第一百三十四章 老师，还有什么问题吗

【设E，F是两个Banach空间，令A:D(A)′E→F为一个闭算子，且D(A)′=E。求证：D(A′)′σ(F′，F)=F′D(A′)σ(F′，F)=F′。其中A′是A的伴随算子，F′是F的对偶空间，σ(F′，F)为F′上的弱*拓扑，D(A′)′σ(F′，F)表示D(A′)在弱拓扑σ(F′，F)下的闭包。】叶秋走上讲台，看着黑板上已经写好的例题。“怎么样，能解不？”秃顶老师似笑非笑地看着叶秋。“问题不大！”叶秋沉吟一会儿，便直接唰唰唰写了起来；【解：设F是E的子向量空间满足F′≠E.则存在f∈E'不为0，使得(f，x)=0，x∈F……】教室里忽然安静了下来，所有人都紧盯着黑板。慢慢地，议论声渐起。“我去，他还真会解！”“现在的高中生都这么夸张了嘛？”“麻蛋，泛函分析我都还没搞明白呢？这家伙竟然学会了。”“话说高中时期竞赛班的学生好像也没那么厉害吧！”“这家伙该不会真有能耐一小时不到就解完冬令营考试的三道大题吧……”……教室里响起一阵嗡嗡声。不少原本质疑叶秋的人，一个个脸上也流露出了凝重之色。要知道，泛函分析属于数学系的专业基础必修课，主要研究无穷维函数空间的数学分析，一般要到大三才能学到。在学习这门课之前，你首先得掌握《高等代数》《数学分析》《实变函数》《集论拓扑》《复变函数》《实分析》《常微分方程》《偏微分方程》等课程。问题是，这些课程都只有大学才有，至少要花两年以上的时间才能掌握。而讲台上这个年轻人，不过是一名高中生。高中时代，语文数学英语物理化学生物都学不过来了，他哪来的时间，哪来的精力掌握这些知识？这些人自然不知道，过去两个多月，叶秋除了抽出一小部分精力复习五大学科竞赛之外，剩下的时间，全部放在了大部头的《数学原理》上面。他非但将布尔巴基学派的《数学原理》全部看了一遍，而且还在进一步深入反刍研究。别说本科阶段学习的线性泛函分析了，即使研究生阶段才能学到的非线性泛函分析，对他而言也没什么难度。唰唰唰——叶秋在黑板上轻松写完最后一行字，笑着对秃顶老师道：“老师，解完了！”秃顶老师若有所思地看着叶秋：“泛函分析的知识你都掌握了？”“差不多全都掌握了！”叶秋微微一笑，淡定道。“那你能说一说自己对这门课程的理解吗？”秃顶老师眼睛冒光。如果叶秋没有吹牛，真的高中阶段就学完了泛函分析的内容，那毫无疑问是一名数学天才。到时候就算在数学奥林匹克冬令营里面表现一般，自己也可以强烈建议学校录取他！叶秋微微一愣，说道：“行吧，那我就讲一讲！”“众所周知，泛函分析这门学科诞生于20世纪的初期，本身是数学发展中公理化的一个结果。也就说，数学家希望实现分析学的公理化。同样的公理化运动也出现在几何和代数上。现在的泛函分析已经变成一个庞然巨兽了，特别是把它和调和分析放在一起的时候，很难分清楚什么叫做调和分析，什么叫做泛函分析。不过我接下来要讲的不是为了搞清楚它的定义，而是关注它的基础和未来的发展趋势。”“我们首先讨论一些早期的抽象分析，尤其是数学家如何将一个特殊的例子扩大化，使之成为一般意义上的定理。我们的讨论主要涵盖以下内容。一、弗雷德霍姆，希尔伯特关于积分方程的工作；二、Volterra和Hadamard关于动量问题的研究；三、Lebesgue，Frechet和Riesz在抽象空间上的工作以及最后，Hahn和Banach关于对偶这个概念的研究……”叶秋的语气不疾不徐，却吸引了所有人的目光。一旁的秃顶老师眼睛也不由得开始瞪圆。正常讲述一门课的时候，通常从基础开始，然后慢慢扩展并深入挖掘。但叶秋的讲课方法完全不一样，他是从泛函分析的发展史开始讲解，结合数学史的一些知识，然后再慢慢深入。这种讲解方法，无疑对学生更有吸引了。而且最关键的是，叶秋在讲解的时候，往往从最本质的一些东西出发，即使一些相当抽象的概念，他也能轻易将其转化成同学们更容易理解的概念。甚至连秃顶老师自己，也渐渐被叶秋的讲课给吸引住了。教室里渐渐安静了下来，只留下叶秋的声音在空中回荡。“弗雷德霍姆和希尔伯特关于积分方程的工作，我们可以从以下两个具体事例开始。最早的积分方程来源傅立叶研究热问题。1822年，傅立叶讨论了如果去逆向解如下的方程：f(x)=∫Re^itxg(t)dt，也就是已知f，怎么求出g。现代的语言中，这其实就是求傅立叶变换的逆变换……”“其次，就是Liouville在研究二阶常微分方程的时候发现它们等价于一类积分方程。比如，方程的解f“(x)g(x)=f(x)。如果满足边界条件f(a)=1，f'(a)=0利用这个方程的基本解可以证明方程的解满足……”……铃铃铃——不知何时，下课铃声响了起来。叶秋放下粉笔，微笑道：“时间差不多了，这是我本人关于泛函分析的理解，老师，您还有什么问题吗？”秃顶老师这才回过神来，他深深地看了叶秋一眼，并没有直接回答叶秋，而是转向下面的同学：“大家觉得这位叶秋同学讲得怎么样？”