Феликс Кляйн - Felix Klein

Эта статья о немецком математике. Для французского священника см. Феликс Кляйн.
Феликс Кляйн
Феликс Кляйн.jpeg
Родился(1849-04-25)25 апреля 1849 г.
Дюссельдорф, Рейн, Пруссия, Германия
Умер22 июня 1925 г.(1925-06-22) (76 лет)
Гёттинген, Ганновер, Пруссия, Германия
НациональностьНемецкий
Альма-матерРейнский университет Фридриха Вильгельма Бонн
ИзвестенПрограмма Эрланген
Бутылка Клейна
Модель Бельтрами – Клейна
Кляйна Энциклопедия математических наук
НаградыМедаль Де Моргана (1893)
Медаль Копли (1912)
Премия Мемориала Аккермана – Тойбнера (1914)
Научная карьера
ПоляМатематика
УчрежденияUniversität Erlangen
Technische Hochschule München
Universität Leipzig
Георг-Август-Университет Геттингена
ДокторантЮлиус Плюкер и Рудольф Липшиц
Докторанты
Список
Людвиг Бибербах
Максим Бохер
Оскар Больца
Макс Брюкнер
Фрэнк Нельсон Коул
Фридрих Дингельдей
Генри Б. Файн
Эрвин Фрейндлих
Роберт Фрике
Филипп Фуртвенглер
Аксель Харнак
Меллен Хаскелл
Адольф Гурвиц
Эдвард Каснер
Фердинанд фон Линдеманн
Александр Островский
Хулио Рей Пастор
Герман Роте
Фридрих Шиллинг
Вирджил Снайдер
Эдвард Ван Флек
Вальтер фон Дейк
Адольф Вейлер
Генри Сили Уайт
Александр Виттинг
Грейс Чисхолм Янг
Другие известные студентыЭдвард Каснер

Кристиан Феликс Кляйн (Немецкий: [клан]; 25 апреля 1849 г. - 22 июня 1925 г.) был немецким математиком и преподавателем математики, известным своей работой с теория групп, комплексный анализ, неевклидова геометрия, и о связях между геометрия и теория групп. Его 1872 г. Программа Эрланген, классифицируя геометрии по их основным группы симметрии, был влиятельным синтезом большей части математики того времени.

Жизнь

Кляйн во время его Лейпцигского периода.

Феликс Кляйн родился 25 апреля 1849 г. в г. Дюссельдорф,[1] к Прусский родители; его отец, Каспар Кляйн (1809–1889), был секретарем прусского правительственного чиновника, работавшего в Рейнская провинция. Матерью Кляйн была Софи Элиза Кляйн (1819–1890, г. урожденная Кайзер).[2] Он присутствовал на Гимназия в Дюссельдорфе, затем изучал математику и физику в Боннский университет,[3] 1865–1866, намереваясь стать физиком. В то время, Юлиус Плюкер получил Боннское звание профессора математики и экспериментальной физики, но к тому времени, когда Кляйн стал его помощником, в 1866 году Плюккер интересовался геометрией. Кляйн получил докторскую степень в Боннском университете в 1868 году под руководством Плюккера.

Плюккер умер в 1868 году, оставив свою книгу об основах линейная геометрия неполный. Кляйн был очевидным человеком, завершившим вторую часть книги Плюккера. Neue Geometrie des Raumes, и таким образом познакомился с Альфред Клебш, который переехал в Геттинген в 1868 году. Кляйн посетил Клебша в следующем году, а также посетил Берлин и Париж. В июле 1870 г., в начале Франко-прусская война, он был в Париже и был вынужден покинуть страну. Некоторое время он служил санитаром в Прусская армия прежде чем быть назначенным лектором в Геттингене в начале 1871 года.

Эрланген назначен профессором Кляйна в 1872 году, когда ему было всего 23 года.[4] Для этого он был одобрен Клебшем, который считал, что он может стать лучшим математиком своего времени. Кляйн не хотел школы в Эрлангене, где было немного студентов, и поэтому он был рад, что ему предложили должность профессора в Мюнхен Высшей технической школы в 1875 году. Там он и Александр фон Бриль преподавал продвинутые курсы многим отличникам, в том числе, Адольф Гурвиц, Вальтер фон Дейк, Карл Рон, Карл Рунге, Макс Планк, Луиджи Бьянки, и Грегорио Риччи-Курбастро.

В 1875 году Кляйн женился на Анне Гегель, внучке философа. Георг Вильгельм Фридрих Гегель.[5]

После пяти лет в Technische Hochschule Кляйн был назначен председателем геометрия в Лейпциг. Среди его коллег Вальтер фон Дейк, Рон, Эдуард Этюд и Фридрих Энгель. Годы Кляйна в Лейпциге, с 1880 по 1886 год, коренным образом изменили его жизнь. В 1882 году его здоровье ухудшилось; в 1883–1884 гг. его мучила депрессия.[6] Тем не менее его исследования продолжались; его основополагающая работа по гиперэллиптическим сигма-функциям датируется примерно этим периодом и была опубликована в 1886 и 1888 годах.

Кляйн принял профессуру в Геттингенский университет в течение 1886 года. С тех пор и до своего выхода на пенсию в 1913 году он стремился восстановить Геттинген как главный в мире центр математических исследований. И все же ему так и не удалось передать из Лейпцига в Геттинген свое первенство как разработчика геометрия. В Геттингене он читал различные курсы, в основном касающиеся взаимодействия математики и физики, такие как механика и теория потенциала.

Исследовательский центр Klein, основанный в Геттингене, послужил образцом для лучших подобных центров во всем мире. Он ввел еженедельные встречи для обсуждения и создал математический читальный зал и библиотеку. В 1895 году Кляйн нанял Дэвид Гильберт подальше от Кенигсбергский университет; это назначение оказалось судьбоносным, потому что Гильберт продолжал пользоваться хорошей репутацией Геттингена до своего выхода на пенсию в 1932 году.

Под редакцией Кляйна, Mathematische Annalen стал одним из лучших математических журналов в мире. Основанная Клебшем, только под руководством Кляйна она сначала опередила, а потом превзошла Журнал Крелля основанный на Берлинский университет. Кляйн создал небольшую команду редакторов, которые регулярно встречались для принятия демократических решений. Журнал специализировался на комплексный анализ, алгебраическая геометрия, и теория инвариантов (по крайней мере, пока Гильберт не закончил тему). Это также обеспечило важный выход для реальный анализ и новый теория групп.

В 1893 году в Чикаго Кляйн был основным докладчиком на Международном математическом конгрессе, проводившемся в рамках Колумбийская выставка в мире.[7] Отчасти благодаря усилиям Кляйн Геттинген начал принимать женщин в 1893 году. Он руководил первой докторской диссертацией. диссертация по математике, написанная в Геттингене женщиной; Она была Грейс Чисхолм Янг, английский студент Артур Кейли, которыми восхищался Кляйн. В 1897 году Кляйн стал иностранным членом Королевская Нидерландская академия искусств и наук.[8]

Около 1900 года Клейн начал интересоваться математическим обучением в школах. В 1905 году он решительно сформулировал план, рекомендующий аналитическая геометрия, рудименты дифференциальной и интегральной исчисление, а функция концепция преподается в средних школах.[9][10] Эта рекомендация постепенно внедрялась во многих странах мира. В 1908 году Кляйн был избран президентом Международная комиссия по математическому обучению в Риме Международный конгресс математиков.[11] Под его руководством немецкая часть Комиссии опубликовала много томов о преподавании математики на всех уровнях в Германии.

В Лондонское математическое общество наградил Кляйн своим Медаль Де Моргана в 1893 г. он был избран членом Королевское общество в 1885 г. и был награжден Медаль Копли в течение 1912 года. В следующем году он вышел на пенсию из-за плохого здоровья, но еще несколько лет продолжал преподавать математику у себя дома.

Кляйн был одним из 93 подписантов Манифест девяноста трех, документ, написанный в поддержку немецкого вторжения в Бельгию на ранних этапах Первая Мировая Война.

Кляйн имел титул Geheimrat (надежный советник).

Он умер в Геттингене в 1925 году.

Работа

Кляйна по линейная геометрия и его приложения к механика, классифицировал комплексы второй степени по линии Weierstrass Теория элементарных делителей.

Первые важные математические открытия Кляйн были сделаны в 1870 году. В сотрудничестве с Софус Ли, он обнаружил основные свойства асимптотических линий на Куммер поверхность. Позже они исследовали W-образные кривые, кривые, инвариантные относительно группы проективные преобразования. Именно Ли познакомил Кляйна с концепцией группы, которая сыграла важную роль в его более поздних работах. Кляйн также узнал о группах от Камилла Джордан.[12]

Выдувная бутылка Клейна

Кляйн разработал "Бутылка Клейна «названная в его честь, односторонняя замкнутая поверхность, которую нельзя вложить в трехмерную Евклидово пространство, но он может быть погружен как цилиндр, петляющий через себя, чтобы соединиться с другим концом "изнутри". Он может быть вложен в евклидово пространство размерностей 4 и выше. Концепция бутылки Клейна была разработана как трехмерная Лента Мебиуса, при этом одним из способов изготовления является соединение краев двух Ленты Мебиуса.[13]

В 1890-х годах Кляйн начал изучать математическая физика более интенсивно писать на гироскоп с участием Арнольд Зоммерфельд.[14] В 1894 году он инициировал идею энциклопедии математики, включая ее приложения, которая стала Encyklopädie der Mathematischen Wissenschaften. Это предприятие, просуществовавшее до 1935 года, стало важным эталоном непреходящей ценности.[15]

Программа Эрланген

Основная статья: Программа Эрланген

В 1871 году, находясь в Геттингене, Кляйн сделал важные открытия в геометрии. Он опубликовал две статьи О так называемой неевклидовой геометрии показывая, что евклидовы и неевклидовы геометрии могут рассматриваться метрические пространства определяется Метрика Кэли-Клейна. Это понимание привело к тому, что неевклидова геометрия был непротиворечивым тогда и только тогда, когда Евклидова геометрия было, придавая одинаковый статус геометриям евклидовой и неевклидовой, и положив конец всем спорам о неевклидовой геометрии. Артур Кэли никогда не принимал аргумент Кляйна, считая его циркулярным.

Кляйнский синтез геометрия как изучение свойств пространства, инвариантного относительно заданного группа преобразований, известный как Программа Эрланген (1872 г.), оказали глубокое влияние на эволюцию математики. Эта программа была инициирована вступительной лекцией Кляйна в качестве профессора в Эрлангене, хотя это не была реальная речь, которую он произнес по этому поводу. Программа предлагала единую систему геометрии, которая стала общепринятым современным методом. Клейн показал, как существенные свойства данной геометрии могут быть представлены группой трансформации которые сохраняют эти свойства. Таким образом, определение геометрии в программе включает как евклидову, так и неевклидову геометрию.

В настоящее время значение вклада Клейна в геометрию более чем очевидно, но не потому, что этот вклад теперь считается странным или неправильным. Напротив, эти вклады стали настолько важной частью нашего нынешнего математического мышления, что нам трудно оценить их новизну и то, как они не были сразу приняты всеми его современниками.

Комплексный анализ

Кляйн видел свою работу на комплексный анализ как его основной вклад в математику, в частности, его работы по:

Кляйн показал, что модульная группа перемещает фундаментальную область комплексная плоскость с тем чтобы мозаика тот самолет. В 1879 году он исследовал действие PSL (2,7), рассматриваемый как образ модульная группа, и получили явное представление Риманова поверхность теперь называется Кляйн квартика. Он показал, что эта поверхность была кривой в проективное пространство, что его уравнение было Икс3у + у3z + z3Икс = 0, и что его группа симметрии был PSL (2,7) из порядок 168. Его Теория алгебры Уебера Римана, функционала и интеграла (1882) рассматривает комплексный анализ геометрическим способом, связывая теория потенциала и конформные отображения. В этой работе были использованы идеи динамика жидкостей.

Кляйн рассматривал уравнения степени> 4 и особенно интересовался использованием трансцендентных методов для решения общего уравнения пятой степени. Опираясь на методы Чарльз Эрмит и Леопольд Кронекер, он дал результаты, аналогичные результатам Бриоски, а затем полностью решил проблему с помощью группа икосаэдров. Эта работа позволила ему написать серию статей по эллиптические модульные функции.

В его книге 1884 г. икосаэдр, Кляйн установил теорию автоморфные функции, связывая алгебру и геометрию. Однако Пуанкаре опубликовал набросок своей теории автоморфных функций в 1881 году, что привело к дружескому соперничеству между двумя мужчинами. Оба стремились заявить и доказать великое теорема униформизации это установило бы новую теорию более полно. Кляйну удалось сформулировать такую ​​теорему и описать стратегию ее доказательства. Но при выполнении этой работы его здоровье, как упоминалось выше, ухудшилось.

Кляйн резюмировал свою работу над автоморфный и эллиптические модульные функции в четырехтомном трактате, написанном с Роберт Фрике в течение примерно 20 лет.

Избранные работы

  • 1882: Теория алгебры и интегралов Уебера Римана JFM  14.0358.01
  • электронный текст в Проект Гутенберг, также имеется в Корнелле
  • 1884:Vorlesungen über das Ikosaeder und die Auflösung der Gleichungen vom 5ten Grade
    • Английский перевод Дж. Г. Морриса (1888 г.) Лекции об икосаэдре; и решение уравнений пятой степени через Интернет-архив
  • 1886: Über hyperelliptische Sigmafunktionen Erster Aufsatz p. 323–356, г. Mathematische Annalen Bd. 27,
  • 1888: Über hyperelliptische Sigmafunktionen Zweiter Aufsatz p. 357–387, Матем. Annalen, Bd. 32,
  • 1894: Über die hypergeometrische Funktion
  • 1894: Über lineare Differentialgleichungen der 2. Ordnung
  • 1897: (с Арнольд Зоммерфельд ) Теория Крейзеля (более поздние тома: 1898, 1903, 1910)
  • 1890: (с Роберт Фрике ) Vorlesungen über die Theorie der elliptischen Modulfunktionen (2 тома)[16] и 1892 г.)
  • 1894: Эванстонский коллоквиум (1893) сообщен и опубликован Ziwet (Нью-Йорк, 1894).[17]
  • Фрике, Роберт; Кляйн, Феликс (1897), Vorlesungen über die Theorie der automorphen Functionen. Эрстер Бэнд; Die gruppentheoretischen Grundlagen (на немецком языке), Лейпциг: Б. Г. Тойбнер, ISBN  978-1-4297-0551-6, JFM  28.0334.01[18] Zweiter Band. 1901 г.[18]
  • 1901: Wissenschaftliches Tagebuch Гаусса, 1796—1814 гг. Мит Анвендунген фон Феликс Кляйн[19]
  • Фрике, Роберт; Кляйн, Феликс (1912), Vorlesungen über die Theorie der automorphen Functionen. Zweiter Band: Die funktionentheoretischen Ausführungen und die Anwendungen. 1. Lieferung: Engere Theorie der automorphen Funktionen (на немецком языке), Лейпциг: Б. Г. Тойбнер., ISBN  978-1-4297-0552-3, JFM  32.0430.01
  • 1897: Математическая теория вершины (Адрес в Принстоне, Нью-Йорк)[20]
  • 1895: Vorträge über ausgewählte Fragen der Elementargeometrie[21]
  • 1908: Elementarmathematik vom höheren Standpunkte aus (Лейпциг)
  • 1926: Vorlesungen über die Entwicklung der Mathematik im 19. Jahrhundert (2 Bände), Julius Springer Verlag, Берлин[22] & 1927. С. Феликс Кляйн Vorlesungen über die Entwicklung der Mathematik im 19. Jahrhundert
  • 1928: Vorlesungen über nichteuklidische Geometrie, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, Springer Verlag[23]
  • 1933: Vorlesungen über die hypergeometrische Funktion, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, Springer Verlag

Список используемой литературы

  • 1887. «Арифметизация математики» в Ewald, William B., ed., 1996. От Канта до Гильберта: Справочник по основам математики, 2 тт. Оксфордский университет. Пресс: 965–71.
  • 1921. "Felix Klein gesammelte Mathematische Abhandlungen" Р. Фрике и А. Островски (ред.) Берлин, Springer. 3 тома. (онлайн-копия на ГДЗ )
  • 1890. "Nicht-Euklidische Geometrie "

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Снайдер, Верджил (1922). «Собрание сочинений Клейна». Бык. Амер. Математика. Soc. 28 (3): 125–129. Дои:10.1090 / S0002-9904-1922-03510-0.
  2. ^ Рюдигер Тиле (2011). Феликс Кляйн в Лейпциге: mit F. Kleins Antrittsrede, Лейпциг 1880 г. (на немецком). п. 195. ISBN  978-3-937219-47-9.
  3. ^ Холстед, Джордж Брюс (1894 г.). «Биография: Феликс Кляйн». Американский математический ежемесячник. 1 (12): 416–420. Дои:10.2307/2969034. JSTOR  2969034.
  4. ^ Айвор Граттан-Гиннесс, изд. (2005). Достопримечательности западной математики 1640–1940 гг.. Эльзевир. п. 546. ISBN  978-0-08-045744-4.
  5. ^ Численко, Евгений; Чинкель, Юрий. "Протоколы Феликса Клейна", Уведомления Американского математического общества, Август 2007 г., том 54, номер 8, стр. 960–970.
  6. ^ Рид, Констанс (1996). Гильберта. Нью-Йорк: Springer-Verlag. п. 19. ISBN  9781461207399.
  7. ^ Дело, Бетти Энн, изд. (1996). "Приходите на ярмарку: Чикагский математический конгресс 1893 года Дэвид Э. Роу и Карен Хангер Паршалл ". Век математических встреч. Американское математическое общество. п. 64. ISBN  9780821804650.
  8. ^ "Феликс К. Кляйн (1849–1925)". Королевская Нидерландская академия искусств и наук. Получено 22 июля 2015.
  9. ^ Гэри Маккалок; Дэвид Крук, ред. (2013). Международная энциклопедия образования Рутледж. Рутледж. п. 373. ISBN  978-1-317-85358-9.
  10. ^ Александр Карп; Герт Шубринг, ред. (2014). Справочник по истории математического образования. Springer Science & Business Media. С. 499–500. ISBN  978-1-4614-9155-2.
  11. ^ Александр Карп; Герт Шубринг, ред. (2014). Справочник по истории математического образования. Springer Science & Business Media. п. 503. ISBN  978-1-4614-9155-2.
  12. ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф., "Феликс Кляйн", Архив истории математики MacTutor, Сент-Эндрюсский университет.
  13. ^ Numberphile (22 июня 2015 г.), Бутылки Кляйна - Numberphile, получено 26 апреля 2017
  14. ^ de: Вернер Бурау и de: Бруно Шенеберг «Кляйн, Кристиан Феликс». Полный словарь научной биографии. 2008. Получено 4 декабря 2014 г. с Encyclopedia.com: http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-2830902326.html
  15. ^ Айвор Граттан-Гиннесс (2009) Пути обучения: дороги, пути, пути в истории математики, стр 44, 45, 90, Издательство Университета Джона Хопкинса, ISBN  0-8018-9248-1
  16. ^ Коул, Ф. (1892). "Vorlesungen über die Theorie der elliptischen Modulfunktionen фон Феликс Кляйн, Erste Band " (PDF). Бык. Амер. Математика. Soc. 1 (5): 105–120. Дои:10.1090 / S0002-9904-1892-00049-3.
  17. ^ Уайт, Генри С. (1894). "Обзор: Коллоквиум Эванстона: лекции по математике Феликса Кляйна " (PDF). Бык. Амер. Математика. Soc. 3 (5): 119–122. Дои:10.1090 / s0002-9904-1894-00190-6.
  18. ^ а б Хатчинсон, Дж. И. (1903). "Обзор: Vorlesungen über die Theorie der automorphen Functionen фон Роберт Фрике и Феликс Кляйн, Erste Band и Zweiter Band " (PDF). 9 (9): 470–492. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  19. ^ Бохер, Максим (1902). "Обзор: Wissenschaftlichen Tagebuch Гаусса, 1796—1814 гг. Mit Anwendungen von Felix Klein " (PDF). Бык. Амер. Математика. Soc. 9 (2): 125–126. Дои:10.1090 / с0002-9904-1902-00959-2.
  20. ^ Томпсон, Генри Даллас (1899). "Обзор: Математическая теория вершины Феликса Кляйна " (PDF). Бык. Амер. Математика. Soc. 5 (10): 486–487. Дои:10.1090 / с0002-9904-1899-00643-8.
  21. ^ Скотт, Шарлотта Ангас (1896). "Обзор: Vorträge über ausgewählte Fragen der Elementargeometrie фон Феликс Кляйн " (PDF). Бык. Амер. Математика. Soc. 2 (6): 157–164. Дои:10.1090 / s0002-9904-1896-00328-1.
  22. ^ Смит, Дэвид Юджин (1928). "Обзор: Vorlesungen über die Entwicklung der Mathematik im 19. Jahrhundert фон Феликс Кляйн. Erste Band » (PDF). 34 (4): 521–522. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  23. ^ Аллен, Эдвард Свитцер (1929). «Три книги по неевклидовой геометрии». Бык. Амер. Математика. Soc. 35: 271–276. Дои:10.1090 / S0002-9904-1929-04726-8.

дальнейшее чтение

внешние ссылки