尼尔斯·亨利克·阿贝尔(1802年8月5日-1829年4月6日),
挪威数学家,在很多数学领域做出了开创性的工作。他最著名的一个成果是首次完整地给出了高于四次的一般
代数方程没有一般形式的代数解的证明。这个问题是他那个时代最著名的未解决问题之一,悬疑达250多年。他也是
椭圆函数领域的开拓者,阿贝尔函数的发现者。
清贫少年
阿贝尔(Niels Henrik Abel,1802年8月5日─1829年4月 6日)是十九世纪挪威最伟大数学家。他的父亲是挪威
克里斯蒂安桑(Kristiansand)主教区芬杜(Findö)小村庄的牧师,全家生活在穷困之中。1815年,他进入了
奥斯陆的一所天
主教学校读书,他的数学才华便显露出来。在他的老师霍尔姆伯(Holmboë)的引导下,他学习了许多当时的著名数学家的著作,包括:
牛顿(Newton)、
欧拉(Euler)、
拉格朗日(Lagrange)及
高斯(Gauss)等。他不单了解他们的理论,而且可以找出他们一些微小的漏洞。
1820年,阿贝尔的父亲去世,照顾家人重担突然落到他的肩上。虽然如此,1821年阿贝尔借助他的老师霍尔姆伯的补助,仍可进入奥斯陆的克里斯蒂安尼亚大学(University of Christinania),即
奥斯陆大学(Universitetet i Oslo)就读,于1822年获大学预颁学位,并由霍尔姆伯的资助下继续学业。在学校里,他几乎全是自学,同时花大量时间作研究。
隐没天才
1823年,当阿贝尔的第一篇论文发表后,他的朋友便力请
挪威政府资助他到德国及法国进修。1824年,在等待政府回复时,他发表了《
一元五次方程没有代数一般解》的论文,渴望为他的研究带来肯定。他把论文寄了给当时有名的数学家高斯,可惜高斯错过了这篇论文,也不知道这个著名的代数难题已被解破。1825-26年的冬季,他远赴
柏林,并认识了克列尔(Crelle)。克列尔是个
土木工程师,而且对数学很有热诚,他跟阿贝尔成为很要好的朋友。1826年,在阿贝尔的鼓励下,克列尔创立了一份纯数学和
应用数学杂志(Journal für die reine und angewandte Mathematik),该杂志的第一期便刊登了阿贝尔在五次方程的
工作成果,另外还有方程理论、泛函方程及
理论力学等方面的论文。在柏林,新的数学向导使他继续独立地进行研究工作,后来阿贝尔又到了欧洲不同的地方。
1826年夏天,他在巴黎造访了当时最顶尖的数学家,并且完成了一份有关
超越函数的研究报告。这些工作展示出一个
代数函数理论,现称为
阿贝尔定理,而这个定理也是后期
阿贝尔积分及阿贝尔函数的理论基础。他在巴黎被冷落对待,他曾经把他的研究报告寄去
法国科学院,渴望得到好评,但他的努力也是徒然。他在离开巴黎前染顽疾,最初以为只是
感冒,后来才知道是
肺结核病。
他辗转回到
挪威,但欠下了不少债务。他只好靠教书及收取大学的微薄津贴为生。1828年,他找到一份
代课教师之职来维持生计。但他的穷困及病况并没有减低他对数学的热诚,他在这段期间写了大量的论文,主要是方程理论及
椭圆函数,也就是有关阿贝尔方程和
阿贝尔群的理论。他比
雅可比(Jacobi)更快完善了椭圆函数的理论。此时,阿贝尔的名声经已响遍所有的数学中心,各方面的人也希望为他找到一个适当的教授席位,当中克列尔便希望为他在柏林找到一个教授席位。
1828年冬天,阿贝尔的病逐渐严重起来。他在圣诞节去芬罗兰(Froland)探望他的未婚妻克莱利·肯姆普(Crelly Kemp)期间,病情恶化。1829年1月,他已知自己寿命不长,出血的症状已无法否认。
1829年4月6日凌晨,阿贝尔去世了,他的未婚妻坚持拒绝他人资助照顾阿贝尔,“单独占有这最后的时刻”。
阿贝尔去世后,他的老师霍尔姆伯于1839年为他出版了文集。
迟到荣誉
直到阿贝尔去世前不久,人们才认识到他的价值。1828年,四名
法国科学院院士上书给
挪威国王,请他为阿贝尔提供合适的
科学研究平台,勒让德也在科学院会议上对阿贝尔大加赞赏。在阿贝尔死后两天,克列尔写信说为阿贝尔成功争取了
柏林大学(Freie Universität Berlin)数学教授职位,可惜已经太迟了,一代天才数学家已经在收到这消息前去世了。此后荣誉和褒奖接踵而来,1830年他和卡尔·
雅可比共同获得法国科学院大奖。
阿贝尔在数学方面的成就是多方面的。除了
五次方程之外,他还研究了更广的一类
代数方程,后人发现这是具有交换的
伽罗瓦群的方程。为了纪念他,后人称交换群为
阿贝尔群。阿贝尔还研究过
无穷级数,得到了一些
判别准则以及关于
幂级数求和的定理。这些工作使他成为
分析学严格化的推动者。
阿贝尔和
雅可比是公认的
椭圆函数论的奠基者。阿贝尔发现了椭圆函数的
加法定理、双周期性、并引进了
椭圆积分的反演。在巴黎期间,他完成了巨著《论一类广泛的超越函数的一般性质》,在该书中,他研究了 类型积分(数学上现称为
阿贝尔积分),其中,R(x,y))是x,y的任意有理函数,而y表示x的代数函数,开创了椭圆函数论这一数学分支。
他还证明了关于上述积分之和的定理,现称
阿贝尔定理。他断言:若干个这种积分之和可以用g个这种积分之和加上一些代数的与
对数的项表示出来,其中g只依赖于ƒ,就是ƒ的
亏格。阿贝尔这一系列工作为椭圆函数论的研究开拓了道路,并深刻地影响着其他数学分支。
埃尔米特曾说:阿贝尔留下的思想可供数学家们工作150年。
科学院秘书
傅立叶读了论文的引言,然后委托
勒让德和
柯西负责审查。柯西把稿件带回家中,究竟放在什么地方,竟记不起来了。直到两年以后阿贝尔已经去世,失踪的论文原稿才重新找到,而论文的正式发表,则迁延了12年之久。