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* [[1875年]] - [[ミュンヘン工科大学]]教授に就く。哲学者[[ゲオルク・ヴィルヘルム・フリードリヒ・ヘーゲル|ヘーゲル]]の孫アンネ・ヘーゲルと結婚。
* [[1880年]] - [[ライプツィヒ大学]]教授に就く。
* [[1886年]] - [[ゲオルク・アウグスト大学ゲッティンゲン|ゲッティンゲン大学]]教授に就く(-[[1913年]])
 
クラインはプロイセン政府の首長秘書だった父の元に生まれた。この時代のヨーロッパは緊張が続いており[[プロイセン王国]]が[[フランス]]と[[普仏戦争|戦争]]になったときは衛生兵としてプロイセン軍に従事した。<ref>このフランスとドイツの長年に亘る対立はクラインやヒルベルトと共に19世紀を代表するフランスの数学者アンリ・ポアンカレとの確執を生むことになる。</ref>ここで後に[[文部大臣]]となる[[フリードリヒ・アルトホフ]]と出会う。戦争の後の1872年、彼は23歳という異例の若さでエアランゲン大学の教授に就任することになった。この間に彼の大きな業績のひとつであるエルランゲン・プログラムを考案した。[[ライプツィヒ大学]]で教鞭をとっていた[[1881年]]初頭、フランスの[[科学アカデミー]]が[[1878年]]に提示した[[微分方程式]]に関するコンクールの問題についてポアンカレが発表した論文を読んだことで彼と交流を始める。ポアンカレとの文通は最初は温和なものだったが次第に皮肉の混じったものになっていき最終的にはお互いの国にまで批判が及ぶようなものになり[[1882年]]にポアンカレが書いた手紙を最後に文通は途切れることになる。この2人の対立はお互いに相当大きな負担になったといわれる。最後の手紙の数ヵ月後クラインは[[うつ病]]にかかり休養を余儀なくされる。この後クラインは研究よりも教育に力を入れ始めダフィット・ヒルベルトや[[マックス・デーン]]などの数学者を育てた。このときにもクラインのポアンカレへの反感は消えておらずヒルベルトをポアンカレの元に留学させたときもヒルベルトにポアンカレはたいした結果が無い場合でもとにかく論文を書きたがるが、パリでそういう批判は聞かないかと尋ねたりし、デーンがポアンカレが解けなかった予想(ポアンカレ予想のことである)を解いたと思い込んだときには先を越される前に早く発表しろと急がしたりしたという。