数学学习

伯恩哈德·黎曼

Bernhard Riemann

生卒年:

头衔:Revolutionary of Geometry

伯恩哈德·黎曼

出生: 1826年
逝世: 1866年
头衔: 几何革命者

弯曲空间的人

黎曼在39岁时去世,但在短暂的一生中,他彻底改变了几何学,为爱因斯坦的相对论奠定了数学基础。他表明空间本身可以是弯曲的——这个想法看似荒谬,但现在是我们理解宇宙的基础。

核心贡献深度解析

黎曼几何:弯曲空间

在黎曼之前,几何是平坦的——欧几里得几何。黎曼问:如果空间本身是弯曲的呢?

他发展了一种新的几何,其中:

  • 平行线可以相交
  • 三角形的内角和可能不等于180°
  • 距离的测量方式不同

这种非欧几何成为爱因斯坦广义相对论的数学基础,描述了引力如何弯曲时空。

黎曼假设:数学上最大的未解问题

黎曼提出了关于zeta函数 ζ(s)\zeta(s) 零点的猜想:

黎曼zeta函数的所有非平凡零点的实部都等于1/2。

这个假设如果被证明,将揭示关于素数分布的深层秘密。它是七个千禧年大奖难题之一,解决它可获得100万美元奖金。

黎曼积分

今天微积分中使用的严格的积分定义。黎曼展示了如何精确定义曲线下的面积,使微积分在数学上严谨。

害羞的天才

黎曼极其害羞,一生都在与健康问题作斗争。他害怕公开演讲——他在哥廷根的第一次讲座非常紧张,只有高斯(他的导师)参加。但他的数学思想是革命性的。

影响

黎曼的工作改变了数学和物理学:

  • 几何学: 非欧几何、黎曼流形
  • 分析学: 黎曼积分、复分析
  • 物理学: 广义相对论的基础
  • 数论: 黎曼假设连接了几何和素数

他的空间本身可以弯曲的想法是如此革命性,以至于物理学家花了数十年才完全理解它。今天,黎曼几何对以下领域至关重要:

  • 广义相对论
  • 弦理论
  • 微分几何
  • 拓扑学

黎曼表明,数学可以描述看似不可能的现实——而这些现实可能确实存在于我们的宇宙中。