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外國數(shù)學(xué)名人--希爾伯特

來源:數(shù)學(xué)天地 2008-05-07 18:08:49

智能內(nèi)容

    希爾伯特,D.(Hilbert,David,1862~1943)德國數(shù)學(xué)家,生于東普魯士哥尼斯堡(前蘇聯(lián)加里寧格勒)附近的韋勞。中學(xué)時(shí)代,希爾伯特就是一名勤奮好學(xué)的學(xué)生,對于科學(xué)特別是數(shù)學(xué)表現(xiàn)出濃厚的興趣,善于靈活和深刻地掌握以至應(yīng)用老師講課的內(nèi)容。1880年,他不顧父親讓他學(xué)法律的意愿,進(jìn)入哥尼斯堡大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)。1884年獲得博士學(xué)位,后來又在這所大學(xué)里取得講師資格和升任副教授。1893年被任命為正教授,1895年,轉(zhuǎn)入格廷根大學(xué)任教授,此后一直在格廷根生活和工作,于是930年退休。在此期間,他成為柏林科學(xué)院通訊院士,并曾獲得施泰訥獎(jiǎng)、羅巴切夫斯基獎(jiǎng)和波約伊獎(jiǎng)。1930年獲得瑞典科學(xué)院的米塔格-萊福勒獎(jiǎng),1942年成為柏林科學(xué)院榮譽(yù)院士。希爾伯特是一位正直的科學(xué)家,第一次世界大戰(zhàn)前夕,他拒絕在德國政府為進(jìn)行欺騙宣傳而發(fā)表的《告文明世界書》上簽字。戰(zhàn)爭期間,他敢干公開發(fā)表文章悼念"敵人的數(shù)學(xué)家"達(dá)布。希特勒上臺后,他抵制并上書反對納粹政府排斥和迫害猶太科學(xué)家的政策。由于納粹政府的反動政策日益加劇,許多科學(xué)家被迫移居外國,曾經(jīng)盛極一時(shí)的格廷根學(xué)派衰落了,希爾伯特也于1943年在孤獨(dú)中逝世。

  希爾伯特是對二十世紀(jì)數(shù)學(xué)有深刻影響的數(shù)學(xué)家之一。他領(lǐng)導(dǎo)了著名的格廷根學(xué)派,使格廷根大學(xué)成為當(dāng)時(shí)世界數(shù)學(xué)研究的重要中心,并培養(yǎng)了一批對現(xiàn)代數(shù)學(xué)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)的杰出數(shù)學(xué)家。希爾伯特的數(shù)學(xué)工作可以劃分為幾個(gè)不同的時(shí)期,每個(gè)時(shí)期他幾乎都集中精力研究一類問題。按時(shí)間順序,他的主要研究內(nèi)容有:不變式理論、代數(shù)數(shù)域理論、幾何基礎(chǔ)、積分方程、物理學(xué)、一般數(shù)學(xué)基礎(chǔ),其間穿插的研究課題有:狄利克雷原理和變分法、華林問題、特征值問題、"希爾伯特空間"等。在這些領(lǐng)域中,他都做出了重大的或開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。希爾伯特認(rèn)為,科學(xué)在每個(gè)時(shí)代都有它自己的問題,而這些問題的解決對于科學(xué)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。他指出:"只要一門科學(xué)分支能提出大量的問題,它就充滿著生命力,而問題缺乏則預(yù)示著獨(dú)立發(fā)展的衰亡和終止。"在1900年巴黎國際數(shù)學(xué)家代表大會上,希爾伯特發(fā)表了題為《數(shù)學(xué)問題》的著名講演。他根據(jù)過去特別是十九世紀(jì)數(shù)學(xué)研究的成果和發(fā)展趨勢,提出了23個(gè)最重要的數(shù)學(xué)問題。這23個(gè)問題通稱希爾伯特問題,后來成為許多數(shù)學(xué)家力圖攻克的難關(guān),對現(xiàn)代數(shù)學(xué)的研究和發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響,并起了積極的推動作用,希爾伯特問題中有些現(xiàn)已得到圓滿解決,有些至今仍未解決。他在講演中所闡發(fā)的想信每個(gè)數(shù)學(xué)問題都可以解決的信念,對于數(shù)學(xué)工作者是一種巨大的鼓舞。他說:"在我們中間,常常聽到這樣的呼聲:這里有一個(gè)數(shù)學(xué)問題,去找出它的答案!你能通過純思維找到它,因?yàn)樵跀?shù)學(xué)中沒有不可知。"三十年后,1930年,在接受哥尼斯堡榮譽(yù)市民稱號的講演中,針對一些人信奉的不可知論觀點(diǎn),他再次滿懷信心地宣稱:"我們必須知道,我們必將知道。"希爾伯特的《幾何基礎(chǔ)》(1899)是公理化思想的代表作,書中把歐幾里得幾何學(xué)加以整理,成為建立在一組簡單公理基礎(chǔ)上的純粹演繹系統(tǒng),并開始探討公理之間的相互關(guān)系與研究整個(gè)演繹系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)。1904年,又著手研究數(shù)學(xué)基礎(chǔ)問題,經(jīng)過多年醞釀,于二十年代初,提出了如何論證數(shù)論、集合論或數(shù)學(xué)分析一致性的方案。他建議從若干形式公理出發(fā)將數(shù)學(xué)形式化為符號語言系統(tǒng),并從不假定實(shí)無窮的有窮觀點(diǎn)出發(fā),建立相應(yīng)的邏輯系統(tǒng)。然后再研究這個(gè)形式語言系統(tǒng)的邏輯性質(zhì),從而創(chuàng)立了元數(shù)學(xué)和證明論。希爾伯特的目的是試圖對某一形式語言系統(tǒng)的無矛盾性給出絕對的證明,以便克服悖論所引起的危機(jī),一勞永逸地消除對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及數(shù)學(xué)推理方法可靠性的懷疑。然而,1930年,年青的奧地利數(shù)理邏輯學(xué)家哥德爾(K.G?del,1906~1978)獲得了否定的結(jié)果,證明了希爾伯特方案是不可能實(shí)現(xiàn)的。但正如哥德爾所說,希爾伯特有關(guān)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的方案"仍不失其重要性,并繼續(xù)引起人們的高度興趣"。希爾伯特的著作有《希爾伯特全集》(三卷,其中包括他的著名的《數(shù)論報(bào)告》)、《幾何基礎(chǔ)》、《線性積分方程一般理論基礎(chǔ)》等,與其他合著有《數(shù)學(xué)物理方法》、《理論邏輯基礎(chǔ)》、《直觀幾何學(xué)》、《數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》。

希爾伯特問題研究進(jìn)展

問 題
推動發(fā)展的領(lǐng)域
解 決 情 況
1.連續(xù)統(tǒng)假設(shè)
公理化集合論
  1963年,Paul J.Cohen[美國]在下述意義下證明了第一問題是不可解的,即:連續(xù)統(tǒng)假設(shè)的真?zhèn)尾豢赡茉赯ermelo-Fraenkel公理系統(tǒng)內(nèi)判明。
2.算術(shù)公理的相容性
數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
  Hilbert證明算術(shù)公理相容性的設(shè)想,后來發(fā)展為系統(tǒng)"Hilbert計(jì)劃",但1931年Godel的"不完備定理"提出用"元數(shù)學(xué)"證明算術(shù)公理相容性之不可能。數(shù)學(xué)相容性問題至今尚未解決。
3.兩等高等底的四面體體積之相等
幾何基礎(chǔ)
  這問題很快(1900年)即由Hilbert的學(xué)生M.Dehn給出肯定解答。
4.直線作為兩點(diǎn)間最短距離問題
幾何基礎(chǔ)
  這問題提得過于一般。Hilbert之后,許多數(shù)學(xué)家致力于構(gòu)造和探討各種特殊的度量幾何,在研究第四問題上取得很大進(jìn)展,但問題并未完全解決。
5.不要定義群的函數(shù)的可微性假設(shè)的李群概念
拓?fù)淙赫?/FONT>
  經(jīng)過漫長的努力,這個(gè)問題于1952年由Glenson、Montgomery、Zippin等人[美國]最后解決,答案是肯定的。
6.物理公式的數(shù)學(xué)處理
數(shù)學(xué)物理
  在量子力學(xué)、熱力學(xué)等部門,公理化方法已獲很大成功,但一般地說,公理化的物理意味著什么,仍是需探討的問題。至于概率論的公理化,已由A.H.K o лМ o r o p oB[前蘇聯(lián),1933]等人建立。
7.某些數(shù)的無理性與超越性
超越數(shù)論
  1934年,A.O.г e M ж o H д[前蘇聯(lián)]和Schneider[德國]各自獨(dú)立解決了這問題的后半部分,即對于任意代數(shù)數(shù)α≠0,1和任意代數(shù)無理數(shù)β≠0證明了α?β?的超越性,1966年這一結(jié)果又被A.Baker等人大大推廣和發(fā)展了。

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