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(Evariste Galois  1811-1832)


 

伽羅瓦(Evariste Galois)為近世代數兩位重要奠基者之一,他生前不為人知的數學天份與離奇的早逝,向為數學史上所津津樂道的話題。

Galois(1811-1832)生於法國小鎮Bourg-la-Reine,其父親為小鎮的鎮長。童年的他並沒有特別驚人的數學天份,12歲之前尤其母親負責他的教育。12歲時,Galois進入了路易勒格蘭皇家中學就讀,成績優秀,但直到16歲時,才因為降級而開始接觸數學,並對數學產生無比的狂熱。

Gaolis一向反對那些不談推理方法而只談解題技巧的教科書,他不讀教科書,反而開始涉略那些專業數學家所寫的數學書籍,如A.M.Legendre的「幾何原理」、J.L.Lagrange的「數值方程解法」、「解析函數論」、「函數演算講義」等,這些書本使他的思路開闊,並發展出優秀科學家所需要的預見能力,而不是停留在那些枝微末節的小問題上。

16歲的 Galois 已開始了他的數學研究工作,有信心地報考巴黎綜合工科學校 (Ecole Polytechnique),但出人意料的落榜了。

18歲時,Galois將他在代數方程解的論文交給法國科學院,由當時著名數學家Cauchy來負責審閱,Cauchy 卻將文章連同摘要都弄丟了。而在同一年 ,他父親因為在選舉時被牧師惡意中傷,憤而自殺。不久,Galois第二次參加巴黎綜合工科學校的考試,又再次落榜。種種的不順,導致他極端的政治觀與人生觀。

Galois最後進入了高等師範學院 (Ecole Normale Supérieure) 就讀,次年他再次將方程式論的結果,寫成三篇論文,以爭取當年科學院的數學大獎,但是文章在送到當時的秘書 Fourier 手中後不久,Fourier不幸過世,大獎最後落入了 Abel Jacobi 的手中。

19歲那一年,法國七月革命發生,高等師範校長將學生鎖在校園內,引起 Galois 強烈不滿,Galois因此在校報上撰文抨擊校長,因此被學校退學。由於強烈支持共和主義, Galois 之後兩度因政治原因下獄,也曾企圖自殺。

21歲,他在獄中結識一個醫生的女兒,並與之陷入熱戀,接下來是他那傳奇的死亡:因為這段感情,他與情敵陷入一場決鬥,而於決鬥中死亡。Galois在決鬥前夜,將他的所有數學成果,努力的紀錄下來,這些東西使後代數學家忙錄了幾百年,也解決了幾世紀以來數學家一直苦思不解的難題:方程式何時有解?

他的朋友 Chevalier 遵照 Galois 的遺願,將他的數學論文寄給高斯與 Jacobi,但是都石沉大海。一直到1843年,也就是他過世14年後,才由當時「純數學和應用數學雜誌」的編輯 Liouville所肯定,並1846年將它發表。

Galois 使用群論的想法去討論方程式的可解性,整套想法現稱為 Galois 理論,是當代代數與數論的基本支柱之一。它直接推論的結果十分豐富:

1)它系統化地闡釋了為何五次以上之方程式不可解,而四次以下可解。

2)他漂亮地證明高斯的論斷:若用尺規作圖能作出正 p 邊形,p 為質數,若且唯若n=22k+1
  
(所以正十七邊形可做圖)。

3)他解決了古代三大作圖問題中的兩個:「不能任意三等分角」,「體倍增不可能」。

 


參考資料:

[1] E.T. Bell  大數學家九章出版社

[2] Andre Dalmas  伽羅瓦傳  凡異出版社

[3] MacTour 網站(http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/history/Mathematicians/Galois.html)

[4] Episte Math 網站(http://episte.math.ntu.edu.tw/people/p_galois/index.html)