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第119章 儒尔斯·亨利·庞加莱

(1854年4月29日—1912年7月17日)

儒尔斯·亨利·庞加莱,法国最伟大的数学家之一,理论科学家和科学哲学家。庞加莱被公认是19世纪后和20世纪初的领袖数学家,是继高斯之后对于数学及其应用具有全面知识的数学家。

庞加莱,1854年4月29日生于法国南锡。1862年,庞加莱进入南锡学校,因他的功课优秀获得“数学怪兽”的称号。1873年,庞加莱进入法国综合理工大学,师从厄尔米特,并于1874年发表了第一篇论文。庞加莱在厄尔米特的指导下完成了微分方程领域的博士论文,并设计了一种研究这些函数属性的新方法。庞加莱面对决定这些方程的积分的问题,也是第一个研究它们的普遍几何属性的人。他意识到它们可以用于太阳系内自由运动的多体的行为的建模。1879年庞加莱从巴黎大学毕业,然后去卡昂大学理学院任讲师。1881年为巴黎大学教授,直到去世。1887年当选为法国科学院院士,1908年当选为法兰西学院院士。他还多次获得法国及其他国家的荣誉和奖励。

庞加莱的研究涉及数论、代数学、几何学、拓扑学等许多领域,最重要的工作是在分析学方面。1883年,提出了一般的单值化定理。他又是多复变函数论的先驱者之一。庞加莱为了研究行星轨道和卫星轨道的稳定性问题,创立了微分方程的定性理论。他以关于当三体中的两个的质量比另一个小得多时的三体问题的周期解的论文获奖,还证明了这种限制性三体问题的周期解的数目同连续统的势一样大。他开创了动力系统理论,1895年证明了庞加莱回归定理。他在天体力学方面的另一重要成果是,在引力作用下,转动流体的形状除了已知的旋转椭球体、不等轴椭球体和环状体外,还有三种庞加莱梨形体存在。

庞加莱对数学物理和偏微分方程也有贡献。他还研究拉普拉斯算子的特征值问题,给出了特征值和特征函数存在性的严格证明。他在积分方程中引进复参数方法,促进了弗雷德霍姆理论的发展。庞加莱对现代数学最重要的影响是创立组合拓扑学。1892~1904年,他建立了组合拓扑学。庞加莱的思想预示了德·拉姆定理和霍奇理论。他还提出庞加莱猜想。在“庞加莱的最后定理”中,他把限制性三体问题的周期解的存在问题归结为满足某种条件的平面连续变换不动点的存在问题。他从1899年开始研究电子理论,首先认识到洛伦兹变换构成群。庞加莱的哲学著作《科学与假设》、《科学的价值》、《科学与方法》有着重大的影响。在数学上,他不同意B.A.W.罗素、D.希尔伯特的观点,反对无穷集合的概念,赞成潜在的无穷,认为数学最基本的直观概念是自然数,反对把自然数归结为集合论。这使他成为直觉主义的先驱者之一。

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