Jean-Pierre Serre

Jean-Pierre Serre (* 15. September 1926 in Bages im französischen Department Pyrénées-Orientales) ist einer der führenden Mathematiker des 20. Jahrhunderts. Er gilt als Wegbereiter der modernen algebraischen Geometrie, Zahlentheorie und Topologie. Serre ist Träger der Fields-Medaille und des Abelpreises.

Leben

Serres Eltern waren Apotheker. Er ging auf das Gymnasium von Nîmes (Lycée de Nîmes), gewann 1944 den landesweiten Concours général in Mathematik und studierte von 1945 bis 1948 an der École normale supérieure in Paris. Er promovierte an der Sorbonne im Jahre 1951. In dieser Zeit wurde er Mitglied des Mathematikerzirkels Nicolas Bourbaki. Von 1948 bis 1954 war er am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) in Paris tätig, zuerst als Attaché de Recherches und später als Maître de Recherches. 1954–1956 war er Maître de conférences an der Universität Nancy und war danach seit 1956 Professor am Collège de France in Paris (Lehrstuhl für Algebra und Geometrie). Seit 1994 hat er dort eine Ehrenprofessur.

Er war Gastprofessor unter anderem in Harvard und häufig am Institute for Advanced Study (zuerst 1955 bis 1957).

Zu seinen Hobbys zählen Skifahren, Felsklettern und Tischtennis.

1983 bis 1986 war er mit Ludwig Faddejew Vizepräsident der Internationalen Mathematischen Union. 1970 war er Präsident der Société Mathématique de France.

Er war mit der Chemikerin Josiane Heulot-Serre (1922–2004) verheiratet, der ehemaligen Direktorin der École normale supérieure de jeunes filles in Sèvres. 1949 wurde die gemeinsame Tochter Claudine Monteil geboren. Als feministische Autorin und Schriftstellerin schrieb sie Biographien von Simone de Beauvoir sowie von Charles Chaplin und dessen Frau Oona.

Der Mathematiker Denis Serre ist sein Neffe.

Werke

Schon im sehr jungen Alter war Serre einer der herausragendsten Schüler von Henri Cartan. Er beschäftigte sich in der Zeit um 1950 mit algebraischer Topologie und wandte Jean Lerays Spektralsequenzen auf die Faserbündel-Räume aus einem topologischen Raum X als Basis und dem Raum der Wege in X als Faser an (loop space method). So konnte er Beziehungen zwischen den Homologiegruppen in Faserbündel-Räumen sowie zwischen Homologie- und Homotopiegruppen finden. Die Anwendung in der Bestimmung der Homotopiegruppen von Sphären, einem notorisch schwierigen Gebiet, sorgte damals für Aufsehen (Dissertation 1951). Er bewies, dass die m-te Homotopiegruppe der n-dimensionalen Sphäre endlich ist, außer für den Fall n gerade und m=2n–1 (m > n).

Nach einem Aufenthalt in Princeton 1952, wo er u. a. das Artin-Tate-Seminar über Klassenkörpertheorie besuchte, wandte er sich nach der Rückkehr nach Paris im Cartan-Seminar den dort aktuellen Themen Funktionentheorie mehrerer Veränderlicher und algebraischer Geometrie zu, die er mit Hilfe von Jean Lerays Garbentheorie und den Methoden der algebraischen Topologie (Kohomologietheorie) auf ein neues Fundament stellte. Zunächst geschah das für gerade erzielte Resultate von Cartan und Oka in der Funktionentheorie mehrerer Variabler. Arbeiten über Verallgemeinerungen des Riemann-Roch-Theorems (die gleichzeitig Hirzebruch und Kodaira vorantrieben) 1953 führten ihn schließlich ab 1954 zur algebraischen Geometrie. Aus den Diskussionen im Cartan-Seminar Mitte der 50er Jahre entstand dann später der Grundstein für Alexander Grothendiecks Theorie der Schemata, auf dem Grothendieck und seine Schule die algebraische Geometrie neu aufbaute. Zwei der bekanntesten Artikel von Serre aus dieser Zeit sind FAC (Faisceaux Algébriques Cohérents, über die Kohomologie kohärenter Modulgarben) von 1955 und GAGA (Géometrie Algébrique et Géométrie Analytique) von 1956. Mit „analytischer Geometrie“ ist dabei die Funktionentheorie mehrerer komplexer Variabler gemeint. Bekannt ist der Dualitätssatz von Serre. Während der 1950er Jahre bis zum Ende der 1960er Jahre arbeiteten Grothendieck und Serre intensiv zusammen.<ref>Der letzte Brief aus der Grothendieck-Serre Korrespondenz, die 2001 durch die Societe Mathematique de France veröffentlicht wurde, stammt vom Januar 1969, um dann erst wieder mit einigen Briefen Mitte der 1980er Jahre fortgesetzt zu werden</ref>

Von 1959 an beschäftigte sich Serre hauptsächlich mit der Zahlentheorie, speziell mit dem Ausbau der Galoiskohomologie für die Klassenkörpertheorie sowie den Galoisdarstellungen in der Theorie der elliptischen Kurven über den rationalen Zahlen. Hier formulierte er die Serre-Vermutung in der Theorie der „zweidimensionalen“ Darstellungen der „absoluten Galoisgruppe“. Das Ziel seiner Arbeiten war die formale Darstellung einer absoluten Galoisgruppe eines beliebigen Zahlkörpers, das heißt der Gruppe seiner Automorphismen. Deshalb werden spezielle Darstellungen (Wirkungsorte) dieser Gruppe untersucht, z. B. in den „n-Torsionspunkten“ (rationale Punkte der Kurve, die n-fach „addiert“ nach der Sekanten-/Tangentenmethode von Poincaré Null ergeben) elliptischer Kurven. Da diese geometrisch (da zweifach periodisch) von der Gestalt eines Torus sind, spricht man von „zweidimensionaler Darstellung“. 1972 bewies Serre sein Open image theorem<ref>Inventiones Mathematicae, Bd.15, 1972, S. 259</ref> für elliptische Kurven <math>E</math> (ohne komplexe Multiplikation) über algebraischen Zahlkörpern <math>K</math>. Es besagt, dass die Darstellungen der Galoisgruppe von Körpererweiterungen von <math>K</math>, die durch Hinzunahme der <math>n</math>-Torsionspunkte <math>E</math> gebildet wurden, in der Gruppe <math>GL_{2} (\Z / n \Z) </math> „so groß wie möglich sind“.<ref group="A">Für genügend große <math>n</math> existiert eine surjektive Abbildung.</ref>

Er initiierte außerdem zusammen mit Nicholas Katz die Theorie der p-adischen Modulformen.

Sein Buch A course in Arithmetic bringt auf knappem Raum sowohl eine Diskussion quadratischer Formen als auch der Theorie der Modulformen (mit Anwendung auf Gitter). Er erhielt dafür den Leroy P. Steele Prize.

Serre leistete auch einen wichtigen Beitrag in der Beweiskette, die von Gerhard Frey über Ken Ribet bis Andrew Wiles zum Beweis der Fermat-Vermutung führte.

Aus seiner Freundschaft mit Armand Borel resultierte auch sein Interesse für Lie-Gruppen und ihre Algebren, diskrete Gruppen und ihre Geometrie und Darstellungstheorie von Gruppen. Es war dann nur natürlich, dass er auch die gesammelten Werke von Ferdinand Georg Frobenius herausgab.

Serre ist auch für verschiedene Vermutungen bekannt. Neben der oben erwähnten Vermutung über Galoisdarstellungen zum Beispiel für eine Vermutung in der kommutativen Algebra, die von Andrei Alexandrowitsch Suslin und Daniel Quillen unabhängig bewiesen wurde (dass projektive Moduln über Polynomringen frei sind).

Auszeichnungen und Ehrungen

• 1954 Fields-Medaille
• 1962 hielt er einen Plenarvortrag auf dem Internationalen Mathematikerkongress in Stockholm (Géométrie Algébrique).
• 1970 Prix Gaston Julia
• 1971 Médaille Émile Picard der Academie des Sciences
• 1985 Balzan-Preis
• 1987 Médaille d’or du CNRS
• 1995 Leroy P. Steele Prize der American Mathematical Society
• 1996 hielt er einen der Plenarvorträge auf dem zweiten Europäischen Mathematikerkongress in Budapest (Correspondences and dictionaries in geometry and number theory)
• 2000 Wolf-Preis
• 2003 Abel-Preis
• 2012 Großkreuz der französischen Ehrenlegion
• Großkreuz des Ordre national du Mérite
• Mitglied einer Reihe wissenschaftlicher Akademien, u.a. ist er Fellow der Royal Society (1974) und seit 1977 Mitglied der Académie des sciences. Er ist ausländisches Mitglied der Niederländischen Akademie der Wissenschaften (1978), der National Academy of Sciences (1979), der schwedischen Akademie der Wissenschaften (1980), der norwegischen (2009), russischen (2003) und taiwanesischen Akademien der Wissenschaften und der Akademie in Turin. Außerdem ist er Mitglied der American Philosophical Society (1998) und der American Academy of Arts and Sciences (1960). 1973 wurde er Ehrenmitglied der London Mathematical Society. Er ist Fellow der American Mathematical Society.

Er ist vielfacher Ehrendoktor: Cambridge (1978), Stockholm (1980), Glasgow (1983), Athen (1996), Harvard (1998), Durham (2000), London (2001), Oslo (2002), Oxford (2003), Bukarest (2004), Barcelona (2004), Madrid (2006), Mc-Gill University (2008).

Zitate

• Präzision kombiniert mit informeller Kürze – das ist das Ideal in Büchern ebenso wie in Vorlesungen (Interview mit Leong, Chong 1985)
• Einige Mathematiker haben klare und weitreichende „Programme“ ... Ich hatte niemals ein solches Programm, nicht einmal ein kleines<ref>Interview mit Leong, Chong, Singapur 1985, some mathematicians have clear and far-ranging „programs“ ... [er erwähnt Grothendieck und Langlands als Beispiel] ... I never had such a program, not even a small size one. I just work on things which happen to interest me at the moment.</ref>
• Zur Frage wie man Schüler für Mathematik motivieren könnte: Ich habe dazu die Theorie, dass man junge Leute zunächst abschrecken sollte Mathematiker werden zu wollen. Es gibt keinen Bedarf für zu viele Mathematiker. Aber wenn sie danach immer noch Mathematik studieren wollen, sollte man sie in der Tat ermutigen und ihnen helfen. Auf dem Gymnasium ist der wichtigste Punkt den Schülern zu zeigen, dass Mathematik überhaupt existiert und keine tote Wissenschaft ist (es besteht bei vielen die Tendenz anzunehmen, die einzigen offenen Probleme wären in Physik und Biologie). Der Hauptmangel im üblichen Mathematikunterricht besteht darin, dass die Lehrer nie diese offenen Fragen erwähnen, was schade ist, denn es gibt viele davon, insbesondere in der Zahlentheorie, die Schüler sehr gut verstehen könnten.<ref>Interview mit Leong, Chong, Mathematical Intelligencer 1986, I have a theory on this, which is that one should first discourage young people from doing mathematics. There is no need for too many mathematicians. But if after that they still insist on studying mathematics, then one should indeed encourage and help them. As for high school students, the main point is to make them understand that mathematics exists, that it isn’t dead (they have a tendency to think that the only open questions remaining are in physics and biology). The defect in the traditional way of teaching mathematics is that the teacher never mentions these questions. That’s a pity. There are many such, for instance in number theory, that teenagers could very well understand.</ref> In einem Interview beim ICM 2006 gab er auf die Frage, was er einem guten Mathematikstudenten raten würde die Antwort: Ein guter Student benötigt keinen Rat.<ref>ICM 2006 Bulletin, Auszug aus Interview mit Serre</ref>

Schriften

Bücher:

• Oeuvres - Collected Works, 1988–1995, 4 Bde., Springer Verlag
• Linear representations of finite groups, Springer 1996 (deutsch vieweg 1972)
• A course in arithmetic, Springer 1996 (zuerst frz.1970)
• Galois cohomology, Springer 2002 (englische Ausgabe des College de France Kurses 1962/3)
• Topics in Galois theory, 1992
• Local fields, Springer 1979 (engl. Ausgabe von Corps Locaux, 1962)
• Local Algebra, Springer 2000 (engl. Ausgabe von Algebre locale- multiplicites 1965)
• Algebraic groups and class fields, Springer 1988 (engl. Ausgabe von Groupes algebriques et corps des classes 1959)
• Lectures on the Mordell-Weil theorem, vieweg 1997, 3. ed.
• Trees, Springer 1980 (frz.Original Arbres, amalgames, SL(2) 1977)
• Abelian l-adic representations and elliptic curves, Benjamin, New York 1968
• Lie algebras and Lie groups, Springer 1992 (zuerst Lectures Harvard 1964)
• Complex semisimple lie algebras, Springer 1987
• Grothendieck-Serre correspondence, 2003, American Mathematical Society (Colmez ed., die zahlreichen Telefongespräche der beiden insbesondere während ihrer gleichzeitigen Anwesenheit in Paris sind allerdings nicht erfasst)

Einige Aufsätze und Interviews:

• Homologie singulière des espaces fibrés. Applications. Ann. of Math. (2) 54, (1951). 425–505.
• Groupes d'homotopie et classes de groupes abéliens. Ann. of Math. (2) 58, (1953). 258–294.
• Un théorème de dualité. Comment. Math. Helv. 29, (1955). 9–26
• Faisceaux algebriques coherents, Annals of Mathematics, Band 61, 1955, S. 197-278
• Géométrie algébrique et géométrie analytique, Annales de l´Institut Fourier, Band 6, 1956, S. 1-42, Online
• Propriétés galoisiennes des points d'ordre fini des courbes elliptiques. Invent. Math. 15 (1972), no. 4, 259–331.
• mit A. Borel: Corners and arithmetic groups. Avec un appendice: Arrondissement des variétés à coins, par A. Douady et L. Hérault. Comment. Math. Helv. 48 (1973), 436–491.
• Quelques applications du théorème de densité de Chebotarev. Inst. Hautes Études Sci. Publ. Math. No. 54 (1981), 323–401.
• Sur les représentations modulaires de degré 2 de <math>Gal(\overline{\Q}/\Q)</math>. Duke Math. J. 54 (1987), no. 1, 179–230.

• Interview mit Leong, Chong in Mathematical Intelligencer 1986, Nr.4, online hier (Memento vom 19. Juli 2011 im Internet Archive)
• Interview in Notices AMS 2004, Heft 2, PDF-Datei

Literatur

• Jean-Pierre Serre in Hirzebruch, Chern (Hrsg.) Wolf Prize in Mathematics, Band 2, World Scientific 2001, S. 523-551
• Pilar Bayer: Jean-Pierre Serre, Medalla Fields, La Gaceta, Band 4, 2001, S. 211-247
• Pilar Bayer: Jean-Pierre Serre. An overview of his work, in Helge Holden, Ragni Piene (Hrsg.): The Abel Prize 2003–2007, Springer 2010 (mit Interview mit Marc Kirsch (Serre: My first fifty years at the College de France) und Publikationsliste)

Weblinks

• Literatur von und über Jean-Pierre Serre im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Webseite an der Academie des Sciences
• "Erstmalige Verleihung des Abel-Preises Auszeichnung von Jean-Pierre Serre für sein Gesamtwerk" (PDF)
• John J. O’Connor, Edmund F. Robertson: Jean-Pierre Serre. In: MacTutor History of Mathematics archive (englisch)
• Serre "Un theoreme de dualite", Commentarii Math.Helvetici 1955, sein Dualitätssatz
• Serre "Proprietes galoisiennes des points d ordre fini des courbes elliptiques", Inventiones Mathematicae 1972
• Seine Arbeiten zum Riemann-Roch Theorem mit Borel im Bull.Soc.Math.France 1958, GAGA von 1956, und diverse Beiträge zu den Cartan, "Lie", Chevalley-Seminaren u.a. sind online hier: [1]

Anmerkungen

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Einzelnachweise

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