Fatou, Julia, Montel.

Le grand prix des sciences mathématiques de 1918, et après…
English Title : Fatou, Julia, Montel. The Grand Prix of mathematical sciences from 1918, and later… (ZDM/Mathdi)

Auteur : Audin Michèle

Résumé

Cet ouvrage comporte une introduction, six chapitres, des annexes (correspondances des protagonistes), une volumineuse bibliographie, un index.
Le nom de Gaston Julia est surtout connu à travers les ensembles de Julia, qui, au début du 20e siècle, furent les premiers exemples de ce qu’on devait nommer fractales quelques décennies plus tard. Leur invention ne visait en rien la création des beaux dessins multicolores dont nous abreuvent les magazines de vulgarisation (les textes mathématiques originaux sont exempts de toute figure !) : ils répondaient à un problème d’analyse, sujet du Grand Prix des Sciences Mathématiques organisé en 1918 par l’Académie des Sciences : « étude des puissances successives d’une même substitution, l’exposant augmentant indéfiniment », en se bornant au cas des fractions rationnelles. Pierre Fatou, comme Julia brillant normalien, avait dès 1906 publié une note sur ce sujet ; en 1917, Julia et Fatou déposent à tour de rôle des résultats proches les uns des autres ; tous deux s’appuient sur les travaux de Paul Montel, utilisant la notion de famille normale de fonctions qu’il a créée. C’est Julia qui obtient le Grand Prix, Fatou n’ayant pas concouru, pour des raisons non élucidées. Michèle Audin nous relate en détail les étapes de ces découvertes majeures, premiers exemples de « courbes » n’ayant de tangente nulle part qui n’aient pas été « fabriquées exprès », comme la courbe de Von Koch ; notions qui, curieusement mises en sommeil pendant 40 ans, seront remises en lumière par Mandelbrot dans les années 80. Elle évoque aussi la rivalité entre Julia et Fatou, puis Julia et Montel, jusque dans les années 60.

Abstract

In the center of this well-documented book is the ‘Grand Prix des sciences mathématiques’ which in 1915 – with some allusion to work by the then recently deceased H. Poincaré – was advertised by the French Academy of Sciences, to be given for the solution of the problem of the iteration of complex rational functions (fractions rationnelles). This problem has historical origins in the method by Newton-Raphson and is today a central topic within complex dynamics. It has been widely discussed since the 1980s within chaos theory with Julia sets and Fatou sets being central notions. Audin gives some but not too detailed analysis of the respective publications by Gaston Julia and Pierre Fatou between 1917 and 1919, which both used Montel’s notion of normal families of analytic functions. Based on unknown archival material, mostly from the French Academy of Sciences, Audin discusses reasons for Fatou’s non-participation in the competition which finally was won by Julia. She sees them primarily in the different personalities of the two mathematicians and in the political conditions after the First World War. Audin opposes the view that Julia’s work was more modern than Fatou’s. On the contrary she sees Julia in this particular work more in the tradition of classical complex function theory and Fatou in the tradition of modern general topology. The entire chapter V (pp. 125-175) is devoted to providing new biographical material on Fatou. The mathematician earned a living as an astronomer, and he is today mainly known for his thesis of 1907 on trigonometric series, a central event in the modern theory of functions of real variables. Audin does not hide her predilection for the personal character traits of Fatou. She discusses further aggressive behavior of Julia’s in his successful competition against the much older Paul Montel during the election to the French Academy in 1934. In the end, Audin quotes the American John Milnor (2006) approvingly: ‘The most fundamental and incisive contributions were those of Fatou himself. However, Julia was a determined competitor and tended to get more credit because of his status as a wounded war hero.’ Audin gives a partial explanation for the temporary decline of the problems occupying Julia and Fatou around 1920 by pointing to communication problems and in particular the late reception of Hausdorff dimension in France. Not aiming at a full history of Complex Dynamics and referring in this respect to an earlier book by {it D. S. Alexander} [« A history of complex dynamics. From Schröder to Fatou and Julia (1994; Zbl 0788.30001)], Audin does not discuss reasons for the renaissance of complex dynamics in the 1980s either. The report in chapter VI on a curious polemics around 1965 about priority for Julia sets between the aged Frenchmen Julia and Montel seems a bit too detailed. The documents in the appendices (which are not listed in the table of contents) related to the work of Fatou, Julia and Montel, could have received a more detailed annotation. Audin’s book, written by a mathematician but arguing mainly from the standpoint of the social and political history of mathematics, is a valuable contribution to the historiography of mathematics in France, including the time of Nazi occupation. The impending English edition will hopefully make the book known to a broader readership. (ZDM/Mathdi)

Notes

Cet ouvrage est l’objet d’une présentation sous la rubrique « Notes de lecture » de la revue Quadrature n° 75 ainsi que d’une recension sous la rubrique « matériaux pour une documentation » du Bulletin de l’APMEP n° 486.

Données de publication

Éditeur Springer Paris , 2009 Format 15,5 cm x 24 cm, 276 p. Index Bibliogr. p. 241-264., Index p. 265-276

ISBN 3-642-00445-8 EAN 9783642004452

Public visé élève ou étudiant, enseignant, tout public Niveau licence Âge 18, 19, 20

Type ouvrage (au sens classique de l’édition), vulgarisation, popularisation Langue français Support papier

Classification