人物簡介
閔可夫斯基(Hermann Minkowski,1864-1909)出生于俄國的Alexotas(現(xiàn)在變成立陶宛的Kaunas)。父親是一個成功的猶太商人,但是當時的俄國政府迫害猶太人,所以當閔可夫斯基八歲時,父親就帶全家搬到普魯士的Konigsberg(哥尼斯堡)定居,和另一位數(shù)學(xué)家希爾伯特(Hilbert)的家僅一河之隔。閔可夫斯基有兩個哥哥,他是幺弟。大哥Max在俄國時因為種族歧視,不能進學(xué)校讀書,后來也一直沒有受正規(guī)教育,長大后與他父親一起經(jīng)商,繼承父業(yè)成為一個成功的商人。二哥就是發(fā)現(xiàn)胰島素和糖尿病關(guān)聯(lián)的著名醫(yī)學(xué)家Oscar Minkowski,人稱“胰島素之父”。閔可夫斯基本人則因數(shù)學(xué)才能出眾,早有神童之名,后來更是優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家。他們兄弟三人都十分杰出,在Konigsberg曾經(jīng)轟動一時。
人物生平
1873年,閔可夫斯基進入艾爾斯塔特預(yù)科學(xué)校讀書。他思考敏捷,記憶力極佳,很快就表現(xiàn)出數(shù)學(xué)天賦。不僅如此,閔可夫斯基熟讀莎士比亞、席勒和歌德的作品,歌德的《浮士德》幾乎可以全文背誦。這和大雞慢啼的Hilbert不同。八年的預(yù)科學(xué)校課程,閔可夫斯基只花了五年半就完成學(xué)業(yè)。因此,雖然閔可夫斯基比Hilbert小兩歲,卻早一年畢業(yè)。當時德國大學(xué)可以自由選擇任何大學(xué)注冊。閔可夫斯基先進入當?shù)氐拇髮W(xué),不久就轉(zhuǎn)到柏林大學(xué),三個學(xué)期后又回到Konigsberg大學(xué)。在大學(xué)期間,他曾先后受教于Helmholtz、Hurwitz、Lindeman、克羅內(nèi)克爾(Kronecker)、庫謨(Kummer)、Weber、魏爾斯特拉斯(Weierstrass)和Kirchhoff(克希荷夫)等人。在Konigsberg大學(xué),閔可夫斯基和Hilbert重逢,兩人志趣相投,結(jié)為終生的摯友。1884年,年方25的數(shù)學(xué)家Hurwitz來到Konigsberg大學(xué)當副教授,很快地便和閔可夫斯基及Hilbert建立起友誼,共同的科學(xué)愛好把他們緊密地結(jié)合在一起。每天下午五點,都可以看見他們?nèi)嗽谔O果園里散步,討論當前的數(shù)學(xué)問題,時而低頭苦思、時而滔滔不絕,時而爭辯,時而會心地哈哈大笑,旁人看來真是一群數(shù)學(xué)瘋子。然而,這些討論對他們各自的數(shù)學(xué)工作產(chǎn)生重要的影響。Hilbert后來寫道:在無數(shù)次的散步中,我們?nèi)颂骄苛藬?shù)學(xué)科學(xué)的每一個角落。Hurwitz學(xué)識淵博,他總是我們的帶路人。大學(xué)期間,Minkowski就曾因出色的數(shù)學(xué)工作而獲獎。1881年,法國科學(xué)發(fā)出通告,懸賞求解一個數(shù)學(xué)難題:試證任何一個正整數(shù)都可以表成五平方數(shù)的和。年僅十的閔可夫斯基所做出的結(jié)果大大超過了原問題,然截稿日期已近,根據(jù)比賽規(guī)則需譯為法文,但閔可夫斯基已經(jīng)來不及,事已至此,他還是決定投稿一試。翌年,大獎揭曉,由十八歲的閔可夫斯基和英國著名數(shù)學(xué)家Henry Smith共同獲獎。閔可夫斯基再次轟動Konigsberg。1885年夏,閔可夫斯基在Konigsberg大學(xué)取得博士學(xué)位。服過短暫的兵役后,1886年被聘為Bonn大學(xué)講師。1891年柏林大學(xué)的數(shù)學(xué)教授Kronecker去世,引起德國各大學(xué)教授、副教授的變動。Konigsberg大學(xué)副教授Hurwitz調(diào)到蘇黎世大學(xué)擔(dān)任數(shù)學(xué)教授,Hilbert則接任他的位置,閔可夫斯基則升為Bonn大學(xué)副教授。1895年,Hilbert被Klein網(wǎng)羅到哥廷根大學(xué),閔可夫斯基就接任他在Konigsberg大學(xué)的教授職位。1896年,閔可夫斯基轉(zhuǎn)到蘇黎世大學(xué)和Hurwitz共事。物理學(xué)大師Einstein曾是他的學(xué)生。1902年,閔可夫斯基也被Klein網(wǎng)羅,加入哥廷根大學(xué)的數(shù)學(xué)大師之林,一直到他過世為止。閔可夫斯基在1897年結(jié)婚,他的妻子Auguste Adler是Konigsberg附近一位皮革廠廠長的女兒。他們有兩女兒。1909年1月10日,閔可夫斯基在正達創(chuàng)作力高峰時,突患急性闌尾炎,搶救無效,不幸于1月12日去世,年僅45歲。生前摯友Hilbert替他整理遺作,1911年出版《閔可夫斯基全集》(Gesammelte Abhandlungenvon Hermann Minkowski)。
研究領(lǐng)域
閔可夫斯基的主要工作在數(shù)論、代數(shù)和數(shù)學(xué)物理上。在數(shù)論上,他對二次型進行了重要的研究。在1881年法國大獎中,Minkowski深入鉆研了高斯(Gauss)、狄利克雷(Dirichlet)、和愛因斯坦(Einenstein)等人的論著。因為Gauss曾在研究把一個整數(shù)分解為三個平方數(shù)之和時用了二元二次型的性質(zhì),Minkowski由前人的工作中認識到把一個整數(shù)分解為五個平方數(shù)之和的方法與四元二次型有關(guān)。由此,他深入研究了n元二次型,建立了完整的理論體系。這樣一來,原題就很容易從更一般的理論中得出,Minkowski交給法國科學(xué)院的論文長達140頁,遠遠超出了原題的范圍。Minkowski此后仍繼續(xù)研究n元二次型的理論。他透過三個不變量刻畫了有理系數(shù)二次型有理系數(shù)線性變換下的等價性,完成了實系數(shù)正定二次型的約化理論(1905),現(xiàn)稱“Minkowski約化理論”。當Minkowski用幾何方法研究n元二次型的約化問題時,獲得了十分精彩而清晰的結(jié)果。他把用這種方法建立起來的關(guān)于數(shù)的理論為“數(shù)的幾何”,其中包括著名的閔克夫斯基原理。由這里又引導(dǎo)出他在“凸體幾何”方面的研究,這項研究的副產(chǎn)品就是著名的Minkowski不等式:{Σ(ak+bk)r}1/r≦{Σakr}1/r+{Σbkr}1/r。
數(shù)學(xué)物理研究
Minkowski早年就對數(shù)學(xué)物理有興趣,在Bonn大學(xué)任職時,他就曾協(xié)助物理學(xué)家赫茲(Hertz)研究電磁波的理論。1905年以后,他幾乎把所有的精力都放在電動力學(xué)上。1907年,Minkowski體悟到可以用非歐空間的想法來理解洛侖茲(Lorentz)和Einstein的工作,他認為過去一直被認定是獨立的時間和空間的概念可以被結(jié)合在一個四維的時空結(jié)講中:ds2=c2dt2+dx2+dy2+dz2這種結(jié)構(gòu)后來被稱為"Minkowski’s World"。據(jù)此,同一現(xiàn)象的不同描述能用簡單的數(shù)學(xué)方式表出。這些工作為狹義相對論提供了骨架。諾貝爾物理獎得主M.Bonn曾說,他在Minkowski的數(shù)學(xué)工作找到了“相對論的整個武器庫”。Minkowski在這方面的著述主要有1907年的Raumund Zeit和1909年的Zwei Abhandlungenuerdie Grundgleichungender Elektrodynamik。
主要貢獻
閔可夫斯基工作的主要領(lǐng)域在數(shù)論、代數(shù)和數(shù)學(xué)物理方面。在數(shù)論領(lǐng)域,他對二次型進行了重要的研究。在1881年法國科學(xué)院懸賞的大獎中,閔可夫斯基鉆研了高斯、狄利克雷等人的論著,深入研究了n元二次型,建立了完整的理論體系。此后,閔可夫斯基繼續(xù)研究,于1905年建立了實系數(shù)正定二次型的約化理論,被稱為“閔可夫斯基約化理論”。在數(shù)學(xué)物理方面,閔可夫斯基在波恩大學(xué)任職時,曾協(xié)助著名物理學(xué)家赫茲研究電磁波的理論。1905年以后,閔可夫斯基將幾乎所有精力放在電動力學(xué)上。1907年,閔可夫斯基認識到可以用非歐空間來描述洛侖茲和愛因斯坦的工作,將過去被認為是獨立的時間和空間結(jié)合到一個四維的時空結(jié)構(gòu)中,即閔可夫斯基時空。閔可夫斯基時空為廣義相對論的建立提供了框架。為紀念這位數(shù)學(xué)家,第12493號小行星以他的名字“閔可夫斯基”命名。
奧斯卡·閔可夫斯基
(Oscar Minkowski,1858u20131931):德國醫(yī)學(xué)家,“胰島素之父”,赫爾曼·閔可夫斯基的哥哥;
魯?shù)婪颉らh可夫斯基
(1895-1976):美籍德裔天文學(xué)家,赫爾曼·閔可夫斯的侄子。