| 【來源：大科普網(wǎng)】 昂利•龐加萊是法國數(shù)學(xué)家，1854年4月29日生于南錫，1912年7月17日卒于巴黎。 龐加萊的父母親都出身于法國的顯赫世家，幾代人都居住在法國東部的洛林。龐加萊從小就顯出超常的智力，他智力的重要來源之一是遺傳。他的雙親智力都很高，他的雙親又可追溯到他的祖父。他的祖父曾在拿破侖政權(quán)下的圣康坦部隊(duì)醫(yī)院供職，1817年在魯昂定居，先后生下兩個兒子，大兒子萊昂·龐加萊即為龐加萊的父親。 龐加萊的父親是當(dāng)?shù)匾晃恢t(yī)生，并任南錫大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授。他的母親是一位善良、才華出眾、很有教養(yǎng)的女性，一生的心血全部傾注到教育和照料孩子身上。龐加萊叔叔的兩個兒子是法國政界的著名人物：雷蒙·龐加萊于1913至1920年間任法國總統(tǒng)；呂西·龐加萊曾任法國民眾教育與美術(shù)部長，負(fù)責(zé)中等教育工作。 龐加萊的童年主要接受母親的教育。他的超常智力使他成為早熟的兒童，不僅接受知識極為迅速，而且口才也很流利。但不幸的事發(fā)生了：五歲時患了一場白喉病、九個月后喉頭壞了，致使他的思想不能順利用口頭表達(dá)出來，并成為一位體弱多病的入。盡管如此，龐加萊還是樂意玩耍游戲，喜歡跳舞。當(dāng)然，劇烈的運(yùn)動他是無法進(jìn)行。 龐加萊特別愛好讀書，讀書的速度快得驚人，而且能對讀過的內(nèi)容迅速、準(zhǔn)確、持久地記住。他甚至能講出書中某件事是在第幾頁第幾行中講述的！龐加萊還對博物學(xué)發(fā)生過特殊的興趣，《大洪水前的地球》一書據(jù)說給他留下了終身不忘的印象。他對自然史的興趣也很濃，歷史、地理的成績也很優(yōu)異。他在兒童時代還顯露了文學(xué)才華，有的作文被老師譽(yù)為“杰作”。 龐加萊l862年進(jìn)入南錫中學(xué)讀書。初進(jìn)校時雖然他的各科學(xué)習(xí)成績十分優(yōu)異，但并沒有對數(shù)學(xué)產(chǎn)生特殊的興趣。對數(shù)學(xué)的特殊興趣大約開始于15歲，并很快就顯露了非凡才能。從此，他習(xí)慣于一邊散步，一邊解數(shù)學(xué)難題。這種習(xí)慣一直保持終身。 1870年7月19日爆發(fā)的普法戰(zhàn)爭使得龐加萊不得不中斷學(xué)業(yè)。法國被戰(zhàn)敗了，法國的許多城鄉(xiāng)被德軍洗劫一空并被德軍占領(lǐng)。為了了解時局，他很快學(xué)會了德文。他通過親眼看到的德軍的暴行，使他成了一個熾熱的愛國者。 1871年3月18日，巴黎無產(chǎn)者舉行了武裝起義，普法的反動派又很快聯(lián)合起來撲滅了革命烈火，龐加萊又繼續(xù)上學(xué)了。1872年龐加萊兩次榮獲法國公立中學(xué)生數(shù)學(xué)競賽頭等獎，從而使他于1873年被高等二科學(xué)校作第一名錄取。據(jù)說，在南錫中學(xué)讀書時，他的老師就譽(yù)稱他為“數(shù)學(xué)巨人”。高等工科學(xué)校為了測試他的數(shù)學(xué)才能還特意設(shè)計(jì)了一套“漂亮的問題”，一方面要考出他的數(shù)學(xué)天才；另一方面也為了避免40年前伽羅瓦的教訓(xùn)重演。 1875年～1878年，龐加萊在高等工科學(xué)校畢業(yè)后，又在國立高等礦業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)工程，準(zhǔn)備當(dāng)一名工程師。但他卻缺少這方面的勇氣，且與他的興趣不符。 1879年8月1日，龐加萊撰寫了關(guān)于微分方程方面的博士論文，獲得了博士學(xué)位。然后到卡昂大學(xué)理學(xué)院任講師，1881年任巴黎大學(xué)教授，直到去世。這樣，龐加萊一生的科學(xué)事業(yè)就和巴黎大學(xué)緊緊地聯(lián)在一起了。 龐加萊的研究涉及數(shù)論、代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)等許多領(lǐng)域，最重要的工作是在分析學(xué)方面。他早期的主要工作是創(chuàng)立自守函數(shù)理論(1878)。他引進(jìn)了富克斯群和克萊因群，構(gòu)造了更一般的基本域。他利用后來以他的名字命名的級數(shù)構(gòu)造了自守函數(shù)，并發(fā)現(xiàn)這種函數(shù)作為代數(shù)函數(shù)的單值化函數(shù)的效用。 1883年，龐加萊提出了一般的單值化定理(1907年，他和克貝相互獨(dú)立地給出完全的證明)。同年，他進(jìn)而研究一般解析函數(shù)論，研究了整函數(shù)的虧格及其與泰勒展開的系數(shù)或函數(shù)絕對值的增長率之間的關(guān)系，它同皮卡定理構(gòu)成后來的整函數(shù)及亞純函數(shù)理論發(fā)展的基礎(chǔ)。他又是多復(fù)變函數(shù)論的先驅(qū)者之一。 龐加萊為了研究行星軌道和衛(wèi)星軌道的穩(wěn)定性問題，在1881～1886年發(fā)表的四篇關(guān)于微分方程所確定的積分曲線的論文中，創(chuàng)立了微分方程的定性理論。他研究了微分方程的解在四種類型的奇點(diǎn)(焦點(diǎn)、鞍點(diǎn)、結(jié)點(diǎn)、中心)附近的性態(tài)。他提出根據(jù)解對極限環(huán)(他求出的一種特殊的封閉曲線)的關(guān)系，可以判定解的穩(wěn)定性。 1885年，瑞典國王奧斯卡二世設(shè)立“n體問題”獎，引起龐加萊研究天體力學(xué)問題的興趣。他以關(guān)于當(dāng)三體中的兩個的質(zhì)量比另一個小得多時的三體問題的周期解的論文獲獎，還證明了這種限制性三體問題的周期解的數(shù)目同連續(xù)統(tǒng)的勢一樣大。這以后，他又進(jìn)行了大量天體力學(xué)研究，引進(jìn)了漸進(jìn)展開的方法，得出嚴(yán)格的天體力學(xué)計(jì)算技術(shù)。 龐加萊還開創(chuàng)了動力系統(tǒng)理論，1895年證明了“龐加萊回歸定理”。他在天體力學(xué)方面的另一重要結(jié)果是，在引力作用下，轉(zhuǎn)動流體的形狀除了已知的旋轉(zhuǎn)橢球體、不等軸橢球體和環(huán)狀體外，還有三種龐加萊梨形體存在。 龐加萊對數(shù)學(xué)物理和偏微分方程也有貢獻(xiàn)。他用括去法證明了狄利克雷問題解的存在性，這一方法后來促使位勢論有新發(fā)展。他還研究拉普拉斯算子的特征值問題，給出了特征值和特征函數(shù)存在性的嚴(yán)格證明。他在積分方程中引進(jìn)復(fù)參數(shù)方法，促進(jìn)了弗雷德霍姆理論的發(fā)展。 龐加萊對現(xiàn)代數(shù)學(xué)最重要的影響是創(chuàng)立組合拓?fù)鋵W(xué)。1892年他發(fā)表勒第一篇論文，1895～1904年，他在六篇論文中建立了組合拓?fù)鋵W(xué)。他還引進(jìn)貝蒂數(shù)、撓系數(shù)和基本群等重要概念，創(chuàng)造流形的三角剖分、單純復(fù)合形、重心重分、對偶復(fù)合形、復(fù)合形的關(guān)連系數(shù)矩陣等工具，借助它們推廣歐拉多面體定理成為歐拉—龐加萊公式，并證明流形的同調(diào)對偶定理。 龐加萊的思想預(yù)示了德·拉姆定理和霍奇理論。他還提出龐加萊猜想，在“龐加萊的最后定理”中，他把限制性三體問題的周期解的存在問題，歸結(jié)為滿足某種條件的平面連續(xù)變換不動點(diǎn)的存在問題。 龐加萊在數(shù)論和代數(shù)學(xué)方面的工作不多，但很有影響。他的《有理數(shù)域上的代數(shù)幾何學(xué)》一書開創(chuàng)了丟番圖方程的有理解的研究。他定義了曲線的秩數(shù)，成為丟番圖幾何的重要研究對象。他在代數(shù)學(xué)中引進(jìn)群代數(shù)并證明其分解定理。第一次引進(jìn)代數(shù)中的左理想和右理想的概念。證明了李代數(shù)第三基本定理及坎貝爾—豪斯多夫公式。還引進(jìn)李代數(shù)的包絡(luò)代數(shù)，并對其基加以描述，證明了龐加萊—伯克霍夫—維特定理。 龐加萊對經(jīng)典物理學(xué)有深入而廣泛的研究，對狹義相對論的創(chuàng)立有貢獻(xiàn)。他從1899年開始研究電子理論，首先認(rèn)識到洛倫茨變換構(gòu)成群。 龐加萊的哲學(xué)著作《科學(xué)與假設(shè)》、《科學(xué)的價(jià)值》、《科學(xué)與方法》也有著重大的影響。他是約定主義的代表人物，認(rèn)為科學(xué)公理是方便的定義或約定，可以在一切可能的約定中進(jìn)行選擇，但需以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)，避開一切矛盾。在數(shù)學(xué)上，他不同意羅素、希爾伯特的觀點(diǎn)，反對無窮集合的概念，贊成潛在的無窮，認(rèn)為數(shù)學(xué)最基本的直觀概念是自然數(shù)，反對把自然數(shù)歸結(jié)為集合論。這使他成為直覺主義的先驅(qū)者之一。 1905年，匈牙利科學(xué)院頒發(fā)一項(xiàng)獎金為l0000金克朗的鮑爾約獎。這個獎是要獎給在過去25年為數(shù)學(xué)發(fā)展作出過最大貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家。由于龐加萊從1879年就開始從事數(shù)學(xué)研究，并在數(shù)學(xué)的幾乎整個領(lǐng)域都作出了杰出貢獻(xiàn)，因而此項(xiàng)獎又非他莫屬。 1906年，龐加萊當(dāng)選為巴黎科學(xué)院主席；1908年，他被選為法國科學(xué)院院士，這是一位法國科學(xué)家所能達(dá)到的最高地位。1908年龐加萊因前列腺增大而未能前往羅馬，雖經(jīng)意大利外科醫(yī)生作了手術(shù)，使他能繼續(xù)如前一樣精力充沛地工作，但好景不長。 1912年春天，龐加萊再次病倒了，7月9日作了第二次手術(shù)；7月l7日在穿衣服時，突然因血栓梗塞，在巴黎逝世，終年僅58歲! 龐加萊被公認(rèn)是19世紀(jì)后四分之一和二十世紀(jì)初的領(lǐng)袖數(shù)學(xué)家，是對于數(shù)學(xué)和它的應(yīng)用具有全面知識的最后一個人。 羅素認(rèn)為，本世紀(jì)初法蘭西最偉大的人物就是昂利·龐加萊。“當(dāng)我最近在蓋•呂薩街龐加萊通風(fēng)的休息處拜訪他時，……我的舌頭一下子失去了功能，直到我用了一些時間(可能有兩、三分鐘)仔細(xì)端詳和承受了可謂他思想的外部形式的年輕面貌時，我才發(fā)現(xiàn)自己能夠開始說話了。” 這位“如此美貌，如此年輕”的孩子，竟然是那些洪水般涌來、預(yù)示了柯西的一個后繼者的到來的論文作者，這是創(chuàng)辦《美國數(shù)學(xué)雜志》的英國數(shù)學(xué)家西爾維斯待于1885年見到龐加萊的心情寫照。 阿達(dá)馬這位曾在函數(shù)論、數(shù)論、微分方程、泛函分析、微分幾何、集合論、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)等領(lǐng)域作出過杰出貢獻(xiàn)的法國數(shù)學(xué)家認(rèn)為，龐加萊“整個地改變了數(shù)學(xué)科學(xué)的狀況，在一切方向上打開了新的道路。” 龐加萊逝世80年來的歷史告訴我們，羅素、西爾維斯特、阿達(dá)馬等的論斷是多么正確！龐加萊一生發(fā)表的科學(xué)論文約500篇、科學(xué)著作約30部，幾乎涉及到數(shù)學(xué)的所有領(lǐng)域以及理論物理、天體物理等的許多重要領(lǐng)域。 |
