这页简介代数几何(代数几何象许多数学学科一样可以顾名思义即它是将代数与几何学结合起来的学科而现代代数几何就是将抽象代数尤其是交换代数和同调代数同几何学结合起来的学科。我国至今的本科阶段几乎还没有大学开设代数几何课(我国也没人写过这领域书籍直到1992年才有翻译出版M. Reid的其后是1994年翻译出版下面哈佛大学研究生每学期只学一章5学期才学完的R. Hartshorne的《代数几何》研究生用书-即在90年代以前我国就是翻译进来的代数几何书都没有一本,而如小日本50年代以来自己就已一直不断写很多代数几何书籍并小平邦彦以及广中平佑等70年代已因代数几何的工作获得数学诺贝尔奖-菲尔茨奖,而我国想学的只能读外文版就是到90年代初也只能读翻译版-但这奇怪要体谅因大跃进再文革…)这也还因我国至今的本科阶段几乎还没有开设交换代数以及同调代数课(至多可能北大等当做选修课,同调代数可看周伯壎教授等的几本和交换代数可看我国翻译出版M. Atiyah的等),然而它的重要性就如这里它的某些领域的惊人作用,仅日本已有约3个这领域的诺贝尔奖得主,其重要性还如这里的一些相关简介,等等):
关于这领域,要先学如我有的上面周伯壎Peh Hsuin Cheo教授的同调代数和M. Atiyah的交换代数等书,它不象其它数学领域那样好找准工具,如此诞生公认的代数几何上帝Alexander
Grothendieck格罗滕迪克,但他仍极崇拜的2个开创者:André Weil和Oscar Zariski(André Weil就是写这页第2本我也有的Class field theory类域论著作“Basic Number Theory”的Andre Weil安德烈·韦伊,在代数几何领域André Weil撰写“Foundations of
algebraic geometry”一书,并Oscar Zariski在Bull. Amer. Math.
Soc.评论这书,而Oscar Zariski 也撰写“Algebraic
surfaces”一书,并因M. Atiyah的交换代数写得有些简约如此还可参考这Oscar Zariski宗师主撰的《交换代数》329页的第I卷和414页的第II卷)。并格罗滕迪克在吸取他俩的富有创见的理论基础上,将研究领域从解析几何转向代数几何后,开始了彻底改写代数几何学基础的工作,不断推进概型理论的创立。并其后在各国数学家们的不懈努力,代数几何至70年代末80年代初已在美英法德日等国众多大师名家在代数曲线、代数曲面中各创新说,开辟了众多不同的新方向,其中William
Fulton独撰的《Algebraic curves》一书被公认为克服代数几何抽象与复杂这两大障碍的最佳桥梁,并在代数曲线、代数曲面的基础上近些年来研究的焦点同时㛑转向高维代数簇,人们也不仅使用抽象代数以及分析学等工具而且也更深入地运用整体微分几何以及拓扑学等的方法来精确地描述代数簇的各种几何性质,使代数几何成为数学中的新女王。
这领域与海南琼州大学在许多方向曾世界领先的图论的关系可参考Lawrence Brenton、Daniel Drucker和现代图论奠基人哈拉里的博士Geert C. E. Prins合撰的“Graph theoretic
techniques in algebraic geometry. I.代数几何中的图论方法. I”以及“Graph theoretic
techniques in algebraic geometry. II. 代数几何中的图论方法. II”,等等。
关于世界各国最推崇的美国R. Hartshorne的世界名著《Algebraic geometry.代数几何》,它是这领域的适合高年级学生特别是研究生基础阶段用的书籍,如加州伯克莱分校1985年博士毕业的李克正就说这是他读研究生用书(李克正说他的导师Arthur Ogus给他们“上课时Ogus就用Hartshorne的这本书作为教材”并且“Ogus给他们讲了一年的代数几何课”[李克正说他的导师Ogus是Grothendieck的弟子,徒孙的一代”-但可见Ogus更是R. Hartshorne的博士],关于李克正说用一年讲的这书有5章:代数簇、概型、上同调、曲线、曲面和附录,并前3章是后2章做准备的技术方法工具但需要下很多功夫去弄它们,后2章如曲线即讲有效的表示也讲有代表性特别是能推而广之的曲线的表示并最后节是讲分类而曲面这章包含曲面上的几何及曲面间的双有理变换特别是其中2个特殊曲面并最后节也讲曲面的分类,这书虽仅5章但它的习题很难。这样写是该书说是依照“法国学派用概型和上同调语言重新叙述代数几何基础” -如此它俩构成本书的技术核心,用以研究代数曲线和曲面的经典理论中的课题。李克正的部分所述就如他的师爷R. Hartshorne教授的这世界名著《代数几何》前言说“我在哈佛和伯克利教过这些材料”,“我用五个学期教过这些内容,基本上一个学期讲一章”(这可是研究生课,而且这书仅496页都要教5个学期,并这GTM52即这书被誉为:代数几何的圣经,那就它虽艰难又怎能漏掉它,这也是导致上面我国状况的原因之一),所以读这书就有点意思有点挑战有点成就感是一段好的经历(关于上同调,可参考沃尔夫奖得主Friedrich Hirzebruch希策布鲁赫独撰的1956年出版165页德文版的“Neue topologische Methoden in der algebraischen Geometrie代数几何中的新拓扑方法”-1966年翻译为232页英文版以及最近1996年重印可见仍受重视-它也是拯救世界的我们图论之父Tutte的导师Shaun Wylie合撰的世界名著《同调论》共21个参考文献的第16个并说这新拓扑方法就是上同调方法-而这同调论也就如我们海南琼州大学在欧洲“数学文摘”评论他的最重要杂志论文的诺贝尔奖得主Michael Freedman其来自北京大学的高徒说“代数拓扑到1940年之后就变得越来越抽象,非深入研究者一碰到奇异同调总感到摸不着边际”,并同调论以及常用的这代数几何等也与诺贝尔奖得主杨振宁先生说看不懂的纤维丛关系密切)。
R. Hartshorne的上面书籍《Algebraic geometry.代数几何》前言还说“读过这本书后,就可以进一步去读更高深的著作”并他依次列出的书的作者书名为Alexander Grothendieck,R. Hartshorne自己,比他早入学2年的他的师兄国际数学联主席David
Mumford,Igor Shafarevich共4人的书(最后的培养许多诺贝尔奖徒儿徒孙的Igor Shafarevich的书是1965年的《Algebraic
surfaces》,但一直没见有这本书--不过后面第2卷的第2部分是代数曲面并是他和Iskovskikh合写的。再多说这最后的前苏联大师Igor Shafarevich(I. R.沙法列维奇-此人就是沙皮罗认为和柯尔莫哥洛夫、盖尔范德并列的苏联数学界有三位泰斗)--他也撰写名著《基础代数几何(第1卷)》和《Basic algebraic geometry基础代数几何(第2卷)》并最近独撰《代数几何》第1卷、主编第2卷,其后他的博士Parshin接着主编第3卷、第4卷、第5卷我国有售并大多是他的博士或徒孙撰笔写,这沙法列维奇和还他的博士A. I. Kostrikin柯斯特利金最近主编《Combinatorial
and Asymptotic Methods of Algebra. Non-Associative Structures代数的组合数学方法与渐近方法. 非结合结构》(G.Faltings G.法尔廷斯就证明这沙法列维奇猜想也证明Louis Mordell猜想而使他享誉世界)(1970年获诺贝尔文学奖并被誉为“俄罗斯的良心”的索尔仁尼琴1978年在哈佛大学演讲“人无他路可走,除却向上”的中间“社会主义”一段说“著名数学家、俄科学院院士伊戈尔·沙法列维奇[就是这Igor Shafarevich]先生曾著有《社会主义》一书。该书深刻的分析指出:任何性质、任何程度的社会主义都将导致人性的彻底毁灭甚至人类的灭亡。这本好书两年前在法国出版,迄今为止没有任何人对其观点提出异议。此书不久也将在英美面世”。我们是否要批判这Igor Shafarevich和这“俄罗斯的良心”的观点立场思想本质人性-但其实他们纯粹是吃饱了撑的浪费时间精力-没市场的国家实没办法靠打打嘴仗可理解--你知道社会主义是什么?没有人知道!在不同国家都肯定很不一样,我国现在的官等是骗抢夺随心所欲肥得流油-怎么灭亡?而且我国是世界第一市场国-就是没有市场的象朝鲜等都活得好好的-且其本身就没市场就也没失,此外“俄罗斯的良心”还说“亲身经历之后,我绝对不会为社会主义说话”,这混蛋“良心”-你与中国相反的地广资源多又人稀的俄你不搞专制锁国-以让中国等其他国家对人均资源不公的气愤但无奈而消去;开放更让你国因处寒带几人愿长住-只为你没市场却利用各种市场而非专制计划方式拿走掠夺你的资源)
关于上面这些书,我着重读获得菲尔兹奖的国际数学联盟主席David
Mumford独撰的《代数几何I》(1976年、1981年、1995年出版的都是重印1976年版并我都有它们-奇怪吗-我现在对当时也感到奇怪--但至今仍未见第II卷)和我也有这批判社会主义的Igor Shafarevich(I. R.沙法列维奇)最近独撰的《基础代数几何(第1卷)》和《基础代数几何(第2卷)》这2卷(我着重读这两书是因Mumford主席1976年出版的这《代数几何I》最后第186页附3段中文说作者“1962年起一直讲授代数几何课程,本书是他十几年讲课的结晶…。它与Igor Shafarevich所著的《Basic algebraic geometry基础代数几何》两本书各有特色,内容相辅相成”,并且他俩一直以这2本书分别在哈佛大学和数学的世界第一强校-莫斯科大学给研究生授课。这2本书都是英文版-这领域的中文版书很少)。最近获沃尔夫奖的P.
Griffiths和他的博士J. Harris的《Principles of algebraic geometry》也是着力读的内容丰富的巨著。
再说代数几何上帝的Grothendieck的书,如他的书竟还被Barbara Fantechi、Lothar Gottsche、他的博士Luc Illusie(其《代数几何论题》被一些人推崇取代Hartshorne的《代数几何》,应一读也因其徒孙中有刚获菲尔兹奖的吴宝珠和其师兄Lafforgue[江泽民主席颁发的菲尔兹奖的2个得主之一])、Zariski 的博士Steven L. Kleiman、Nitin Nitsur合作撰写名为Grothendieck的《基础代数几何学(FGA)》解读-如此多已是大师级人物解读-足见之难(这《基础代数几何学(FGA)》原著的第1卷是《Le langage des schémas概形语言》、第2卷是《 Étude globale élémentaire de quelques classes de
morphismes几类态射的整体性质》、第3卷是《Étude cohomologique des faisceaux cohérents凝聚层的上同调第1册和第2册》、第4卷是《Étude locale des schémas et des morphismes de schémas的第1册、第2册、第3册和第4册》,第5卷是《Éléments de géométrie algébrique. I.》)(上面国际数学联盟主席Mumford的《代数几何I》的引言说Grothendieck这套书“very hard to read非常难理解”-要知Mumford可是获得菲尔兹奖和沃尔夫奖的人,Mumford的这书在1976年已出版,不过它不收录Grothendieck在此前已出版的另一套《代数几何Séminaire(研究班课程)》);也可参考Günter Ewald教授最近出版的《Combinatorial
Convexity and Algebraic Geometry组合数学凸性与代数几何》
代数几何最早起源于在17和18世纪的牛顿和贝祖(É. Bezout)等人关于平面代数曲线的研究工作。到了19世纪上半叶射影几何登场后,才出现了关于曲线和曲面的初步的代数几何理论。然后黎曼在研究阿贝尔积分理论的过程中,提出了内蕴的黎曼面概念和代数函数的理论。在这之后,代数几何的分析学派、几何学派、代数学派和意大利学派分别用他们自己的语言,进一步发展了这门不同寻常的数学学科。
即现代的代数几何,主要发端自3个意大利人,再其后主要由Zariski和法国Andre Weil(韦伊)2人为主导的一些数学家为之奠基。在20世纪的中叶,格罗腾迪克(A. Grothendieck)运用更精确的代数与拓扑工具,以及更先进的几何思想,将经典的代数簇理论推广成适用面更广的概形理论,从而为现代代数几何提供了一个极其完美的基础理论体系,并由此促进了现代数学的大发展。在上世纪的60年代,由扎里斯基(O. Zariski)所领导的美国哈佛代数几何学派,每星期都要举办代数几何讨论班,在培养了许多研究生的同时,也让哈佛大学成为了当时的代数几何的世界研究中心。在扎里斯基最得意的学生中,就有广中平佑(H. Hironaka)、芒福德(D. Mumford)、阿廷(M. Artin)和哈茨霍恩等人。
关于上面格罗腾迪克(A. Grothendieck)创立的方法和编著的书籍,就如哈佛学派的国际数学联盟主席D. Mumford的《代数几何I》的“引言”的陈述并如这书说“very hard to read”的下面代数几何上帝的书也说“献给Zariski和Weil”(其不易也如Mumford主席也说他的这本薄薄的186页书说是为哈佛大学2年级研究生写的,可这本书只相当于下面Hartshorne的《代数几何》的第1章)。关于Andre
Weil,他是在上世纪30年代已参与创建Bourbaki(布尔巴基)学派,并在日后漫长的岁月中成为该学派的精神领袖,如“布尔巴基学派是一个对现代数学有着极大影响的数学家的集体。其中大部分是法国数学家,主要的代表人物是韦伊、迪多涅、嘉当、薛华荔等人”(如关于André Weil在如Summary说他是从事“algebraic geometry代数几何”的法国数学家-并他也是获得第2届沃尔夫奖的20世纪排名第7的数学家Weil韦伊并撰写《椭圆函数》等,如Weil提出椭圆曲线的重要猜想以及高度理论,是抽象代数几何学奠定人,但他的绝大多数博士都在美国培养,这就是下面要说的在这时期或其后代数几何便以各种形式转移到美国或在美国茁壮成长并逐渐成为世界中心,参考Serre写的纪念文章、朗兰兹写的纪念文章、志村五郎的纪念文章等)
关于Weil的该国后学-1991年担任国际数学联盟主席、1997年担任法国科学院院长等的Jacques-L.
Lions也说一下,他是法国5个中科院外籍院士之一并是唯一的数学院士,他的博士许多都成了数学权威大师,而他却数学三大奖都没有获得一个
不过Jacques-L. Lions和Enrico Magenes合撰《非齐次边值问题及其应用》,他俩就凭这方面的工作分别获得第一、第二届国际工业与应用数学大会的拉格朗日奖(第三届获得者是Joseph Keller-其是Richard Courant的博士并比Lions高6届)。
但Jacques-L.
Lions的儿子Pierre-L. Lions在1994年就获得数学界的“诺贝尔奖”菲尔兹奖,并也是做非线性偏微分方程(小Lions的博士Cédric Villani也已获得菲尔兹奖,附:刚看到这Villani合作指导的博士Alessio Figalli也刚获得菲尔兹奖)
被称为代数几何上帝的20世纪最伟大的数学家之一的Alexander Grothendieck格罗滕迪克是比老Lions高一届的师兄,我很多年前就已购买他俩的导师Laurent Schwartz洛朗·施瓦茨在这里第4撰写的《广义函数论》一书--施瓦茨正是因广义函数论的工作而获得第2届菲尔兹奖(这获得得第6届菲尔兹奖的是这被称为数学皇帝的Alexander
Grothendieck-其独著并得到他的另一导师Jean Dieudonné协助的《代数几何学原理》 I 概形语言和 II.几类态射的整体性质我都有[下面见这书“very hard to read”-确实如此]。Alexander Grothendieck指导的博士论文也做代数几何的Pierre Deligne不仅获得菲尔兹奖也获得另2个和其同等份量的沃尔夫奖和阿贝尔奖-其神奇不逊其导师--并他的博士论文做代数几何的徒孙Peter Scholze刚获得菲尔兹奖(所以,法国代数几何值得大书不仅因Andre
Weil(韦伊)更因“20世纪的代数几何天才很多,可上帝只有Grothendieck格罗腾迪克一个”,而Alexandre Grothendieck不仅因代数几何体系泛函分析中的核空间张量积而获菲尔兹奖、他的博士Pierre Deligne也是因代数几何中的部分韦伊猜想而获菲尔兹奖),除了Pierre Deligne外至今还有另3个人对菲尔兹奖、沃尔夫奖、阿贝尔奖这3大奖全都获得--第一个全获得的是法国代数几何大师Jean-Pierre Serre如他获得第一届阿贝尔奖的理由是“他在确立包括拓扑学、代数几何和数论…关键作用”,代数几何上帝的书也隐意他和上面Zariski及Weil是对代数几何推动最大的3个人(顺便介绍Grothendieck格罗滕迪克的另一导师Jean Dieudonné狄多涅不仅独撰《代数几何历史》、并也写的《典型群的几何学》极为著名,我国华罗庚大师的主要领域就有典型群,并其学生万哲先院士和龚升等都撰写典型群著作)。
关于法国,有一对都是世界领袖级父子即Cartan嘉当父子也为代数几何做出突出贡献(即Elie Cartan和Henri Cartan,杨振宁的“欧高黎嘉陈”的嘉是指老嘉当,而小嘉当是代数几何大师曾任国际数学联盟主席并小嘉当的博士Jean-Pierre Serre就是前面获得第3届菲尔兹奖并是至今获奖时最年轻纪录保持者,Serre比上面老Lions高3届,小嘉当的博士René Thom也获得第4届菲尔兹奖[每四年颁发一届的前4届菲尔兹奖每届都只授予2人],小嘉当享年105岁而Serre于1926年生也已近百岁了--这2个百岁老人的书我都各购买几本,他俩和上面20世纪最伟大的数学家之一Alexander Grothendieck都是法国的世界级代数几何大师-可见就是近半世纪来法国的代数几何仍完全可匹敌美国。也即至于美国学派,在意大利Castelnuovo为首开创这学科之后,Castelnuovo的博士Zariski等人其后就移居哈佛大学等,使代数几何便以各种形式转移到或在美国茁壮成长并逐渐成为世界中心,上面国际数学联盟主席David Mumford的《代数几何I》第4章是“Chow’s定理”且是共8章中唯一标题中有人名的-其中的Chow是后面的周炜良,并他的导师就是荷兰B. L. van der Waerden-B. L. 范德瓦尔登并其独撰的《代数几何引论》也一直是较受欢迎的权威书籍(关于较著名的父子数学家中国也有姜立夫,姜伯驹和周达,周炜良父子等,其中姜伯驹是同调论先驱-与下面代数几何的上同调密切相关,而周炜良是前面美国代数几何先驱)。也可参考沃尔夫奖得主Friedrich Hirzebruch独撰的《Topological
methods in algebraic geometry代数几何中的拓扑方法》。
此外,特别不能遗漏的是,至今日本共有3人获得过被誉为数学诺贝尔奖的Fields(菲尔兹)奖而且全都是因复代数几何而获奖-他们是1954年菲尔兹奖获得者Kunihiko Kodaira小平邦彦、1970年菲尔兹奖获得者Heisuke Hironaka广中平佑和1990年菲尔兹奖获得者Shigefumi Mori森重文(而且看到前后2个是在日本国内获得博士的应值得尊重-如此也应读他们老大即小平邦彦的《复流形与复结构的变形》,此外,这里说的这小平邦彦撰写的《复分析》也应该看)。 在此,对它们的Hartshorne的《代数几何》简略述之。这《代数几何》的中心理论是第二章“概型”;(小平邦彦Kunihiko
Kodaira的博士日本数学会会长饭高茂Iitaka
Shigeru.独撰的“Algebraic geometry。An
introduction to birational geometry of algebraic varieties”-David Eisenbud评论此书,最近饭高茂又出名了)。
其中,拓扑空间X,,配备了环层ỐX,则称 (X, ỐX) 为赋环空间。
若赋环空间(X, ỐX)在结构层的每点处的茎都是局部环,则称其为局部赋环空间。
若一个局部赋环空间(X, ỐX)同构于某个交换环的素谱(Spec A, ỐSpec A),则称其为仿射概型。
若一个局部赋环空间(X, ỐX)存在开覆盖X=ÈiÎIUi,使得(Ui, ỐX|Ui,)皆为仿射概型,则称其为概型。当然,学习概型这章既要牢牢掌握概型及相关的所有概念本身的几何解释和意义为先,更要进一步知道代数几何特别是主要研究对象-仿射几何或射影几何中的代数簇等属于或对应于什么类概型等?及其分类和共性、不变性。下一章上同调也类似。
Hartshorne的《代数几何》的另一中心理论是第三章“上同调”。学这一章需要同调代数知识。若学过拓扑学的同调论,也就掌握一些。因拓扑学的同调论的发展过程产生的一些与代数有关的理论知识就属同调代数并且拓扑学的发展也需要许多同调代数理论做为基础。但若没学过拓扑学的同调论,而要学这书第3章那就得先专门学习一定的同调代数知识了。
Hartshorne的《代数几何》的引论说“最后第四章和第五章讲述古典材料,即非异射影曲线和曲面,但是采用上面概型和上同调技巧,我希望这些应用会使人感到为了吸收前两章的全部专业内容而作出的努力”。
他这书的引论还说“由于这里没有篇幅来讨论代数几何与我比较喜爱的那些相邻领域之间的联系,我建议参看Cassels[1]的综述文章(与数论的联系)和Shafarevich[2,第III部分](与复流形和拓扑学的联系)”-其中复流形是复分析和拓扑微分流形的结合体-即不仅是微分流形更在坐标卡相交部分遵循复分析的全纯性。
关于代数几何与我们组合数学的关系,就如这里第一段已说:我的导师钟老师的全国高等学校教学用书和课也主要参考Hodge和Pedoe所著的《代数几何方法》,即因代数几何主要研究对象是代数闭域上仿射空间或射影空间中的代数簇,而正如海南琼州大学的导师钟集教授独撰的高等学校用书《高等几何》说“高等几何…,使学生认识射影空间的基本特征和研究方法,以及射影空间与仿射空间…”如此我导师钟集教授这《高等几何》列出它的主要参考书依次是:海南琼州大学师爷叔Oswald Veblen和其指导的博士生全都做图论的Paul Joseph Kelly的《射影几何》、英国皇家学会主席(5年届则等待的人多就少有数学人当主席)20世纪最伟大的数学家之一的Atiyah的导师William Vallance Douglas Hodge和Pedoe的世界名著《代数几何方法》、Beniamino Segre的《Lectures
on Modern Geometry》、C.
V. Durell的《代数几何》、指导Roger
Penrose的博士论文是“Tensor Methods in Algebraic Geometry代数几何中的张量方法”却荣获诺贝尔物理学奖的John Arthur Todd的书等。我导师钟集教授这书之受广泛重视程度就如中国计算机学会正理事长的名著《计算机视觉》就主要参考我导师的这书-且只有一本数学参考书 (即关于这相关领域-海南琼州大学的导师钟集教授独著的书是理事长的《计算机视觉》这书唯一参考的数学书,1988年沃尔夫数学奖得主Friedrich
Hirzebruch的《Topological
methods in algebraic geometry代数几何中的拓扑方法》«而上面独写《代数几何》的国际数学联盟主席David Mumford的博士朱松纯教授,三次问鼎计算机视觉领域国际最高奖项是世界计算机视觉权威。我看到一个代数几何书籍目录)
可参考André Weil 自传《Weil 眼中的数学与别人眼中的他》,他的导师阿达玛(Hadamard0的《数学领域中的发明心理学》,在哈佛读书时听代数几何上帝Alexander
Grothendieck格罗滕迪克的一年课其后又跟他去法国合作的Heisuke
Hironaka最近的 《可变思考:数学与创造性思维》等。
可参考《数学译林》转载的几篇有关代数几何的介绍性文章:“代数几何”--这篇文章刊载于1992年(第11卷)《数学译林》的第3期,它其实是法国国家科研中心所写的关于现代数学各领域发展状况的一本书的第三章;“代数曲面”--这篇文章刊载于1983年(第2卷)《数学译林》的第3期,作者是德国著名代数几何学家希策布鲁赫(F. Hirzebruch);“代数簇的极小模型理论”--这篇文章刊载于1990年(第9卷)《数学译林》的第2期,作者是日本著名代数几何学家饭高茂(S. Iitaka)介绍森重文(Shigefumi Mori)和川又雄二郎(Yujiro Kawamata)的工作。“代数几何” --这篇文章刊载于1990年(第9卷)《数学译林》的第3期,作者是日本代数几何学家浪川幸彦以及代数几何的发展;“Alexander
Grothendieck之数学人生” --这篇文章刊载于2007年(第26卷)《数学译林》的第3期,作者是P. Pragacz;“忆Grothendieck和他的学派” --这篇文章刊载于2011年(第30卷)《数学译林》的第1期,作者是L. Illusie等人。
关于上面Hartshorne教授写的哈佛即伯克莱等“基本上一个学期讲一章”的《代数几何》书,有一些评论介绍如就似刚看到“赚一个亿和刷完GTM52所有习题(各节课后习题共464题)哪个难度大?”(这是从普通学生起点问)以及下面“基础数学PhD跨不去的坎:代数几何GTM 52”一文(网络等发达使学生的八卦挺细的。注:GTM52就是Hartshorne的《代数几何》):
如刚见到一个已学了交换代数,且同调代数基础很扎实(它俩是与代数几何很密切很有帮助更深刻理解代数几何的领域),他说不下苦功夫学不了代数几何!他说:GTM 52即上面Hartshorne教授的《代数几何》)应该是GTM系列里面比较难念的一本书。很多数学系研究生耗费很多时间辛苦研读而没念好。我知道的例子里面,MIT代数几何大牛Michael Artin以前一个中国得过奥赛金牌的学生 ,念这书一年多没多少进展,过不了QUALIFY。 因此和Artin关系日渐恶化,最后离开了MIT。这本书难念,原因之一是需要一定预备知识。要念懂GTM 52,至少需要交换代数一学期的内容另外要对同调代数有最基本的训练,至少对它的的思维方式不至于陌生。这些准备内容,大陆一般院校的本科教学里面并没有COVER。这本书难念更重要的原因是第2,3章介绍的HUGE MACHINNERY of high tech。GTM52 第一章处理VARIETY,优点是简明扼要,缺点是材料太少,不足以给学生足够的几何直觉,支撑第2,3章的学习。GTM 52的精华是第2,3章,介绍SCHEME和它上面的COHOMOLOGY THEORY。SCHEME的概念已经高度抽象,初学者会觉得学习很多概念时HIGHLY UNMOTIVIATED。SCHEME 上的COHOMOLOGY理论的建立更需要很多技术上的准备。初学者很容易陷入技术细节的推导上,一叶障目,不见森林。我个人认为GTM 52其实不应该做为代数几何FIRST COURSE的教材, 虽然它PRETEND读者没有代数几何的任何基础。(数学成熟度比较高或者有天才的读者另当别论。) 要是你不准备今后从事代数几何研究,但是希望学好代数几何最基本的知识,我个人觉得SHAFAREVICH的BASIC ALGEBRAIC GEOMETRY那样的课本肯定是更好的选择。它的优点是有大量具体的例子,另外处理DIVISOR, DIFFERENTIAL FORM, INTERSECTION THEORY,都是对最简单的PROJECTIVE VARIETY做的。这样处理,几何意义反而最明晰。SHAFAREVICH 里面对SCHEME 上的COHOMOLOGY应该没有讲透。但是念了它以后,读者再念GTM 52的第2,3章就应该很容易了。念懂GTM 52的研究生,应该还是有一定数学能力的。不过这个标准充其量也就是衡量研究生低年级阶段数学能力的标准。衡量数学家的能力,当然还是要看他工作是否重要,而不是念懂了什么难念的书。
对GROTHENDICK是20世纪后半叶最重要的极少数几个数学家之一,我完全赞同。但是GROTHENDICK之所以伟大,是因为他基本从无到有,把GTM 52的基本框架建构起来,而不是他把他以前的数学家的教材或者论文念得特别好。就是这个GROTHENDICK,当他朋友访问他抱怨当时新建立的EHS没什么数学书籍时,他的回答是:We do not read books; we write books.没有人否认GROTHENDICK的伟大。但要把这种个人崇拜推到只有GROTHENDICK风格的数学才是好数学,那就荒唐可笑了。就拿复数域上的代数几何来说,本来就有纯粹代数的和超越的两种APPROACH,这本来是数学的幸事。对深刻的东西,我们自然希望可以从不同的角度理解。要把超越的复代数几何赶出代数几何,对代数几何本身肯定是不幸。不管数学的分支是什么,有好的思想,有原创力的数学就是好数学。应用数学家里面也有PETER LAX那样伟大的数学家,他对数学的贡献超过绝大多数的纯粹数学家。而内容空洞,没什么新意的数学, 即使打着抽象代数几何的旗帜,也是坏数学。能把里面的前三章习题一个一个过一遍就差不多了。要不基本就是走马观花。但这只是把代数几何里面的基本语言,定义,定理,工具熟悉了一下。其实和代数几何里面重要的问题联系还是很少,就是个语言。古典代数几何最大的缺陷就是很难用一些精确而且好操作的数学语言把那些代数几何里面的事实给准确的写出来。 GTM 52里面的语言就是为了这个目的。如果这本书也用不熟,基本只能瞎折腾或者用复几何的工具去做了。可能好多问题都读不懂。把这本书搞的滚瓜烂熟,也不见得怎么样。和现代代数几何学还差得远。如何在经典代数几何和现代代数几何搞出来的时髦东西之间找到一个平衡,也是一种能力。习题也不一定都得一个一个去做。一个韩国人,YALE PHD 1999毕业,STANFORD POSTDOC 现在在韩国首尔大学做副教授。代数几何的论文在Inventiones mathematicae,JOURNAL OF
ALGEBRAIC GEOMETRY,Math Annalen 这样的杂志发表了大概20多30篇了。这个哥们,当年学HARTSHONE 时顶多选择了少部分习题。当然也有做很多习题的。一个中国学生, COLUMBIA代数数论 PHD,有ANNALS论文发表。当年做了很多Hartshorne的习题。习题解答, 手写的工整的解答一共有将近 600页A4的打印纸。他自己认为他应该是解答这本书习题最多的人了,和网上各种AVAILABLE 的习题解答比较。不过他的解答也还没包括1,2,3所有的习题。我的意思就是学数学应该没有固定的办法。有些人可以做少数的习题就到达很好的理解。适合自己的就是最好的。做习题是一个很好的训练,做完所有的习题也很难。中国很多代数几何的做的好的都走过了这个过程。做论文时,不会东西也总是要东补西补。习题里没有,也是要想办法弄明白的。只是过程不同而已。Hartshorne的习题就是一个很好的汇总。学习代数数论和代数几何还是好多区别的。代数数论的就喜欢看着什么有用就拿来试一试。他们还是对他们数论里面的问题感兴趣。他们很多时候也是在做数论问题,和代数几何的问题也有很多不一样。代数几何里面有很多很硬的骨头,就是需要很硬的功底才能做的动。De Jong应该就是很擅长此类事情的吧。
数学的发展到一定历史时期就有哪些重要的和不重要的,能体会的好,把握住发展潮流的都是俊杰。做数学也不能一概而论。不过能对发展潮流有感觉的人,应该大多数都是天才。