早年在中国所受的教育
我于1923年1月进天津扶轮中学。那是一所四年制的高级中学,我获准插班入一年级就读第二学期。该校的数学课程有:
(1)第一年,算术,使用中文课本;
(2)第二年,代数,使用Hall与Knight的课本;
(3)第三年,几何,使用Wentworth与Smith的课本;
(4)第四年,三角学和高级代数,分别使用Wentworth-Smith及Hall-Knight的课本。
我的老师都很有能力,又极富献身精神,我做了大量习题。到第四年,我已能做许多Hall-Knight的书中引用的剑桥大学荣誉学位考试的题目。
1926年我从扶轮毕业;同年我进南开大学,实际上是跳了两级,因此我从未上过解析几何课。更糟的是,我必须参加南开大学的入学考试,其数学试题中解析几何占很重的份量。考试前的三个星期,我自学了Young与Morgen的《数学分析》(Mathematicalanalysis)如果记得不错的话,我的考卷位列第二。不过在很长的一段时间内,「圆锥曲线的焦点」这一概念令我大伤脑筋,直到几年后学了射影几何学我才茅塞顿开。
进南开大学后,我很快就发现自己做实验笨手笨脚,于是数学便成为我唯一的选择。我有幸得姜立夫教授为师-他1918年获哈佛大学哲学博士学位,导师是J.Coolidge,论文题目是关于非欧几里得空间中线球接触变换的。因此,我在大学第四年,花了许多功夫学几何,所读的书中有Coolidge的《非欧几何学》(NoneuclideanGeometry)与《圆和球的几何学》(Geometryofthecircleandsphere),Solmon的《圆锥曲线》(conicsections)与《立体解析几何》(AnalyticGeometryofThreeDimmensions),以及Castelnuovo的《解析几何与射影几何》(AnalyticandProjectiveGeometry)等。尤其使我着迷的是OttoStaude的二卷本着作《线构造》(Fadenkonstruktionen)。二次超曲面的几何是数学中优美的篇章。我很高兴看到J.Moser1979年在可积哈密顿系统和谱理论的研究中继续这方面的工作。(参见3)甚至在今日,研究Salmon的东西可能仍是有价值的,至少在我看来是有趣的。
1930年我从南开毕业,去北平清华大学从孙鎕(注1)教授工作。孙先生在当时是中国发表数学研究论文的唯一的数学家。孙的研究领域是射影微分几何,他曾是芝加哥大学E.P.Lane的博士生。这个主题由E.J.Wilczynsky于1901年创立,是那时已经支配几何学近一世纪的射影几何的一个自然产物。我熟悉了这方面的文献,并写了几篇论文,其中包括我的有关射影线几何的硕士论文。继Plücker与Klein之后,线几何一直是几何学家们喜爱的主题。事实上,Klein的学位论文就是关于二次线体的,即Plücker坐标下的二次方程所确定的线轨(lineloci)。二次线体具有许多背景中也有许多线几何的内容。
我的论文研究线汇,即线的二维子流形以及它们的通过二次线体的密切(osculation)。
在我的研究生学业接近结束时,即大约1934年左右,我开始认识到整体微分几何(当时称为大范围微分几何)的重要性。我的主要灵感来自W.Blaschke的关于微分几何的那些著作。
很清楚,代数拓扑是整个领域的基础。而代数拓扑本身当时还处于发展阶段。Veblen于1922年发表的analysissitus(注2)引进了「同调不变量」(homologycharacters)即根据关联矩阵得出的Betti数和挠系数。Lefschetz的《拓扑学》于1930年出版,但该书对初学者进入这个领域并无裨益。我曾听过EmanuelSperner的讲课(1933~1934年)。当时Sperner正在北京大学访问,他的课包含有对ErhardSchmidt关于约当曲线定理的证明的严密而详细的论述。我也听过江泽涵讲授的以Lefschetz的书为蓝本的「位置分析」课,江是MarstonMorse过去的学生,曾担任Lefschetz的助手。而我当时的感觉是我只是刚刚站在代数拓扑这座伟大殿堂的门口。到1934年Seifert-Threlfall的书和1935年Alexandroff-Hopf的书问世,情况才有了巨大的变化。
1932年春季,Blaschke访问了北平,作了关于「微分几何中的拓扑问题」的系列演讲。这是真正的局部微分几何。他采用全体微分同胚构成的伪群取代经典微分几何中的李群,并研究了局部不变量。我能跟上Blaschke的演讲并去阅读发表在汉堡大学数学讨论会论文集(HamburgerAbhandlungen)及其它杂志上的包含在这同一个总标题下的许多论文。这个主题现在称为网几何(webgeometry)。由于有此接触,之前又已掌握Blaschke的微分几何书中的知识,所以当1934年获得一笔奖学金时,我决定去汉堡留学。
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