论文部分内容阅读
代数数论是现代数学的主要分支之一。局部—整体原则为代数数论中一种强有力的研究方法,将局部域和整体域上的性质相互联系了起来,不仅大大推动了代数数论的发展,而且在代数算术、算术几何和伽罗瓦同调等现代数学理论中发挥着举足轻重的影响。对局部—整体原则进行追根溯源,不仅可以帮助人们理解局部—整体原则产生的动因、思想内涵及其发展演化脉络,深刻体会数学家们的思想传承与创新精神,而且对于人们掌握它在现代数学中的应用亦有所裨益。因此,对局部—整体原则的早期历史进行研究,具有重要的理论价值和实际意义。在历史上,对于局部—整体原则的起源、形成和发展,许多数学家前仆后继取得众多成就,其中库默尔、亨泽尔和哈塞等人的成果最为突出。本文以大量相关德文原始文献和研究文献为基础,综合运用编年史、概念分析、图表、文献统计、社会学等研究方法,重点对从19世纪到20世纪早期局部—整体原则产生的动因、思想内涵以及发展情况进行研究。本文取得的主要研究结果和结论为:1.研究了局部—整体原则的思想起源。通过分析库默尔对数论中费马大定理所作的工作,发现库默尔对于费马大定理的证明方法涉及了Z(ζ)中有理素数因子分解的决定条件以及Z(ζ)中局部单值化元的定义,创造性地使用了局部化思想。这是局部—整体原则的思想起源。2.分析了亨泽尔提出p进数的动因和方法。通过整理绘制家族图谱,探究了亨泽尔优秀的家庭背景,梳理出不同人物对亨泽尔的熏陶与积极影响,认为家庭成员对亨泽尔的影响是不可或缺的。通过梳理亨泽尔不同求学阶段的师承关系,发现他的很多老师为数学界颇有声望的数学家,对其数学素养和志趣的形成起到了积极的影响。特别是,亨泽尔致力于学术研究,通过对比单变量代数数论和代数函数论中的结果,将函数域中的幂级数展开方法运用到数域中,给出了代数数的p进展开,从而提出了 p进数,这为得到局部—整体原则提供了必要前提。3.论述了亨泽尔对p进数理论的初步发展情况。认为亨泽尔通过分别于1908年和1913年出版的《代数数论》和《数论》两部著作,给出了系统的p进数理论。《数论》的出版吸引哈塞对p进数理论进行了深入研究。此外,弗兰克尔对p进数理论的公理化以及屈尔沙克的赋值论思想亦为p进数奠定了坚实的理论基础。4.剖析了哈塞在亨泽尔的引领和帮助下进一步提出局部—整体原则的历程,着重探究了其数学思想的变化过程。认为哈塞从亨泽尔回复自己的明信片中得到了启发,认识到p进数域和有理数域上的算术本质可能存在联系。为此,哈塞借鉴戴德金运用拉格朗日归约原理的解题思想,并运用亨泽尔准则,首次得到了二次型的局部—整体原则。在此基础上,哈塞在后续研究中进一步发展了局部—整体原则。5.阐述了局部—整体原则在代数算术、算术几何以及伽罗瓦同调理论中的实际应用。在代数算术理论主定理的证明中,局部—整体原则起到了关键的简化作用。在算术几何中,局部—整体原则促进了二次型和中心单代数的研究。在伽罗瓦同调中,人们将关于挠子、离散赋值和伽罗瓦上同调群的局部—整体原则与上同调不变量进行结合给出了局部—整体原则的新应用。