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第295章 克莱因自守函数

小说:数学心 作者:蔡泽禹

  克莱因名言:

  数学是一种精神,一种理性的精神。正是这种精神,激发、促进、鼓舞并驱使人类的思维得以运用到最完善的程度,亦正是这种精神,试图决定性地影响人类的物质、道德和社会生活;试图回答有关人类自身存在提出的问题;努力去理解和控制自然;尽力去探求和确立已经获得知识的最深刻的和最完美的内涵。——克莱因

  数学是一种理性的精神,使人类的思维得以运用到最完善的程度。——克莱因

  如阿基米德、牛顿与高斯这样的最伟大的数学家,总是不偏不倚地把理论与应用结合起来。——克莱因

  音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科技可以改善物质生活,但数学却能够提供以上的一切。——克莱因,M.

  当一个数学主题在直观上变得显然时,才可以认为研究到头了.——克莱因,C.F.

  对早已正确认定的定理做进一步的研究,探索它的新证法,只不过是因为现有的证明欠缺美的魅力。——克莱因

  1890年,克莱因在一般拉梅函数理论中,提出了自守函数。

  是一种亚纯函数,给复流形的解析变换下的离散群不变,f(γ(x))=f(x),x属于M,γ属于离散群Γ。

  自守函数是三角函数和椭圆函数的推广,是数学中分析、代数和几何理论交叉的产物。

  出现这样的结果,往往是多个数学家的共同研究,共同承认结果。

  一个数学家,提出一个新的东西,只有很多同行朝着这个方向研究,甚至竞争,才能在正确和适当的时间内,被广泛的承认和传播,数学家此刻会名声鹊起。

  而如果一个数学家提出一个新东西,同行们没有朝着这个方向研究,就不会出名,换句话说,这就是研究的太超前了,超越了当时这个时代。

  自守函数属于第一种情况。

  克莱因对罗伯特·弗里克说:“分析学的发展,你了解多少了?”

  弗里克说:“微积分发展的时候开始扩展微积分的主要内容,其中研究钟摆和拉杆的问题。遇到了椭圆和双曲弧长中的无理函数积分,成为椭圆积分。”弗里克说着,写出了一个这样的函数,是一种积分公式,是椭圆积分近似表示。

  然后看着公式,继续说:“这个函数不能用代数函数、圆函数、对数函数和指数函数。这种无理函数确实是个迷人的问题,同时也越来越普遍了。还推广到复数域。最后出现了勒让德称霸四十年的那个椭圆函数。阿贝尔和雅克比发现了椭圆函数反函数中,有类似三角函数的性质。”

  克莱因接着说:“对于微分学的发展,你了解多少?”

  弗里克说:“有常微分和偏微分方程。跟物理学有关,力学向电磁学发展过来的,最后出现了复杂的物理运动,比如风帆运动、薄膜震动、行星运动和弦振动。以上有很多二阶线性微分方程。解决方法有几何法、不变量理论方法、群论方法,其中群论方法最成功。其中研究的最重要的是超几何方程,许多重要方程都是这个方程的特殊情形。”

  弗里克继续开始写,一边写一边想着说:“它是以1、0和无穷大作为奇点的二阶线性常微分方程。找书苑www.zhaoshuyuan.com 欧拉给级数解,高斯研究收敛性。然后常微分方程研究进入一个新的历程,就是奇点理论,一阶奇点领域内有特定形式级数解。从一阶奇点的解推广到高阶奇点的解。”

  弗里克继续兴奋的说:“黎曼找到了亚纯函数的奇点,亚纯函数在复平面上不是单值”

  弗里克开始一边画图,一边说:“方程一组基本解系,当自变量绕着某个奇点解析延拓一周后,解系变换到另外一个单值解析分支中去。这些基本解系之间,存在线性关系。所有路径解析开拓得到的相应变换集合,被埃尔米特称之为方程的单值群。富克斯在黎曼基础上,推进超几何方程研究,研究n阶微分方程问题。证明奇点在奇异系数的地方,激发大家用系数研究微分方程。”

  弗里克激情说完后,克莱因说:“代数学的研究,你了解多少?”

  弗里克说:“这好像是你擅长的吧。”

  克莱因说:“我的代数方程的几何理论,涉及到有限变换群,推广到无限离散变换群。”

  弗里克说:“你刚刚东拉西扯一堆是?”

  克莱因说:“我把分析学、微分学和代数学三合一,找到了一种自守形式。我的思想几何化,用几何学和群的观点研究5次以及5次以上代数方程和线性常微分方程。”

  弗里克恍然大悟。

  克莱因说:“我成功的从20面体中获得5次代数方程完整理论。通过5次方程线性变换关系,以及斯瓦兹对三角函数理论的合作研究,研究椭圆函数模形式。”




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