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第三十章 1936–1954:让不存在的对象获得身份

SDE数学解构导论 · 约 814 汉字

一、这一段的形状

最早的三届(1936、1950、1954)有一个共同的动作:为一批原本没有合法身份的对象造一个可以容纳它们的地方。

这不是巧合。二十世纪上半叶的分析与几何反复遇到同一种困难——最小化序列没有极限、求导之后跑出函数类、局部信息拼不成整体。三种困难是同一件事的三个方言:当前的对象类不封闭。

二、逐届判定

1936 · 极小曲面(Douglas). Plateau 问题(给定边界求面积最小的曲面)本身是老问题,十八世纪已被提出,十九世纪有大量实验工作。Douglas 的贡献不在于问了一个新问题,而在于造了一个能让最小化序列有极限的函数空间与泛函。

判定:通道三。 签名 C 成立——最小化序列在原有的曲面类中没有极限对

象。目标本身不新,故签名 B 不成立。1936 · 覆盖曲面(Ahlfors). 把 Nevanlinna 的值分布理论几何化,用覆盖面的度量性质重述原本用分析量表述的结果。

判定:难判,倾向通道一的局部化型。 它没有把表达域扩大(签名 C 不成

立),也没有明显的新目标(签名 B 不成立);它把一个不好算的分析问题

搬进一个它好算的几何表示——这与第三编第十六章说的“对数把乘法搬进加

法”同型。但“好算”在这里不是代价的降阶,而是可见性的提升,故判定

不干净。

1950 · 分布(Schwartz). 求导算子在 Cᵏ 上不封闭;把试验函数空间的对偶取作新的对象类,一切分布都可以求导任意次。

判定:通道三,且是全编最干净的一例。 它已作为标准行出现在第三编第十

九章的统一表里:不封闭的算子族是求导,扩张的方向由求导的对偶唯一确

定。

1950 · 初等证明与筛法(Selberg). 素数定理的初等证明。

判定:解决型,带一处通道二的余味。 被解决的命题是老的;但“能不能不

用复分析证明它”这个元问题是一个真正的目标,且这个目标的年代可指

认。这是本编第一次遇到“目标是关于方法的”这种情形。

1954 · 层与谱序列(Serre、Kodaira). 层、上同调、谱序列被系统地引入拓扑与代数几何,局部与整体的关系被重新组织。

判定:第四通道候选。 它没有压缩什么(签名 A 不成立),也没有一族算子

不封闭(签名 C 不成立);被引入的是一套说话的方式——“局部数据如何拼

成整体”这句话此前一直在被使用,却没有精确的说法。这与第三编第二十

章把范畴论的诞生列为第四通道候选,理由完全相同。

三、这一段留下的东西

三届之后,一个动作被制度化了:当对象类不封闭时,扩张它,而不是绕开它。 这个动作后来在本编中会反复出现(1966、1982、1994、2006、2014、2018 各出现一次),它是九十年里最稳定的一条线。

德麦国际专著第 70 号 · 王德生《SDE数学解构导论》