威廉·哈密頓

爱尔兰数学家、天文学家(1805—1865)

威廉·羅恩·哈密頓爵士(英語:Sir William Rowan Hamilton,1805年8月4日—1865年9月2日),愛爾蘭數學家物理學家天文學家。哈密頓最大的成就或許在於重新表述了牛頓力學,創立被稱為哈密頓力學的力學表述。他的成果後在量子力學的發展中起到核心作用。哈密頓還對光學代數的發展提供了重要的貢獻,因為發現四元數而聞名。

威廉·羅恩·哈密頓爵士
Sir William Rowan Hamilton
出生(1805-08-04)1805年8月4日
 英國愛爾蘭都柏林
逝世1865年9月2日(1865歲—09—02)(60歲)
 英國愛爾蘭都柏林
國籍英國
母校都柏林三一學院
知名於哈密頓原理
哈密頓力學
哈密頓算符
哈密頓-雅可比方程式
四元數
複四元數
哈密頓圖
二十進制微積分英語Icosian calculus
Nabla符號英語Nabla symbol
逆數英語Versor
創造「張量」一詞
哈密頓向量場
Icosian game英語Icosian game
泛代數
速端曲線
哈密頓群
凱萊–哈密頓定理
配偶海倫·瑪俐亞·貝雷
兒女威廉·埃德溫·哈密頓英語William Edwin Hamilton
Archibald Henry Hamilton
Helen Eliza Amelia O'Regan Hamilton
獎項皇家獎章(1835)
科學生涯
研究領域數學天文學物理學
機構都柏林三一學院
學術指導者約翰·布林克利英語John Brinkley (astronomer)
受影響自澤拉·科爾本英語Zerah Colburn (mental calculator)
約翰·T·格雷夫斯英語John T. Graves
施影響於彼得·格斯里·泰特英語Peter Tait (physicist)

他的妻子海倫·瑪俐亞·貝雷是一個牧師的女兒。哈密頓死於1865年9月2日,被安葬在都柏林傑羅姆山公墓。

傳記

早年生活

威廉·哈密頓是莎拉·赫頓(1780年至1817年)和阿奇博爾德·哈密頓(1778年至1819年)九個孩子中的第四個,他們住在都柏林多米尼克街。三歲時,父母就將他送到都柏林城外的小鎮特林。

十八歲以前,哈密頓都沒上過小學、中學,由其執掌學校的叔伯James Hamilton指導。他平常喜歡游泳與觀察田間的小動物,也喜歡文學,成為數學大師後,仍不斷賦詩填詞。他一直認為文學與數學是近似的學科--都是抽象思維的文字與符號。他寫道︰「詩與數學是近親。」。其十八歲入讀都柏林大學時雙主修經典學及數學,並早於1827年畢業前已獲委任為天文學教授,其後在敦辛克天文台(Dunsink Observatory)受聘終身。[1]

哈密頓在十九歲時經歷他的初戀。他的手記中未曾留下對方的姓名,後人只知道他不斷地寫情詩追求那位初戀情人。可惜哈密頓能計算最困難的數學方程式,卻無法計算女孩的感情方向。由於三年的學業恰好錯過,在一年後,他心儀的女孩嫁給別人。 [2]

光學和動力學

他首先建立了光學的數學理論,然後把這種理論移植到動力學中去。他在1834年的論文《動力學的一種普遍方法》[3]中,提出了著名的「哈密頓最小作用原理」,即用一個變分式推出各種動力學定律。他把廣義坐標和廣義動量作為典型變量來建立動力學方程式──哈密頓方程式。他還建立了與系統的總能量有關的哈密頓函數,這些工作推動了變分法微分方程式理論的進一步研究,在現代物理中得到廣泛應用。

四元數

四元數使用於計算機圖形學、控制理論、信號處理、軌道力學,主要用於表示旋轉與方向。

語言和文學

哈密頓還精通多種語言。除了歐洲語言之外,他還懂得波斯語希臘語拉丁語希伯來文、古代巴勒底的巴比倫文印度梵語、佛教原典所用的巴利語意大利語法語阿拉伯語孟加拉語巴基斯坦語馬來語梵文中文等。主因是他在十三歲前都受其叔父語言學家詹姆斯·哈密頓照顧。

哈密頓很喜歡文學,在大學期間,他不但修讀數學,還有修讀經典文學。

對哈密頓的紀念

參見

參考文獻

  1. ^ O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., "Sir William Rowan Hamilton", MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews.
  2. ^ 存档副本. The Irish Times. [2019-12-27]. (原始內容存檔於2020-10-17). 
  3. ^ William R. Hamilton, On a General Method in Dynamics, http://www.maths.tcd.ie/pub/HistMath/People/Hamilton/Dynamics/頁面存檔備份,存於互聯網檔案館

外部連結