短小精悍的數學名著

在上一篇文章中,我們介紹了幾本篇幅巨大的數學著作,但並不是所有數學著作都是這般卷帙浩繁,也有一些篇幅短小,言簡意賅的數學篇章。

阿廷《伽羅瓦理論》

埃米爾·阿廷(Emil Artin,1898~1962)是20世紀最著名的代數學家之一,是公認的抽象代數創始人之一,對於代數學的現代理論而言,阿廷的貢獻至關重要,而阿廷的這本《伽羅瓦理論》正是誕生於抽象代數大發展的時期。從1926年開始,阿廷在德國漢堡大學開設討論班和相關課程,系統講授抽象代數的知識,尤其是伽羅瓦理論。著名的數學家範德瓦爾登當時也是阿廷的學生,後來他的名著《近世代數學》中就包含了不少阿廷當時所講的東西。實際上,今天教科書中所講述的伽羅瓦定理,基本就是按照阿廷的想法進行的,所以阿廷對此做了重大的革新。

短小精悍的數學名著


在1942年,阿廷將講稿總結成一本小冊子,成為《伽羅瓦理論》的最早雛形,1959年還出版了德文版。《伽羅瓦理論》最早是阿廷在美國聖母大學(Notre Dame)的講稿,後來多次修訂重印,現在的英文版一般都帶有他的學生Milgram所寫的一章伽羅瓦理論的應用,而帶上這個附錄,英文版也不過八十多頁。這本著作也出版過中文版,譯者是北京大學已故教授李同孚先生,不過中譯本犯了一個小錯誤,誤將聖母大學當作德國的學校。

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阿廷的《伽羅瓦理論》是真正的短小精悍,篇幅雖小,卻清楚地闡釋了伽羅瓦理論的基本內容,證明過程也十分巧妙,極大地簡化了原來冗長的證明過程,為後世的代數教科書樹立了極佳的範本。時至今日,阿廷的這本著作仍算不上過時,對這個方向的學生而言,它還是非常好的參考資料,為數學的發展繼續散發著餘熱。

米爾諾《從微分角度看拓撲》

從如今的觀點來看,拓撲學大致分為點集拓撲學(又稱一般拓撲學),代數拓撲學和微分拓撲學,而美國數學家米爾諾(John Milnor,1931~)可能算得上是微分拓撲領域內最權威的數學家。米爾諾厲害到什麼程度呢?我們可以從他所獲的榮譽略知一二。數學界有數學三大獎的說法,也就是菲爾茲獎,沃爾夫數學獎和阿貝爾獎,這是數學界最高的幾個獎項,而米爾諾憑藉極為出色的研究成果,成為了數學三大獎的大滿貫得主!

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同時米爾諾也是著名的寫書聖手,本書就是他最膾炙人口的作品。書中的內容最早源自於米爾諾1963年在弗吉尼亞大學的講義,全書圍繞映射度的概念,以現代數學語言清晰地介紹了當時新興的微分拓撲理論。映射度的概念是布勞威爾(Brouwer)為了證明他著名的不動點定理所提出的,但他的組合方法卻有些含糊不清的地方,而米爾諾則利用映射的正則值概念重新闡釋了映射度的理論,進而簡潔地證明了不動點定理與微分流形中極為重要的Sard定理。

就中譯本而言,《從微分觀點看拓撲》只有短短70頁而已,即使後來米爾諾又加上幾節微分拓撲的內容,也還是隻有100頁多一點,怎麼看都只是一本數學小冊子。但內容的多寡從來不是評判一本書質量的標準,尤其是數學著作更不適用於這種評判標準。做為微分拓撲的祖師爺,米爾諾便樹立了這樣的典範,一開始就寫下了這樣一本短小精悍的著作來供後人參考和學習,使得好幾代數學家從中受益。如果要問真正好的數學書是什麼樣,那麼米爾諾的這本著作絕對是一個極佳的範例。讀過才會發現,原來數學書也可以如此流暢簡潔,像一件優美的藝術品一般閃閃發光。

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塞爾《有限群的線性表示》

法國數學大師塞爾(Jean-Pierre Serre,1926~)的鼎鼎大名在數學界無人不知,和米爾諾一樣,塞爾也是數學三大獎的大滿貫得主,而本書則是他為數不多的教科書名作。

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《有限群的線性表示》最早在1971年以法語出版,後來才有了英譯版,前些年也出版了中譯本,如今是著名的研究生數學教材系列(GTM)中的一本,在全世界範圍內傳播極廣。本書篇幅相較於前兩本而言要大一些,英譯本差不多有170頁,分為三部分,第一部分介紹有限群的表示與特徵標理論,第二部分專門介紹域為特徵零時的表示論,第三部分則介紹更為深入的Brauer理論。

短小精悍的數學名著


表示論本身是非常難學的理論,但塞爾這本著作深入淺出,從最基本的內容講起,讓初學者也可以接受。本書的第一部分對初學者尤其友好,讀起來行雲流水,但後兩部分稍顯困難,若要深入學習,還是需要閱讀其他更為完整的表示論著作。作為大師名作,塞爾的這本書在許多問題的處理上具有獨到之處,對於一些複雜的問題,塞爾往往能夠化腐朽為神奇,給出簡潔清晰的證明,令人耳目一新。


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