格拉多夫Ivan Vinogradov

出生
1891年9月14日 俄国普斯科夫省大卢基米洛柳布
逝世
1983年3月20日 俄国莫斯科

伊万·维诺格拉多夫使用三角级数来攻克解析数论中的深层问题。

完整传记

伊万·维诺格拉多夫的母亲是一名教师,他的父亲Matvei Avraam'evich 维诺格拉多夫是俄罗斯普斯科夫省大卢基区米洛柳布村的牧师。牧师之子通常接受特殊教会学校的教育,但由于维诺格拉多夫展现出科学才能,他的父母于1903年决定送他去学校接受科学而非古典教育。到1903年,维诺格拉多夫的父亲是大卢基圣裹尸布教堂的牧师,正是在那个城镇,维诺格拉多夫从1903年到1910年上学。

他在圣彼得堡大学学习,1910年进入那里的数学物理系。他在那里的两位老师马尔可夫和Ya V Uspenskii都对probability数论感兴趣,维诺格拉多夫对数论的兴趣正是源于这一时期。他于1914年获得第一个学位毕业,由于他在quadratic residues和非剩余分布方面的杰出工作,他被鼓励在Uspenskii的指导下继续深造。

他于1915年完成硕士学位(见 [12] 和 [13]):-

在他成功地为考试大纲非常广泛的硕士考试作准备的同时,维诺格拉多夫 正在研究数论中非常困难的问题……

他继续研究二次剩余,并于1915年经 弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫 推荐获得奖学金。他推广了 格奥尔吉·沃罗诺伊 关于 约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷 除数问题的结果,这使他能够对给定曲线 y=f(x)y = f (x)xx 轴之间的整点数目作出估计。

维诺格拉多夫在数学方法上非常专注,尽管首先面临第一次世界大战带来的困难,随后又面临俄国革命造成的动荡,他仍成功地推进了深入研究。尽管他尽了最大努力,当然仍有一些他无法克服的问题。主要涉及俄罗斯与西方之间缺乏交流,因此他不知道赫尔曼·外尔等人的结果,而这些结果与他的工作高度相关;同样,西方数学家也大多不知道维诺格拉多夫的结果。

1918年至1920年,他在彼尔姆国立大学任教。彼尔姆国立大学成立于1916年,曾一度称为莫洛托夫大学,现为高尔基国立大学。他的第一个职位是讲师(Docent),但一年后晋升为教授。1920年,他回到圣彼得堡担任两个职位,一个是理工学院教授,另一个是大学讲师。他在大学讲授数论课程,这门课程后来成为他关于该主题的著名教材Foundations of number theory的基础。1925年,他晋升为大学教授,成为概率论和数论部门的负责人。

大约从1930年起,他开始大量参与国家层面的数学管理工作,但他的研究工作却惊人地未受繁重工作量的影响。大约在这个时候,他为在列宁格勒的苏联科学院成立弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫数学研究所做了所有的组织基础工作。1934年,他成为弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫研究所的第一任所长,当科学院将研究所迁至莫斯科时,他也迁往莫斯科,并继续担任所长直至去世。作为这一时期他研究活动的一个指标,值得注意的是,他在1934年至1938年间每年发表约12篇论文。他在繁重的行政职责之上还能做到这一点,实在是非常了不起。

在担任弗拉基米尔·安德烈耶维奇·斯捷克洛夫研究所所长期间,维诺格拉多夫与尼古拉·卢津讨论了苏联数学研究所应重点研究的研究领域。这些领域是:分析与数学物理的基本问题;实变函数论的特殊领域;数论与伽罗瓦理论;概率论;理论力学;分析的应用方法。

现在我们稍微看一下维诺格拉多夫所做的主要数学贡献。三角和在数论中的重要性最早由赫尔曼·外尔在1916年表明。在1920年代,戈弗雷·哈罗德·哈代利特尔伍德的工作发展了赫尔曼·外尔的方法,以攻击解析数论中的其他问题。然而,是维诺格拉多夫在1930年代的一系列论文中,将这一方法发挥到了极致。他的方法在1937年写成的Some theorems concerning the theory of 素数中达到了顶峰,该文为Goldbach conjecture提供了部分解决。在其中,维诺格拉多夫证明了每个充分大的奇数整数都可以表示为三个素数之和。在[8]中(或[9],因为文章[8]和[9]是相同的),作者们写道:-

他引入并发展了两个基本方法,可以简要描述为“双线性形式技巧”和“均值定理”。它们使得在一系列问题上取得了进展。例如,在他可能是最著名的作品[关于素数理论的某些定理(1937)]中,他能够将双线性形式技巧与戈弗雷·哈罗德·哈代-利特尔伍德方法结合起来,从而将克里斯蒂安·哥德巴赫三元问题简化为检查有限个情况。

最近对维诺格拉多夫所研究类型问题的研究表明,他的方法仍然是获得进一步结果的最强大可用方法。

维诺格拉多夫做出了许多其他贡献,例如对幂剩余、非剩余、指数和原根的分布理论。他经常回到他第一篇研究论文的主题,即卡尔·弗里德里希·高斯发现的渐近公式中的误差项。书[2]包含维诺格拉多夫亲自选出的十六篇文章,他认为这些是最重要的。包括的论文有:On the distribution of power residues and nonresidues(1918);On the distribution of fractional parts of values of a function of one variable(1926);On 爱德华·华林theorem(1928);以及Representation of an odd number as a sum of three primes(1937)。他的两部专著method of trigonometric sums in the theory of numbersSpecial variants of the method of trigonometric sums也在书中。

他在苏联以外的影响很快就显现出来。即使在埃德蒙·朗道1927年出版的三卷本数论著作中,维诺格拉多夫的方法也受到了突出重视。然而,他很少出国旅行,尽管他确实在1958年作为苏联代表团团长访问了圣安德鲁斯,参加国际数学联盟(IMU)。随后他又前往爱丁堡参加国际大会。IMU前主席Chandrasekharan写道(见[8]或[9]):-

维诺格拉多夫率领苏联代表团参加了在圣安德鲁斯举行的I.M.U.第三次大会,该大会恰好在1958年爱丁堡国际数学家大会之前举行。……维诺格拉多夫在1966年杜布纳举行的第五次大会上再次率领苏联代表团。

他和我过去常用英语交谈。我们曾长时间会面,有时讨论数学和数学家,有时谈论其他事情。我理解他的英语没有困难,他的回应表明他理解我说的话。我知道他同样能阅读和理解德语,尽管他从未特别想讲德语。

他确实欢迎来莫斯科拜访他的数学家。其中一位来访者⟦N1⟧写道:-

他是一位出色而细致的主人。……凡曾作为客人到他家做客的人,都不会忘记他慷慨的款待。

然而,24(另见25)的作者批评维诺格拉多夫,说他是一个典型的独来独往者,性格难以相处,只对他的数学研究和加强他的研究所感兴趣。

为庆祝他的80岁生日,在莫斯科举行了一次国际会议。维诺格拉多夫自费为与会者举办晚宴,并亲自填写邀请卡。会议论文集于1973年出版,维诺格拉多夫担任主编。

维诺格拉多夫因其数学成就获得了许多荣誉。他获得了苏联科学院所能授予的最高荣誉,即罗蒙诺索夫金质奖章。他还获得了许多其他苏联荣誉,例如:两次苏联英雄称号;五次列宁勋章;两次锤子与镰刀勋章;十月革命勋章;斯大林奖;以及列宁奖。他于1942年当选为伦敦皇家学会院士,并于1939年当选为伦敦数学会院士。

他一直身体健康,并为自己的体能感到自豪,直到90岁出头仍保持健康和活跃。

在他诞辰一百周年之际,9月14日组织了一次解析数论会议,随后是“维诺格拉多夫讲座”。文章[26]总结了10个一小时的“维诺格拉多夫讲座”,这些讲座致力于数论和代数几何中的相关问题。

参考文献

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