Кіріспе

Уильям Пол Турстон (30 қазан 1946 – 21 тамыз 2012) – американдық математик. Ол төмен өлшемді топология саласындағы пионер болды және 3-өлшемді кеңістіктерді зерттеуге қосқан үлесі үшін 1982 жылы Филдс медалімен марапатталды. Турстон Принстон университетінде, Калифорния университетінде (Дэвис) және Корнелл университетінде математика профессоры қызметін атқарды. Ол сонымен қатар Математикалық ғылымдар зерттеу институтының директоры болды.

Ерте өмір және білім

Уильям Турстон Вашингтон қаласында, Маргарет Турстон, тігінші, және Пол Турстон, авиациялық инженерінің отбасында дүниеге келді. Уильям Турстон бала кезінде туа біткен қисық көздікке (страбизм) шалдыққан, бұл оның кеңістікті қабылдау қабілетімен мәселе тудырды. Бакалаврлық диссертациясы үшін ол топологияның интуиционистік негізін жасады. Содан кейін, 1972 жылы ол Калифорния университетінде (Беркли) Моррис Хирштің жетекшілігімен математика ғылымдарының докторы дәрежесін алды, оның диссертациясы «Үш өлшемді кеңістіктердің жапырақтанған құрылымдары, шеңберлі шоғырлар» тақырыбында болды.

Мансап

Докторлық диссертациясын аяқтағаннан кейін, Терстон бір жыл Оқу-ғылыми зерттеу институтында (Institute for Advanced Study), содан кейін тағы бір жыл Массачусетс технология институтында ассистент-профессор болып жұмыс істеді.

Жапырақтар

Оның алғашқы еңбектері 1970-ші жылдардың басында, негізінен жапырақтар теориясы саласында болды. Оның маңызды нәтижелеріне мыналар жатады: Көпқырлылықтағы кез келген Гефлигер құрылымын жапыраққа біріктіруге болатынын дәлелдеу (бұл, атап айтқанда, нөлдік Эйлер сипаттамасы бар кез келген көпқырлылықтың бір кодименсиялы жапыраққа ие екенін білдіреді). Үш сферадағы бір кодименсиялы тегіс жапырақтардың үздіксіз отбасын құру, олардың Годбильон-Вей инварианты (Клод Годбильон және Жак Вейден кейін) барлық нақты мәндерді қабылдайды. Джон Н. Мэзермен бірге, ол көпқырлылықтың гомеоморфизмдер тобының кохомологиясы, топ дискретті топологиямен немесе компактты ашық топологиямен қарастырылғаннан тәуелсіз екенін дәлелдеді. Шындығында, Турстон жапырақтар теориясындағы көптеген шешілмеген мәселелерді өте қысқа мерзімде шешті, бұл саладан мамандырғандардың кетуіне әкелді, онда кеңесшілер студенттерге жапырақтар теориясын таңдамауға кеңес берді, өйткені Турстон "бұл тақырыпты толығымен тазартып" жатқан еді ("Математикадағы дәлелдеу және прогресс туралы", әсіресе 6-бөлімді қараңыз).

Геометриялық болжамы

Оның кейінгі еңбектері, шамамен 1970-жылдардың ортасынан бастап, гиперболалық геометрияның 3-көптүрліліктердің жалпы теориясында бұрынғыдан әлдеқайда маңызды рөл атқаратынын көрсетті. Турстонға дейін шекті көлемді гиперболалық 3-көптүрліліктердің, мысалы, Сейферт-Вебер кеңістігі сияқты, санаулы ғана мысалы белгілі болды. Роберт Райли мен Тройлс Йоргенсеннің 1970-жылдардың ортасы мен соңындағы тәуелсіз және ерекше тәсілдері мұндай мысалдардың бұрын ойланғаннан гөрі көбірек кездесетінін көрсетті; атап айтқанда, олардың жұмысы сегіз түйіндік толықтығының гиперболалық екенін көрсетті. Бұл гиперболалық түйіннің алғашқы мысалы болды. Олардың жұмысына шабыттанған Турстон, сегіз түйіндік толықтығының гиперболалық құрылымын көрсетудің басқа, нақтырақ жолын қолданды. Ол сегіз түйіндік толықтығын екі тұрақты идеалдық гиперболалық тетраэдрдің бірігісі ретінде жіктеуге болатынын көрсетті, олардың гиперболалық құрылымдары дұрыс сәйкес келіп, сегіз түйіндік толықтығындағы гиперболалық құрылымды қамтамасыз етеді. Хакеннің қалыпты беттік техникасын пайдаланып, ол түйіннің толықтығындағы сығылмайтын беттерді жіктеді. Гиперболалық құрылымдардың деформацияларын талдаумен бірге ол сегіз түйіндегі Дехн операцияларының 10-нан басқа барлығының 3-көптүрлілікті редукцияланбайтын, Хакен емес және Сейферт емес түтікшелерге алып келетінін қорытындылады. Бұл бірінші мысалдар болды; бұрын белгілі бір Сейферт талшықты кеңістіктерінен басқа, барлық редукцияланбайтын 3-көптүрліліктер Хакен болады деп есептелген. Бұл мысалдар гиперболалық болды және оның келесі теоремасын тудырды. Ол – оның гиперболалық Дехн операциясы туралы теоремасы. Суретті толықтыру үшін Турстон Хакен көптүрліліктері үшін гиперболизация теоремасын дәлелдеді. Әсіресе маңыздысы, көптеген түйіндер мен байланыстар гиперболалық болып табылады. Оның гиперболалық Дехн операциясы туралы теоремасымен бірге бұл жабық гиперболалық 3-көптүрліліктердің көптеп кездесетінін көрсетті. Хакен көптүрліліктері үшін гиперболизация теоремасы дәлелдің ұзындығы мен қиындығына байланысты Турстонның «Құбыжық теоремасы» деп аталды. Толық дәлелдемелерге шамамен 20 жыл кетті. Дәлелдемеде көптеген көрінеу бір-бірінен алыс салаларды 3-көптүрліліктермен байланыстыратын бірқатар терең және түпнұсқалық түсініктер бар. Содан кейін Турстон геометриялық болжамын жасады. Бұл 3-көптүрліліктердің болжамды суретін берді, онда барлық 3-көптүрліліктер сегіз геометрияны қамтитын белгілі бір геометриялық ыдырауға ие екені көрсетілді, бұл қазір Турстонның модельдік геометриясы деп аталады. Гиперболалық геометрия осы суреттегі ең көп таралған және сонымен бірге ең күрделі геометрия болып табылады. Бұл болжамды 2002–2003 жылдары Григорий Перельман дәлелдеді.

Тығыздық болжамы

Турстон және Денис Салливан 1970 жылдардың соңы мен 1980 жылдардың басында Липман Берстің тығыздық болжамын жеке дегенерацияланған Клейн беттік топтарынан барлық шекті түрде жасалған Клейн топтарына кеңейтті.

Орбифолд теоремасы

Гиперболалық Дэн хирургиясы жөніндегі еңбегінде Терстон шар тәрізді құрылымдардың табиғи түрде туындайтынын байқады. Мұндай құрылымдар Терстонға дейін де зерттелген, бірақ оның жұмысы, әсіресе келесі теорема, оларды кеңінен танымал ететін болды. 1981 жылы ол 3-орбиталар жағдайындағы геометриялық теоремасын кеңейтетін орбиталық теореманы жариялады. 2000 жылдардың басында математиктердің екі тобы 1980 жылдардың басында Принстон қаласында Терстон оқыған дәрістерге негізделген, толық дәлелді жазу бойынша жұмыстарын аяқтады. Оның бастапқы дәлелі Ричард С. Гамильтонның Риччи ағыны жөніндегі еңбегіне ішінара сүйенді.

Марапаттар мен құрметтер

1976 жылы Терстон мен Джеймс Харис Симонс геометрия саласындағы Освальд Веблен сыйлығын бөлісті. 2005 жылы Тёрстон үш өлшемді геометрия және топология еңбегі үшін Американдық математикалық қоғамның алғашқы Кітап сыйлығын жеңіп алды. Бұл сыйлық "зерттеу әдебиеттеріне маңызды үлес қосатын ерекше зерттеу кітабын" таниды. 2012 жылы ол ғылыми зерттеулерге жасаған маңызды үлесі үшін Американдық математикалық қоғамның Лерой П. Стил сыйлығымен марапатталды. Сыйлықтағы мақтау қағазында оның еңбегі "үш манифольд теориясын революциялады" деп сипатталған.

Жеке өмір

Тёрстон мен оның бірінші әйелі Рейчел Финдлидің үш баласы болды: Дилан, Натаниел және Эмили. Ол Индиана университетінің Блумингтон қаласындағы математигі. Тёрстонның екінші әйелі Джулиан Мюриэл Турстоннан екі баласы бар: Ханна Джейд және Лиам.

Таңдалған жарияланымдар

Уильям Терстон, Үш көптүрліліктің геометриясы мен топологиясы, Принстон лекцияларының жазбалары (1978–1981). Уильям Терстон, Үш өлшемді геометрия және топология. 1-том. Сильвио Леви редакторы. Принстон математикалық сериясы, 35. Принстон университетінің баспасы, Принстон, Нью-Джерси, 1997. x+311 б. Уильям Терстон, 3-көптүрліліктердегі гиперболалық құрылымдар. I. Ацилиндрлік көптүрліліктердің деформациясы. Ann. of Math. (2) 124 (1986), No. 2, 203–246. Уильям Терстон, Үш өлшемді көптүрліліктер, Клейн тобы және гиперболалық геометрия, Bull. Amer. Math. Soc. (N. S.) 6 (1982), 357–381. Уильям Терстон, Беттердің диффеоморфизмдерінің геометриясы және динамикасы туралы. Bull. Amer. Math. Soc. (N. S.) 19 (1988), No. 2, 417–431. Эпштейн, Дэвид Б. А.; Каннон, Джеймс В.; Холт, Дерек Ф.; Леви, Сильвио В. Ф.; Патерсон, Майкл С.; Терстон, Уильям П. Топтардағы сөздік өңдеу. Jones and Bartlett Publishers, Бостон, Массачусетс, 1992. xii+330 б. Элиашберг, Яков М.; Терстон, Уильям П. Конфолиациялар. Университет лекциялары сериясы, 13. Американдық математикалық қоғам, Провиденс, Род-Айленд және Провиденс плантациялары, 1998. x+66 б. Уильям Терстон, Математикадағы дәлелдеу және прогресс туралы. Bull. Amer. Math. Soc. (N. S.) 30 (1994) 161–177. Уильям П. Терстон, "Математикалық білім". AMS хабарламалары 37:7 (қыркүйек 1990) 844–850 б.