亨利·嘉當

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個人簡介

亨利·嘉當是法國數學家。一九〇四年七月八日生於法國南錫。
由於他在複變函數、代數拓撲、同調代數等領域的傑出貢獻,一九八〇年榮
獲沃爾夫數學獎,時年七十六歲。
亨利·嘉當代法國著名數學家埃利·嘉當的長子,從小受到到父親的良好教育
與數學薰陶。一九二三年進入巴黎高等師範學校學習,一九二六年畢業,一
九二八年獲得博士學位,在他的博士論文中證明了布洛赫猜想並作了推廣。
一九二八至一九二九年在中學任教。一九二九年到里爾大學任教。一九三一
年到斯特拉斯堡大學任教,一九三六年成為該校教授。一九四〇年到巴黎大
學任講師,一九四九年升為該校教授。一九六五年當選為法國科學院通訊院
士,一九七四年成為該院院士。一九七一年被選為英國皇家學會會員。一九
七二年被選為美國國家科學院外籍院士。一九六七至一九七〇年任國際數學
聯合會會長,亨利·嘉當是法國布爾巴基學派的創始成員和傑出代表人物之
一,並擔任過法國數學會會長。
亨利·嘉當對多複變函數論作出了突出的貢獻。多複變函數論是數學中研究
多個復變數的全純函式的性質和結構的分支學科,有時也稱多複分析。它形
成較晚,但發展迅速,它雖然有著經典單複變函數的淵源,但由於其特有的
困難和複雜性,在研究的重點和方法上,都和單複變函數有顯著的區別。嘉
當於二十年代開始,從事單複變函數的研究,但很快他
就轉向了多複變函數。當時,單複變函數已經成熟,而多複變函數卻困難重
重。但他迎著困難上,經過不斷的探索,獲得了一系列成果:一九三〇年,
他證明了解析映射的唯一性定理;一九三一至一九三二年,他證明了全純域
一定是擬凸域這一經典結果;一九三四年,他證明了全純凸性可以刻劃全純
域;一九三五年,他在C^2中域的分類理論方面證明了有界域的最大自同
構群G為有限維實李變換群,對域中任意一點P,點P的迷向子群H_p
為G的緊子群;四十年代,嘉當關於解析函式的理想的研究,連同日本數
學家岡潔的具有不定域的理想的研究,發展為解析凝聚層的理論。他得到G
復解析流形M內每個解析的集A,在A上取值為0的M上的全純函式的
芽所成的層I(A)是解析的凝聚層。五〇年代,他利用全新的方法,把單復
變函式論的魏爾斯特拉斯定理和米塔·列夫勒定理推廣到多復變數情形;嘉
當和塞爾利用凝聚解析層的理論,將全純域的基本理論系統地推廣到斯泰因
空間上,從而得到斯泰因空間的基本定理——嘉當定理A與B:前者說,斯
泰因空間上的任何凝聚解析層在每一點都可由有限個整體截面生成;後者說,
對於斯泰因空間M上的任何凝聚解析層F,上同調H^k(M,F)=0,對任意
k大於等於1;從而把庫辛問題推廣一斯泰因流形上並加以解決。嘉當的工
作,使多維的解析函式和流形的理論,得到了一個幾乎全新的有代數和拓撲
參與的結構。一九五三年他引進環式空間推廣了解析空間,並給出環式空
間是解析空間的重要條件。
嘉當對代數拓撲和同調代數都極有建樹。代數拓撲是拓撲學中主要依賴代數
工具來解決問題的一個分支;同調代數源出於代數拓撲學,它是代數學的一
個非常重要的分支,也是隨著同調論的發展而形成的一種方法,把代數學中
以往作個別研究的一些問題,用統一的觀點,給予強有力的展開而形成一個
一般體系,同調代數的理論已經變成研究環、一般代數、李代數與群的一種
不可缺少的有力工具。在同調代數中,嘉當於一九五〇年證明了內射分解是
存在的,且除鏈等價外是唯一的。一九五四年,他和塞爾等人在重要的空間
的上同調運算及同倫群等方面都取得了顯著的進展,他還用所謂嘉當構造的
想法完全決定了艾倫伯格-麥克萊恩復形的〔上〕同調結構。一九五〇年他
又研究了齊性空間的上同調,並得到了一個重要公式。在一般拓撲學中,他
引進了“濾子”、“超濾”等重要概念。
亨利·嘉當對代數拓撲學的貢獻,還表現在一九四八年末他在巴黎高等師範
學校舉辦了以代數拓撲學為研究對象的討論班。這個討論班不但系統地總結
了代數拓撲學的發展,而且有效地推動了拓撲學的研究工作,並為傳播布爾
巴基學派的數學觀點和研究風格研究方法構成了完整的理論,得到了許多新
的結果。他們還研究了李群的拓撲,並把李群理論發展成代數群的理論。亨
利·嘉當出色的教學工作和他組織的著名討論班,培養出了許多學生,其中
有的已經成為當代優秀的數學家。
亨利·嘉當在關於位勢中有很高成就。位勢的概念來源於物理學中萬有引力
理論。由於黎曼把位勢論和函式論統一處理,以及現代分析的基礎理論〔如
泛函分析、測度論、廣義函式,拓撲學等〕在位勢中的深入套用,位勢論成
了數學領域內比較徹底完成了現代變革的一個分支。它同黎曼曲面,偏微分
方程、調和函式、機率論等都有著密切聯繫。在位勢論中,嘉當系統套用“
能量”的概念,得到具有有限能量的測度的牛頓位勢族並非希爾伯特空間,
證明出有限能量的正分布空間是完備的定理。他引進了“精細拓撲”的概念,
對解決位勢論公理化及與機率論的關係等問題都起著重要作用。設E是能
量為有限的測度所構成的空間,他提到在牛頓核的情形,如果在E上比較
一些常用拓撲,則它們依粗、細、弱、強的順序排列,排在後面的拓撲強於
排在前面的拓撲,而對能量有界的測度的任意序列{μ_n},細、弱、強收斂
是等價的。他證明了古典位勢論的若干重要定理,並首先在齊性空間上引進
了位勢理論。
亨利·嘉當對數學發表了不少深刻的見解。他認為:“數學的各種分支,在過
去幾十年里,已發展到這樣的地步,致使對幾乎每個數學家來說,專門化竟
變成了一種必要。只有那些像希爾伯特或龐加萊式的才華出眾人物,才有希
望精通整個數學。而對於大多數的數學家來說,要了解數學全貌、並掌握各
分支之間的內在聯繫,實在太困難了。”不過嘉當又說“對數學的所有重要分
支進行綜合研究,看來時機已經成熟;這種研究,應該……使各科目之間的基
本聯繫得以理解。”對公理體系嘉當發表了如下意見:“公理體系的選擇不是
完全隨意的。人們對於根據不同的公理體系作出的理論,有著不同程度的興
趣。在數學中,沒有一種普遍規則,可以用來衡量什麼是有趣味的,什麼是
沒有趣味的。只有對現有理論的徹底瞭解,對手頭問題的深刻估量,或者突
如其來,出乎意料的一閃念,才能使研究人員選擇合適的公理體系。當一種
體系能用於種種情況時,它才是合適的。”嘉當在談到代數結構時說:“近幾
十年來,我們目睹到代數在數學中名副其實地到處滲透,特別是二十年代以
後,在諾德的推動下,數學家日益清楚地意識到代數基本概念在數學的幾乎
所有分支中所起的作用;更確切地說,例如,他們意識到有可能把純代數中
某些多少算是深刻的定理用來考慮分析問題。……隨著目前數學的這種代數化,
任何研究人員再也不能無視近世代數這一必不可少的工具了。反之,代數
也從這種形勢下得益匪淺,因為拓撲與分析不斷向代數提出一些新問題,產
生了幾十年前也許幾乎無法想像的進展。”對於數學教學嘉當認為:“中學的
數學教學,至少在最後一個學年,理應受到這個演變的影響。”他強調:“雖
然數學真理是永恆的,但是聽任在初等學校中教授方法停滯不
前、一成不變,則是危險的。
應該讓青年人接觸一些目前已公認為基本的概念,雖然同
時也要讓他們經常能從實際事例中去吸取營養。當前數學的教育,尤其在幾
何方面,依然受希臘思潮的影響,其影響之深,實屬驚人。在課堂上,如果
有多少舊的思想已經過時,那就應該引進多少新的思想去代替它。當然,突
然把一切都推翻也是愚蠢的;特別在德國和法國,數學教學中有著偉大的傳
統,多少應受到尊重。但一定程度上的改革,已經成為必要,並且我感到這
種改革,已經在我們兩國中展開了,對於這種改革布爾巴基激或許能作一些
適度的、間接的貢獻。”
嘉當的主要專著有:《同調代數》〔與艾倫伯格合著〕〔一九五六年〕,《
微分學、微分形式》〔一九六七年〕,《解析函式論初步》〔此書已譯成中
文,由高等教育出版社,一九八三年出版〕等。

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