这个青年人的数学思想已经远远超越了挪威国界,他需要与有同等智力的人交 流思想和经验。由于阿贝尔的教授们和朋友们强烈地意识到了这一点,他们决定说 服学校当局向政府申请一笔公费,以便他能作一次到欧洲大陆的数学旅行。经过例 行的繁文缛节的手续和耽搁延宕后,阿贝尔终于在1825年8月获得公费,开始其历 时两年的大陆之行。
踌躇满志的阿贝尔自费印刷了证明五次方程不可解的论文,把它作为自己晋谒 大陆大数学家们,特别是高斯,的科学护照。他相信高斯将能认识他工作的价值而 超出常规地接见。但看来高斯并未重视这篇论文,因为人们在高斯死后的遗物中发 现阿贝尔寄给他的小册子还没有裁开。
柏林是阿贝尔旅行的第一站。他在那里滞留了将近一年时间。虽然等候高斯召 见的期望终于落空,这一年却是他一生中最幸运、成果最丰硕的时期。在柏林,阿 贝尔遇到并熟识了他的第二个伯乐——克雷勒(Crelle)。克雷勒是一个铁路工程 师,一个热心数学的业余爱好者,他以自己所创办的世界上最早专门发表创造性数 学研究论文的斯刊《纯粹和应用数学杂志》而在数学史上占有一席之地,后来人平 习惯称这本期刊为“克雷勒杂志”。与该刊的名称所标榜的宗旨不同,实际上它上 面根本没有应用教学的论文,所以有人又戏称它为“纯粹非应用数学杂志”。阿贝 尔是促成克雷勒将办刊拟议付诸实施的一个人。初次见面,两个人就彼此留下了良 好而深刻的印象。阿贝尔说他拜读过克雷勒的所有数学论文,并且说他发现在这些 论文中有一些错误。克雷勒的非常谦虚,他已经意识到眼前这位脸带稚气的年轻人 具有非凡的数学天才。他翻阅了阿贝尔赠送的论五次方程的小册子,坦率地承认看 不懂。但此时他已决定立即实行拟议中的办刊计划,并将阿贝尔的论文载入第一期。 于是阿贝尔的研究论文,克雷勒杂志才能逐渐提高声誉和扩大影响。
阿贝尔一生最重要的工作——关于椭圆函数理论的广泛研究就完成在这一时期。 相反,过去横遭冷遇,历经艰难,长期得不到公正评价的,也就是这一工作。现在 公认,在被称为“函数论世纪”的19世纪的前半叶,阿贝尔的工作[后来还有雅可比 (K.G.Jacobi,1804-1851)发展了这一理论],是函数论的两个最高成果之一。
椭圆函数是从椭圆积分来的。早在18世纪,从研究物理、天文、几何学的许多 问题中经常导出一些不能用初等函数表示的积分,这些积分与计算椭圆弧长的积分 往往具有某种形式上的共同性,椭圆积分就是如此得名的。19世纪初,椭圆积分方 面的权威是法国科学院的耆宿、德高望重的勒让得(A.M.Legen-dre,1752- 1833)。他研究这个题材长达40年之久,他从前辈工作中引出许多新的推断,组织 了许多常规的数学论题,但他并没有增进任何基本思想,他把这项研究引到了“山 重水复疑无路”的境地。也正是阿贝尔,使勒让得在这方面所研究的一切黯然失色, 开拓了“柳暗花明”的前途。
关键来自一个简单的类比。微积分中有一条众所周知的公式 上式左边那个不 定积分的反函数就是三角函数。不难看出,椭圆积分与上述不定积分具有某种形式 的对应性,因此,如果考虑椭圆积分的反函数,则它就应与三角函数也具有某种形 式的对应性。既然研究三角函数要比表示为不定积分的反三角函数容易得多,那么 对应地研究椭圆积分的反函数(后来就称为椭圆函数)不也应该比椭圆积分本身容 易得多吗?
“倒过来”,这一思想非常优美,也的确非常简单、平凡。但勒让得苦苦思索 40年,却从来没有想到过它。科学史上并不乏这样的例证“优美、简单、深刻、富 有成果的思想,需要的并不是知识和经验的单纯积累,不是深思熟虑的推理,不是 对研究题材的反复咀嚼,需要的是一种能够穿透一切障碍深入问题根柢的非凡的洞 察力,这大概就是人们所说的天才吧。“倒过来”的想法像闪电一样照彻了这一题 材的奥秘,凭借这一思想,阿贝尔高屋建瓴,势如破竹地推进他的研究。他得出了 椭圆函数的基本性质,找到了与三角函数中的π有相似作用的常数K,证明了椭圆 函数的周期性。他建立了椭圆函数的加法定理,借助于这一定理,又将椭圆函数拓 广到整个复域,并因而发现这些函数是双周期的,这是别开生面的新发现;他进一 步提出一种更普遍更困难类型的积分——阿贝尔积分,并获得了这方面的一个关键 性定理,即著名的阿贝尔基本定理,它是椭圆积分加法定理的一个很宽的推广。至 于阿贝尔积分的反演——阿贝尔函数,则是不久后由黎曼(B.Riemann,1826- 1866)首先提出并加以深入研究的。事实上,阿贝尔发现了一片广袤的沃土,他个 人不可能在短时间内把这片沃土全部开垦完毕,用埃尔米特(Hermite)的话来说, 阿贝尔留下的后继工作,“够数学家们忙上五百年”。
阿贝尔把这些丰富的成果整理成一长篇论文《论一类极广泛的超越函数的一 般性质》。此时他已经把高斯置诸脑后,放弃了访问哥延根的打算,而把希望寄托 在法国的数学家身上。他婉辞了克雷勒劝其定居柏林的建议后,便启程前往巴黎。 在这世界最繁华的大都会里,荟萃着像柯西(A.L.Cauchy,1789-1857)、勒让 得、拉普拉斯(P.S.LapLace,1749-1827)、傅立叶(I.Fourier,1768- 1830)、泊松(S.D.Poisson,1781-1840)这样一些久负盛名的数字巨擘,阿 贝尔相信他将在那里找到知音。
1826年7月,阿贝尔抵达巴黎。他见到了那里所有出名的数学家,他们全都彬 彬有礼地接待他,然而却没有一个人愿意仔细倾听他谈论自己的工作。在这些社会 名流的高贵天平上,这个外表腼腆、衣着寒酸、来自僻远落后国家的年轻人能有多 少份量呢?阿贝尔在写给霍姆伯谈巴黎观感的信中说道:“法国人对陌生的来访者 比德国人要世故得多。你想和他们亲密无间简直是难上加难,老实说我现在也根本 不奢望能有些荣耀。到头来,任何一个开拓者要想在此间引起重视,都得遇到巨大 的障碍。尽管阿贝尔非常自信,但对这一工作能否得到合理评价已经深有疑虑了。 他通过正常渠道将论文提交法国科学院。科学院秘书傅立叶读了论文的引言,然后 委托勒让得和柯西负责审查。柯西把稿件带回家中,究竟放在什么地方,竟记不起 来了。直到两年以后阿贝尔已经去世,失踪的论文原稿才重新找到,而论文的正式 发表,则迁延了12年之久。