柯西
柯西在幼年時,他的父親常帶領(lǐng)他到法國參議院內(nèi)的辦公室,并且在那里指導(dǎo)他進(jìn)行學(xué)習(xí),因此他有機會遇到參議員拉普拉斯和拉格朗日兩位大數(shù)學(xué)家。他們對他的才能十分賞識;拉格朗日認(rèn)為他將來必定會成為大數(shù)學(xué)家,但建議他的父親在他學(xué)好文科前不要學(xué)數(shù)學(xué)。柯西于1802年入中學(xué)。在中學(xué)時,他的拉丁文和希臘文取得優(yōu)異成績,多次參加競賽獲獎;數(shù)學(xué)成績也深受老師贊揚。他于1805年考入綜合工科學(xué)校,在那里主要學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和力學(xué);1807年考入橋梁公路學(xué)校,1810年以優(yōu)異成績畢業(yè),前往瑟堡參加海港建設(shè)工程。 柯西去瑟堡時攜帶了拉格朗日的解析函數(shù)論和拉普拉斯的天體力學(xué),后來還陸續(xù)收到從巴黎寄出或從當(dāng)?shù)亟璧玫囊恍?shù)學(xué)書。他在業(yè)余時間悉心攻讀有關(guān)數(shù)學(xué)各分支方面的書籍,從數(shù)論直到天文學(xué)方面。根據(jù)拉格朗日的建議,他進(jìn)行了多面體的研究,并于1811及1812年向科學(xué)院提交了兩篇論文,其中主要成果是: (1)證明了凸正多面體只有五種(面數(shù)分別是4,6,8,l 2,20),星形正多面體只有四種(面數(shù)是l2的三種,面數(shù)是20的一種)。 (2)得到了歐拉關(guān)于多面體的頂點、面和棱的個數(shù)關(guān)系式的另一證明并加以推廣。 (3)證明了各面固定的多面體必然是固定的,從此可導(dǎo)出從未證明過的歐幾里得的一個定理。 這兩篇論文在數(shù)學(xué)界造成了極大的影響。柯西在瑟堡由于工作勞累生病,于1812年回到巴黎他的父母家中休養(yǎng)。
柯西于18l3年在巴黎被任命為運河工程的工程師,他在巴黎休養(yǎng)和擔(dān)任工程師期間,繼續(xù)潛心研究數(shù)學(xué)并且參加學(xué)術(shù)活動。這一時期他的主要貢獻(xiàn)是:
(1)研究代換理論,發(fā)表了代換理論和群論在歷史上的基本論文。
(2)證明了費馬關(guān)于多角形數(shù)的猜測,即任何正整數(shù)是個角形數(shù)的和。這一猜測當(dāng)時已提出了一百多年,經(jīng)過許多數(shù)學(xué)家研究,都沒有能夠解決。以上兩項研究是柯西在瑟堡時開始進(jìn)行的。
(3)用復(fù)變函數(shù)的積分計算實積分,這是復(fù)變函數(shù)論中柯西積分定理的出發(fā)點。 (4)研究液體表面波的傳播問題,得到流體力學(xué)中的一些經(jīng)典結(jié)果,于1815年得法國科學(xué)院數(shù)學(xué)大獎。 以上突出成果的發(fā)表給柯西帶來了很高的聲譽,他成為當(dāng)時一位國際上著名的青年數(shù)學(xué)家。 1815年法國拿破侖失敗,波旁王朝復(fù)辟,路易十八當(dāng)上了法王。柯西于1816年先后被任命為法國科學(xué)院院士和綜合工科學(xué)校教授。1821年又被任命為巴黎大學(xué)力學(xué)教授,還曾在法蘭西學(xué)院授課。這一時期他的主要貢獻(xiàn)是: (1)在綜合工科學(xué)校講授分析課程,建立了微積分的基礎(chǔ)極限理論,還闡明了極限理論。在此以前,微積分和級數(shù)的概念是模糊不清的。由于柯西的講法與傳統(tǒng)方式不同,當(dāng)時學(xué)校師生對他提出了許多非議。 柯西在這一時期出版的著作有《代數(shù)分析教程》、《無窮小分析教程概要》和《微積分在幾何中應(yīng)用教程》。這些工作為微積分奠定了基礎(chǔ),促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展,成為數(shù)學(xué)教程的典范。
(2)柯西在擔(dān)任巴黎大學(xué)力學(xué)教授后,重新研究連續(xù)介質(zhì)力學(xué)。在1822年的一篇論文中,他建立了彈性理論的基礎(chǔ)。
(3)繼續(xù)研究復(fù)平面上的積分及留數(shù)計算,并應(yīng)用有關(guān)結(jié)果研究數(shù)學(xué)物理中的偏微分方程等。
他的大量論文分別在法國科學(xué)院論文集和他自己編寫的期刊“數(shù)學(xué)習(xí)題”上發(fā)表。
1830年法國爆發(fā)了推翻波旁王朝的革命,法王查理第十倉皇逃走,奧爾良公爵路易·菲力浦繼任法王。當(dāng)時規(guī)定在法國擔(dān)任公職必須宣誓對新法王效忠,由于柯西屬于擁護波旁王朝的正統(tǒng)派,他拒絕宣誓效忠,并自行離開法國。他先到瑞士,后于1832~1833年任意大利都靈大學(xué)數(shù)學(xué)物理教授,并參加當(dāng)?shù)乜茖W(xué)院的學(xué)術(shù)活動。那時他研究了復(fù)變函數(shù)的級數(shù)展開和微分方程(強級數(shù)法),并為此作出重要貢獻(xiàn)。 1833~1838年柯西先在布拉格、后在戈爾茲擔(dān)任波旁王朝“王儲”波爾多公爵的教師,最后被授予“男爵”封號。在此期間,他的研究工作進(jìn)行得較少。 1838年柯西回到巴黎。由于他沒有宣誓對法王效忠,只能參加科學(xué)院的學(xué)術(shù)活動,不能擔(dān)任教學(xué)工作。他在創(chuàng)辦不久的法國科學(xué)院報告“和他自己編寫的期刊分析及數(shù)學(xué)物理習(xí)題”上發(fā)表了關(guān)于復(fù)變函數(shù)、天體力學(xué)、彈性力學(xué)等方面的大批重要論文。
1848年法國又爆發(fā)了革命,路易·菲力浦倒臺,重新建立了共和國,廢除了公職人員對法王效忠的宣誓??挛饔?848年擔(dān)任了巴黎大學(xué)數(shù)理天文學(xué)教授,重新進(jìn)行他在法國高等學(xué)校中斷了18年的教學(xué)工作。
1852年拿破侖第三發(fā)動政變,法國從共和國變成了帝國,恢復(fù)了公職人員對新政權(quán)的效忠宣誓,柯西立即向巴黎大學(xué)辭職。后來拿破侖第三特準(zhǔn)免除他和物理學(xué)家阿拉果的忠誠宣誓。于是柯西得以繼續(xù)進(jìn)行所擔(dān)任的教學(xué)工作,直到1857年他在巴黎近郊逝世時為止。柯西直到逝世前仍不斷參加學(xué)術(shù)活動,不斷發(fā)表科學(xué)論文。