夏爾·埃爾米特(Charles Hermite),1822年12月24日出生于法國洛林摩澤爾河畔的迪耶于茲,法國數學家,因證明e是超越數而聞名。埃爾米特多項式、埃爾米特規范形式、埃爾米特算子(自伴算子)、埃爾米特矩陣(自伴矩陣)和立方埃爾米特樣條插值法都以他的名字命名。他的研究成果為量子力學提供了基礎代數工具,其中自伴算子(埃爾米特算子)的性質成為了量子力學表達可觀測物理量的基礎。月球北極附近的埃爾米特隕石坑以他的名字命名。他去世于1901年1月14日,葬于巴黎蒙帕納斯公墓。
個人經歷
家庭與童年
夏爾·埃爾米特出生于法國洛林摩澤爾河畔的迪耶于茲。
他的父母一共有7個孩子,夏爾排行第6。他的父親菲迪納·埃爾米特(Ferdinand Hermite)以前曾是一家鹽業公司的首席工程師。菲迪納與妻子馬德雷妮·拉勒曼(Madeleine Lallemand)結婚后,便到岳父的布匹公司里任職。父母所在公司的生意一直經營得很紅火,寬裕的經濟條件為他后來投入艱深的基礎研究免去了后顧之憂。
1828年,埃爾米特一家搬到了洛林南錫。這年夏天,夏爾·埃爾米特的右腳不幸致畸,這使得他走動時很不方便。但有的資料認為夏爾的畸形是從小就有的。父母很擔心他的殘疾會影響他的生活。
教育與成長
埃爾米特先后在南錫皇家中學(collège royal de Nancy)、巴黎亨利四世中學以及索邦路易大帝中學學習。他并不重視自己所在年齡段應該學好的知識,相反地,他與同樣畢業于路易大帝中學的埃瓦里斯特·伽羅瓦一樣,早已把注意力放到了5次方程的可解性問題上。中學就讀期間,他曾嘗試寫過論證5次方程不可能存在根式解的文章。埃爾米特希望能進入頂級名校巴黎理工學院學習。為通過較難的入學考試,他單獨準備了1年時間。給他補習的老師是卡塔蘭。
1842年,他以第68名的成績如愿考入巴黎綜合理工學院,但又不幸在1年后因肢體殘疾被學校勸退。他的父母找學校交涉后,學校勉強同意讓他繼續就讀,但仍對他提了苛刻的要求。當時的巴黎綜理帶有軍事院校性質,以健康問題為由拒絕學生入學也無可厚非。在離開學校后的5年內,他一方面在為考取其它學校做著漫長的準備,另一方面則繼續鉆研與考試無關的數學問題。
埃爾米特并未選擇閉門造車的方式研習數學,而是憑借其獨特眼光設法結交當時的一流數學家。這段時間里,他結識了約瑟夫·劉維爾、卡爾·雅可比、約瑟·伯特蘭等數位德才兼備的學界名人。埃爾米特經常登門拜訪伯特蘭·阿瑟·威廉·羅素,并就地取材地迎娶了伯特蘭的路易斯·伯特蘭(Louise Bertrand)。雖然他當時只是一個沒拿到文憑的本科輟學者,但經過一段時間積累后,已具備了直接從事前沿研究的能力,并得到了幾位前輩的認可。
1842年,他在《新數學年刊》(Nouvelles Annales de 數學)上發表了自己的第1篇原創論文,討論了尼爾斯·亨利克·阿貝爾關于5次方程代數不可解性的一個引理的簡化證明。
1843年至1844年,埃爾米特曾與當時正在研究橢圓函數的卡爾·雅可比多次通信。在雅可比最后的成品中,收錄了2篇埃爾米特寫的文章。其中一篇的內容是如何對阿貝爾曾給出的有關阿貝爾函數的一個定理加以推廣,另一篇的內容則涉及橢圓函數的函數變換。
執教與后期
1847年,他參加并通過了高中畢業生考試(examinations for the baccalauréat)。
1848年,埃爾米特被曾經將他勸退的巴黎理工學院聘用,擔任教授和入學考試考官。這次他不再是以學生的身份回來,而是搖身一變,直接成為了學校教職員工。
1856年,他不幸得了天花,虔誠信教的前輩奧古斯丁-路易·柯西給了他很大的鼓勵以熬過病痛的折磨。
1856年,受一位曾照顧他生活的修女和柯西的共同影響,病愈后的埃爾米特決定重拾宗教禮節(practice of his religion)。7月14日,法國科學院因雅可·比內去世而多出了一個空缺,埃爾米特被選上從而補上了空缺。
1869年,他繼耶安-瑪希·杜阿莫后也成為巴黎綜合理工的數學教授。埃爾米特在崗位上一直干到了1876年,而巴黎科學院的職務則伴隨了他一生。1862年至1873年間,他常會以演講者(lecturer,此處應該不是指職稱名稱)身份在高等師范學校辦講座。
70歲生日時,一家國際數學協會為其主辦了一場大型的慶祝活動。埃爾米特在活動中被人們選為法國榮譽軍團勛章之“大軍官勛位”。
埃爾米特推崇啟發式教學,保爾·阿佩爾曾上過他教授的高等分析與高等代數課程。與其學生湯姆斯·斯蒂爾吉斯的通信也使他的教學嘗試受益良多。他在教學研究上下了很多功夫。他不喜歡在教學時和繁難的證明細節死磕,而是追求盡量簡明的講法。他的研究成果多集中于橢圓函數論與數論領域。
1873年,他證明了自然對數的底數e是超越數,并啟發費迪南德·馮·林德曼于1882年給出了圓周率也是超越數的證明。
1901年,埃爾米特去世,葬于巴黎蒙帕納斯公墓。晚年的他曾遭受氣喘病的煩擾。
1903年,他與學生斯蒂爾吉斯的往來書信對外公開。他的其它一部分工作后由其女婿埃米爾·皮卡整理并發表。
主要貢獻
埃爾米特對純粹數學和應用數學都進行了大量的研究,包括函數論的一般理論、特殊函數論、數論、代數型理論以及力學問題等,他曾發表約200篇著作和論文,其主要成就在于橢圓函數論及其應用。
1892年他寫道: “我不能離開橢圓領域,山羊被系在那里,就必須在那里吃青草。”
他創作了橢圓函數論的基本結果,并研究了與數論的聯系,他應用橢圓模函數解出了一般的五次方程,并處理了包含這種函數的力學問題。他還因證明了e的超越性和引進埃爾米特多項式而聞名于世。
在經典數學分析、復變函數論、微分方程理論以及幾何學方面,埃爾米特也有研究。除了埃爾米特多項式以外,還有數學上的許多概念和定理,如矩陣、算符、張量、空間、簇等,也是以埃爾米特命名的。
人物軼事
坊間關于埃爾米特生平經歷的文章,認為埃爾米特數學考試成績經常不及格,大學畢業后考不上好的研究所,且痛恨應試教育。
參考資料 >
21歲的數學大師——埃爾米特,第一個證明e是超越數的人.搜狐網.2024-08-02
埃爾米特(Hermite,Charles 1822-1901).上海財經大學浙江學院.2024-08-02
夏爾·埃爾米特:數學不及格的天才數學家.科學人.2024-08-02