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高斯想起了自己被校领导刁难的样子,从黎曼身上看到自己的影子。
“……我认为,几何对象应该是一些多度延展的量,体现出各种可能的度量性质。
而我们生活的空间只是一个特殊的三度延展的量,因此欧几里德的公理只能从经验导出,而不是几何对象基本定义的推论。
欧氏几何的公理和定理根本就只是假设而已。
但是,我们可以考察这些定理成立的可能性,然后再试图把它们推广到我们日常观察的范围之外的几何。
……”
老师们有点想打断这个演讲,但是没好意思让他停止。
高斯沉浸在扭结问题问题中,这是一个研究如何判断绳子是否打结的课题,即当两段闭合的绳子缠绕在一起时,如何只通过观察,就判断绳子间是否产生扭结的问题。
除了判断绳子是否打结以外,还有研究如何给扭结分类的问题。
“……我认为应该有一个n维流形的概念,即流形的局部与n维欧氏空间的局部具有相同的拓扑性质,并阐述了关于延展性、维数、以及将延展性数量化的想法。
……”
老师们听完了黎曼的讲解后,表示纷纷听不懂。
而高斯则说:“太棒了,几何应该变革了,以前的几何学无法再满足当下的要求了。”
整个过程中,他特别指出了日常生活中不适用欧几里得规则的例子,比如球面。
在球面上所有经线都与赤道相交呈90°,因此这些经线会彼此平行,却在极点相交。
就这样,一个小时的《论作为几何基础的假设》演讲成为了数学史上发表的内容最丰富的长篇论文,而且在表述方面也堪称典范,勾勒出一个截然不同的几何世界(超越了欧几里得的几何世界)。
这次的演讲不但发扬了高斯关于曲面的微分几何研究,建立了黎曼空间的概念,还开创了黎曼几何,为爱因斯坦的广义相对论提供了数学基础。
因此高斯兴奋不已,顺利让黎曼获得了讲师职位。
在黎曼之后,庞加莱继续研究黎曼留下来的n维流形,他创立了用剖分来研究流形的基本方法,同时引进了许多不变量:基本群、同调、贝蒂数、挠系数。
不过最着名的,还是他在研究三维流形时留下的“庞加莱猜想”
。
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