This volume contains the proceedings of the International Research Workshop on Periods and Motives--A Modern Perspective on Renormalization, held from July 2-6, 2012, at the Instituto de Ciencias Matemáticas, Madrid, Spain. Feynman amplitudes are integrals attached to Feynman diagrams by means of Feynman rules. They form a central part of perturbative quantum field theory, where they appear as coefficients of power series expansions of probability amplitudes for physical processes. The efficient computation of Feynman amplitudes is pivotal for theoretical predictions in particle physics. Periods are numbers computed as integrals of algebraic differential forms over topological cycles on algebraic varieties. The term originated from the period of a periodic elliptic function, which can be computed as an elliptic integral. Motives emerged from Grothendieck's "universal cohomology theory", where they describe an intermediate step between algebraic varieties and their linear invariants (cohomology). The theory of motives provides a conceptual framework for the study of periods. In recent work, a beautiful relation between Feynman amplitudes, motives and periods has emerged. The articles provide an exciting panoramic view on recent developments in this fascinating and fruitful interaction between pure mathematics and modern theoretical physics.
This book is based on lectures given at the Graduate Summer School of the 2015 Park City Mathematics Institute program “Geometry of moduli spaces and representation theory”, and is devoted to several interrelated topics in algebraic geometry, topology of algebraic varieties, and representation theory. Geometric representation theory is a young but fast developing research area at the intersection of these subjects. An early profound achievement was the famous conjecture by Kazhdan–Lusztig about characters of highest weight modules over a complex semi-simple Lie algebra, and its subsequent proof by Beilinson-Bernstein and Brylinski-Kashiwara. Two remarkable features of this proof have inspired much of subsequent development: intricate algebraic data turned out to be encoded in topological invariants of singular geometric spaces, while proving this fact required deep general theorems from algebraic geometry. Another focus of the program was enumerative algebraic geometry. Recent progress showed the role of Lie theoretic structures in problems such as calculation of quantum cohomology, K-theory, etc. Although the motivation and technical background of these constructions is quite different from that of geometric Langlands duality, both theories deal with topological invariants of moduli spaces of maps from a target of complex dimension one. Thus they are at least heuristically related, while several recent works indicate possible strong technical connections. The main goal of this collection of notes is to provide young researchers and experts alike with an introduction to these areas of active research and promote interaction between the two related directions.
Algebraic groups play much the same role for algebraists as Lie groups play for analysts. This book is the first comprehensive introduction to the theory of algebraic group schemes over fields that includes the structure theory of semisimple algebraic groups, and is written in the language of modern algebraic geometry. The first eight chapters study general algebraic group schemes over a field and culminate in a proof of the Barsotti–Chevalley theorem, realizing every algebraic group as an extension of an abelian variety by an affine group. After a review of the Tannakian philosophy, the author provides short accounts of Lie algebras and finite group schemes. The later chapters treat reductive algebraic groups over arbitrary fields, including the Borel–Chevalley structure theory. Solvable algebraic groups are studied in detail. Prerequisites have also been kept to a minimum so that the book is accessible to non-specialists in algebraic geometry.
The unifying theme of this book is the interplay among noncommutative geometry, physics, and number theory. The two main objects of investigation are spaces where both the noncommutative and the motivic aspects come to play a role: space-time, where the guiding principle is the problem of developing a quantum theory of gravity, and the space of primes, where one can regard the Riemann Hypothesis as a long-standing problem motivating the development of new geometric tools. The book stresses the relevance of noncommutative geometry in dealing with these two spaces. The first part of the book deals with quantum field theory and the geometric structure of renormalization as a Riemann-Hilbert correspondence. It also presents a model of elementary particle physics based on noncommutative geometry. The main result is a complete derivation of the full Standard Model Lagrangian from a very simple mathematical input. Other topics covered in the first part of the book are a noncommutative geometry model of dimensional regularization and its role in anomaly computations, and a brief introduction to motives and their conjectural relation to quantum field theory. The second part of the book gives an interpretation of the Weil explicit formula as a trace formula and a spectral realization of the zeros of the Riemann zeta function. This is based on the noncommutative geometry of the adèle class space, which is also described as the space of commensurability classes of Q-lattices, and is dual to a noncommutative motive (endomotive) whose cyclic homology provides a general setting for spectral realizations of zeros of L-functions. The quantum statistical mechanics of the space of Q-lattices, in one and two dimensions, exhibits spontaneous symmetry breaking. In the low-temperature regime, the equilibrium states of the corresponding systems are related to points of classical moduli spaces and the symmetries to the class field theory of the field of rational numbers and of imaginary quadratic fields, as well as to the automorphisms of the field of modular functions. The book ends with a set of analogies between the noncommutative geometries underlying the mathematical formulation of the Standard Model minimally coupled to gravity and the moduli spaces of Q-lattices used in the study of the zeta function.
Mein Leben, oder zumindest das, was diesen Namen verdient -ein außer gewöhnlich glückliches Leben mit einigen Schicksalsschlägen -erstreckte sich auf die Zeit zwischen dem 6. Mai 1906, dem Tag meiner Geburt, und dem 24. Mai 1986, dem Todestag meiner Frau und Gefährtin Eveline. Wenn auf diesen Seiten, die ihr gewidmet sind, von meiner Frau recht wenig die Rede sein wird, heißt das nicht, daß sie in meinem Leben und in meinen Gedanken einen geringen Platz eingenommen hätte. Sie war im Gegenteil, beinahe vom Tag unserer ersten Begegnung an, so eng damit verwoben, daß von mir oder von ihr zu sprechen ein und dasselbe ist. Ihre Anwesenheit beziehungsweise ihre Abwesenheit bestimmte die Textur meines ganzen Lebens. Was könnte ich anderes dazu sagen, als daß unsere Ehe eine von jenen war, die La Rochefoucauld Lügen strafen? »Fulsere vere candidi mihi soles . . . . « Ebenso wird meine Schwester kaum erwähnt werden. Es ist schon lange her, daß ich meine Erinnerungen an sie Simone Petrement mitgeteilt habe, die sie in ihre gute Biographie La vie de Simone Weil einfließen ließ, wo man viele Einzelheiten über unsere gemeinsame Kindheit erfahren kann, und es wäre unnötig, dies hier zu wiederholen. Als Kinder waren wir unzertrennlich, aber ich war der große Bruder und sie die kleine Schwester. Später waren wir selten zusammen, und meist sprachen wir in scherzhaftem Ton miteinander, denn sie hatte ein fröhliches und humorvolles Naturell, wie alle, die sie kannten, bestätigt haben.
Wer die Geschichte einer Wissenschaft verstehen will, tut gut daran, die bahnbrechenden Fragestellungen und ihren – offenen oder latenten – Wettbewerb ernst zu nehmen – in ihnen verkörpern sich die Bewegung des Wissens und der Kampf der Begriffe. Renate Schlesier spürt dieser Bewegung und diesem Kampf nach – in und an den Werken großer Gelehrter, die die Religion, die Mythen, Rituale und Kulte der Antike erforscht und ihre Bedeutung interpretiert haben: Karl Otfried Müller, Otto Jahn, Jane Ellen Harrison, Eduard Meyer, Claude Lévi-Strauss, Jean-Pierre Vernant u. a. m. Es entsteht so ein imponierendes Panorama anthropologischer Denkstile und Verfahrensweisen: Wissenschaftlergeschichte als Wissenschaftsgeschichte. (Dieser Text bezieht sich auf eine frühere Ausgabe.)
This reprint of the original 1914 edition of this famous work contains many topics that had to be omitted from later editions, notably, Symmetric Sets, Principle of Duality, most of the ``Algebra'' of Sets, Partially Ordered Sets, Arbitrary Sets of Complexes, Normal Types, Initial and Final Ordering, Complexes of Real Numbers, General Topological Spaces, Euclidean Spaces, the Special Methods Applicable in the Euclidean Plane, Jordan's Separation Theorem, the Theory of Content and Measure, the Theory of the Lebesgue Integral. The text is in German.
Die eindeutigen analytischen Funktionen können von verschiedenen Gesichtspunkten aus untersucht werden. Die in der vorliegenden Arbeit zur Darstellung gelangenden Fragen gruppieren sich um ein großes Hauptproblem. Einige allgemeine Bemerkungen über diese zentrale Fragestellung sollen hier vorausgeschickt werden. Wir denken uns ein gegebenes analytisches Funktionselement un beschränkt fortgesetzt. Angenommen, daß die so entstehende analytische Funktion w = w (z) eindeutig ist, existiert ein schlichtes Gebiet G mit z nachstehenden Eigenschaften. 1. Jedem inneren Punkt z von G entspricht ein und nur ein Element z von rationalem Charakter der Funktion w(z). 2. Jeder Randpunkt z* von G ist eine wesentliche Singularität z von w(z). Falls G die ganze geschlossene Ebene umfaßt (elliptischer Fall), z so ist w (z) eine rationale Funktion. Schließt man diesen einfachsten Sonderfall aus, so hat man zwei Fälle zu unterscheiden, je nachdem G z einfach oder mehrfach rusammenhängend ist. Wir beschränken uns auf den erstgenannten Fa}! und haben dann weitere zwei Möglichkeiten zu berücksichtigen: die Berandung r von G ist entweder ein Punkt z z (parabolischer Fall) oder ein Kontinuum (hyperbolischer Fall). Das Gebiet G wird durch die Funktion w = w (z) auf eine über der z w-Ebene ausgebreitete RIEMANNSche Fläche G .konform abgebildet. to Die Umkehrfunktion z = z(w) von w(z) ist eine auf dieser Fläche G to eindeutige und wegen der Eindeutigkeit von w (z) einwertige Funktion, d. h. den Mittelpunkten von zwei verschiedenen Elementen von z(w) sind stets zwei verschiedene Punkte z zugeordnet.
Weber's three-volume set on algebra was for many years the standard text on algebra. Published at the end of the nineteenth century, it helped usher group theory to a central place in twentieth century mathematics. Volume 1 covers foundational material. Volume 2 covers group theory and its applications, plus the theory of algebraic numbers. Volume 3 covers advanced topics, such as algebraic functions, elliptic functions and class field theory. Although notations have changed somewhat and algebra has become more abstract that it was in Weber's day, many of the same themes and ideas important today are central topics in Weber's book, which may be why it has become a classic.
Zusammen mit der Abstraktion ist die Mathematik das entscheidende Werkzeug für technologische Innovationen. Das Buch bietet eine Einführung in zahlreiche Anwendungen der Mathematik auf dem Gebiet der Technologie. Meist werden moderne Anwendungen dargestellt, die heute zum Alltag gehören. Die mathematischen Grundlagen für technologische Anwendungen sind dabei relativ elementar, was die Leistungsstärke der mathematischen Modellbildung und der mathematischen Hilfsmittel beweist. Mit zahlreichen originellen Übungen am Ende eines jeden Kapitels.
Die großen Fragen behandeln grundlegende Probleme und Konzepte in Wissenschaft und Philosophie, die Forscher und Denker seit jeher umtreiben. Anspruch der ambitionierten Reihe ist es, die Antworten auf diese Fragen zu präsentieren und damit die wichtigsten Gedanken der Menschheit in einzigartigen Übersichten zu bündeln. Im vorliegenden Band Mathematik, der einen Bogen spannt vom Beginn des Zählens und den idealen Platonischen Körpern bis zur Chaostheorie und dem Fermat’schen Theorem, setzt sich Tony Crilly mit jenen 20 Fragen auseinander, die das Herz der Mathematik und unseres Verständnisses der Welt bilden.
Das Riemannsche Integral lernen schon die Schüler kennen, die Theorien der reellen und der komplexen Funktionen bauen auf wichtigen Begriffsbildungen und Sätzen Riemanns auf, die Riemannsche Geometrie ist für Einsteins Gravitationstheorie und ihre Erweiterungen unentbehrlich, und in der Zahlentheorie ist die berühmte Riemannsche Vermutung noch immer offen. Riemann und sein um fünf Jahre jüngerer Freund Richard Dedekind sahen sich als Schüler von Gauss und Dirichlet. Um die Mitte des 19. Jahrhunderts leiteten sie den Übergang zur "modernen Mathematik" ein, der eine in Analysis und Geometrie, der andere in der Algebra mit der Hinwendung zu Mengen und Strukturen. Dieses Buch ist der erste Versuch, Riemanns wissenschaftliches Werk unter einem einheitlichen Gesichtspunkt zusammenzufassend darzustellen. Riemann gilt als einer der Philosophen unter den Mathematikern. Er stellte das Denken in Begriffen neben die zuvor vorherrschende algorithmische Auffassung von der Mathematik, welche die Gegenstände der Untersuchung, in Formeln und Figuren, in Termumformungen und regelhaften Konstruktionen als die allein legitimen Methoden sah. David Hilbert hat als Riemanns Grundsatz herausgestellt, die Beweise nicht durch Rechnung, sondern lediglich durch Gedanken zu zwingen. Hermann Weyl sah als das Prinzip Riemanns in Mathematik und Physik, "die Welt als das erkenntnistheoretische Motiv..., die Welt aus ihrem Verhalten im un- endlich kleinen zu verstehen."
Dieses Buch wendet sich zuallererst an intelligente Schüler ab 14 Jahren sowie an Studienanfänger, die sich für Mathematik interessieren und etwas mehr als die Anfangsgründe dieser Wissenschaft kennenlernen möchten. Es gibt inzwischen mehrere Bücher, die eine ähnliche Zielstellung verfolgen. Besonders gern erinnere ich mich an das Werk Vom Einmaleins zum Integral von Colerus, das ich in meiner Kindheit las. Es beginnt mit der folgenden entschiedenen Feststellung: Die Mathematik ist eine Mausefalle. Wer einmal in dieser Falle gefangen sitzt, findet selten den Ausgang, der zurück in seinen vormathematischen Seelenzustand leitet. ([49], S. 7) Einige dieser Bücher sind im Anhang zusammengestellt und kommen tiert. Tatsächlich ist das Unternehmen aber so lohnenswert und die Anzahl der schon vorhandenen Bücher doch so begrenzt, daß ich mich nicht scheue, ihnen ein weiteres hinzuzufügen. An zahlreichen amerikanischen Universitäten gibt es Vorlesungen, die gemeinhin oder auch offiziell als ,,Mathematik für Schöngeister'' firmieren. Dieser Kategorie ist das vorliegende Buch nicht zuzuordnen. Statt dessen soll es sich um eine ,,Mathematik für Mathematiker'' handeln, für Mathema tiker freilich, die noch sehr wenig von der Mathematik verstehen. Weshalb aber sollte nicht der eine oder andere von ihnen eines Tages den Autor dieses 1 Buches durch seine Vorlesungen in Staunen versetzen? Ich hoffe, daß auch meine Mathematikerkollegen Freude an dem Werk haben werden, und ich würde mir wünschen, daß auch andere Leser, bei denen die Wertschätzung für die Mathematik stärker als die Furcht vor ihr ist, Gefallen an ihm finden mögen.

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