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喬治·格林
來源:互聯網

喬治·格林(George Green,1793年7月14日-1841年5月31日),英國數學家、物理學家,為“位勢論”及其應用奠定了完整的數學基礎,對19世紀數學物理學科的發展做出了十分重要的貢獻。曾在劍橋大學學習和任教。

喬治·格林是第一個嘗試設計電和磁理論的人,這項工作預示著英國現代數學物理學的開始。他在首篇學術論文中就推廣了泊松在電磁學方面的相關研究工作,引進了三維空間的格林公式,并證明了其解可以用格林函數給出。另外,作為開創性的成果,格林還第一次引進了“位勢函數”的概念,第一次引進了彈性力學一般形式的守恒定律和彈性應變的“格林張量”,建立了描述光媒質振動的偏微分方程,建立了描述“孤立波”(soliton)的淺水波動方程等等。

在他死后,數學物理學家們陸續發現了格林函數及其思想方法具有優越的特性,這讓格林函數在各種數學、物理、工程科學中獲得了極其廣泛的應用。在純粹數學領域,格林定理還和斯托克斯公式一起,啟迪了后來微分形式理論和流形上微積分的誕生。

個人貢獻

1828年,他寫成重要著作《數學分析在電磁理論中的應用》,書中他引入了位勢概念,提出了著名的格林函數與格林定理,發展了電磁理論。他在晶體中光的反射和折射等方面有較大的貢獻。他還發展了能量守恒定律,得出了彈性理論的基本方程變分法中的狄利克雷原理、超球面函數的概念等最初都是由他提出來的。他的名字經常出現在大學數學、物理教科書或當代文獻中,以他的名字命名的術語有格林定理、格林公式、格林函數、格林曲線、格林算子、格林測度、格林空間等。

人物經歷

格林8歲時曾就讀于一所私立學校,據格林的妹夫回憶,格林在學校表現出非凡的數學才能。可惜這段學習僅延續了一年左右。1802年夏天,格林就輟學回家,幫助父親做工。1807年,格林的父親在諾漢丁郡近郊的史奈登地方買下一座磨坊,從面包師變成的磨坊主。父子二人慘淡經營,家道小康。但格林始終未忘記他對數學的愛好,以驚人的毅力堅持白天工作,晚上自學,把磨坊頂樓當作書齋,攻讀從本市布朗利圖書館借來的數學書籍。布朗利圖書館是由諾丁漢郡有有知識界與商業界人士贊助創辦的,收藏有當時出版的各種重要的學術著作。對格林影響最大的是法國數學家皮埃爾-西蒙·拉普拉斯約瑟夫·拉格朗日、泊松、拉克魯阿等人的著作。通過鉆研,格林不僅掌握了純熟的分析方法,而且能創造地發展、應用。于1828年完成了他的第一篇也是最重要的論文-------“論數學分析在電磁理論中的應用。”這篇論文是靠他的朋友集資印發的,訂閱人中有一位勃隆黑德爵士,是林肯郡的貴族,皇家學會會員。勃隆黑德發現了論文作者的數學才能,特地在自己的莊園接見格林,鼓勵他繼續研究數學。

與勃隆黑德的結識成為格林一生的轉折點。勃隆黑德系劍橋大學岡維爾一凱厄斯學院出身,且又是劍橋分析學會的創始人之一。他建議格林到劍橋深造。1829年1月,格林的父親去世,格林獲得一筆遺產和重新選擇職業的自由,遂將磨坊變賣,全力以赴為進入劍橋大學作準備。這期間他又完成了三篇論文------“關于與電流相似的流體平衡定律的數學研究及其他類似研究論變密度橢圓體外部與內部引力的計算”和“流體介質中擺的振動研究”,均由勃隆黑德爵士推薦發表。1833年10月,年已40的格林終于跨進了劍橋大學的大門,成為岡維爾一凱厄斯學院的自費生。經過4年艱苦的學習,1837年獲劍橋數學榮譽考試一等第四名,翌年獲學士,1839年當選為岡維爾一凱厄斯學院院委。正當一條更加寬廣的科學道路在格林面前豁然展現之時,這位磨坊工出身的數學家卻積勞成疾,不得不回家鄉休養,于1841年5月31日在諾丁病故。

參考資料 >

George Green - Mathematician, Physicist and Miller.諾丁漢大學.2024-03-17

陳關榮:這位格林寫出了自己人生的童話.歐亞系統科學研究會.2024-03-17

George Green.大英百科全書.2024-03-17

數學家 | 喬治·格林.電子學院SPD中心.2024-09-26

數學家格林.查字典數學網.2024-09-26

數學物理學派——從格林到麥克思韋 .李文林 中國科學院數學與系統科學研究院 .2024-09-26

偉大的數學家格林的故事.童鞋會.2021-12-25

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