שינג-שן צ'רן

שינג-שן צ'רן (במנדרינית תקנית: 陳省身; 26 באוקטובר 1911 - 3 בדצמבר 2004) היה מתמטיקאי סיני-אמריקאי שתרם תרומות יסודיות לגאומטריה הדיפרנציאלית ולטופולוגיה והקים את תחום הגאומטריה הדיפלרנציאלית הגלובלית. הוא נחשב לדמות מובילה בתחום הגאומטריה ולאחד מחשובי המתמטיקאים במאה ה-20 ועבודתו המדעית הוכתרה בפרסים רבים, בהם פרס וולף למתמטיקה ופרס שאו הראשון.

שינג-שן צ'רן היה יליד סין שהיגר לארצות הברית. הוא עבד כמעט עשור באוניברסיטת שיקגו לפני שעבר לאוניברסיטת ברקלי, שבה ייסד בשנת 1982 את מכון המחקר למדעי מתמטיקה והיה למנהלו הראשון. לזכרו מעניק איגוד המתמטיקה הבינלאומי את מדליית צ'רן היוקרתית כאות הוקרה על הישגים יוצאי דופן בתחום המתמטיקה.

קורות חיים

ילדות וצעירות בסין
צ'רן נולד בנפת שיושוי, ג'יאשׂינג, במחוז ג'ג'יאנג אחד מארבעת ילדיהם של באו ג'נג-צ'ן, משפטן ושל אשתו מיי האן. שנה אחרי לידתו הודחה שושלת צ'ינג וסין הפכה לרפובליקה. צ'רן למד בילדותו בבית אצל דודתו ואצל אביו. אחר כך למד מתמטיקה לבד מספר בעל שלושה כרכים. בשנת 1920 הוא עבר בקלות את מבחני הכניסה לגימנסיית "שיו ג'ואו". בשנת 1922 בגלל עבודת אביו בבית המשפט בטיינג'ין, עבר איתו לעיר הזאת ולמד עוד ארבע שנים בתיכון "פו לואן".
התעמק אז בתרגילי אלגברה מתקדמים לפי הספר Higher Algebra של הול ונייט וב" Geometry and Trigonometry" מאת ונטוורת' וסמית'.

ב-1926 בגיל 15 נרשם לפקולטה למדעים של אוניברסיטת ננקאי בטיינג'ין. מכיוון שהתקשה עם עבודות מעבדה העדיף להתעמק במקום זאת במתמטיקה. ב-1930 סיים תואר ראשון במדעים. באוניברסיטת ננקאי המנטור שלו היה המתמטיקאי ג'יאנג ליפו. כמו כן הוא הושפע מאוד מדמותו של הפיזיקאי ז'או יוטאי, אחד מאבות מדעי המחשב בסין.

בהמשך עבר לעבוד כמדריך בחוג למתמטיקה של אוניברסיטת צינגהואה בבייז'ינג (אז בייפינג). באותו זמן הוא נרשם שם גם כסטונדט לתואר שני.
הוא למד גאומטריה דיפרנציאלית פרויקטיבית אצל סון גואנגיואן, יליד ג'ג'יאנג כמוהו, שהיה מומחה לגאומטריה וללוגיקה בוגר אוניברסיטת שיקגו. גם סון נחשב לאחד ממייסדי המתמטיקה המודרנית בסין. ב-1932 פרסם צ'רן את מחקרו הראשון בכתב העת של האוניברסיטה.
בקיץ 1934 הוא סיים תואר שני והיה לסטודנט הראשון שקיבל תואר מוסמך למתמטיקה בארצו.
באוניברסיטת צינגהואה התוודע צ'רן לדמויות נוספות מקרב מדעני סין:יאנג קו-צ'ואן, גם הוא בוגר שיקגו, אביו של הפיזיקאי חתן פרס נובל צ'ן-נינג יאנג, לימד אותו אלגברה. צ'רן עצמו לימד את יאנג מתמטיקה לתואר ראשון. המתמטיקאי הואה לואוגנג היה לו עמית ללימודים ושותף לחדר.
ב-1932 כשביקר וילהלם בלאשקה מאוניברסיטת המבורג באוניברסיטת צינגהואה התרשם מאוד מאישיותו של צ'רן וממחקריו.

באירופה ושובו לסין
ב-1934 קיבל צ'רן מלגת לימודים לארצות הברית אבל רצה מאוד ללמוד אצל בלאשקה בגרמניה. בסיבסוד אוניברסיטת צינגהואה והקרן הסינית לתרבות ולחינוך קיבל מלגה ללמוד אצל בלאשקה באוניברסיטת המבורג. למד אצל בלאשקה גאומטריית הרשתות ואחר כך תאוריית קרטן-קהלר. ב-1936 קיבל את התואר דוקטור למדעים (Dr. rer.nat) באוניברסיטת המבורג.
לפי המלצת בלאשקה נסע להמשיך בלימודים בפריז.
התעוררה בפניו האפשרות לבחור בין קריירה בתחום האלגברה בגרמניה תחת הדרכתו של אמיל ארטין או לחלופין קריירה בתחום הגאומטריה אצל אלי קרטן. אף על פי שהוקסם לדבריו על ידי "יופייה הארגוני" של האלגברה של אמיל ארטין, בספטמבר 1936 החליט לבסוף לנסוע לצרפת.
הוא למד שם שנה באוניברסיטת סורבון.
לפני כן הזדמן לו באוגוסט 1936 לצפות באולימפיאדת ברלין ביחד עם ידידו הואה לואוגנג שבא מקיימברידג' לבקרו לזמן קצר.

בקיץ 1937 קיבל את הזמנת אוניברסיטת צינגהואה וחזר לסין. הוא התמנה שם לפרופסור למתמטיקה. אולם, באוגוסט 1937 אחרי תקרית גשר מרקו פולו ופריצת מלחמת סין–יפן השנייה, נאלצה אוניברסיטת צינגהואה להתפנות מבייז'ינג למערב סין. שלוש אוניברסיטאות:בייז'ינג,
צינגהואה וננקאי הועברו לקונמינג, במחוז יונאן והתמזגו באוניברסיטה הלאומית המשותפת הדרום-מערבית.
באותה שנה הואה לואוגנג התמנה לפרופסור בצינגהואה.

ב-1939 צ'רן התחתן עם שי-פנינג צ'נג. לזוג נולדו שני ילדים:פול ומיי.

שהות קצרה בארצות הברית 
ביולי 1943 נסע צ'רן לארצות הברית ועבד במכון למחקר מתקדם IAS בפרינסטון שבניו ג'רזי. הוא חקר אז המחלקות האופייניות בגאומטריה הדיפירנציאלית. זמן קצר לאחר מכן הוא הוזמן על ידי סולומון ליפשיץ להיות עורך של כתב העת Annals of Mathematics.

שיבה נוספת לסין
ב-1945 הגיע צ'רן לשאנגחאי על מנת לעזור בהקמת המכון למתמטיקה של האקדמיה הסינית (Academia Sinica). מוסדות אקדמיים אלה הועברו בהמשך לבירת הרפובליקה, ננקינג. הוא היה היושב ראש המכהן של המכון. תחת הדרכתו למד אז וו וונג'ון.
ב-1948 צ'רן נבחר לאחד החברים הראשונים של האקדמיה הסינית, בגיל 37 - הצעיר שביניהם.

ביקורים קצרים בסין 
ב-27 בפברואר 1972 פורסמה הצהרת שנגחאי על נורמליזציה של היחסים בין ארצות הברית וסין העממית ואזרחים אמריקאים הורשו לבקר ברפובליקה העממית של סין. בספטמבר 1972 ביקר בסין גם צ'רן ואשתו. בהמשך הוא חזר לבקר עוד 24 פעמים, מהן 14 במחוז הולדתו ג'ג'יאנג.
צ'רן הקים בסין את המכון ננקאי למתמטיקה באוניברסיטת ננקאי שבה למד בצעירותו. המכון הוקם רשמית ב-1984 אך פתח את שעריו בפועל ב-17 באוקטובר 1985. אחרי מותו ב-2004 הוא קיבל את שמו של צ'רן.

בארצות הברית 
מלחמת האזרחים הסינית אילצה אותו לשוב בסוף שנת 1948 לארצות הברית. הוא חזר ל-IAS וב-1949 התמנה לפרופסור למתמטיקה באוניברסיטת שיקגו. באותה תקופה ארנסט פרסטון ליין, ראש הקתדרה לשעבר בשיקגו, היה למדריך עבודת
מורה לשעבר של צ'רן באוניברסיטת צינגהואה.
ב-1960 עבר צ'רן לאוניברסיטת קליפורניה בברקלי. הוא עבד בה עד לפרישתו לגמלאות (פרופסור אמריטוס) ב-1979.
ב-1961 הוא קיבל את האזרחות האמריקאית. באותה שנה הוא נבחר לחבר האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית.
ב-1981 הוא הקים את המכון למחקר במדעי מתמטיקה MSRI בברקלי, אחד המכונים הגדולים ביותר מסוג זה בעולם. הוא ניהל אותו עד שנת 1984. ב-1964 הוא נבחר לסגן יושב ראש החברה האמריקאית למתמטיקה.
שינג-טונג יאו היה אחד מתלמידיו לעבודת דוקטורט.

שנותיו האחרונות
בעזרת צ'רן הוקם מכון למחקר מתמטי גם בטאיפיי בטאיוואן בשיתוף פעולה עם האוניברסיטה הלאומית טאיוואן, האוניברסיטה הלאומית צינגהואה והמכון למתמטיקה של האקדמיה הסינית.
צ'רן היה גם מנהל ויועץ של המרכז למדעים מתמטיים באוניברסיטת ז'ג'יאנג בהנג'ואו.

החל משנת 2000 ועד מותו חי צ'רן בטיינג'ין בסין. בשנת 2004 הוא נפטר בביתו בטיינג'ין בגיל 93.

מחקריו
עבודתו של צ'רן נגעה לכל תחומיה הקלאסיים של הגאמטריה הדיפרנציאלית. היא כללה תחומים הנחקרים רבות בימינו - תאוריית צ'רן-סיימונס - המבוססים על מאמר משנת 1974 שנכתב על ידי צ'רן יחד עם ג'יימס הריס סיימונס, כמו כן את תאוריית צ'רן-וייל, המקשרת עוד משנת 1944 אינווריאנטים של עקמומיות עם מחלקות אופייניות - לפי מאמרם משנת 1943 של קרל אלנדורפר ואנדרה וייל על אודות משפט גאוס-בונה, את המחלקות בסיסיות צ'רן, ושדות מחקר כמו הגאומטריה הדיפרנציאלית פרויקטיבית ומתמטיקת הרשתות. הוא פרסם ממצאים על הגאומטריה האינטגרלית, על תאוריית פיזור הערך בפונקציות ההולומורפיות וכל משטחים מזעריים.

צ'רן היה ממשיכו של אלי קרטן בכך שבתנאי בדידות יחסית, בסין בשנים 1937–1943, עבד בתחום תורת השקילות.
ב-1954 הוא פרסם את הטיפול בסוגיית הפסאודוחבורה שהיא מהותית לתורה הגאומטרית של קרטן. צ'רן השתמש בהצלחה בשיטת ה"מסגרת הנעה" כמו ממציאה, קרטן. הוא העדיף בתורת היריעה המרוכבת להישאר בתחום הגאומטריה, מאשר להתחקות אחר תורת הפוטנציאל. לכן אחד מספריו נקרא "יריעות מרוכבות ללא תורת פוטנציאל". בשנותיו האחרונות התעניין במיוחד בגאומטריה של פינסלר וכתב מספר ספרים ומאמרים בנושא זה.

מונחים שנקראים על שמו
מחלקות צ'רן (1946)
משפט צ'רן-גאוס-בונה
תאוריית צ'רן-סיימונס
צורת צ'רן-סיימונס
תאוריית צ'רן-וייל
הומומורפיזם צ'רן-וייל

חייו הפרטיים
צ'רן היה נשוי לראשונה משנת 1939 עם צ'נג שינינג שנפטרה בשנת 2000. נולדו להם בת - פו (מיי צ'ו), אשתו של הפיזיקאי צ'ו צ'ינג-וו, ובן בשם בואו לונג (נולד ב-1940 בשנגחאי). בני הזוג הופרדו בעקבות מלחמת העולם השנייה בשנים 1940–1946

צ'רן ביקש לפני מותו להעביר את קבר אשתו המנוחה לצידו בקמפוס אוניברסיטת ננקאי. למטרה זו בשנת 2011 הקימה האוניברסיטה חלקת קבורה על שמו. בחלקה נמצאים קבריהם של צ'רן ושל אשתו צ'נג - הבנוים משני לוחות שיש לבן ומצבת גרניט שחור, וכן 23 כיסאות שעליהם יוכלו להתיישב מדענים ולשוחח על סוגיות מדעיות.

פרסים ואותות הוקרה
1948 - חבר באקדמיה הסינית (Academia Sinica) (כיום מושבה בטאיפיי)
1961 - חבר האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
1963 - חבר האקדמיה האמריקאית לאמנויות ולמדעים
1970 - פרס שובנה של איגוד המתמטי באמריקה
1971 - חבר בהתכתבות של האקדמיה הברגילאית למדעים
1975 - המדליה הלאומית למדעים מטעם נשיא ארצות הברית
1982 - פרס הומבולדט (גרמניה)
1983 - פרס לירוי פ. סטיל של החברה המתמטית האמריקאית
1983 - חבר מייסד של TWAS (האקדמיה העולמית למדעים) (טריאסט)
1984 - פרס וולף למתמטיקה (ישראל)
1985 - חבר זר של החברה המלכותית של לונדון
1986 - חבר מתכתב של האקדמיה פלוריטנה במסינה, סיצ'יליה
1989 - חבר האקדמיה דיי לינצ'אי (איטליה)
1989 - חבר לכל החיים של האקדמיה למדעים של ניו יורק
1989 - חבר זר של האקדמיה הצרפתית למדעים
1989 - חבר בחברה האמריקאית לפילוסופיה
1994 - חבר זר של האקדמיה למדעים של סין
2002 - מדליית לובצ'בסקי - מטעם אוניברסיטת קזן בטטרסטן, רוסיה
2004 מאי - פרס שאו למדעים מתמטיים (הונג קונג)
הוא קיבל תוארי דוקטור לשם כבוד באוניברסיטה הסינית של הונג קונג (1969), אוניברסיטת שיקגו (1969)
המכון הטכנולוגי של ציריך ETH בציריך (1982), אוניברסיטת סטוני ברוק ניו יורק (1985), המכון לטכנולוגיה ברלין (1986), אוניברסיטת המבורג, (1971) אוניברסיטת ננקאי (1985)

צ'רן קיבל גם תוארי פרופסור לשם כבוד במוסדות אקדמיים רבים בסין ובעולם:אוניברסיטת בייז'ינג (1978), אוניברסיטת ננקאי בטיינג'ין- שבה למד (1978), האקדמיה הסינית למדעים - המכון למדעי מערכת בבייז'ינג (1980), אוניברסיטת ג'ינאן בגואנגג'ואו (1980), בית הספר ללימודי דוקטורט של האקדמיה הסינית למדעים (1984), אוניברסיטת ננג'ינג (1985), האוניברסיטה התקנית של מזרח סין בשנגחאי (1985), האוניברסיטה למדע ולטכנולוגיה של סין בחפיי, האוניברסיטה התקנית של בייז'ינג (1985), אוניברסיטת ג'ג'יאנג בהנגג'או (1985), אוניברסיטת הנגג'ואו (1986 - היא התמזגה עם אוניברסיטת ג'ג'יאנג ב-1998), אוניברסיטת פודאן בשנגחאי (1986), האוניברסיטה הטכנולוגית של שנגחאי (1986), אוניברסיטת טיינג'ין (1987), אוניברסיטת טוהוקו בסנדאי (יפן) (1987) וכו'

הנצחה
נקראו לפי שמו:
האסטרואיד 29552
2009 - האיחוד המתמטי הבינלאומי החליט בעזרת הקרן צ'רן שהוקמה על ידי משפחת צ'רן להעניק כל 4 שנים את מדליית צ'רן לרגל הקונגרס הבינלאומי של המתמטיקאים. המדליה הוענקה לראשונה בקונגרס בהיידראבאד ב-2010. בנוסף למדליית הזהב, הזוכה מקבל 500,000 דולר, מתוכם 250,000 דולר פרס כספי, והזוכה רשאי למנות ארגון אחד או יותר לקבלת מימון בהיקף כולל של 250,000 דולר לתמיכה בתוכניות מחקר, חינוך או תוכניות הסברה אחרות בתחום המתמטיקה.
פרס צ'רן מוענק כל שלוש שנים על ידי הקונגרס הבינלאומי של מתמטיקאים סינים, החל משנת 2001. 
 פרס שינג-שן צ'רן (Shiing Shen Chern Mathematics Award) שנוסד בשנת 1986 על ידי האגודה המתמטית הסינית
2004 - המכון צ'רן למתמטיקה של אוניברסיטת ננקאי בטיינג'ין, סין
הרצאות צ'רן - והקתדרה ע"ש צ'רן למתמטיקה - במחלקה למתמטיקה של אוניברסיטת קליפורניה בברקלי
קתדרות באוניברסיטת ברקלי נקראו צ'רן וצר'ן-סיימון.

מבחר ספרים
1951 - Topics in Differential Geometry (סוגיות בגאומטריה הדיפרנציאלית) - פרינסטון
1953 - Differential Manifolds (יריעות דיפרנציאליות) - אוניברסיטת שיקגו
1956 - Complex Manifolds (יריעות מרוכבות), אוניברסיטת שיקגו
Complex manifolds without potential theory (יריעות מרוכבות ללא תורת פוטנציאל)
1968 -Minimal Manifolds in a Riemann Manifold תת-יריעות מזעריות ביריעה רימאנית, אוניברסיטת קנזס
Riemann Finsler Geometry (גאומטריית רימאן-פינסלר)
Selected Papers, Vol I-IV מבחר מאמרים כרכים א-ד, הוצא לאור שפרינגר

קישורים חיצוניים

 ביוגרפיה
1999 Richard S. Palais and Chuu-Lian Terng - The Life and Mathematics of Shiing-Shen Chern
 The Legacy of Shiing-Shen Chern
Reflexions, daily newsletter of the International Congress of Mathematicians 21 August 2010
 באתר פרס וולף

הערות שוליים

מתמטיקאים סינים
מתמטיקאים אמריקאים
סגל אוניברסיטת שיקגו
סגל אוניברסיטת קליפורניה בברקלי
זוכי המדליה הלאומית למדעים
זוכי פרס וולף למתמטיקה
חברי האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
חברי האקדמיה הצרפתית למדעים
עמיתים זרים בחברה המלכותית
אמריקאים שנולדו ב-1911
אמריקאים שנפטרו ב-2004