庞加莱是当代法国伟大的数学家、物理学家、哲学家、工程师|庞加莱:最后一个什么都会的科学家( 三 )


在庞加莱身后 , 法国科学院为他出版了11卷的文集(uvrespubliéessouslesauspicesdel'AcadémiedesSciences) , 具体地:
Tome1,quationsdesdifférentielles(微分方程)
Tome2,FonctionsFuchsiennes(福克斯函数)
Tome3,quationsdesdifférentielles,Théoriedesfonctions(微分方程 , 函数理论)
Tome4,Théoriedesfonctions(函数理论)
Tome5,Algèbre,Arithmétique(代数 , 算术)
Tome6,Géométrie,Analysissitus(几何 , 拓扑)
Tome7,Principlesdemécaniqueanalytique,Problèmedestroiscorps(分析力学原理 , 三体问题)
Tome8,Mécaniquecéleste,Astronomie(天体力学 , 天文学)
Tomes9-10,Physiquemathématique(数学物理)
Tome11,Mémoiresdivers-livreducentenaire(各种纪念文章 , 百年诞辰纪念文集)
此外 , 庞加莱尚有大量关于各种数学和各科物理课程的讲义 , 比较有名的有《天体力学讲义》三卷等 。
庞加莱还是数学、物理的普及者 , 为公众撰写了不少书目 。 庞加莱的部分著作目录如下:
1.Surlespropriétésdesfonctionsdéfiniesparleséquationsauxdifférencespartielles:premierethese(论由偏微分方程所定义的函数的性质),Gauthier-Villars(1879).
2.Lesméthodesnouvellesdelamécaniqueceleste(天体力学新方法),Gauthier-Villars,Tome1,1892;Tome2,1893;Tome3,1899.
3.LaScienceetl'Hypothèse(科学与假设) , Flammarion(1902).
4.LaValeurdelaScience(科学的价值) , Flammarion(1905).
5.Coursd'astronomieGénérale(普通天文学教程),colepolytechnique(1907).
6.ScienceetMéthode(科学与方法) , Flammarion(1908).
7.Savantsetécrivains(学者与作家) , Flammarion(1910).
8.Cequedisentleschoses(事如是说),Hachette(1911).
9.DernièresPensées(最后的思想) , Flammarion(1913).
鉴于庞加莱的学术地位与影响 , 他的著作大多都有多种语言的版本 , 如《科学与方法》《科学与假设》等还有中文版 。 顺便说一句 , 和欧拉一样 , 庞加莱的眼神不好 。
3庞加莱的数学成就
庞加莱首先是个职业数学家 , 涉猎了几乎所有的数学领域 。 其实 , 数学哪有什么领域 。 记得是希尔伯特说的 , 数学不分专业 , 只分会与不会 。 试图介绍庞加莱的数学成就超出本书的范围 , 尤其是超出作者的能力 。 此处摘取两个比较著名的例子给予简短的介绍 。
庞加莱是当代法国伟大的数学家、物理学家、哲学家、工程师|庞加莱:最后一个什么都会的科学家
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图2.同庞加莱圆盘的边界正交的圆的弧是庞加莱圆盘上的直线
庞加莱圆盘的研究启发了数学家以及数学家以外的思考几何的人们 。 受庞加莱圆盘问题的启发 , 荷兰版画家埃舍尔(M.C.Escher , 1898–1972)1958年一口气创作了四幅名为“圆的极限”的版画作品 , 为庞加莱圆盘铺排问题的一个绝妙的艺术体现(图3) 。
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图3.庞加莱圆盘 。 中图为埃舍尔版画作品“圆的极限”之三 , 右图为庞加莱圆盘的6-4-2三角铺排 。
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4庞加莱的数学物理成就
庞加莱是数学家 , 自然地 , 针对物理他首先关注天体物理这个作为物理学起源的问题 。 通过万有引力相互作用的两体问题有严格的解析解 , 自然人们想把这个问题推广到三体问题甚至n-体问题(n是个小的自然数) 。 1887年 , 瑞典国王奥斯卡二世悬赏征求三体问题的解 , 最后该奖授予了庞加莱 。 庞加莱没有解决三体问题 , 甚至他的论文还包含许多错误 , 但是 , 庞加莱的论文开启了天体物理的新时代 。 庞加莱在论文中首次提出了存在混沌运动的概念 。 混沌(chaos) , 指一种对初始条件极度敏感的动力学行为 。 混动理论如今已经成为了一个重要的数学分支 , 并渗透到物理、化学、社会学等多门学科 。