编者林开亮按:
本文是陈省身先生发表在《科学》杂志上的一篇通俗演讲,陈先生在以“微积分及其应用”为主题六次演讲中曾两次提到该文。为方便有兴趣的读者参考,这里全文发布。以下是编者写的一个简单的导读。
本文有两大主题,一个是曲面的高斯-博内定理,一个是麦克斯韦方程。
高斯乃十九世纪最重要的数学家,这个高斯-博内公式是他的一项杰出成就,陈省身在20世纪将这一定理以内蕴的方式推广到高维流形,这是他最得意的一项工作。陈先生多次提到,他的公式(现在称为高斯-博内-陈公式),连高斯也会欣赏的。南开大学的校园里,陈省身数学所旁边,他与夫人的墓碑上,就刻着这个公式。
麦克斯韦方程统一了电与磁,是19世纪最重要的物理成就。在20世纪,外尔指出,该方程其实有丰富的几何涵义,提供了纤维丛及其联络的美妙例子,外尔曾一度希望能够用这种观念来解释电磁场以外的场(如爱因斯坦的引力场),然而一直未能取得突破。在外尔开辟的道路上,杨振宁与米尔斯在1954年取得里程碑式的成就,得到了麦克斯韦电磁场的推广,即现在所谓的杨-米尔斯场。
记得蔡天新教授曾在一次访谈中问起杨振宁先生,他是否会以后也在墓碑上镌刻某个方程以流传千古。杨先生当时没有直接回答这个问题,只是引用了艾略特的一段诗:
陈省身和杨振宁在科学上的成就,不由让人想起韩愈的一句诗:
李杜文章在, 光焰万丈长!
闲言少叙, 下面就请您来欣赏陈先生的这篇大作吧!感谢《科学》杂志授权在数学众贯线转载发布。
第一节:初等几何
第二节:曲面上的高斯-博内公式
第三节:麦克斯韦方程
第四节:复空间丛
陈省身先生为杨振宁写的贺寿诗
附录
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