Camille Jordan · 1838–1922

若尔当

「一条自己不相交的闭曲线把平面分成内外两块」——这句像废话的话,他是第一个认真去证的人;同一支笔还写下了标准形、合成因子、有界变差,以及「面积」这个词的第一个定义

t=kykyk1=p+nt = \sum_{k} \lvert y_k - y_{k-1} \rvert = p + n
1881 年《论傅里叶级数》,《科学院周报》第 92 卷第 228 页。在区间里插一串分点,把相邻两点的高差分成涨的一堆 p 与落的一堆 n,两者相加就是总变差 t。它有上界,就叫有界变差——他当时的原名是「振荡有限」。狄利克雷那条「只有有限个极大极小」从此成了它的一个特例

玛丽-埃内蒙-卡米尔·若尔当 1838 年 1 月 5 日生于十字架山,那是后来并入里昂的一个市镇。父亲亚历山大·若尔当是路桥工程师,后来当选国民议会议员;母亲约瑟芬是画家皮维·德·夏凡纳的姐妹;而他的名字来自另一位卡米尔·若尔当——五百人院里的那位演说家与政治家,是他的叔曾祖父(这几条都出自 1922 年维拉写在《纯粹与应用数学杂志》卷首的讣告)。他 1855 年进综合理工,毕业时进的是矿务团,先后在普里瓦、沙隆做矿业工程师,1867 年调到巴黎;1861 年顺带通过了博士答辩。也就是说,六百多页的《置换论》是一个有正职的工程师在业余时间写的。1873 年他成为综合理工的考官,1876 年 11 月 25 日任分析教授;1883 年起又在法兰西公学院接塞雷的课,两处都做到 1912 年退休。1881 年他接沙勒的位子进了法兰西学会,1916 年任科学院院长。

他的题目跨得很开,而每一处都是去问「秩序本身是什么」。1870 年的《置换论》是第一部系统讲伽罗瓦理论的书,合成因子、可解群、本原与非本原群这一整套说法都在那里定下来;同一部书里还有线性代换在模 p 下的标准形。到了七十年代末他转向实变函数,1881 年提出有界变差、1892 年提出后来所说的若尔当测度、1887 年证明了那条以他命名的曲线定理——皮卡在他去世后第二天的悼词里正是这么排的:「他把有界变差这个关键概念引进了分析」「同样有名的是他关于曲线的研究,世人一概称之为若尔当曲线,它们把平面分成两个不同的区域」「还要归功于他的是关于集合测度的一些重要命题,它们为许多现代研究开了路」。1885 年他接雷萨尔主编刘维尔创办的那份《纯粹与应用数学杂志》,一直做到去世,世人径称它「若尔当的杂志」。1920 年斯特拉斯堡的国际数学家大会以鼓掌推他为名誉主席,他在会上还宣读了一篇讲星座分类的论文,那多半是他发表的最后一篇东西。1922 年 1 月 20 日夜里,他因突发心脏骤停去世

若尔当肖像
巴黎圣日耳曼大道 5 号,尤金·皮鲁照相馆摄 · 都灵科学院历史档案藏 · Wikimedia Commons,公有领域。卡纸下沿印着照相馆得过的金牌,其中一枚是 1889 年世界博览会的,所以这张卡纸不会早于 1889 年;照片区上方那行手写字是「C. Jordan Lyon 5 janvier 1838」——姓名、出生地与生日都写在上面,这在全馆的肖像里是独一份

生平

  1. 1838年1月5日
    生于十字架山

    后来并入里昂的一个市镇。父亲是路桥工程师,母亲是画家皮维·德·夏凡纳的姐妹。

  2. 1855
    进综合理工

    此前在乌兰的中学与里昂的中学念书。毕业时进矿务团。

  3. 1861
    博士答辩

    此后照旧当工程师:普里瓦、沙隆-苏尔-索恩,1867 年调巴黎。

  4. 1862
    与伊莎贝尔·米内结婚

    后来有八个孩子,六男二女。

  5. 1870
    《置换论》

    六百多页,第一部系统讲伽罗瓦理论的书。合成因子(第 54–58 号)与线性代换的标准形(第 147–157 号)都在这一部里。

  6. 1873
    综合理工的考官

    1876 年 11 月 25 日升任分析教授,做到 1912 年退休。

  7. 1881
    接沙勒的位子进法兰西学会

    1915 年任科学院副院长,1916 年任院长。

  8. 1881年1月
    「振荡有限」

    《科学院周报》第 92 卷 228–230 页那篇三页的短札。同一篇里他指出狄利克雷一句关于可积性的断言不成立。

  9. 1882–1887
    《分析教程》第一版三卷

    综合理工的讲义。曲线定理在第三卷(1887)末尾的「补编」里,第 587–594 页。

  10. 1883
    法兰西公学院

    接塞雷的课,同样做到 1912 年。

  11. 1885
    接雷萨尔主编《纯粹与应用数学杂志》

    刘维尔创办的那一份。他一直做到去世,世人径称它「若尔当的杂志」。

  12. 1892
    《关于定积分的几点意见》

    《纯粹与应用数学杂志》第 4 系列第 8 卷 69–99 页。集合的内面积与外面积,即今天所说的若尔当测度。

  13. 1893
    《分析教程》第二版卷一

    全书重写。曲线定理从第三卷的补编搬到了第一卷第一章,测度与有界变差也排在开头的几十页里。

  14. 1914–1916
    三个儿子与长孙阵亡

    1914 年 9 月炮兵上尉夏尔、同年 11 月祖阿夫兵上尉皮埃尔、1915 年 6 月中士路易、1916 年 2 月见习军官卡米尔。1918 年妻子去世。

  15. 1920
    斯特拉斯堡国际数学家大会

    以鼓掌推为名誉主席,会上宣读了一篇讲星座分类的论文,多半是他最后发表的东西。

  16. 1922年1月20日夜
    卒于巴黎

    突发心脏骤停。八天前,他的最后一个孙辈刚刚出生。

展品厅

绝大多数展品都可以亲手把玩——这是本馆的立馆之本;少数以叙述为主的,做成故事展签。

镇馆之宝 · 亲手玩

一条闭曲线,把平面分成两块

这句话听上去是废话,他花了七页去证;而今天每一个图形库判「点在不在多边形里」,用的正是他数交点的那一段。

一条自己不相交的闭曲线,把平面分成内外两块——谁都觉得显然,可「显然」在十九世纪末已经不够用了:同一批人刚刚造出处处没有切线的连续曲线(馆里魏尔斯特拉斯那一页那条),谁也不敢说一条只被要求连续的闭曲线还老实。若尔当是第一个认真去证的人。他的办法是把曲线换成多边形:在曲线上取一串无限接近的点,作内接多边形 P;P 可能有重点,就顺着走一圈、碰到重点就把那个圈整个去掉,反复去到没有重点为止,得到 P′。接着他造出内外两串多边形把曲线夹住,于是平面上的点只有三种:从某一项起落在外多边形之外的、从某一项起落在内多边形之内的、以及夹在所有这些多边形之间的——第三种「到曲线的距离小于任何指定的量」,也就在曲线上。「于是证明了:任何连续闭曲线把平面分成两个区域,一个在外,一个在内,而后者不会缩成零,因为它含着一个半径有限的圆。」这条定理最早印在 1887 年《分析教程》第一版第三卷末尾的「补编」里(第 587–594 页),1893 年第二版全书重写时被搬到了第一卷第一章。要分开写的是另外两件事。一是「他的证明对不对」:韦布伦 1905 年说它「让许多数学家不满意,它在简单多边形这个要紧的特例上直接假定了定理」,古根海默 1977 年说得更具体,指出第 98 号那十来行里缺一步;而黑尔斯 2007 年通篇替他辩护,理由是若尔当根本没有实质用到多边形版的定理,他要的只是弱得多的一件事——「存在一个良定义的奇偶函数,数一条射线穿过多边形的次数」,并说自己联系过几位批评者,「每一位都承认并不直接知道错在哪里」。两说这里都摆出来,本馆不替任何一边下结论。二是那个奇偶函数本身:它就是演示里画的东西,也是他第 99 号的原话——从负无穷沿一条直线上来,先在外面,到第一个交点进去,第二个又出来。今天每一个图形库、每一个地理信息系统里的 point-in-polygon 就是这一句。

向右发一条射线,数它穿过曲线几次;再把射线抬到正好穿过一个顶点的那一档

这条定理说出来像废话,证起来却花了他七页:一条自己不相交的闭曲线,把平面分成内外两块。 他的办法是在曲线上取一串无限接近的点、作内接多边形,再把多边形上的圈一个个去掉, 最后用内外两串多边形把曲线夹住。夹的时候他要数一件事,就是这里画的这件——从一点向右发一条射线,数它穿过多边形几次;奇数在里,偶数在外。 当前这一点穿了 2 次,所以在外面; 右栏另拿绕数算了一遍,4000 个随机点上与射线法不一致的有 0 个。面积也拿两条路对过:鞋带公式 0.343360,逐格判内 0.343460。 要紧的是最后一栏:射线正好穿过一个顶点时,那条边到底算不算穿过?取测点 (0.500, 0.500)、内接 48 边形,两个顶点恰好落在射线上, 「两端都用严格不等式」的写法会把它们整条跳过,数出 0 次、判成外面——而它明明在里面。 今天所有图形库里的 point-in-polygon 都用半开区间(一端含、一端不含)把这个坑填掉, 那正是 Hales 2007 年替若尔当辩护时说的那一步:把射线挪开一丁点

对角线上一个数,旁边再来一个

今天写成矩阵的那个标准形,他是在模 p 的世界里做出来的——而在那里,一个幂零的东西是有阶的。

ord(A)=dpκ+1\operatorname{ord}(A) = d \cdot p^{\kappa+1}

线性代换能化简到什么地步?若尔当在《置换论》第 147–157 号给的答案是:选一组合适的指标,它把同一串指标分别换成 K·y、K·(z + y)、K·(u + z)、……——对角线上一个 K,次对角线上再来一个,别的地方全是零。「用一组合适的指标可以把代换 A 化成的这个简单形式,就是我们所说的它的标准形。」今天的课本把它写成一格一格的矩阵,叫若尔当块。要写清的是他做的是哪个域:那里的 K 是一个不可约同余式模 p 的根,也就是伽罗瓦虚数,今天说的有限域 GF(pˡ) 里的元素;他自己在后面明说「化成标准形要求引入虚数」。复数域上的同一件事是魏尔斯特拉斯 1868 年的初等因子理论,两条线后来才合流(而馆里魏尔斯特拉斯那一页的「初等因子」讲的是整函数按零点造函数,同名而不同物)。接着是这个形式好用在哪里。他先求 A 的 λ 次幂,算出来的系数正是二项式系数:z 那一行带一个 λ,u 那一行带 λ(λ−1)/2,再下去是 λ(λ−1)(λ−2)/6——一个若尔当块的幂,把帕斯卡三角形整个搬了出来。于是「这个代换什么时候回到单位」就变成了「这些二项式系数什么时候全被 p 整除」,他由此给出阶的公式:设最长那串指标有 ρ 个、p^κ 是小于 ρ 的 p 的最高次幂,则阶等于 K 的乘法阶乘上 p^(κ+1)。这件事在复数域上是不可能的:那里一个带次对角线的块永远回不到单位。本馆把他的公式与一遍遍乘出来的结果并排印在画布上,p 取 2、3、5、7,块长 1 到 7,特征值取遍所有情形,九十一组逐组相同。

《置换论》第 126 页给出的「标准形」是这样一串对应:A 把同一串指标换成 K·y、K·(z + y)、K·(u + z)、…——对角线上一个 K,次对角线上再来一个, 今天的课本把它写成矩阵。要紧的是他做的是模 p 的情形: 那里的 K 是一个不可约同余式的根,也就是伽罗瓦虚数;复数域上的同一件事是魏尔斯特拉斯 1868 年的初等因子理论,两条线后来才合到一起。 接着他算这个代换的幂,算出来的系数正是二项式系数(第 158 号), 于是「什么时候回到单位」就变成了「什么时候这些二项式系数全被 p 整除」。 他给的答案(第 159 号):阶 = d 乘以 p 的 κ+1 次方,d 是 K 的乘法阶, p 的 κ 次方是小于链长 ρ 的 p 的最高次幂。当前这一档 d = 4、ρ = 4, 公式给 20,而一遍遍乘出来是 20。右边那幅是二项式系数模 p 的花样, 铜色那一道标出「整行全灭」的 λ——模 p 的世界里,一个幂零的东西是有阶的, 而在复数域上它永远回不了家。

拆法不止一种,拆出来的却是同一串

Z/30 有整整六条拆法,恰好是 2、3、5 的六种排法;而这串因子作为一堆数,是同一堆。

伽罗瓦把「有没有求根公式」翻译成了「群拆不拆得完」(馆里他那一页第一件讲的就是这个)。若尔当接着问了下一个问题:拆法不止一种,拆出来的东西会不会不一样?《置换论》第 54 号先立规矩:一个群若不含任何别的、它的代换对之可交换的群,就叫它单群,反之叫复合群;复合群可以造一串 G, H, H′, …, 1,每一项含在前一项里、对它的代换可交换,而且在这个条件下取得尽可能大,末项只剩单位代换。各项的阶相除得到的那些数,「可以叫作群 G 的合成因子,它们的个数是它的合成度」。第 55 号就是定理:「若用任何一种办法定出另一串……则因子 l, m, … 至多差一个次序,与合成因子相同。」演示把这件事整个枚举出来:Z/30 有六条合成列,恰好是 2、3、5 的 3! = 6 种排法各一条;Z/12 有三条,排法是 2·2·3、2·3·2、3·2·2;S₄ 有三条,因子一律是 2·3·2·2;D₄ 竟有七条,而因子一律是 2·2·2。两处分寸要写清。一是他证的到底是什么:第 55 号里的 λ、μ、l、m 都是数——各段的阶;这些商作为群彼此同构,是赫尔德 1889 年补上的,所以这条定理今天挂着两个人的名字,而两半分属两个人。二是反过来不成立:D₄ 与四元数群 Q₈ 的合成因子一模一样,都是 2·2·2,可这两个群并不同构——合成因子拆得出一个群的骨架,拼不回那个群。还有一件事看得出这部书的体量:他不是举了几个例子就完了,而是把一族一族的群逐个拆到底——第 76–81 号算交错群的合成因子,第二编第二章第三节整节算线性群的,后面还有好几处「它的合成因子」作小标题的段落,一直算到具体方程的伽罗瓦群上去。往后一百年的有限单群分类,问的正是这些拆到底的零件一共有多少种。

伽罗瓦要问的是「拆得完拆不完」,若尔当接着问:拆法不止一种,拆出来的东西会不会不一样?他在《置换论》第 54 号里定下规矩:每一步取一个在上一层里正规、而且尽可能大的子群, 一直取到只剩单位元;各步的商的阶就叫这个群的合成因子。 第 55 号的定理是:换一种走法,这串因子至多差一个次序Z/30 这一档有 6 条走法、 出现过 6 种排法,而把它们各自排好序之后只剩同一个多重集。 Z/30 那一档最干净:整整六条路,恰好是 2、3、5 的六种排法。 两处分寸要写清。一,他证的是一串数——各段的阶; 这些商作为群彼此同构,是赫尔德 1889 年补上的,所以这条定理今天挂着两个人的名字, 而两半分属两个人。二,反过来不成立:D₄ 与 Q₈ 的因子一模一样(2·2·2), 可这两个群并不同构——合成因子拆得出一个群的骨架,拼不回那个群。

摆了多少,可以是一个数

把涨的加成一堆、落的加成一堆,一个函数的上上下下就成了可以量的量——而它等价于「两个单调函数之差」。

1829 年狄利克雷证明了傅里叶级数的第一条收敛定理,条件是:有界、只有有限个跳跃、只有有限个极大极小(馆里狄利克雷那一页第二件)。最后这一条一直被人嫌粗糙。1881 年 1 月,若尔当在《科学院周报》上用三页纸把它换掉了。他先指出,狄利克雷的证明真正用到的只是「在 0 到 ε 上 F(x) 能写成 f(x) − φ(x),f 与 φ 都是有限的非减函数」。接着他把这件事变成一个可以量的量:在区间里插一串分点,相邻两点的高差分成涨的一堆与落的一堆,涨的总和叫正振荡、落的总和叫负振荡,两者相加叫总振荡;若怎么插分点它们都有上界,就说这个函数振荡有限。这个名字是他自己后来改的:到 1893 年《分析教程》第二版卷一第 67–72 节,同一件事已经叫「有界变差」,三个量也改称正变差、负变差、总变差——今天通行的是后一套。真正漂亮的是反过来那一步,它顺手给出了分解本身:F(x) = F(0) + P_x − N_x,而 F(0) + P_x 与 N_x 都是非减的,演示下半幅那两条只升不降的曲线就是它们。同一页他列了四条性质,其中第四条按字面读是过强的:「凡在 a 到 b 上有有限导数的函数都振荡有限」——而 x²sin(1/x²) 处处可导(在 0 处的导数是 0),总变差却与 x·sin(1/x) 逐位相同、加不到头。他的证明里用的是导数的最大值,也就是要导数有界;1881 年「有限」与「有界」常常混着用,而这个区别后来成了实分析里的一条缝。还有一件值得记的事在那篇的末页:他造了一个在每个区间里都有无穷多个不连续点、却仍然振荡有限的函数,拿它指出狄利克雷在《克雷尔杂志》第 4 卷第 169 页上的一句断言不成立,并且写道——「这位如此当得起精确二字的几何学家的这一疏忽,我们认为值得指出来。」

狄利克雷那条收敛定理要求函数「只有有限个极大极小」,而 1881 年若尔当指出: 证明真正用到的只是它能写成两个非减函数之差。 于是他把「摆了多少」变成一个数——把相邻两个分点的高差分成涨的一堆与落的一堆, 涨的总和叫正变差、落的总和叫负变差,两者相加就是总变差; 总变差有上界,就叫有界变差(他 1881 年的原名是「振荡有限」)。 反过来也成立,而且反过来这一步给出了分解本身:f = f(0) + P − N, 下半幅那两条只升不降的曲线就是 P 与 N。 右栏是判据:把转折点取到两倍深,读数还动不动这一档每加倍一次都固定多出 0.4413,也就是 (2/π)·ln 2 —— 加不到头。第二档还是一处分寸:他在同一页写着「凡有有限导数的函数都振荡有限」,而 x²sin(1/x²) 处处可导,总变差却与第一档逐位相同(后者不过是前者换了一次自变量)。他的证明里用到的是导数的最大值, 也就是要导数有界——1881 年「有限」与「有界」常常混着用,而这个区别后来成了实分析里的一条缝。

先说清什么叫面积,再说什么叫积分

用边长 r 的方格从里外两头夹:夹得拢的,他叫它「可求积」。夹不拢的那一类,二十年后逼出了勒贝格。

在他之前,「面积」这个词是欠着账的:曲线围出来的那块有多大,要靠积分算;而积分是什么,又得先知道小块的面积。若尔当 1892 年那篇《关于定积分的几点意见》与 1893 年《分析教程》第二版第 36–40 号把顺序倒了过来——先定义面积,再定义积分。办法极朴素:用平行于坐标轴的直线把平面切成边长 r 的方格,「整个落在 E 里的那些方格拼成一个内含于 E 的域 S;落在 E 里或者与 E 的边界相遇的那些拼成一个把 E 包在里面的域 S + S′」。让 r 趋于零,S 的面积升到一个极限,S + S′ 的面积降到一个极限,前者叫内面积、后者叫外面积;「若 S′ 的极限是零,我们就说 E 是可求积的,并且它的面积就是这个共同的值」。圆盘这一档,格子每细一倍两头的差就减半,最后会合在 π × 0.16 = 0.502655 上。可这套办法有一处走不过去,而那正是二十世纪测度论的起点:他的可加性只到有限个集合(第 38 号:若干块的内面积之和不超过整块的内面积,外面积反过来,而且各块可求积时化为等式),可数个就不管了。演示第二档摆的是那条缝——胖康托集挖掉的总长是 1/2、剩下的「大小」也该是 1/2,可它处处不稠密,没有一个方格整个落在里面,内面积恒为零,而外面积只往 0.5 上走:两头差着 0.5,无论格子多细也夹不拢。1902 年勒贝格把有限个方格换成可数个覆盖、把内测度改从补集来定义,这块集合立刻有了测度 1/2。今天说的「若尔当测度」就停在这道缝的前面——它不是被推翻的,是被接着往下修的。

「面积」这个词在他之前是没有定义的:曲线围出来的那一块到底有多大, 全靠积分算出来一个数,而积分本身又要先知道面积。若尔当把顺序倒过来——先定义面积,再定义积分。办法极朴素:把平面切成边长 r 的方格, 整个落在集合里的那些拼成 S、碰到边界的那些拼成 S′,让 r 变小, S 的面积升到内面积、S + S′ 的面积降到外面积; 两者相等就叫它可求积,那个共同的值就是它的面积。 圆盘这一档,格子每细一倍两头的差就减半(当前 n = 32:内 0.4492、外 0.5469),会合在 π × 0.16 = 0.502655 上。 第二档是这套办法的边界:胖康托集挖掉的总长是 1/2、剩下的测度也是 1/2, 可它处处不稠密,没有一个格子整个落在里面,内面积恒为 0, 而外面积只往 0.5 上走——两头差着 0.5,永远夹不拢。 坏就坏在他的可加性只到有限个(第 38 号)。勒贝格 1902 年把有限个方格换成可数个覆盖,这块集合立刻有了测度 1/2; 今天说的「若尔当测度」就停在这道缝前面。

卡纸上那行字:C. Jordan,里昂,1838 年 1 月 5 日

全馆唯一一张自己报出姓名与生日的肖像。而这个名字他是从一位同名的政治家那里继承的——那人是他的叔曾祖父。

馆里这张照片来自都灵科学院的历史档案,照相馆是巴黎圣日耳曼大道 5 号的尤金·皮鲁。卡纸下沿印着照相馆得过的十枚金牌、两张荣誉奖状,其中一枚标着「1889 年世界博览会」——所以这张卡纸不会早于 1889 年,档案给的「1889 至 1922 年间」那个下限就印在照片自己身上。照片上方那行手写字是「C. Jordan Lyon 5 janvier 1838」:姓名、出生地、生日都在,全馆的肖像里独一份。这行字顺带解掉一个陷阱:Jordan 这个姓在欧洲极常见,高斯-约尔当消元法里的那位约尔当是德国测地学家威廉·约尔当(1842–1899),与他不是一个人;而更近的一位同名者是他自己家里的——五百人院里那位演说家卡米尔·若尔当(1771–1821)是他的叔曾祖父,他的名字正是从那里来的。这几条都出自 1922 年维拉写在《纯粹与应用数学杂志》卷首的讣告,而那份讣告还把另外两件事说清楚了。一是他的正职:1855 年综合理工毕业时他进的是矿务团,先后在普里瓦、沙隆做矿业工程师,1867 年调到巴黎——六百多页的《置换论》是这期间写的,那时他还没有任何教职。二是 1914 到 1916 年的四个名字:炮兵上尉夏尔(1914 年 9 月)、祖阿夫兵上尉皮埃尔(同年 11 月)、中士路易(1915 年 6 月)、见习军官卡米尔(1916 年 2 月)。后来的传记常把这写成「六个儿子里死了三个」或「四个儿子阵亡」,而讣告的原话是「三个儿子和他最年长的孙子倒在了荣誉的战场上」——四个名字,三个是儿子,一个是长孙。1918 年他又失去妻子。1922 年 1 月 12 日,他的最后一个孙辈出生,讣告说这件事给了他很深的喜悦;八天后的夜里,他因突发心脏骤停去世。

故事展签故事展签:一张自己报出姓名与生日的照片,和一份把两处传闻改回去的讣告。

传承

他的工作没有留在十八世纪——每条链的终点,都是你今天正在使用的东西。

1887:一条自己不相交的闭曲线把平面分成内外两块,而判内外只要数一条射线穿过几次平面拓扑与计算几何由此有了最底下的那块砖;射线奇偶法成了 point-in-polygon 的标准写法今天每一个图形库、每一个地图与地理信息系统判「这一点在不在这个区域里」,跑的都是这一段代码
1870:线性代换化成标准块,对角线上一个特征值、次对角线上再来一个一个矩阵的全部结构由此一目了然,线性微分方程组的解、矩阵指数与稳定性判据都从它读出来控制系统的状态空间分析、机器人与飞行器的姿态解算里,它是最先要算的那一步
1870:一个群拆到底,拆法不止一条,可那串合成因子至多差一个次序赫尔德 1889 年把因子的同构补上;「有限单群一共有多少种」由此成了一个能问的问题有限单群的分类耗掉二十世纪几百位数学家;那些零件今天摆在纠错码与密码方案的底层
1881:把函数上上下下的摆动加成一个数,有上界就叫有界变差傅里叶级数的收敛判据从此写成狄利克雷-若尔当判别法;全变差成了度量「一个信号有多毛糙」的标准量今天的图像去噪与压缩感知里,「全变差最小」是最常用的一条正则化——医学影像与手机拍照的降噪都在用
1892:用边长 r 的方格从内外两头夹一块集合,夹得拢才算它有面积勒贝格 1902 年把有限个方格换成可数个覆盖,测度论由此立起来;概率随后被定义成测度今天每一次统计推断、每一个机器学习模型的概率语言,地基都是这条从若尔当铺到勒贝格的路
1870:《置换论》把伽罗瓦散落的手稿讲成了一门课,六百多页克莱因与索菲斯·李 1870 年在巴黎一起读的就是这部书,此后一个做离散群下的几何、一个做连续变换群对称群今天是晶体学、粒子物理与计算机图形里的通用语言——从二维码的纠错到分子结构的分类都要用它

他在哪几条专题里

专题是按技术组织的演进线,一条从概念提出拉到今天的器物。这里一个字都没手写, 全是 tracks.ts 推出来的。

语录

若用任何一种办法定出另一串群,具有前一号所说的性质,其阶为 N、N/l、N/lm、……,则因子 l、m、…… 至多差一个次序,与合成因子 λ、μ、μ′、……、ν、ν′、…… 相同。

—— 1870 年《置换论》第 55 号,第 42 页。今天所说的若尔当–赫尔德定理。他证的是这串「数」,这些商作为群彼此同构是赫尔德 1889 年补上的

于是证明了:任何连续曲线把平面分成两个区域,一个在外,一个在内,而后者不会缩成零,因为它含着一个半径有限的圆。

—— 1893 年《分析教程》第二版卷一第 102 号,第 99 页。同一段文字 1887 年先印在第一版第三卷末尾的补编里(第 587–594 页),第二版重写时被搬到了第一卷第一章

狄利克雷在他那篇论文里说,一个有无穷多个不连续点的函数,只有当任一区间 ab 里都放得下两个足够接近的量 r、s、使函数从 r 到 s 保持连续时,才是可积的。由前面那个例子可以看出,这个断言并不确切。这位如此当得起精确二字的几何学家的这一疏忽,我们认为值得指出来。

—— 1881 年《论傅里叶级数》,《科学院周报》第 92 卷第 230 页。前面那个例子是他造的一个在每个区间里都有无穷多个不连续点、却仍然振荡有限的函数

我们把 A 叫作 E 的内面积,a 叫作它的外面积。若 S′ 的极限是零,我们就说 E 是可求积的,并且它的面积就是 a = A 这个量。

—— 1893 年《分析教程》第二版卷一第 36 号,第 29 页。这是「面积」头一次不依赖积分而被单独定义;他的可加性只到有限个集合,勒贝格 1902 年把它换成了可数个