Cayley, Arthur

Cayley, Arthur,生於 Richmond,卒於劍橋。英國代數學家。因提出以不變數 (invariants) 的理論而著名。

簡介

Cayley(1821~1895),生於 Richmond,卒於劍橋。英國代數學家,以不變數 (invariants) 的理論而著名。不變數的觀念對近代物理很重要,尤其是在相對論方面。物理的理論有時會更易,但不變數卻是純數學中長久的一環。
他從劍橋三一學院畢業以後,1846年他25歲的時候離開劍橋。由於不容易找到工作,他轉而去作律師,但他不愛錢,只賺到足夠使他能繼續自己的工作的程度。14年以後他才離開律師的工作。在此期間,他繼續發表數學論文。
不變數的想法早在 Lagrange(拉格朗日)的時候就有了,但他和高斯都沒有看出這個簡單的代數現象能發展成巨大的理論。我們知道,二次方程 ax2+2bx+c=0 有兩等根的充要條件是 b2-ac 等於 0。作變數變換 ,即 ,則新方程形如 Ay2 + 2By + C = 0,新的係數 A, B, C 可以用舊的 a, b, c 表示如下:

由此可知

B2 - AC = (ps-qr)2 (b2-ac)
我們稱 b2-ac 為 x 的二次方程的判別式,因此 y 的二次方程的判別式為 B2-AC,而上式顯示了變換後方程的判別式等於原來方程的判別式乘上因子 (ps-qr)2,這隻與變換的係數 p, q, r, s 有關。
是否除了二次方程的判別式以外,還有其他的量也具有上述的性質?這變成了不變數理論想要探討的問題。
Cayley 另外還率先考慮了 n 維的幾何空間以及矩陣的理論。
在判別式及其不變數中,我們談到變換 。假定我們有兩個這種變換,
連鎖作用之後,我們得到
我們將三個變換中的係數寫成三個方陣,
發現前二者連鎖作用之後就會得出第三者,我們用一種「乘法」來表示:
也就是說,第一個方陣中的列乘上第二個方陣中的行,得到第三個方陣中的項。這種方陣叫做矩陣。我們注意到在這種矩陣的乘法下,並不交換。因為

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