Christopher Zeeman

Christopher Zeeman

Christopher Zeeman (na pierwszym planie) w 1980
Państwo działania	Wielka Brytania
Data i miejsce urodzenia	4 lutego 1925 Jokohama, Japonia
Data i miejsce śmierci	13 lutego 2016 Woodstock, Anglia
Zawód, zajęcie	matematyk
doktor matematyki
Specjalność: topologia, teoria katastrof
Alma Mater	Christ’s College (University of Cambridge)
Doktorat	1953 University of Cambridge promotor: Shaun Wylie(inne języki)
nauczyciel akademicki
uczelnia	University of Warwick
uczelnia	Hertford College(inne języki) (Uniwersytet Oksfordzki)
uczelnia	Gresham College(inne języki)
Nagrody
Senior Whitehead Prize(inne języki) (1982) Medal Faradaya(inne języki) (1988) Medal Davida Crightona (2006)
Multimedia w Wikimedia Commons

Sir Erik Christopher Zeeman (ur. 4 lutego 1925 w Jokohamie, zm. 13 lutego 2016 w Woodstock) – brytyjski matematyk, znany z prac w dziedzinie topologii geometrycznej(inne języki) i teorii osobliwości(inne języki) oraz z popularyzacji teorii katastrof (działu matematyki opisującego, jak niewielka zmiana warunków może wywołać nagły, skokowy przeskok stanu układu)^[1][2]. W 1964 założył wydział matematyki na nowo powstałym Uniwersytecie Warwick, który pod jego kierownictwem stał się ośrodkiem badań topologicznych. Od 1975 był członkiem Royal Society, a w 1991 otrzymał tytuł szlachecki.

Zeeman popularyzował też matematykę: w 1978 wygłosił telewizyjny cykl Wykładów bożonarodzeniowych Royal Institution(inne języki), z którego wyrosły zajęcia mistrzowskie dla uczniów^[1]. W latach 1986–1988 był prezesem London Mathematical Society(inne języki), w latach 1988–1994 profesorem geometrii w Gresham College(inne języki), a w latach 1988–1995 dyrektorem Hertford College(inne języki) w Oksfordzie. Jego imieniem nazwano medal za popularyzację matematyki(inne języki) oraz budynek matematyki na Uniwersytecie Warwick^[1][2].

Zeeman urodził się w Japonii, jako syn Duńczyka z Aarhus, Christiana Zeemana, i Brytyjki Christine Bushell. Rok po jego narodzinach rodzina przeniosła się do Anglii. Uczył się w Christ's Hospital(inne języki) w Horsham w hrabstwie West Sussex. W latach 1943–1947 służył jako oficer w Royal Air Force. Szkolono go na nawigatora bombowca do lotów nad Japonią, lecz nie wziął udziału w działaniach bojowych^[3][1]. Studiował matematykę w Christ’s College w Cambridge, lecz podczas służby w lotnictwie zapomniał wiele ze szkolnej matematyki^[3].

Doktorat uzyskał w 1953 na Uniwersytecie w Cambridge, pod kierunkiem Shauna Wyliego(inne języki). Jego rozprawa nosiła tytuł Dihomology^[1]. Został wówczas członkiem Gonville and Caius College, a w 1955 wykładowcą (ang. lecturer) w Cambridge^[1]. W Gonville and Caius był tutorem Davida Fowlera(inne języki) oraz Johna Hortona Conwaya^[4].

Podczas pracy w Cambridge spędził rok za granicą na Uniwersytecie Chicagowskim i w Princeton jako stypendysta Harknessa, a następnie przebywał w Institut des hautes études scientifiques. W 1964 założył wydział matematyki na nowym Uniwersytecie Warwick, a w 1966 – wspólnie z Jamesem Alexandrem Greenem, dzięki grantowi Fundacji Nuffielda(inne języki) – tamtejsze centrum badań matematycznych (ang. Mathematics Research Centre)^[2]. Jak sam powiedział: „Miałem 38 lat i wypracowałem dość zdecydowane poglądy na to, jak kierować wydziałem i stworzyć Instytut Matematyki: chciałem połączyć elastyczność wyboru, powszechną na większości uczelni amerykańskich, z opieką tutorską charakterystyczną dla Oksfordu i Cambridge”^[5].

Zeeman kierował wydziałem w sposób nieformalny i szybko zbudował silną grupę badawczą w topologii^[2]. Pierwszych sześciu zatrudnionych przez niego pracowników zajmowało się topologią, co od razu uczyniło wydział konkurencyjnym międzynarodowo. Następnie zatrudnił kolejnych sześciu specjalistów z algebry, sześciu z analizy matematycznej i sześciu z matematyki stosowanej^[5]. Doktorantom umożliwił prowadzenie zajęć ze studentami w parach, na wzór systemu tutorskiego z Oksfordu i Cambridge^[2]. Pozostał w Warwick do 1988, jednak w latach 1966–1967 był profesorem wizytującym na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. W 1990 przewodniczył komitetowi nadzorującemu utworzenie Instytutu Isaaca Newtona(inne języki) w Cambridge^[1].

W 1988 Zeeman został dyrektorem (ang. Principal) Hertford College w Oksfordzie, którą to funkcję pełnił do 1995^[1]. W następnym roku został honorowym członkiem Christ’s College w Cambridge. W latach 1988–1994 był profesorem geometrii w Gresham College^[6]. Zmarł 13 lutego 2016 w Woodstock^[7].

Główny wkład Zeemana w matematykę dotyczył topologii, w szczególności teorii węzłów i topologii kawałkami liniowej (PL), a także układów dynamicznych^[2].

Jego rozprawa doktorska Dihomology opisywała nową teorię nazwaną „dihomologią” – strukturę algebraiczną związaną z przestrzenią topologiczną, zawierającą zarówno homologię(inne języki), jak i kohomologię(inne języki), i wprowadzała ciąg spektralny(inne języki) Zeemana – punktem wyjścia dla późniejszego rozwoju homologii przecięć(inne języki) przez Roberta MacPhersona(inne języki) i Marka Goresky’ego(inne języki)^[2].

Technikę wchłaniania (ang. engulfing) w topologii kawałkami liniowej zapoczątkował John Stallings(inne języki), a Zeeman znacząco ją rozwinął, posługując się odmiennym ujęciem niż Stallings^[2]. Techniki tej użył w dowodzie PL-wersji hipotezy Poincarégo w wymiarach większych niż cztery^[8][9]. W pracy opublikowanej w 1964 Zeeman wykazał także, że przyczynowość w szczególnej teorii względności, wyrażona przez zachowanie częściowego porządku, jest wyznaczona dokładnie przez transformacje Lorentza^[10].

Po 1966 badania Zeemana zwróciły się ku układom dynamicznym, do czego skłonili go czołowi badacze tej dziedziny, w tym Stephen Smale i René Thom, którzy obaj przebywali w Warwick^[2]. Podczas urlopu naukowego spędzonego z Thomem w Institut des hautes études scientifiques w Bures-sur-Yvette koło Paryża zainteresował się teorią katastrof. Po powrocie do Warwick prowadził kurs z teorii katastrof dla studentów, który cieszył się dużym zainteresowaniem^[2]. W 1973 przeprowadził kurs magisterski, podając pełny dowód klasyfikacji elementarnych katastrof Thoma. Opierał się przy tym głównie na niepublikowanym manuskrypcie Right-equivalence autorstwa Johna Mathera(inne języki) z 1967. Notatki z kursu opracował wspólnie z Davidem Trotmanem(inne języki), a następnie opublikowano je w materiałach konferencji o teorii katastrof w Seattle w 1975^[11] oraz w wydanym w 1977 zbiorze prac Zeemana^[12]. W 1966 i 1974 Zeeman wygłaszał referaty na zaproszenie podczas Międzynarodowego Kongresu Matematyków^[2].

Zeeman był szczególnie aktywny w propagowaniu zastosowań matematyki, zwłaszcza teorii katastrof, w biologii i naukach o zachowaniu^[2].

Szerokie zastosowania teorii katastrof do zjawisk z biologii, ekonomii i nauk społecznych proponowane przez Zeemana spotkały się z krytyką. W 1977 Hector Sussmann i Raphael Zahler argumentowali w „Nature”, że wiele takich modeli opiera się na „błędnym rozumowaniu, naciąganych założeniach, mylnych wnioskach i przesadzonych deklaracjach”^[13], a rok później rozwinęli ten zarzut w obszernym studium w czasopiśmie Synthese^[14]. Krytyczną recenzję zbioru prac Zeemana o teorii katastrof opublikował w 1978 Stephen Smale^[15]. Według biografa Zeemana, Davida Randa, recenzja Smale’a była dla Zeemana bolesna – tym bardziej że darzył jego matematyczne dokonania dużym szacunkiem – lecz odpowiedział on na te zarzuty^[2]. René Thom w późniejszych pracach dystansował się od części zastosowań teorii katastrof rozwijanych przez Zeemana^[16].

W 1978 Zeeman wygłosił telewizyjny cykl Wykładów bożonarodzeniowych Royal Institution(inne języki), po raz pierwszy w historii tego cyklu poświęcony matematyce^[17][1]. Zainteresowanie wykładami przyczyniło się do powstania programu zajęć mistrzowskich z matematyki (ang. Royal Institution Mathematics Masterclasses), z czasem rozszerzonego o inżynierię i informatykę, prowadzonego dla młodzieży w Wielkiej Brytanii^[2][18]. Zeeman jest znany szerszej publiczności przede wszystkim z popularyzacji teorii katastrof, której twórcą był René Thom^[2].

W 1975 Zeeman został wybrany na członka Royal Society, a w 1988 otrzymał Medal Faradaya(inne języki) tego towarzystwa. W latach 1986–1988 był 63. prezesem London Mathematical Society i wygłosił 18 listopada 1988 mowę prezydencką On the classification of dynamical systems. W 1982 otrzymał przyznawaną przez to towarzystwo Senior Whitehead Prize(inne języki), a w 1987 był jego pierwszym wykładowcą Fordera^[2]. W ramach odznaczeń urodzinowych z 1991 otrzymał tytuł szlachecki (Knight Bachelor)^[19][20]. W 2003 objął funkcję prezesa Mathematical Association(inne języki), a swoją książkę Three-dimensional Theorems for Schools oparł na mowie prezydenckiej z 2004. Honorowym członkiem tego stowarzyszenia został w 2006. We wrześniu 2006 London Mathematical Society oraz Institute of Mathematics and its Applications przyznały mu Medal Davida Crightona(inne języki) za zasługi dla matematyki i społeczności matematycznej^[21]. Zeeman był drugim laureatem tego wyróżnienia^[22].

Imieniem Zeemana nazwano budynek matematyki i statystyki Uniwersytetu Warwick (Zeeman Building)^[7].

Imieniem Zeemana nazwano także Medal Christophera Zeemana za popularyzację matematyki(inne języki) (ang. Christopher Zeeman Medal for Communication of Mathematics)^[23], przyznawany przez London Mathematical Society oraz Institute of Mathematics and its Applications. Wyróżnienie ma na celu uhonorowanie matematyków, którzy wyróżnili się w popularyzowaniu matematyki i angażowaniu szerokiej publiczności. Mogą je otrzymać matematycy czynni w badaniach, nauczaniu lub zastosowaniach matematyki w dowolnym sektorze^[23].

W 1960 Zeeman poślubił Rosemary Gledhill. Mieli pięcioro dzieci: trzech synów i dwie córki, które również zajęły się działalnością naukową – matematyczkę Mary Lou Zeeman(inne języki) oraz badaczkę literatury Nicolette Zeeman(inne języki)^[1][3].

• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., The generalised Poincaré conjecture, „Bulletin of the American Mathematical Society”, 67, 1961, s. 270  (ang.).
• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., Unknotting combinatorial balls, „Annals of Mathematics”, 78 (3), 1963, s. 501–526, DOI: 10.2307/1970538, JSTOR: 1970538  (ang.).
• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., Causality Implies the Lorentz Group, „Journal of Mathematical Physics”, 5 (4), 1964, s. 490–493, DOI: 10.1063/1.1704140  (ang.).
• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., Catastrophe Theory, „Scientific American”, 234 (4), 1976, s. 65–83, DOI: 10.1038/scientificamerican0476-65  (ang.).
• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., Catastrophe Theory. Selected Papers, 1972–1977, Reading: Addison-Wesley, 1977  (ang.).
• E.C.E.C. Zeeman E.C.E.C., Bifurcation and catastrophe theory, „Contemporary Mathematics”, 9, 1982, s. 207–272, DOI: 10.1090/conm/009/0653493  (ang.).

• John J. O’Connor; Edmund F. Robertson: Christopher Zeeman w MacTutor History of Mathematics archive (ang.)
• Erik Christopher Zeeman w bazie zbMATH (ang.)