阿貝爾及阿貝爾獎(jiǎng)（代前言）

阿貝爾獎(jiǎng)是以19世紀(jì)挪威天才數(shù)學(xué)家尼爾斯·亨利克·阿貝爾（Niels Henrik Abel）的姓氏命名的世界性數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)。

阿貝爾1802年8月5日生于芬島（另一說(shuō)克里斯蒂安桑）；1829年4月6日卒于弗魯蘭。阿貝爾的父親是村子里的基督教牧師，家庭貧困。阿貝爾中學(xué)時(shí)代，得到一位很有才華的數(shù)學(xué)教師霍爾姆博（Bernt Holmb¨oe）的教誨，這引導(dǎo)他走上了數(shù)學(xué)研究的道路。從16歲開(kāi)始，阿貝爾在霍爾姆博的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)了牛頓（Isaac Newton）、歐拉（Leonhard Euler）、拉格朗日（Joseph-Louis Lagrange）、勒讓德（Adrien-Marie Legendre）等人的數(shù)學(xué)著作，被同學(xué)稱為“數(shù)學(xué)迷”。阿貝爾18歲時(shí)，父親便去世了，本來(lái)就貧苦的家庭失去了唯一的經(jīng)濟(jì)支柱，全靠著幾位教授和鄰居的資助維持生計(jì)。在19歲那年，阿貝爾進(jìn)入了奧斯陸大學(xué)學(xué)習(xí)。

阿貝爾相當(dāng)早慧。當(dāng)他還是一個(gè)中學(xué)生的時(shí)候，就按照高斯（Carl Friedrich Gauss）對(duì)二項(xiàng)式方程的處理方法探討了高次方程的可解性問(wèn)題。起初，他認(rèn)為自己解一般的五次方程已獲成功，但很快就發(fā)現(xiàn)了自己的錯(cuò)誤。進(jìn)大學(xué)后，他繼續(xù)研究這一問(wèn)題，終于在1824年撰寫了一篇題目為“論代數(shù)方程，證明一般五次方程不可解性”的論文，該論文嚴(yán)格地證明了一般五次方程不能像低次方程那樣用根式求解，從而解決了困惑數(shù)學(xué)家300年之久的一個(gè)難題，這時(shí)他年僅22歲。他自己出資印發(fā)了這篇論文。他在該論文的開(kāi)頭寫道：“許多數(shù)學(xué)家全身心致力于尋求代數(shù)方程的一般解，只有幾位數(shù)學(xué)家試圖證明解的不可能性。然而，如果我沒(méi)弄錯(cuò)的話，他們都還未成功。所以我才敢奢望數(shù)學(xué)家們善意地接受這篇論文?！卑⒇悹柕倪@篇論文促使數(shù)學(xué)家們進(jìn)一步思考什么樣的特殊方程能用根式求解，最終推動(dòng)了伽羅瓦群的發(fā)現(xiàn)和代數(shù)方程根式可解問(wèn)題的徹底解決。法國(guó)數(shù)學(xué)家勒讓德說(shuō)：“這項(xiàng)工作是阿貝爾的永恒紀(jì)念碑?！绷硗猓⒇悹栐?823年還發(fā)表了其他一些論文，其中包括《用定積分解某些問(wèn)題》。該論文首次給出了積分方程的解，從而為積分方程在19世紀(jì)末20世紀(jì)初的全面發(fā)展開(kāi)辟了道路。

阿貝爾深刻的數(shù)學(xué)思想超出了挪威數(shù)學(xué)界所能理解的水平，因此他渴望出訪德、法等國(guó)。在朋友和教授們的支持下，經(jīng)過(guò)和政府的多次交涉，他才獲取了一筆數(shù)目不大的出國(guó)獎(jiǎng)學(xué)金。

在柏林期間，吸收了高斯、柯西（Augustin-Louis Cauchy）注重嚴(yán)格證明推導(dǎo)的學(xué)風(fēng)，對(duì)分析中邏輯混亂、概念不清以及證明中的有失嚴(yán)格深為不滿。他曾尖銳地指出：“人們?cè)诜治鲋写_實(shí)發(fā)現(xiàn)了驚人的含糊不清之處。這樣一個(gè)完全沒(méi)有計(jì)劃和系統(tǒng)的分析，竟有那么多人研究過(guò)它，真是奇怪。最壞的是，大家從來(lái)沒(méi)有嚴(yán)格地對(duì)待過(guò)分析。”他給出了二項(xiàng)式定理對(duì)于所有復(fù)指數(shù)都是正確的證明，從而奠定了冪級(jí)數(shù)收斂的一般理論，也是第一次給出這種級(jí)數(shù)展開(kāi)式成立的可靠證明，從而解決了在實(shí)數(shù)和復(fù)數(shù)范圍內(nèi)分別求冪級(jí)數(shù)的收斂區(qū)間和收斂半徑的問(wèn)題。他還糾正了柯西關(guān)于連續(xù)函數(shù)的一個(gè)收斂級(jí)數(shù)的和一定連續(xù)的錯(cuò)誤，并給出了例子：…。雖然此級(jí)數(shù)的每一項(xiàng)都是連續(xù)的，但是，在一定條件下，此級(jí)數(shù)的和是不連續(xù)的。他還利用一致收斂的思想，正確地證明了“連續(xù)函數(shù)為項(xiàng)的一個(gè)一致收斂級(jí)數(shù)的和，在收斂域內(nèi)是連續(xù)的”，可惜他當(dāng)時(shí)未能從中把一致收斂的性質(zhì)抽象概括出來(lái)，形成普遍的概念。阿貝爾的這些工作有力地推進(jìn)了分析學(xué)的嚴(yán)格化。

阿貝爾在柏林結(jié)識(shí)了一位熱情的業(yè)余數(shù)學(xué)愛(ài)好者克雷勒（August Leopold Crelle），克雷勒對(duì)阿貝爾的才華十分敬佩。阿貝爾則鼓勵(lì)克雷勒創(chuàng)辦《純粹與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》，這是世界上專載數(shù)學(xué)研究的第一本學(xué)術(shù)刊物。該刊物前3期便登載了阿貝爾22篇文章，他的《論代數(shù)方程，證明一般五次方程不可解性》就發(fā)表在創(chuàng)刊號(hào)上。阿貝爾把他關(guān)于五次方程的論文寄給哥廷根大學(xué)的高斯，想借此作為晉謁高斯的通行證。但不知什么原因，高斯根本未看（高斯死后30年，人們發(fā)現(xiàn)其遺物中的這篇論文還沒(méi)有啟封），阿貝爾覺(jué)得受到冷遇，決心不再見(jiàn)高斯，而徑自前往巴黎。

在巴黎，他會(huì)見(jiàn)了柯西、勒讓德、狄利克雷（Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet）等人，但這些會(huì)面也是流于敷衍，因?yàn)椤都兇馀c應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》這本新刊物當(dāng)時(shí)在法國(guó)幾乎無(wú)人知道，而阿貝爾又太靦腆，不好意思在陌生人面前談?wù)撟约旱闹?，因此人們并沒(méi)有真正認(rèn)識(shí)到他是天才。在巴黎期間，阿貝爾完成了論著《論一類廣泛的超越函數(shù)的一般性質(zhì)》。在這一論著中研究了∫R（x，y）dx類型的積分，其中R（x，y）是x，y的任意有理函數(shù)，而y表示x的代數(shù)函數(shù)。這時(shí)，特別要區(qū)別下列兩種情況：若y表示三次和四次多項(xiàng)式的平方根，則積分為橢圓積分；若y表示高于四次多項(xiàng)式的平方根，則積分稱為超橢圓積分。形如∫R（x，y）dx的積分，在數(shù)學(xué)中稱為阿貝爾積分。阿貝爾當(dāng)時(shí)把該論著呈給法國(guó)科學(xué)院，希望這能引起法國(guó)數(shù)學(xué)家們對(duì)他的注意，勒讓德和柯西被任命為評(píng)審人。但不幸的是，柯西把稿件帶回家時(shí)，不知放在什么地方了，完全把它忘記了。阿貝爾空等了一段時(shí)間，終因旅資用盡而不得不返回柏林。

在柏林，他完成了關(guān)于橢圓函數(shù)的一篇開(kāi)創(chuàng)性論文，之后就回到了挪威。他原希望回國(guó)后能被聘為大學(xué)教授，但希望又一次落空。于是阿貝爾只能靠給私人補(bǔ)課，或當(dāng)代課教師謀生，生活極其困苦，用他自己的話來(lái)說(shuō)“窮得就像教堂里的老鼠”。在這樣艱苦的條件下，他仍堅(jiān)持科研工作，并寫了多篇關(guān)于橢圓函數(shù)的論文。阿貝爾和雅可比（Carl Gustav Jacob Jacobi）是公認(rèn)的橢圓函數(shù)論的奠基人，他發(fā)現(xiàn)了橢圓函數(shù)的加法定理、雙周期性，并引進(jìn)了橢圓積分的反演，從而開(kāi)創(chuàng)了橢圓函數(shù)這一數(shù)學(xué)分支。后來(lái)，阿貝爾的聲譽(yù)隨著他的研究成果逐漸傳到歐洲的所有數(shù)學(xué)中心，但他卻身處消息閉塞之地，毫無(wú)所知。更不幸的是，阿貝爾因肺病于1829年去世，終年不足27歲。死后的第三天，柏林大學(xué)給他的數(shù)學(xué)教授聘書才寄到挪威，這也是后世數(shù)學(xué)家無(wú)不為之深深惋惜的事情—“遲到的聘書”。當(dāng)?shù)聡?guó)數(shù)學(xué)家雅可比看到阿貝爾《論一類廣泛的超越函數(shù)的一般性質(zhì)》后，于1829年3月14日寫信給勒讓德質(zhì)問(wèn)：“阿貝爾先生的這個(gè)發(fā)現(xiàn)是什么樣的發(fā)現(xiàn)?。　姓l(shuí)看見(jiàn)過(guò)同樣的東西嗎？這個(gè)發(fā)現(xiàn)也許是我們這個(gè)世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)，在兩年前就給你們科學(xué)院了，可你們的同事們?cè)趺磿?huì)沒(méi)有注意到呢？”挪威政府得知了這個(gè)質(zhì)問(wèn)，也讓其駐巴黎的領(lǐng)事就這份遺失的手稿提出了外交抗議。為此，柯西在1830年把它翻了出來(lái)，經(jīng)過(guò)討論后，法國(guó)科學(xué)院于1830年決定授予阿貝爾數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)。然而，阿貝爾此時(shí)已經(jīng)去世了。

阿貝爾的一生十分短促，卻在數(shù)學(xué)史上留下了光輝的篇章。數(shù)學(xué)中以他的姓氏命名的概念和定理有：阿貝爾群、阿貝爾變換、阿貝爾求和法、阿貝爾函數(shù)、阿貝爾范疇、阿貝爾擴(kuò)張、阿貝爾定理、阿貝爾遍歷定理、阿貝爾連續(xù)性定理、阿貝爾方程、阿貝爾積分方程、阿貝爾微分、阿貝爾積分、阿貝爾射影算子、阿貝爾問(wèn)題……著名數(shù)學(xué)家埃爾米特（Charles Hermite）曾說(shuō)：“阿貝爾留下來(lái)的問(wèn)題，夠數(shù)學(xué)家忙150年。”克雷勒在他主編的《純粹與應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)》里寫道：“阿貝爾在他的所有著作里都打下了天才的烙印，表現(xiàn)出了不起的思維能力。我們可以說(shuō)他具有能夠穿透一切障礙深入問(wèn)題的根底，具有似乎是無(wú)堅(jiān)不摧的氣勢(shì)……他又以品格純樸高尚以及罕見(jiàn)的謙遜精神出眾，使他的人品也像他的天才那樣受到不同尋常的愛(ài)戴?！钡聡?guó)著名數(shù)學(xué)家魏爾斯特拉斯（Karl Weierstrass）說(shuō)：“阿貝爾做出了永恒、不朽的東西！他的思想將永遠(yuǎn)給我們的科學(xué)以豐饒的影響?！?sup>［66］

早在1899年，挪威著名數(shù)學(xué)家、李群發(fā)現(xiàn)者S·李（Sophus Lie）得知諾貝爾獎(jiǎng)中沒(méi)有數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，他就建議挪威設(shè)立阿貝爾獎(jiǎng)，并得到挪威國(guó)王奧斯卡二世（Oscar II）的支持，但不幸S·李突然去世，導(dǎo)致阿貝爾獎(jiǎng)未能在20世紀(jì)設(shè)立。

為了緬懷阿貝爾對(duì)數(shù)學(xué)的杰出貢獻(xiàn)，為了紀(jì)念阿貝爾誕辰200周年，2001年，挪威首相斯托爾滕貝格（Jens Stoltenberg）提議成立一個(gè)以阿貝爾之名尼爾斯冠名的“尼爾斯紀(jì)念基金會(huì)”?；痤~度為2億挪威克朗（約合3400萬(wàn)美元），以設(shè)立面向世界的阿貝爾獎(jiǎng)。這個(gè)提議得到了挪威政府的支持，并經(jīng)挪威議會(huì)投票通過(guò)。

設(shè)立此獎(jiǎng)的宗旨在于提高數(shù)學(xué)在社會(huì)中的地位，激發(fā)青少年學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，同時(shí)也是彌補(bǔ)諾貝爾獎(jiǎng)中未設(shè)數(shù)學(xué)獎(jiǎng)的不足。此獎(jiǎng)可以頒發(fā)給終身成就，也可以頒發(fā)給具體問(wèn)題的解決。通常，阿貝爾獎(jiǎng)是頒發(fā)給一個(gè)人的，但也可由合作者分享，沒(méi)有國(guó)籍、年齡等的限制。

阿貝爾獎(jiǎng)獲得者，最初由挪威科學(xué)院任命5名委員組成遴選委員會(huì)（其中2人來(lái)自挪威科學(xué)院，其余3人分別來(lái)自挪威皇家社會(huì)科學(xué)院、挪威高等教育委員會(huì)、奧斯陸大學(xué)）來(lái)遴選?，F(xiàn)在，改由世界上5位一流數(shù)學(xué)家組成的遴選委員會(huì)來(lái)遴選，遴選委員會(huì)的委員由歐洲數(shù)學(xué)會(huì)和國(guó)際數(shù)學(xué)聯(lián)盟提名，委員會(huì)成員任期兩年，其主席任期四年，他們的姓名是公開(kāi)的。阿貝爾獎(jiǎng)得主的提名過(guò)程也是公開(kāi)的，任何人可以提名任何人（自我提名除外），遴選委員會(huì)考慮被提名的候選人（也可以由委員會(huì)提名候選人），并向挪威科學(xué)和文學(xué)院推薦獲獎(jiǎng)?wù)?，最后由尼爾斯紀(jì)念基金會(huì)董事會(huì)作出正式?jīng)Q定。

挪威政府宣布：自2003年開(kāi)始，每年一次向?qū)?shù)學(xué)作出杰出貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)家頒發(fā)阿貝爾獎(jiǎng)，獎(jiǎng)金為600萬(wàn)挪威克朗（約合75萬(wàn)美元）。挪威官方以最高規(guī)格舉辦頒獎(jiǎng)典禮，由挪威國(guó)王親自頒獎(jiǎng)，并由政府在阿克什胡斯城堡舉辦宴會(huì)。

美國(guó)著名數(shù)學(xué)家、國(guó)際數(shù)學(xué)聯(lián)盟前秘書長(zhǎng)格里菲思（P．Griffiths）說(shuō)：“阿貝爾獎(jiǎng)的設(shè)立是數(shù)學(xué)界的一件大事。首先，自然是因?yàn)榘⒇悹柺冀K是最偉大的數(shù)學(xué)家之一，……其次，獎(jiǎng)金的數(shù)目至少說(shuō)明數(shù)學(xué)與物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等處于同等地位。這將給這個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)大好時(shí)機(jī)，數(shù)學(xué)正進(jìn)入一個(gè)黃金時(shí)代?！?sup>［78］

一個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)是否讓世人崇敬，最重要的是要看其得主的成就、貢獻(xiàn)是否眾望所歸。在2003—2018年的16年中，共評(píng)出了19位阿貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)撸墼谶@19位阿貝爾獎(jiǎng)得主中：有5人是菲爾茲獎(jiǎng)（其中一人獲得的是菲爾茲特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)）和沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)的雙獎(jiǎng)獲得者，有1人是菲爾茲獎(jiǎng)獲得者，有7人是沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)獲得者，有1人是諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，有1人是陳省身國(guó)際獎(jiǎng)獲得者，有1人是高斯獎(jiǎng)獲得者］，他們都是當(dāng)代數(shù)學(xué)大師。

阿貝爾有一句名言：“在我看來(lái)，一個(gè)人如果要在數(shù)學(xué)上有所進(jìn)步，就必須向大師學(xué)習(xí)?！?/p>

為了使我國(guó)數(shù)學(xué)愛(ài)好者了解這些數(shù)學(xué)大師的經(jīng)歷、風(fēng)采、治學(xué)態(tài)度、治學(xué)方法、主要成就以及他們對(duì)數(shù)學(xué)的一些精辟見(jiàn)解，并向這些數(shù)學(xué)大師學(xué)習(xí)，使我國(guó)早日成為數(shù)學(xué)強(qiáng)國(guó)，在數(shù)學(xué)界一些朋友的建議和熱忱幫助下，我們根據(jù)有關(guān)資料，編輯了此書。

我們?cè)谶@里要特別感謝：挪威科學(xué)與文學(xué)院；丹麥奧爾堡大學(xué)勞森（M．Raussen）教授，挪威卑爾根大學(xué)鄧達(dá)斯（B．I．Dundas）教授和挪威科學(xué)技術(shù)大學(xué)斯考（C．Skau）教授；《數(shù)學(xué)譯林》的有關(guān)譯者。本書的主要內(nèi)容都是根據(jù)官方公告和對(duì)每屆阿貝爾獎(jiǎng)得主的訪談錄及其譯文編輯而成的。

本書在編輯過(guò)程中還得到了南開(kāi)大學(xué)張偉平院士、北京大學(xué)陳維桓教授、北京航空航天大學(xué)陳迪榮教授、西南交通大學(xué)高隆昌教授、北方工業(yè)大學(xué)鄒建成教授、北京聯(lián)合大學(xué)張靜教授的幫助；田廷彥先生、上海科學(xué)技術(shù)出版社熱忱地提供了有關(guān)資料；上?？萍冀逃霭嫔缂氨緯牟邉澗庉嬐跹?、王喬琦為本書的編輯、出版付出了辛勤的勞動(dòng)，在此一并致以誠(chéng)摯謝意。

由于我們水平所限，書中若有不當(dāng)之處，懇請(qǐng)本書中介紹的數(shù)學(xué)大師們及數(shù)學(xué)界的同仁和讀者指正。

編者

2018年12月