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数学家传记

安德烈·韦伊André Weil

出生
1906年5月6日 法国巴黎
逝世
1998年8月6日 美国新泽西州普林斯顿

安德烈·韦伊是一位法国数学家,从事代数几何和数论研究。

完整传记

安德烈·韦伊出生于巴黎,是犹太父母之子。他的母亲Salomea Reinherz(1879-1965),被称为Selma,来自一个移民到奥地利的俄罗斯犹太家庭,而他的父亲Bernard Bernhard Weil(1872-1955)是一名医生,其家庭曾住在阿尔萨斯的斯特拉斯堡。

关于Bernard和Selma 安德烈·韦伊的更多细节在Weil家族中给出。

其中也给出了安德烈·韦伊的妹妹Simone Adolphine 安德烈·韦伊(1909-1943)的详细情况。我们应当提到,安德烈·韦伊家族最初使用Weill这一拼写,例如安德烈·韦伊的祖父就是马克斯·亚伯拉罕 Weill。安德烈·韦伊家族来自阿尔萨斯,有权选择法国国籍,他们这样做了并搬到了巴黎。Bernard和Selma 安德烈·韦伊于1905年在巴黎结婚。次年安德烈·韦伊出生时,除了他的父母,他的祖母和几位叔伯住在巴黎,但他的祖父亚伯拉罕 Weill已在斯特拉斯堡去世。安德烈·韦伊的外祖母Hermine Reinherz是一位出色的钢琴家,与安德烈·韦伊一家住在他的家中,直到1912年,他们住在斯特拉斯堡大道。

安德烈·韦伊的母亲在他生命的最初几年监督他的教育,他在4到5岁之间学会了阅读。1912年他六岁时[6]:-

……我的母亲选择了一位杰出的小学教师,Chaintreuil小姐,她在蒙田中学教第十班[第二班]。经过几个月的辅导,她认为我能够加入她在中学的班级,尽管我年纪还稍小。

在中学的第一年之后,全家去了瑞士的Ballaigues度暑假。在安德烈·韦伊开始中学第二年之前,全家从斯特拉斯堡大道搬到了圣米歇尔大道。由于第一年表现如此出色,他跳了一级,被安排到M Monbeig教的最高班[6]:-

他是一位杰出的教师,充满非传统的想法。

1914年暑假期间,第一次世界大战爆发。安德烈·韦伊的父亲成为一名军医,照料受伤的士兵。他在多家军队医院工作,而安德烈·韦伊、他的母亲和妹妹(通常还有他的祖母)总是搬家以便与Bernard Weil在一起。安德烈·韦伊自幼便爱上了数学,他写道,到十岁时他已狂热地沉迷于数学[6]:-

有一次我重重地摔了一跤,我妹妹Simone想不出别的办法,只能跑去拿来我的代数书来安慰我。

当Bernard被派往阿尔及利亚时,家人没有随他同去,而是去了沙特尔,安德烈·韦伊在那里上了中学。到1917年10月,他的父亲已返回法国,全家搬到了拉瓦勒。次年,他在家中接受私人辅导,之后全家返回巴黎的住所。在进入圣路易中学M Collin的班级之前,他再次接受了私人辅导。正是在这所学校里,他学习了自学时遗漏的数学内容。然而,除了数学,他的生活中还有其他重要的事情,因为他热爱旅行。到十六岁时,他已读过梵文原版的《薄伽梵歌》。他自学了古典希腊语,用希腊语阅读荷马和柏拉图,还自学了拉丁语。用餐时,家人常用德语和英语交谈。他也热爱欧洲文学、艺术和音乐。1921年,他在圣路易中学的最后一年,遇到了雅克·阿达马,从那时起雅克·阿达马给了他很好的建议。每年安德烈·韦伊都赢得数学奖,并(在雅克·阿达马的建议下)为自己挑选奖品书籍。他选择了卡米耶·若尔当Cours d'Analyse三卷本以及William Thomson彼得·格思里·泰特的两卷本Treatise of Natural Philosophy。当时相对论是一个令人兴奋的新话题,他读了亚瑟·爱丁顿对“阿尔伯特·爱因斯坦理论”的描述。他于1922年从圣路易中学毕业,同年晚些时候,安德烈·韦伊进入巴黎高等师范学校。安德烈·韦伊写道[6]:-

在“高师”,我们过去常这样称呼它,学生们被分成小组,共用宿舍。我首先关心的,甚至在学校开学之前,就是找到合得来的学习伙伴。我们共有五个人……

另外四人是伊夫·罗卡尔让·戴尔萨特、Paul Labérenne(1902-1985)和Jean Barbotte。从进入巴黎高等师范学校起,安德烈·韦伊就参加了法兰西公学院雅克·阿达马的讨论班。他在这个讨论班上作了关于多复变幂级数收敛域的演讲。他参加的数学课程包括昂利·勒贝格埃米尔·皮卡的课程。然而,他继续保持着数学之外的兴趣,并在索邦大学选修了梵文课程。他于1925年毕业,尽管在理性力学考试中交了一张白卷(他认为理性力学不属于数学),但仍名列班级第一。

毕业后,他利用暑假在法国阿尔卑斯山徒步旅行,总是随身带着一个笔记本,在上面进行数学计算。此时,他特别着迷于求解丢番图方程。暑假过后,他去了罗马,靠索邦大学的奖学金在那里待了六个月。他听了维多·沃尔泰拉弗朗切斯科·塞维里的讲座,并作了一场关于路易斯·乔尔·莫德尔猜想的报告。然而,他当然没有把所有时间都花在数学上,因为他趁机研究了意大利绘画。洛克菲勒基金会奖学金资助他访问哥廷根,他在那里度过了1927年的大部分时间,并完成了他的第一项实质性数学研究,关于代数曲线理论。在哥廷根,他遇到了理查·科朗特埃米·诺特等人,从与他们的讨论中获益。

随后,他在巴黎大学攻读博士学位,由雅克·阿达马指导。他在学位论文中发展了他在哥廷根开始研究的代数曲线理论的思想。然而,雅克·阿达马希望他这位才华横溢的学生志存高远,尝试证明路易斯·乔尔·莫德尔猜想。安德烈·韦伊选择不听从导师的建议。他后来写道:-

我的决定是明智的:证明路易斯·乔尔·莫德尔的猜想花了半个多世纪。

他于1928年在巴黎获得博士学位,学位论文为Arithmétique des courbes algébriques (代数曲线的算术)。当时法国实行义务兵役制,因此安德烈·韦伊在1928-29年服兵役,退役时军衔为中尉。之后他在多所大学任教,例如1930年至1932年在印度阿利加尔穆斯林大学。他曾先与海得拉巴教育部长Syed Masood商谈,获得阿利加尔大学法国文明讲席的任命,但尽管有此承诺,他却收到Syed Masood的电报:-

无法设立法国文明讲席。数学讲席空缺。

他利用一切机会充分利用这些年[11]:-

他竭尽全力抓住机会沉浸于印度的方方面面:文化、宗教、文学、人民、历史、风景、考古等等,四处旅行,常常在原始的条件下。

在印度待了两年后回到法国,他于1933年至第二次世界大战爆发期间在斯特拉斯堡大学工作。亨利·嘉当当时也在斯特拉斯堡任职,两人经常讨论教学。正是在这里,他参与了以尼古拉·布尔巴基为笔名写作的著名数学家团体。亨利·嘉当描述了这一想法是如何产生的[4]:-

安德烈·韦伊和我在1934年都在斯特拉斯堡大学。我经常和他谈论我教的微分和积分微积分课程。……我常常思考教这门课的最佳方式,因为现有的教科书并不令人满意……我多次与安德烈·韦伊讨论我的担忧。有一天,他告诉我:“我受够了,我们需要彻底解决这个问题。我们需要写一本好的分析教科书。然后你就不会再抱怨了!”

我们在下面给出更多关于尼古拉·布尔巴基合作的细节。

尼古拉·布尔巴基的创始人之一是René de Possel。勒内与伊芙琳结婚,安德烈·韦伊在尼古拉·布尔巴基成立时遇到了她。勒内和伊芙琳离婚了,在等待离婚手续办妥相当长一段时间后,安德烈·韦伊于1937年10月30日与伊芙琳·德·波塞尔结婚。他们有两个女儿,西尔维(1942年9月12日出生)和妮科莱特(1946年12月6日出生)。

战争对安德烈·韦伊来说是一场灾难,他在敌对行动爆发前就决定通过去美国来避免服兵役。然而,当战争宣布时,他正在芬兰,拜访罗尔夫·内万林纳拉尔斯·阿尔福斯。他不想回到法国以避免被迫参军,但在当时从欧洲的战争中逃脱并不是一件简单的事。安德烈·韦伊于1939年11月在芬兰被捕,当在他的房间里发现俄语信件时(它们实际上是来自列夫·庞特里亚金描述数学研究的信),情况看起来相当糟糕。安德烈·韦伊自己写道:-

他们发现的手稿显得可疑——就像索菲斯·李的手稿一样,他于1870年在巴黎因间谍罪被捕。他们还在壁橱底部发现了几卷速记纸。当我说这些是巴尔扎克小说的文本时,这个解释一定显得牵强。还有一封俄语信,我相信是来自列夫·庞特里亚金,回复我在初夏写的一封关于可能访问列宁格勒的信;以及一包属于尼古拉·布尔巴基的名片,他是波尔达维亚皇家科学院院士……

有一天,罗尔夫·内万林纳被告知他们即将以间谍罪处决安德烈·韦伊,他说服当局改为驱逐安德烈·韦伊。他于1939年12月12日从监狱获释,先被送往瑞典,然后送往英国,最后被送回法国,在那里被关进监狱。埃米尔·博雷尔写道[12]:-

他在监狱中的条件,起初有些艰苦,逐渐改善:他可以与家人通信,偶尔见面,与姐姐有活跃的通信,并能收到一些书和工作。那时,他证明了他最著名的结果之一,“有限域上曲线的波恩哈德·黎曼假设”。

安德烈·韦伊在鲁昂监狱中写的一封信现存于THIS LINK

安德烈·韦伊当时无疑处于极大的危险之中,部分因为他是犹太人,部分因为他有一个妹妹Simone 安德烈·韦伊,是一位神秘主义哲学家和法国抵抗运动的领导人。这种困境的危险使安德烈·韦伊认定参军是更好的选择,他成功地争取到了释放,条件是他确实参军。1940年5月3日,他在鲁昂受审。埃利·嘉当前往鲁昂在审判中为他作证。他被释放出狱,成为一名陆军列兵。既然利用参军作为出狱的理由,安德烈·韦伊就无意尽可能久地服役。一有机会逃往美国,他立刻抓住,于1941年1月与妻子和父母一同前往。在美国,得到洛克菲勒基金会资助,他去了宾夕法尼亚州,从1941年起在哈弗福德学院任教,之后在利哈伊大学任教。1945年,他接受了巴西圣保罗大学的一个职位,在那里待到1947年。1947年,安德烈·韦伊回到美国,被任命为芝加哥大学教员,这一职位他一直担任到1958年。陈省身写道[14]:-

Stone时期,我们成为芝加哥大学的同事。在Stone的领导下,芝加哥成为一个活跃的数学中心,拥有优秀的学生。我们经常接触,沿着密歇根湖南岸长时间散步,那时那里还很安全。

从1958年起,他在普林斯顿大学高等爱德华·斯图迪研究所工作。他于1976年退休,当时成为荣休教授。

安德烈·韦伊的研究方向是数论、代数几何和群论。他的工作概述于[55]:-

从20世纪40年代开始,安德烈·韦伊通过为抽象代数几何和现代阿贝尔簇理论奠定基础,开启了代数几何和数论的迅速发展。他在代数曲线方面的工作影响了广泛的领域,包括数学之外的一些领域,如基本粒子物理学和弦理论。

事实上,安德烈·韦伊在这一领域的工作是丘成桐等数学家工作的基础,丘成桐因在三维代数几何方面的工作于1982年被授予约翰·查尔斯·菲尔兹奖章,该工作对量子场论有重大应用。丘成桐并不是唯一因继续安德烈·韦伊开创的工作而获得菲尔兹奖的数学家。1978年,皮埃尔·德利涅因解决安德烈·韦伊猜想而被授予约翰·查尔斯·菲尔兹奖章。我们再次引用[55]来描述安德烈·韦伊的基本贡献:-

安德烈·韦伊的主要成就之一是他证明了代数函数域的同余zeta函数的波恩哈德·黎曼假设。1949年,他提出了关于有限域上代数簇的同余ζ函数的某些猜想。这些后来被称为安德烈·韦伊猜想的猜想,源于他对代数簇拓扑学的深刻洞察,并为该领域的后续发展提供了指导原则。

安德烈·韦伊将数论与代数几何结合起来的工作成果极为丰硕。当今深入研究许多课题的基础都是由安德烈·韦伊在这项工作中奠定的,例如模形式理论、自守函数和自守表示理论的基础。然而,安德烈·韦伊的工作在许多其他新的数学课题中也具有重大重要性。他对拓扑学、微分几何和复解析几何做出了实质性贡献。他不仅对这些领域做出了贡献,更重要的是,当他研究拓扑群上的调和分析和示性类时,他的工作揭示了这些领域之间的基本关系。他的关于theta函数的几何理论和埃里希·凯勒几何的工作也将这些领域结合在了一起。

安德烈·韦伊与让·迪厄多内等人一起以尼古拉·布尔巴基的名义写作,这是他们在20世纪30年代开始的一个项目,旨在对数学进行统一的描述。其目的是扭转他们不喜欢的一种趋势,即数学中缺乏严谨性。尼古拉·布尔巴基的影响多年来一直很大,但现在已不那么重要,因为它基本上成功地实现了促进严谨性和抽象性的目标。

安德烈·韦伊通过他的著作做出了重大贡献,这些著作包括Arithmétique et géométrie sur les variétés algébriques (代数簇的算术与几何)(1935年)、Sur les espaces à structure uniforme et sur la topologie générale (论一致结构空间与一般拓扑学)(1937年)、L'intégration dans les groupes topologiques et ses applications (拓扑群中的积分及其应用)(1940年)、Foundations of Algebraic Geometry(1946年)、 Sur les courbes algébriques et les variétés qui s'en déduisent (论代数曲线及由它们导出的簇)(1948年)、Variétés abéliennes et courbes algébriques (阿贝尔簇与代数曲线)(1948年)、Introduction à l'étude des variétés kählériennes (Kähler簇研究导论)(1958年)、Discontinuous subgroups of classical groups(1958年)、Adeles and algebraic groups (1961年)、Basic number theory(1967年)、Dirichlet Series and Automorphic Forms(1971年)、Essais historiques sur la théorie des nombres (数论史论集)(1975年)、Elliptic Functions According to Eisenstein and Kronecker(1976年)、(与Maxwell Rosenlicht合著)Number Theory for Beginners(1979年)、Adeles and Algebraic Groups(1982年)、Number Theory: An Approach Through History From Hammurapi to Legendre(1984年)以及Correspondance entre Henri Cartan et André Weil (亨利·嘉当与安德烈·韦伊之间的通信)(1928-1991年)(2011年)。

你可以在THIS LINK看到安德烈·韦伊的Algebraic Geometry的序言。

关于其中一些著作的书评摘录,见THIS LINK

关于安德烈·韦伊两本数学史著作的一些摘录,见THIS LINK

关于安德烈·韦伊对数学教学和数学未来的思考的一些摘录,见THIS LINK

安德烈·韦伊因其杰出的数学成就获得了许多荣誉。其中包括1959年成为伦敦数学会的荣誉会员,以及1966年当选为伦敦皇家学会的会士。此外,他还当选为巴黎的科学院和美国国家科学院的成员。他拒绝接受荣誉博士学位,这就是为什么我们没有可列出的荣誉学位。

安德烈·韦伊是1950年在哈佛举行的国际数学家大会的受邀演讲者,当时他作了关于Number Theory and Algebraic Geometry的报告,并在1954年阿姆斯特丹举行的下一届国际数学家大会上再次受邀,作了Abstract versus Classical Algebraic Geometry的演讲。1979年,安德烈·韦伊被授予沃尔夫奖,次年,American Mathematical Society授予他凯瑟琳·斯蒂尔奖。1994年,他获得了日本稻盛财团颁发的京都奖:-

……以表彰杰出的成就和创造力。

京都奖的颁奖词写道:-

安德烈·韦伊通过对整个数学科学的深刻理解和敏锐洞察所取得的成果和提出的问题,将继续对数学科学的发展产生不可估量的影响,并极大地促进科学的发展,以及人类精神的深化与提升。

他在[49]中被志村五郎描述如下:-

然而,在我看来,他主要仍是一个具有两个相互关联特征的人物:首先,他灵活且乐于接受他人的新想法和新方向,这与当今许多只能在既定框架内工作的年轻人截然不同。其次,更重要的是,与此类似,他对数学有着深刻而透彻的理解,或者更确切地说,他不知疲倦地努力理解每一个基本数学现象的真正意义,并以更清晰的形式和更好的视角呈现它。他通过赋予每个主题新概念和建立新框架来做到这一点,始终以新颖而根本的方式。换句话说,他不仅仅是一个解决问题的人。

Komaravolu Chandrasekharan在[14]中写道:-

他以脾气急躁和突然的挑衅性干预而闻名,这有时会导致激烈的对抗。那是他性格中不太讨人喜欢的一面。正是在他的著作中,他的个性真正展现出来——作为风格大师,拥有深厚的阅读、反思和自我审视储备,以及与创造性想象力的热线联系。

参考文献

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延伸资源

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