哈密爾頓[數學家]

哈密爾頓（1805~1865），愛爾蘭數學家、物理學家，對四元數有很大的貢獻。 哈密爾頓自幼聰明，被稱為神童。他15歲開始對數學產生濃厚的興趣。在對複數長期研究的基礎上，他於1843年正式提出四元數這一概念，是代數學中的一項重要成果。此外，他還在矩陣理論中提出了哈密爾頓-凱萊定理。

生平

1805年8月3日生於愛爾蘭首都都柏林。5歲時就能讀拉丁文、希臘文和希伯來文，14歲時就掌握了12種語言 。1822年撰文指出了拉普拉斯的《天體力學》中的一個錯誤 。1823年考入都柏林三一學院學習。1827年被聘為該校的天文學教授並獲得皇家天文學家稱號。1832年成為愛爾蘭科學院院士，1837-1845年任院長 。由於哈密爾頓的學術成就和聲望，1835年在都柏林召開的不列顛科學進步協會上被選為主席，同年被授予爵士頭銜。1836年，皇家學會因他在光學上的成就而授予皇家獎章．1837年，哈密爾頓被任命為愛爾蘭皇家科學院院長，直到1845年。1863年，新成立的美國國家科學院任命哈密爾頓為14個國外院士之一。

哈密爾頓與四元數

四元數是由哈密爾頓在1843年愛爾蘭發現的。當時他正研究擴展複數到更高的維次（複數可視為平面上的點）。他不能做到三維空間的例子，但四維則造出四元數。根據哈密爾頓記述，他於10月16日跟他的妻子在都柏林的皇家運河（Royal Canal）上散步時突然想到i^2 = j^2 = k^2 = ijk = -1的方程解。之後哈密爾頓立刻將此方程刻在附近布魯穆橋（Brougham Bridge，現稱為金雀花橋 Broom Bridge）。這條方程放棄了交換律，是當時一個極端的想法（那時還未發展出向量和矩陣）。

不只如此，哈密而頓還創造了向量的內外積。他亦把四元數描繪成一個有序的四重實數：一個純量（a）和向量（bi + cj + dk）的組合。若兩個純量部為零的四元數相乘，所得的純量部便是原來的兩個向量部的純量積的負值，而向量部則為向量積的值，但它們的重要性仍有待發掘。

四元數

哈密頓之後繼續推廣四元數，並出了幾本書。最後一本書《四元數的原理》（Elements of Quaternions）於他死後不久出版，長達八百多頁。

物理學成就

1843年，哈密爾頓發表了歷史性論文“一種動力學的普遍方法”（On a general method in dynamics），成為動力學發展過程中的新里程碑．文中的觀點主要是從光學研究中抽象出來的。

主要著作

《光線論》1827

《動力學一般方法》1834

《四元數的原理》

個人生活方面

哈密爾頓的家庭生活是不幸福的．早在1823年，他愛上了一位同學的姐姐卡塞琳·狄斯尼（Catherine Disney），但遭到她的拒絕，哈密爾頓卻終身不能忘情。在戀愛生活中一再碰壁之後，他於1833年草率地同海倫·貝利（Helen Bayly）結婚．雖然生育二子一女，終因感情不合而長期分居。哈密爾頓經常不能正規用餐，而是邊吃邊工作。他去世後，在他的論文手稿中找到不少肉骨頭和吃剩的三明治等殘物。