• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.人物经历
  • 4.科学研究
  • 4.1.数论
  • 4.2.分析
  • 4.3.数学物理
  • 5.人物著作
  • 6.狄利克雷定理
  • 7.家庭情况
  • 8.参考资料

约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷

约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet),德国数学家。科隆大学博士。历任柏林大学和格廷根大学教授。柏林科学院院士。是解析数论的创始人。对函数论、位势论和三角级数论都有重要贡献。主要著作有《数论讲义》、《定积分》等1

基本信息

  • 中文名

    约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷

  • 外文名

    Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet

  • 国籍

    德国

  • 出生日期

    1805年2月13日

  • 逝世日期

    1859年5月5日

人物经历

狄利克雷是德国数学家。1805年2月13日生于迪伦;1859年5月5日卒于哥廷根。

狄利克雷出生于一个具有法兰西血统的家庭。自幼喜欢数学,在12岁前就将零用钱攒起来买数学书阅读。16岁中学毕业后,父母希望他学习法律,但狄利克雷却决心攻读数学,他先在迪伦学习,后到哥廷根受业于高斯。1822年到1827年间旅居巴黎当家庭教师。在此期间,他参加了以傅里叶为首的青年数学家小组的活动,深受傅里叶学术思想的影响。1827年在波兰布雷斯劳大学任讲师。1829年任柏林大学讲师,1839年升为教授。1855年,高斯逝世后,他作为高斯的继任者被哥廷根大学聘任为教授,直至逝世。他1831年被选为普鲁士科学院院士,1855年被选为英国皇家学会会员2

狄利克雷16岁通过中学毕业考试后,父母希望他攻读法律,但他已选定数学为其终身职业。当时的德国数学界,除高斯一人名噪欧洲外,普遍水平较低;又因高斯不喜好教学,于是狄利克雷决定到数学中心巴黎上大学,那里有一批灿如明星的数学家,诸如P.S.拉普拉斯(Laplace)、A.勒让德(Legendre)、J.傅里叶(Fourier)、S.泊松(Poisson)、S.拉克鲁瓦(Lacroix)、J.B.比奥(Biot)等等。

1822年5月,狄利克雷到达巴黎,选定在法兰西学院和巴黎理学院攻读;其间因患轻度天花影响了听课,幸好时间不长。1823年夏,他被选中担任M.法伊(Fay)将军的孩子们的家庭教师。法伊是拿破仑时代的英雄,时任国民议会反对派的领袖。狄利克雷担任此职,不仅收入颇丰,而且受到视如家人的善待,还结识了许多法国知识界的名流。其中,他对数学家傅里叶尤为尊敬,受其在三角级数和数学物理方面工作的影响颇深。另一方面,狄利克雷从未放弃对高斯1801年出版的数论名著《算术研究》(Dispui-sitiones arithmeticae)的钻研。据传他即使在旅途中也总是随身携带此书,形影不离。当时还没有其他数学家能完全理解高斯的这部书,狄利克雷是第一位真正掌握其精髓的人。可以说,高斯和傅里叶是对狄利克雷学术研究影响最大的两位数学前辈。

1825年,狄利克雷向法国科学院提交他的第一篇数学论文,题为“某些五次不定方程的不可解”(Mémoire sur L'impossibilite de quelques équations indéterminées du cinquieme degré)。他利用代数数论方法讨论形如x5+y5=A·z5的方程。几周后,勒让德利用该文中的方法证明了image当n=5时无整数解;狄利克雷本人不久也独立证明出同一结论。(后来狄利克雷再次研究费马大定理时,证明n=14时该方程无整数解。)

1825年11月,法伊将军去世。1826年,狄利克雷在为振兴德国自然科学研究而奔走的A.洪堡(von Humboldt)的影响下,返回德国,在布雷斯劳大学获讲师资格(他在法国未攻读博士学位,而由科隆大学授予他荣誉博士头衔,这是获讲师资格的必要条件),后升任编外教授(extraordinary professor,为介于正式教授和讲师之间的职称)。

1828年,狄利克雷又经洪堡的帮助来到学术空气较浓厚的柏林,任教于柏林军事学院。同年,他又被聘为柏林大学编外教授(后升为正式教授),开始了他在柏林长达27年的教学与研究生涯。由于他讲课清晰,思想深邃,为人谦逊,谆谆善诱,培养了一批优秀数学家,对德国在19世纪后期成为国际上又一个数学中心产生了巨大影响。

1831年,狄利克雷成为柏林科学院院士。同年,他和哲学家M.门德尔松(Mende1ssohn)(音乐家费利克斯·门德尔松之姐)的外孙女丽贝卡·门德尔松-巴托尔特(Rebecca Mendelssohn-Bartholdy)结婚。

1855年高斯去世,狄利克雷被选定作为高斯的继任到格丁根大学任教。与在柏林繁重的教学任务相比,他很欣赏在格丁根有更多自由支配的时间从事研究(这一时期主要从事一般力学的研究)。可惜美景不长,1858年夏他去瑞士蒙特勒开会,作纪念高斯的演讲,在那里突发心脏病。狄利克雷虽平安返回了格丁根,但在病中遭夫人中风身亡的打击,病情加重,于1859年春与世长辞。

科学研究

数论

在数论方面,他对高斯的’《算术研究》进行了研究,并有所创新,对费马大定理,他给出当n=14时,无整数解的证明;还探讨了二次型、多项式的因子、二次和双二次互反德等等问题;还开创了解析数论的研究3

狄利克雷在柏林的早期数论工作,集中在改进高斯在《算术研究》及其他数论文章中的证明或表述方式。如高斯给出的二次互反律的第一个证明相当烦琐,需对8种情形作分别的处理;狄利克雷简化了这一证明,把全部情形归结为2种。其后,他在高斯的理论中引入了一些更深入的问题和结果。如为解二元型理论中的某些困难问题,他开始讨论三元型的课题,提出了一个富有成果的新领域。1837年7月27日,狄利克雷在柏林科学院会议上,提交了对勒让德的一个猜想的解答,他证明任一形如an+b,n=0,1,2,…的算术级数,若a,b互素,则它含有无穷多个素数(即算术级数的素是复数)和二元二次型类数的计算等分析学工具和方法,成为解析数论的开创性工作。

1842年,狄利克雷开始研究具有高斯系数的型,首次运用了“盒子原理”——若将多于n个的物体放入n个盒子,则至少有一个盒子含有多于一个的物体,它在现代数论的许多论证中起重要作用。

1846年,他在属于代数数论的单元理论的文章“复单元理论(Zur Theorie der complexen Einheiten)中,获得了一个漂亮而完整的结果,现称狄利克雷单元定理:对由一个不可约方程及其r个实根和s对复根定义的代数数域 K=Q(α),一切单元构成的阿贝尔群的秩为r+s-1,其有限阶元部分由域中单位根组成。

1863年,狄利克雷的《数论讲义》(Vorlesungen über Zahlen-theorie)由他的学生和朋友R.戴德金(Dedekind)编辑出版,这份讲义不仅是对高斯《算术研究》的最好注释,而且融进了他在数论方面的许多精心创造,之后多次再版,成为数论经典之一。

分析

在分析方面,他最卓越的工作是对傅立叶级数收敛性的研究。他在1822——1825年期间在巴黎会见傅立叶之后,对傅立叶级数产生了兴趣。日本数学家丸山哲郎说:“把任意函数用三角级数表示出来的傅立叶方法,被狄利克雷所继承,他给出了关于傅立叶级数的收敛性证明。”4