让-维克多·彭赛列

让-维克多·彭赛列 (Jean-Victor Poncelet)

让-维克多·彭赛列(Jean-Victor Poncelet,法语发音:[ʒɑ̃ viktɔʁ pɔ̃slɛ];1788年7月1日—1867年12月22日)是一位法国工程师和数学家,曾担任巴黎综合理工学院司令官。他被认为是射影几何的复兴者,其著作《图形射影性质专论》(Traité des propriétés projectives des figures)被认为是自17世纪热拉尔·德扎尔格(Gérard Desargues)的工作以来该领域第一部决定性的文本。他后来为其写了一部导论:《分析与几何应用》(Applications d'analyse et de géométrie)。

作为一名数学家,他最著名的工作是在射影几何领域,尽管他早期与查尔斯·于连·布里安雄(Charles Julien Brianchon)的合作对费尔巴哈定理做出了重要贡献。他还对射影调和共轭作出了发现,将其与二次曲线相关的极点和极线联系起来。他发展了平行线相交于无穷远点的概念,并定义了位于平面上每个圆上的无穷远圆点。这些发现催生了对偶原理和连续性原理,并有助于复数的发展。

作为一名军事工程师,他于1812年参加了拿破仑对俄罗斯帝国的远征,在此期间被俘并被扣押至1814年。后来,他在家乡梅斯的应用学校担任力学教授,在此期间他出版了成名作《工业力学导论》(Introduction à la mécanique industrielle),并改进了涡轮机和水轮机的水力设计。在担任应用力学教授期间,他还独立于科里奥利(Coriolis),开创了力学中功的概念及动能定理的使用,包括创造了“机械功”一词。1837年,巴黎大学(索邦大学)为他特设了“物理与实验力学讲座”终身教职。1848年,他成为其母校巴黎综合理工学院的司令官。为表彰他的贡献,他的名字被镌刻在埃菲尔铁塔第一层四周的杰出法国工程师和科学家名单中。

生平

### 出生、教育与被俘(1788年—1814年)

彭赛列于1788年7月1日出生于法国梅斯,他是梅斯议会律师兼富有地主克洛德·彭赛列(Claude Poncelet)的非婚生子,后来被合法化。他的母亲安妮-玛丽·佩兰(Anne-Marie Perrein)背景较为普通。年幼时,他被送往圣阿沃尔德(Saint-Avold)的奥利尔(Olier)家族生活。他返回梅斯在法贝尔中学(Lycée Fabert)接受中等教育。此后,他于1808年至1810年就读于巴黎的著名学校巴黎综合理工学院,不过由于健康状况不佳,他在第三年时学业落后了。毕业后,他加入军事工程兵团。在此期间,他在家乡的应用学校学习,并在毕业同年获得了法国陆军中尉军衔。

彭赛列参加了1812年拿破仑对俄国的入侵。他的传记作家迪迪翁(Didion)写道,他是克拉斯诺伊战役中从米歇尔·内伊(Michel Ney)元帅军队中被切断并被迫向俄军投降的部队成员之一,不过其他资料称他被抛弃且被认为已经死亡。被俘后,他受到了米哈伊尔·安德烈耶维奇·米洛拉多维奇(Mikhail Andreyevich Miloradovich)将军的审讯,但他没有透露任何信息。俄国人将他作为战俘关押在萨拉托夫。在1813年至1814年的囚禁期间,他写下了他最著名的著作《图形射影性质专论》,概述了射影几何的基础以及一些新成果。然而,直到1814年获释后,彭赛列才得以将其出版。

### 获释与后来的工作(1822年—1848年)

1815年,即获释的次年,彭赛列受聘为其家乡梅斯的军事工程师。1822年,在任职期间,他出版了《图形射影性质专论》。这是自德扎尔格以来第一部讨论射影几何的重要著作,尽管加斯帕尔·蒙日(Gaspard Monge)此前曾写过几篇关于该主题的小型著作。它被认为是现代射影几何的奠基之作。约瑟夫·迪亚兹·热尔贡(Joseph Diaz Gergonne)大约也在同一时期(始于1810年)撰写了关于这一几何分支的文章。彭赛列在《热尔贡年鉴》(官方名称为《纯粹与应用数学年鉴》)上发表了数篇关于该主题的论文。然而,彭赛列与热尔贡最终围绕对偶原理展开了激烈的优先权之争。

1825年,他成为梅斯应用学校的力学教授,这一职位一直担任到1835年。在该校任职期间,他改进了涡轮机和水轮机的水力设计,其工作推导自法国南部普罗旺斯磨坊的力学原理。尽管他设计的涡轮机直到1838年才建造,但他早在十二年前就构想了这样的设计。1835年,他离开应用学校,并于1837年12月成为索邦大学(巴黎大学)的终身教授,在路易·雅克·泰纳尔(Louis Jacques Thénard)的支持下,该校专门为他设立了“物理与实验力学讲座”。

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### 巴黎综合理工学院司令官(1848年—1867年)

1848年,彭赛列成为其母校巴黎综合理工学院的司令官。他一直担任该职务直到1850年退休。

在此期间,他撰写了《分析与几何应用》,作为其早期著作《图形射影性质专论》的导论。该书于1862年和1864年分两卷出版。1865年,他当选为美国艺术与科学院外籍荣誉院士。

贡献

### 彭赛列-斯坦纳定理

彭赛列于1822年发现了以下定理:如果给定一个单独的圆及其圆心,欧几里得圆规和直尺作图仅使用直尺即可完成。瑞士数学家雅各布·斯坦纳(Jakob Steiner)于1833年证明了这一定理,从而使该定理冠以两人的名字。该定理所表明能够完成的作图被称为斯坦纳作图。

### 彭赛列闭合定理

在几何学中,彭赛列闭合定理(有时称为彭赛列闭合定理)指出:每当一个多边形内接于一个二次曲线且外切于另一个二次曲线时,该多边形必然属于一个无限多边形族,这些多边形都内接于并外切于同一条或两座相同的二次曲线。

精选著作列表

(1822) 《图形射影性质专论》(Traité des propriétés projectives des figures)

- (1826) 《机械应用力学教程》(Cours de mécanique appliqué aux machines)

- 《下击式曲叶水轮机回忆录》(Mémoire sur les roues hydrauliques a aubes courbes, mues par-dessous,法语)。梅斯:蒂尔遗孀出版社,1827年。

- (1829) 《工业力学导论》(Introduction à la mécanique industrielle)

- 《物理或实验工业力学专论》(Traité de mécanique industrielle physique ou expérimentale,法语)。第1卷。布鲁日:希韦尔出版社,1844年。

- 《物理或实验工业力学专论》(Traité de mécanique industrielle physique ou expérimentale,法语)。第2卷。布鲁日:希韦尔出版社,1844年。

- 《物理或实验工业力学专论》(Traité de mécanique industrielle physique ou expérimentale,法语)。第3卷。布鲁日:希韦尔出版社,1844年。

- (1862/64) 《分析与几何应用》(Applications d'analyse et de géométrie)

- 《机械应用力学教程》(Cours de mécanique appliqué aux machines,法语)。第1卷。巴黎:戈捷-维拉尔出版社,1874年。

- 《机械应用力学教程》(Cours de mécanique appliqué aux machines,法语)。第2卷。巴黎:戈捷-维拉尔出版社,1876年。

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