研究巴拿赫空間之前,我們有必要完全弄清楚巴拿赫空間、希爾伯特內積空間、賦范線性空間這三者之間的區別和聯系。
賦范線性空間是距離空間,希爾伯特內積空間必然是賦范線性空間,巴拿赫空間是完備的賦范線性空間。這是三者間的基本關系。
作為資深專家,具備大師水平的數學研究者,穆勒和沈奇同樣需要依托最基礎的理論去證明體系內的定理。
內積空間中的內積可以定義范數,而范數不一定非要內積來定義。希爾伯特空間是巴拿赫空間的特例,而巴拿赫空間是完備距離空間的特例。
所以,沈奇基于穆勒在982年的一條證明重新定義如下:
“巴拿赫空間的一個非空子集稱為逼近緊的,是指對任意{n}n及任意y,如果使得 那么{n}n就存在一個柯西列,稱是逼近緊的,且的每個閉凸子集是逼近緊。”
“思路逐漸清晰,沈奇你認為一個巴拿赫空間是逼近緊的當且僅當它具備drp性質。”穆勒教授再次檢查沈奇設定的前提條件。
巴拿赫空間綜合了泛函分析、拓撲、空間幾何等諸多分支,是一個有難度的領域,不適合初學者接觸。
“沒錯。”沈奇和穆勒交流起來非常通暢,聰明人不廢話,數學家不啰嗦。
“需要我做什么?”穆勒教授問到,并沒有擺出教授及導師的架子,他視沈奇為平等的學術合作伙伴,就如當年的哈代和拉馬努金、高斯和黎曼、歐拉和拉格朗日、歐幾里得和阿基米德。
在學術上平等對待徒弟的師傅,往往能跟弟子一同載入史冊。酷愛消滅徒弟的畢達哥拉斯,他在數學史上的聲望評價為負分。
沈奇說到:“巴拿赫空間的rnp性質和鞅理論分析就拜托穆勒教授了,你是這方面的專家。”
“k,那我們還等什么?分頭干活吧,爭取一個月之后合稿。”穆勒教授親力親為,這畢竟是他最先提出來的一個定理,他要親手完成這項跨越三十幾個春秋、滲透復雜感情的課題。
“k。”沈奇收拾好資料,準備離開穆勒的辦公室,去完成人生中第一個以自己姓氏命名的數學定理。
“對了,明天你去帶導修課,這是我的教案備份和學生信息,你熟悉一下。”穆勒遞給沈奇一個又厚又重的文件袋。
“看來穆勒教授的一百二十美元并不容易賺到。”沈奇笑了笑,接過文件袋這便離開。
晚上和第二天上午,沈奇開始編寫“穆勒沈定理”他負責的證明部分。
沈奇堅持將自己的姓氏放在后面,以體現對導師的尊重。
一整個下午,沈奇仔細研究穆勒關于非歐幾何的教案,這是他的工作的一部分,他是穆勒的助教之一。
穆勒在這個學期負責普大數學系本科生的一門課程,非歐幾何。
授課有兩種形式,大課以及導修課。
大課通常安排在能容納一百多名學生的大教室中進行,主講人是教授。
前美國總統伍德羅威爾遜在普大當校長時,新增了一個“preeptrial”課程,即導修課,那時是905年,這門課程一直延續到今天。
導修課實行小班制,通常由助教負責,一個導修班有02名學生,最多不超過5名學生。
在導修班上,助教帶領本科生們復習最近一周的學業,數學系的導修課大多由解題和討論構成。
普林斯頓非常重視本科生教育,本科生們上完大課還得上導修課,每一門核心專業課程都設置導修課。
普大本科生的學業繁重,門門功課拿到a,還能泡到妹子或帥哥,又能兼顧社團活動及體育運動,那他或她一定是最優秀的少數派精英。
晚上8點,沈奇抵達小教室,這是他作為助教第一次負責導修課。
一堂導修課一般持續2個小時左右,沈奇能領到20美元的酬勞。
時薪0美元在美國不算低,畢竟沈奇從事的是專業素質較高的腦力勞動。
除了導修課的課時費之外,沈奇也有固定工資,一個月的收入有幾千美金,跟外面的白領差不多。
“先生們晚上好,我是沈奇,來自中國,你們的導修課負責人。你們可以叫我沈,或者奇,或者沈奇。來,跟著我念,濕衣嗯沈,妻衣奇,沈奇”沈奇對教室中的2位本科二年級學生說到,并在黑板上寫出他的名字“shenqi”。
“sinki”十二位二年級學生皆是男生,平均年齡20歲,比沈奇小一點點。
“key,你可真年輕,你是我見過最年輕的助教。”
“嘿,key,你已經獲得phd了嗎?”
“key,我猜你是雙魚座。”
小師弟們對沈奇的年齡、身份很感興趣,這么年輕的導修課負責人從沒見過呀。
“shen”對于歪果仁來說較難掌握標準發音,于是師弟們管沈奇叫“qi”。
因為發音習慣,念著念著,“qi”就被師弟們念成了“ki”,跟“鑰匙”這個單詞的發音一致。在美國英語里,key不發長音,音標就是ki。
“實際上我正在讀博,至于我的年齡,保密。而我的星座,同樣保密。”沈奇笑道,這些年輕人朝氣蓬勃,充滿熱情,好奇而興奮,讓他想起了自己的青春歲月。
“你們回答正確一個問題,我就解鎖我的一個秘密。”沈奇說到。..
“來吧來吧,key,兩小時后你走出教室時,將再無秘密可言。”一位白人學生自信滿滿的說到,他有著強烈的探知欲。
“雖然是非歐幾何的導修課,但我在開始非歐幾何的輔導之前,會問幾個數學史的問題。我始終認為了解數學史,才能學好數學。”沈奇說到,“我通過花名冊已經記住了十二位帥哥的名字,接下來我將逐一點名,我想認識你們中的每一位。”
“斯蒂芬科里,你昨天進了幾個三分球?”沈奇鎖定幾位白人男生,他覺得斯蒂芬科里應該在幾人之中產生。
“很遺憾,我打的位置是中鋒。”一位身高一米八左右的白人男生舉了舉手,示意自己就是斯蒂芬科里,這個名字和nba球星斯蒂芬庫里的發音一模一樣,唯一不同的是拼寫方法。
“好吧,我們的強力內線斯蒂芬,請告訴我,是誰將歐洲數學從中世紀漫長的黑暗中解救出來的?”沈奇問到。
“毫無疑問,這位救世主是卡丹。”斯蒂芬不假思索的回答到,然后立馬詢問:“key,請告訴我,你的年齡是?如果你比我的年齡更小,我將無法接受這個現實!”
“我和斐波那契同年。”沈奇在黑板上寫下一行信息,萊昂納多斐波那契,75250。
“nay!”斯蒂芬作出夸張的樣子,他當然知道沈奇不可能和斐波那契同年,他也意識到自己的第一個問題回答錯了,是斐波那契拯救了歐洲數學而不是卡丹。