Введение

Ян Арнольдус Шоутен (28 августа 1883 – 20 января 1971) — нидерландский математик и профессор Технологического университета Делфта. Он был значительным вкладчиком в развитие тензорного исчисления и исчисления Риччи и одним из основателей Mathematisch Centrum в Амстердаме.

Биография

Шютен родился в Ниуэр-Амстеле в семье известных судовладельцев. Он посещал школу Хогере Бургер, а затем поступил в Политехническую школу Делфта для изучения электротехники. После окончания в 1908 году он работал в компании Siemens в Берлине и на коммунальном предприятии в Роттердаме, прежде чем в 1912 году вернуться к изучению математики в Делфте. Во время учебы он увлекся мощью и тонкостями векторного анализа. После непродолжительной работы в промышленности он вернулся в Дельфт для изучения математики, где в 1914 году под руководством Якоба Кардиналя получил степень доктора философии, защитив диссертацию под названием «Основы векторного и аффинного анализа». Шютен был эффективным университетским администратором и лидером математических обществ. В период своей работы профессором и руководителем института он был вовлечен в различные споры с топологом и интуиционистом Л. Э. Й. Брувером. Он был проницательным инвестором, а также математиком, и успешно управлял бюджетом института и голландского математического общества. В начале 1954 года он принимал Международный конгресс математиков в Амстердаме и произнес вступительную речь. Шютен был одним из основателей Mathematisch Centrum в Амстердаме. Среди его аспирантов были Йоханна Мандерс (1919), Дирк Струйк (1922), Йоханнес Хаантхес (1933), Вутер ван дер Кулк (1945) и Альберт Нийенхёйс (1952). В 1933 году Шютен стал членом Королевской нидерландской академии искусств и наук. Шютен умер в 1971 году в Эпе. Его сын Ян Фредерик Шютен (1910–1980) был профессором Технологического университета Эйндховена с 1958 по 1978 год.

- Да.

В диссертации Шутэна он применил свой "прямой анализ", основанный на векторном анализе Джосии Вилларда Гиббса и Оливера Хевисайда, к сущностям, подобным тензорам высшего порядка, которые он называл аффинорами. Симметричное подмножество аффиноров представляло собой тензоры в понимании физиков Вольдемара Войгта. В этом анализе встречаются такие объекты, как , , и . Подобно тому, как векторный анализ оперирует скалярным и векторным произведениями, так и анализ Шутэна имеет различные виды произведений для тензоров разных рангов. Однако вместо двух символов умножения у Шутэна их было не менее двадцати. Это делало работу сложной для чтения, хотя выводы были верными. Позже, в разговоре с Германом Вейлем, Шутэн сказал, что "хотел бы придушить того, кто написал эту книгу". (Карин Райх в своей истории тензорного анализа ошибочно приписывает эту цитату Вейлю.) Вейль, однако, отмечал, что в ранней книге Шутэна наблюдаются "оргии формализма, угрожающие спокойствию даже технического специалиста" (Пространство, Время, Материя, с. 54). Роланд Вайтценбёк писал о "чудовищной книге, которую он сотворил".

Леви-Сивита

В 1906 году Л. Э. Браувер был первым математиком, который рассмотрел параллельный перенос вектора для пространства постоянной кривизны. В 1917 году Леви-Чивита указал на важность этого для случая гиперповерхности, погруженной в евклидово пространство, то есть для случая риманова многообразия, погруженного в "более широкое" окружающее пространство. В 1918 году, независимо от Леви-Чивиты, Шутэн получил аналогичные результаты. В том же году Герман Вейль обобщил результаты Леви-Чивиты. Вывод Шутэна обобщается на многомерные пространства, а не только на двумерные, и доказательства Шутэна являются полностью внутренними, а не внешними, в отличие от доказательств Туллио Леви-Чивиты. Несмотря на это, поскольку статья Шутэна вышла почти через год после статьи Леви-Чивиты, признание досталось последнему. Шутэн не знал о работе Леви-Чивиты из-за недостаточной распространенности журналов и проблем со связью во время Первой мировой войны. Шутэн проиграл спор о приоритете с Леви-Чивитой. Коллега Шутэна Л. Э. Браувер занял сторону Леви-Чивиты. Как только Шутэн узнал о работах Риччи и Леви-Чивиты, он перешел на их более простую и общепринятую нотацию. Шутэн также разработал то, что сейчас известно как многообразие Келера за два года до Эриха Келера, но и в этом случае не получил должного признания за свое открытие.

Произведения Шютена

Имя Шютена появляется в различных математических объектах и теоремах, таких как тензор Шютена, скобка Шютена и теорема Вейля — Шютена. В 1922 году он опубликовал работу Der Ricci Kalkül, представляющую собой обзор области тензорного анализа. В 1931 году он написал трактат о тензорах и дифференциальной геометрии. Второй том, посвященный приложениям к дифференциальной геометрии, был написан его учеником Дирком Яном Струйком. Шютен сотрудничал с Эли Картаном в двух статьях, а также со многими другими выдающимися математиками, такими как Кентаро Яно (с которым он был соавтором трех работ). Благодаря своему ученику и соавтору Дирку Струйку его работа оказала влияние на многих математиков в Соединенных Штатах. В 1950-х годах Шютен полностью переработал и обновил немецкую версию Ricci Kalkül, которая была переведена на английский язык как Ricci Calculus. В ней были охвачены все аспекты тензорного анализа, которые Шютен считал важными, включая работы по группам Ли и другим темам, которые значительно развились с момента первого издания. Позже Шютен написал «Тензорный анализ для физиков», стремясь представить тонкости различных аспектов тензорного исчисления для физиков, склонных к математике. В книгу было включено матричное исчисление Пола Дирака. Он продолжал использовать часть своей прежней терминологии аффиноров. Шютен, как и Вейль и Картан, был вдохновлен теорией относительности Альберта Эйнштейна. Он был соавтором статьи с Александром Александровичем Фридманом из Петербурга и другой с Вацлавом Хлавати. Он взаимодействовал с Освальдом Вебленом из Принстонского университета и переписывался с Вольфгангом Паули по поводу спинового пространства. (См. H. Goenner, Living Review, ссылка ниже.)

Публикации

Ниже приводится список работ Шютена. Основы векторного и аффинного анализа, Лейпциг: Тёбнер, 1914. Об определении основных законов статистической астрономии, Амстердам: Кирхнер, 1918. Исчисление Риччи, Берлин: Юлиус Спрингер, 1924. Введение в новейшие методы дифференциальной геометрии, в 2 томах, Грёнинген: Noordhoff, 1935–1938. Исчисление Риччи, 2-е издание, тщательно пересмотренное и дополненное, Нью-Йорк: Springer Verlag, 1954. В соавторстве с В. Ван дер Куком, Проблема Пфаффа и её обобщения, Clarendon Press, 1949; 2-е издание, Нью-Йорк: Chelsea Publishing Co., 1969. Тензорный анализ для физиков, 2-е издание, Нью-Йорк: Dover Publications, 1989.