这个数学大牛你可能没有听说过(数学系的请忽视)
2015/7/20 哲学园

     转自简书 yido

     正在与作者联系中,也请哲友提供信息

     Harish-Chandra 是20世纪最伟大的数学家之一,他一生的工作都紧密围绕李群的理论展开,他是沿着 Dedekind-Frobenius-Schur-Cartan-Weyl-Chevalley 的经典线路的卓越开拓者,与他的同胞和前辈 Ramanujan 一样,Harish-Chandra 也凭借着自学成才与惊人的创造力续写了印度数学家所特有的浪漫传奇。 M. S. Raghunathan [5] 曾称“Harish-Chandra 是自 Ramanujan 之后最伟大的印度数学家。”当然,后来印度数学家中又有了 Abel 奖得主 S. R. Srinivasa Varadhan 和 Fields 奖得主 Manjul Bhargava,但所有这些都无损于 Harish-Chandra 的伟大。

     Harish-Chandra 1923年10月11日出生于北印度的坎普尔,父亲 Chandrakishore 是土木工程师,母亲 Satyagati Seth 是一位律师的女儿。他们先后生下了三儿一女,Harish-Chandra 是第二个儿子。Harish-Chandra 在入学前曾接受家庭教师的启蒙,并有舞蹈教师和音乐教师的指导。他9岁直接插班进初一,13岁念完高中,15岁完成了大学预科,然后进入阿拉哈巴德大学,17岁获得理学学士学位,19岁得理学硕士学位。16岁时他在大学图书馆发现了 Dirac 的《量子力学原理》,这唤起他将一生献给理论物理学的想法。18岁时 Harish-Chandra 结识了阿拉哈巴德大学新聘的物理教授 K. S. Krishman,并得到了后者的激励,Krishman 借给他 H. Weyl 的名著《时间—空间—物质》,并将他推荐到班加罗尔印度科学院的 H. J. Bhabha 门下做研究生。

     Harish-Chandra 在班加罗尔的物理工作有两个主题:(1)经典的点-粒子及其运动方程与相伴的场;(2)相对性波动方程。这两个主题都反映出导师 Bhabha 的兴趣所在,但这本质上都源于 Dirac 的早期工作。这些工作引起了 Dirac 本人的关注,Harish-Chandra 也因此而成为 Dirac 的研究生(也许还有 Bhabha 的推荐)。

     1945年,Harish-Chandra 来到剑桥追随 Dirac 研究理论物理,令他失望的是,Dirac 讲课完全是捧着他的《量子力学原理》照本宣科,于是他不再去听课。如 Harish-Chandra 所说,为免得过于打搅 Dirac,他每学期去见一次导师。不过 Harish-Chandra 参加了 Dirac 主持的每周一次的讨论班。Dirac 向 Harish-Chandra 建议了博士论文的题目:Lorentz 群的不可约表示的分类。Dirac 本人在1944年曾建议研究这个问题(早期还有 E. P. Wigner 1939年的先驱性工作,Wigner 的这一工作似乎受到了J. von Neumann 的鼓励),他指出了这个纯粹的数学问题在物理学上具有极大的重要性。Harish-Chandra 不负期望,出色地解决了 Dirac 提出的问题。与此同时,美国的 V. Bargmann 与俄国的 Gelfand-Naimark 也各自独立地解决了同一问题。

     1947-1948年,Dirac 访问普林斯顿高等研究院,Harish-Chandra 作为其助理也来到了美国。Harish-Chandra 也许是比较了自己与Bargmann 的工作,发现自己的证明在数学上并不严格,于是他向 Dirac 表达了对此的担忧。令他吃惊的是,Dirac 告诉他:“我对证明并不感兴趣,我只关心大自然在干什么。”Dirac 的评论让他更加肯定自己并不适合研究物理,因为他缺乏像 Dirac 所具有的那种神秘的第六感。于是他转向了研究数学,当然,一个自然的选择就是群表示的系统研究,因为他的博士论文已经涉足这个领域了。其实,Harish-Chandra 转向数学也并非完全偶然,此前他已经在剑桥听过 J. E. Littlewood 和 P. Hall 的数学课,对数学的兴趣也愈来愈浓。

     Harish-Chandra 短暂的物理学家生涯在1948年结束,他在1944-1948年的5年时间里总共发表了14篇物理学论文(部分是与 Bhabha 合作完成),除了已经提到的博士论文以外,特别值得一提的还有他1948年发表的最后一篇物理学论文。受到 Dirac 1931年关于磁单极的著名论文的启发,他研究了位于磁单极场中的电子是否存在束缚态的问题。他得到了否定的结论。但事实上,对这个数学问题的最合理处理需要用到纤维丛及其联络,用波截面的概念取代 Dirac 所引入的“奇异弦”,整个图象就清晰化了。这个观念上的突破(截面是函数的一个自然推广)后来为杨振宁和吴大峻在1970年代首先迈出,进而澄清了 Harish-Chandra 所研究的问题(根据杨和吴的结论,束缚态事实上是存在的,Harish-Chandra错了!)。如果 Harish-Chandra 生前能获悉这个消息(估计他本人并不知道,他的这个错误也被他的粉丝Langlands独立地纠正了,见链接内容),他一定会非常高兴,因为他很希望其物理理论能有严格的数学基础保证,吴与杨的工作虽然否定了他的结果,却更加肯定了当初他对物理学的不安并非多余。

     作为学徒的 Harish-Chandra 在普林斯顿大学听了 E. Artin 与 C. Chevalley 的课,并系统地学习了 Chevalley 的三卷本《李群论》。Harish-Chandra 的数学工作也主要受 Chevalley 的影响,可以说,Chevalley 取代了之前的 Dirac。有趣的是,作为布尔巴基学派数学家的 Chevalley,讲课似乎也并不受严格性的束缚,根据 G. D. Mostow 的回忆,有时 Chevalley 会在课堂上说:“我的断言必定是对的,但眼下我不知道如何证明。”年轻的 Harish-Chandra 在课后曾疑惑道:“如果不知道证明,又如何知道一个数学命题是对的?”照此看来,也许 Harish-Chandra 更主要靠的是自学,他需要严格的证明,他之所以转向数学,就是因为数学可以被严格证明,从而获得理解。Harish-Chandra 的工作确实也树立了严格性的典范,正如 R. P. Langlands [0]所说,Harish-Chandra 为后代数学家树立了一个可望不可及的标准。

     在这篇短文中,我们不打算介绍 Harish-Chandra 的数学工作,对此已经有好几篇优美的文章可以参考,如[1][3]。我们将代之以讨论一下 Harish-Chandra 的性格与学术风格作为结束。诚如 Harish-Chandra 的同胞和后继人 V. S. Varadarajan(见[4]) 所说:

     科学并非一堆无关个人的发现。它是由人类创造的,而且它的进展是一些非常有天分的个人的高度个性化的行动和反应的产物。在研究一个大人物的工作时,如果你对其个性了解得越多,那么其乐趣就会越大。

     Harish-Chandra 个性中最突出的一点是坚毅(presence),像一个攀岩者,他一生都在攀爬李群这块高耸入云的悬崖峭壁。固然,他从一些前辈那里学到了一些经验,但为了走得更远,他需要顽强地独立克服各种障碍。从 A. Weil 的下述评论(见[4])中可以看出他的坚毅品格:

     在我所见的人中,只对两个人来说不存在“技术上的困难”,那就是 Chevalley 和 Harish-Chandra。

     与之遥相呼应的是A. Borel (见[4]) 的一段评论:

     说到 Harish-Chandra 达到高远目标的非凡技术能力,让人想起 C. L. Siegel,Harish-Chandra 对他的工作事实上有高度评价。在一次谈话中,我和 Weil 意识到,好些年我们都认为 Harish-Chandra 是 Siegel 的精神传人,因其数学风格、能力以及在非常困难而基本的问题上的专注。我们也都认为,Siegel 从未意识到这一点是他本人的一大损失。(我大胆猜测,也许这里 Borel 没有明说的是:当初作为 Fields 奖评委的 Siegel 居然没有把奖给自己的精神传人 Harish-Chandra,真是缺心眼。)

     Harish-Chandra 还非常喜欢听贝多芬的音乐,这一点当与其坚毅品格颇有关联。也许对 Harish-Chandra 影响更大的是画家塞尚(值得一提的是,徐克舰教授在一篇有趣的文章里比较了 Grothendieck 的 Motive 与塞尚的母题(motif),见链接内容)他晚年时曾花了大量的时间临摹塞尚和梵高的作品。在1982年6月写给 Varadarajan 的一封信中,Harish-Chandra (见[4])说:

     我一直为塞尚的作品和个性所吸引。在他的绘画中,他总是反复地返回同一个主题以求洞察得更加深刻。那里没有什么花样机巧,只渗透着一种一以贯之的哲学,使他能够怀着同样的畏怯和尊敬,像对待一座山峰的凹凸一样,来探究一块餐巾的褶皱。

     Varadarajan 对此评论道,凡是了解 Harish-Chandra 及其工作的人,都会同意 Harish-Chandra 对塞尚的这个说法也适用于他本人。

     Harish-Chandra 的工作中体现着最大程度的一般化与系统化。在这方面,20世纪的数学家中另一个可以与之比拟的人是 A. Grothendieck。这一点曾为 Langlands [0]注意到:

     作为本科生,我主要忙于获取基本的数学技巧。只是在我到耶鲁大学念博士时,我才开始不间断地思考数学。自耶鲁毕业之后的最初几年,我仿效三个数学家为榜样:Harish-Chandra,Alexander Grothendieck 和 A. N. Kolmogorov。对 Alexander Grothendieck 和 A. N. Kolmogorov,我更多的是一种对其目标的敬仰而不是对其成就的一个全面理解。Harish-Chandra 和 Grothendieck 都投身于理论的构建。他们有一个共同的品质,这在数学家中极为罕见,并且值得毫无条件地尊重。不满足于部分的洞察和部分的解,他们坚持——不只是仅仅停留在以决心或训诫的口头形式上,而且是躬亲示范于实际工作中——适合于构建理论的方法必须设计得具有完全自然的一般性。Harish-Chandra 的高超技术能力在一个称之为无限维表示的新奇领域内得到了展现。我很早时自己走到了这个领域,在一段时间以后,当我承认了自己的极限时,我信服了,任何有价值的数学必须要达到他尽职的水平。

     Harish-Chandra 追求方法上的一般化,在他看来,所有的半单李群——不论是线性群、正交群还是辛群,只有得到了统一的处理才算是得到了本质上的理解。注意到他的前辈 Chevalley 是布尔巴基学派的得力干将,所以很容易理解 Harish-Chandra 工作的这一特点。与之相关的一个插曲是,Harish-Chandra 曾是1958年的菲尔兹奖候选人,但评选委员会最终选择了 R. Thom(和 Klaus Roth),原因是他们不能接受 Bourbaki 学派的两个人同时拿奖。但事实上, Harish-Chandra 并不属于 Bourbaki 学派,这里评奖委员会(Siegel)犯了错。

     Harish-Chandra 获得过许多荣誉,包括1954年美国数学会的 Cole 奖和1974年印度国家科学院的 Ramanujan 奖,他还是英国皇家学会研究员和印度科学院和美国国家科学院的院士。但借用陈省身(评论周炜良?)的话来说,Harish-Chandra 的“名誉不及成就”。

     Harish-Chandra 的论文集共有4卷,由 Varadarajan 编辑出版。数学界亏欠 Harish-Chandra 许多,Harish-Chandra 转向数学不只是他本人的幸事,更是整个数学界的幸事,为此我们将深深地感激 Harish-Chandra。

     除了几次短暂的逗留外,Harish-Chandra 很少返回印度。对此他颇感遗憾,他认为如果他能长期地回国访问,会对印度数学界做一些有价值的事情。他常常表达出对高木贞治的敬佩,因为高木贞治返回了日本并在创办现代日本数论学派过程中发挥了重要作用。然而 Harish-Chandra 的身体一直欠佳,不适合过多奔走。这也让他在心中的角落里藏着对印度、印度科学、印度科学家的辛酸。

     有人曾称 Dirac 为一位特立独行的科学家,同样我们也可以称 Harish-Chandra 为一位特立独行的数学家,他的几十篇高质量的数学论文除了有两篇是与 A. Borel 合作完成的以外,全部都是独立完成的。跟 Ramanujan 和 Dirac 一样,Harish-Chandra 也是一个难以超越的传奇人物。Ramanujan 和 Dirac 留给我们的奥秘像寒冷的星光一样遥不可及,而 Harish-Chandra 留给我们的财富则像温暖的火炬照亮着前进的方向。

     参考文献

     [0]R. P. Langlands, Autobiography, in M. Cook, Mathematicians:An outer view of the inner world, Princeton University Press, 2009. 有中译本,《当代大数学家画传》,林开亮等译,即将由上海世纪出版集团出版。

     [1]R. P. Langlands, Harish-Chandra, 1923-1983. In Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, vol. 31, pp. 197-225. London:The Royal Society, 1985. 电子版见 链接内容

     [2]Harish-Chandra, My association with Professor Dirac. In Reminiscinces About A Great Physicist: Paul Adrien Maurice Dirac, ed. B.N. Kursunoglu and E.P. Winger, pp. 34-36. Cambridge: Cambridge University Press, 1987.

     [3]Rebecca A. Herb, Harish-Chandra and his work, Bull. Amer. Math. Soc., 25(1991), 1-17. 中译文 Harish-Chandra及其工作,余建明译,《数学译林》1994年第3期, pp. 185-196. 电子版可见

     这里。

     [4]Robert S. Doran and V. S. Varadarajan, The Mathematical Legacy of Harish-Chandra: A Celebration of Representation Theory and Harmonic Analysis, Proceedings of Symposia in Pure Mathematics, vol. 68, American Mathematical Society, 2000.

     [5]M. S. Raghunathan, Artless innocents and ivory-tower sophisticates: Some personalities on the Indian mathematical scene. Current Science, 2003, 85(4). 电子版见 链接内容 该文已经翻成中译文“天然之玉与琢磨之器:形形色色的印度数家”,择日再上传。

     致谢

     感谢青岛大学徐克舰教授、河北师范大学王涛博士对初稿提出了许多有价值的建议。感谢普林斯顿高等研究所 R. P. Langlands 教授对作者的鼓励,他为 Harish-Chandra 写的传记[1]堪称科学传记的典范,作者从中受益良多。

     致歉

     很抱歉,笔者未能提及 Harish-Chandra 的生活,比如他的婚姻、子女,还有他的过世。欢迎有料的读者来作评论。

    http://www.duyihua.cn
返回 哲学园 返回首页 返回百拇医药