群论的起源与发展.docVIP

群论的起源与发展（杰出的数学天才——伽罗华） 群论起源于对代数方程的研究，它是人们对代数方程求解问题逻辑考察的结果。群理论被公认为十九世纪最杰出的数学成就之一。最重要的是，群论开辟了全新的研究领域同时这种理论对于物理学、化学的发展，甚至对于二十世纪结构主义哲学的产生和发展都发生了巨大的影响。我们今天就主要了解它的发展里程成长历史群论产生的历史背景从方程的根式解法发展过程来看，早在古巴比伦数学和印度数学的记载中，他们就能够用根式求解一元二次方程ax2 + bx + c = 0，接着古希腊人和古东方人又解决了某些特殊的三次数字方程，但没有得到三次方程的一般解法。这个问题直到文艺复兴的极盛期（即16世纪初）才由意大利人解决。同一时期，意大利人费尔拉里又求解出一般四次方程 x4 + ax3 + bx2 + cx + d = 0的根是由系数的函数开四次方所得。但是在以后的几个世纪里，探寻五次和五次以上方程的一般公式解法却一直没有得到结果。1770年前后，法国数学家拉格朗日转变代数的思维方法，提出方程根的排列与置换理论是解代数方程的关键所在，他的工作有力地促进了代数方程论的进步。但是他的这种方法却不能对一般五次方程作根式解，于是他怀疑五次方程无根式解。并且他在寻求一般n次方程的代数解法时也遭失败，从而认识到一般的四次以上代数方程不可能有根式解。他的这种思维方法和研究根的置换方法给后人以启示。相继鲁菲尼和高斯都在这方面进行了研究随后，挪威数学家阿贝尔开始解决这个问题。1824年到1826年，阿贝尔着手考察可用根式求解的方程的根具有什么性质，于是他修正了鲁菲尼证明中的缺陷，严格证明：如果一个方程可以根式求解，则出现在根的表达式中的每个根式都可表示成方程的根和某些单位根的有理数。并且利用这个定理又证明出了阿贝尔定理：一般高于四次的方程不可能代数地求解。接着他进一步思考哪些特殊的高次方程才可用根式解的问题。在高斯分圆方程可解性理论的基础上，他解决了任意次的一类特殊方程的可解性问题，发现这类特殊方程的特点是一个方程的全部根都是其中一个根（假设为x）的有理函数，并且任意两个根q1 (x)与q2 (x)满足q1q2 (x) = q2q1 (x)，q1，q2为有理函数。现在称这种方程为阿贝尔方程。其实在对阿贝尔方程的研究中已经涉及到了群的一些思想和特殊结果，只是阿贝尔没能意识到，也没有明确地构造方程根的置换集合而仅仅考虑可交换性q1q2 (x) = q2q1 (x)来证明方程只要满足这种性质，便可简化为低次的辅助方程，辅助方程可依次用根式求解。阿贝尔解决了构造任意次数的代数可解的方程的问题，却没能解决判定已知方程是否可用根式求解的问题。法国数学家伽罗瓦正是处在这样的背景下，开始接手阿贝尔未竞的事业　可惜他英年早逝留下遗书遗书的主要内容，从数学方面看，都是重要成果他提出了群的概念，用群的理论彻底解决了根式求解代数方程的问题，而且由此发展了一整套关于群和域的理论后人为了纪念他，将这套理论称之为伽罗瓦理论这个理论可以推导出五次以上的一般代数方程根式不可解以及用圆规、直尺无刻度的尺三等分任意角和作倍立方体不可能等结论群论的创始人伽罗瓦简介1811年10月25日，伽罗华出生于法国巴黎郊区, 他的双亲都受过良好的教育。在父母的熏陶下，他童年时代就表现出有才能、认真、热心等良好的品格。1823年l0月伽罗瓦年满12岁时，考入有名的路易·勒·格兰皇家中学。那段日子他经常到图书馆阅读数学专著，特别对一些数学大师，如勒让德的《几何原理》和拉格朗日的《代数方程的解法》、《解析函数论》、《微积分学教程》进行了认真分析和研究。1827时伽罗瓦已经熟悉欧拉、高斯、雅可比的著作，这更提高了他的信心，他认为他能够做到的，不会比这些大数学家们少。 1829年，中学学年结束后，伽罗瓦刚满18岁他在报考巴黎综合技术学校时，由于在口试中主考的教授比内和勒费布雷·德·富尔西对伽罗瓦阐述的见解不理解，居然嘲笑他遭到落选伽罗瓦在提及这次考试时，曾写道，他不得不听主考人的狂笑声。同年10月25日伽罗华被作为预备生录取入师范大学。进入师范大学后的一年对伽罗瓦来说是最顺利的一年，他的科学研究获得了初步成果。1830年7月，伽罗瓦将满19岁他在师范大学的第一年功课行将结束他这时写成的数学著作，已经使人有可能对他思想的独创性和敏锐性作出评价。伽罗瓦通过改进数学大师拉格朗日的思想，即设法绕过拉氏预解式，但又从拉格朗日那里继承了问题转化的思想，即把预解式的构成同置换群联系起来的思想，并在阿贝尔研究的基础上，进一步发展了他的思想，把全部问题转化或归结为置换群及其子群结构的分析。这个理论的大意是：每个方程对应于一个域，即含有方程全部根的域，称为这方程的伽罗华域，这个域对应一个群，即这个方程根的置换群，称为这方程的伽罗