2) Soll das Integral einer rationalen Function

[formula]

für [formula] endlich bleiben, so muss der Grad von [formula] um zwei

Einheiten kleiner sein als der Grad von [formula]. [formula] und [formula]

sollen dabei ohne gemeinsamen Theiler angenommen werden. Dann liefert

[formula] _die freien Kreuzungspuncte_, d. h. diejenigen Kreuzungspuncte,

welche nicht mit Unendlichkeitspuncten zusammenfallen. Die Wurzeln von

[formula] geben die Unendlichkeitspuncte des Integrals. Und zwar

entspricht der einfachen Wurzel von [formula] ein logarithmischer

Unendlichkeitspunct, der Doppelwurzel ein Unendlichkeitspunct, der im

Allgemeinen die Ueberlagerung eines logarithmischen Unstetigkeitspunctes

mit einem einfachen algebraischen sein wird, etc. _Wenn man

dementsprechend jeden Unendlichkeitspunct so oft zählt, als die

Multiplicität des entsprechenden Factors in _[formula]_ beträgt, so ist

die Gesammtmultiplicität der Kreuzungspuncte um zwei Einheiten geringer

als die der Unendlichkeitspuncte_. Uebrigens sei noch an den bekannten

Satz erinnert, dass die Summe der logarithmischen Residua sämmtlicher

Unstetigkeitspuncte gleich Null ist.--

Das Vorstehende gibt uns eine zweifache Möglichkeit, um höhere

Unstetigkeitspuncte aus niederen entstehen zu lassen. Wir können

einmal--und diess ist für uns das Wichtigste--vom Integral der rationalen

Function ausgehen. Bei ihm entsteht ein [formula]-facher algebraischer

Unstetigkeitspunct, wenn [formula] Factoren von [formula] einander gleich

werden, _wenn also _[formula]_ logarithmische Unstetigkeitspuncte in

geeigneter Weise zusammenrücken_. Dabei ist deutlich, dass die

Residuensumme der letzteren gleich Null sein muss, wenn der entstehende

Unendlichkeitspunct ein rein algebraischer sein soll. Die folgenden beiden

Figuren, in denen nur die Strömungscurven angegeben sind, erläutern den

betreffenden Gränzübergang für den einfachen algebraischen

Unstetigkeitspunct der Figur (4):

[Illustration: Fig. 6.]

Fig. 6.

[Illustration: Fig. 7.]

Fig. 7.

Ich habe dabei die Anordnung in doppelter Weise getroffen, so dass linker

Hand zwei Quellenpuncte, rechter Hand zwei Wirbelpuncte einander nahe

gerückt scheinen und Figur 4 als übereinstimmendes Resultat des

Gränzüberganges in beiden Fällen erscheint. In derselben Beziehung stehen

die folgenden beiden Zeichnungen zu Figur 5:

[Illustration: Fig. 8.]

Fig. 8.

[Illustration: Fig. 9.]

Fig. 9.

Die zweite Möglichkeit für das Entstehen höherer Unendlichkeitsstellen aus

niederen bietet die Betrachtung der rationalen Function [formula] selbst.

Logarithmische Unendlichkeitsstellen bleiben dabei ausgeschlossen. _Der

_[formula]_-fache algebraische Unstetigkeitspunct entsteht jetzt aus

_[formula]_ einfachen algebraischen Unstetigkeitspuncten_, indem nämlich

[formula] einfache lineare Factoren von [formula] zu einem

[formula]-fachen zusammenrücken müssen. _Aber zugleich vereinigt sich mit

ihnen eine Anzahl von Kreuzungspuncten, deren Gesammtmultiplicität

_[formula]_ beträgt_. Denn [formula] erhält, wie schon bemerkt, in

demselben Augenblicke, wo [formula] den [formula]-fachen Factor bekommt,

einen [formula]-fachen Factor. Die folgende Figur erläutert in diesem

Sinne das Entstehen des in Figur 5 abgeleiteten zweifachen algebraischen

Unendlichkeitspunctes:

[Illustration: Fig. 10.]

Fig. 10.

Es ist natürlich leicht, diese beiden Arten des Gränzüberganges unter eine

allgemeinere gemeinsam zu subsumiren. Wenn man [formula] logarithmische

Unendlichkeitspuncte und [formula] Kreuzungspuncte successive oder

gleichzeitig zusammenfallen lässt, so wird allemal ein [formula]-facher

algebraischer Unstetigkeitspunct entstehen. Doch ist hier nicht der Ort,

um diese Gedanken weiter auszuführen.

§. 4. Realisation der betrachteten Strömungen auf experimentellem Wege.

Wir wollen unserer Betrachtung nunmehr eine andere Wendung geben, indem

wir uns fragen, wie diejenigen Bewegungsformen, die wir jetzt von den

rationalen Functionen und ihren Integralen kennen, physikalisch realisirt

werden mögen. Dabei sei es gestattet, von dem Princip der _Ueberlagerung_

ausgiebigen Gebrauch zu machen, so dass es sich nur um Herstellung der

allereinfachsten Bewegungsformen handelt. Aus der Theorie der

Partialbrüche folgt, dass man jede der in Betracht kommenden Functionen

aus einzelnen Bestandtheilen additiv zusammensetzen kann, welche sich

unter einen der folgenden beiden Typen subsumiren:

[formula]

Da [formula] bei [formula] einen Unstetigkeitspunct hat, was eine

unnöthige Besonderheit ist, so wollen wir den ersten Typus durch den

allgemeineren ersetzen:

[formula]

und diesen selbst wieder, entsprechend den Erläuterungen des §. 2, in zwei

Bestandtheile zerspalten, indem wir nämlich _A_ gleich A + _i_B setzen

und nun A [formula] und _i_B [formula] gesondert betrachten. Hiernach

haben wir im Ganzen drei Fälle auseinanderzuhalten.

1) Wenn es sich um den Typus A [formula] handelt, so haben wir bei

[formula] eine Quelle von der Ergiebigkeit _2_ A [formula], bei [formula]

eine solche von der Ergiebigkeit [formula] A [formula] anzubringen. Man

denke sich zu dem Zwecke die [formula]-Ebene mit einer unendlich dünnen,

gleichförmigen, elektricitätsleitenden Schicht überdeckt. Dann wird die

entsprechende Bewegungsform offenbar realisirt, _indem wir bei _[formula]_

den einen, bei _[formula]_ den anderen Pol einer galvanischen Batterie von

zweckmässig gewählter Stärke aufsetzen_(2).--Man sieht zugleich, wesshalb

das Residuum von [formula] demjenigen von [formula] entgegengesetzt gleich

sein muss: da der Strömungszustand stationär sein soll, muss an der einen

Stelle ebenso viel Elektricität zugeführt werden, als an der anderen

abströmt. Derselbe Grund gilt, wie man sofort erkennt, für den

entsprechenden Satz bei beliebig vielen logarithmischen

Unendlichkeitspuncten, wobei allerdings zunächst nur von den rein

imaginären Theilen der betreffenden Residua die Rede ist (welche den von

den Unendlichkeitspunkten ausgehenden Quellenbewegungen entsprechen).

2) Im zweiten Falle (wo _i_B [formula] gegeben ist) wird die

experimentelle Anordnung etwas schwieriger. Das einfachste Schema ist

dieses, dass man [formula] und [formula] durch eine sich selbst nicht

schneidende Curve verbindet _und nun dafür sorgt, dass diese Curve der

Sitz einer constanten elektromotorischen Kraft sei_. Es entwickelt sich

dann in der [formula]-Ebene eine Strömung, welche bei [formula] und

[formula] Wirbelpunkte aufweist, welche überall sonst stetig verläuft, und

aus der man durch Integration als zugehöriges Geschwindigkeitspotential

eine Function findet, welche bei jeder Umkreisung von [formula] oder

[formula] um einen gewissen Periodicitätsmodul wächst. Von diesem

Geschwindigkeitspotential ist dabei das nothwendig eindeutige

elektrostatische Potential wohl zu unterscheiden. Die Curve, welche

[formula] und [formula] verbindet, ist für das letztere eine

Unstetigkeitscurve, und wird eben hierdurch die Eindeutigkeit des

elektrostatischen Potentials ermöglicht(3).

[Illustration: Fig. 11.]

Fig. 11.

Ich weiss nicht, ob es eine experimentelle Anordnung giebt, um dieses

einfachste Schema zu realisiren. Es scheint, dass man umständlicher zu

Werke gehen muss. Denken wir zuvörderst etwa an _thermoelektrische_

Ströme. Wir wollen die [formula]-Ebene zum Theil mit dem Materiale I, zum

Theil mit dem Materiale II überdecken und die Stärke der überdeckenden

Schichten dabei so bemessen, dass der specifische Leitungswiderstand

überall derselbe sei. Wenn wir dann dafür sorgen, dass die beiden durch

[formula] und [formula] von einander getrennten Theile der Contour, in

welcher die zweierlei Materialien zusammenstossen, beide auf constanten,

unter sich verschiedenen Temperaturen gehalten werden, so wird in der That

eine elektrische Strömung entstehen, wie wir sie haben wollen. Dabei weist

das elektrostatische Potential, nach den Vorstellungen, die man der Lehre

von der Thermoelektricität zu Grunde legt, an _beiden_ Theilen der

genannten Contour Unstetigkeiten auf.--Noch complicirter scheint es,

elektrische Ströme zu benutzen, wie sie die gewöhnlichen galvanischen

Elemente liefern. Man muss die Ebene dann durch mindestens drei Curven,

welche von [formula] nach [formula] verlaufen, in Theile zerlegen und zwei

dieser Theile mit metallischen Belegen, den dritten mit einem feuchten

Leiter überdecken. Man vergleiche hierzu die Figur 12.

[Illustration: Fig. 12.]

Fig. 12.

Durch alle diese Anordnungen hindurch ist von Vorne herein ersichtlich,

dass die beiden bei [formula] und [formula] auftretenden Wirbelpuncte in

der That entgegengesetzt gleiche Intensität haben müssen. Aus ähnlichen

Gründen wird die Gesammtintensität sämmtlicher Wirbel bei beliebig vielen

gegebenen Wirbelpuncten immer gleich Null sein, und ist dadurch der Satz

von dem Verschwinden der Summe aller logarithmischen Residuen, auch was

den reellen Theil dieser Residuen angeht, auf physikalisch evidente Gründe

zurückgeführt.

3) Die Bewegungsformen, welche den algebraischen Typen [formula]

entsprechen, mögen den Entwickelungen des §. 3 zufolge aus den eben

betrachteten durch Grenzübergang gewonnen werden. Es wird diess natürlich

nur mit einer gewissen Annäherung geschehen können. Man setze z. B.

[formula] Drähte, in welche die Pole einer galvanischen Batterie

auslaufen, _dicht bei einander_ auf die [formula]-Ebene auf. Dann entsteht

eine Strömung, welche in einiger Entfernung von den Drahtenden mit

derjenigen merklich zusammenfällt, welche einem algebraischen

Unstetigkeitspunkte von der Multiplicität [formula] entspricht. Zugleich

ergiebt sich eine Ergänzung unserer obigen Darstellung. Man wird die

galvanische Batterie _sehr stark_ nehmen müssen, wenn bei der erwähnten

Anordnung noch eine mittlere elektrische Strömung zu Stande kommen soll.

Es entspricht diess dem von analytischer Seite wohlbekannten Satze, dass

die Residua logarithmischer Unendlichkeitspuncte selbst in’s Unendliche

wachsen müssen, wenn beim Zusammenfallen der logarithmischen ein

algebraischer Unstetigkeitspunkt entstehen soll.--Ich gehe hier in kein

weiteres Detail, da es im Folgenden allein darauf ankommt, dass auf Grund

der Figuren 6-9 das allgemeine Princip verstanden wird.

§. 5. Uebergang zur Kugelfläche, Strömungen auf beliebigen krummen

Flächen.

Um die unendlich grossen Werthe von _z_ derselben geometrischen

Behandlungsweise zugänglich zu machen, wie die endlichen, bedient man sich

in den Lehrbüchern jetzt allgemein der _Kugelfläche_(_4_), welche

stereographisch auf die [formula]-Ebene bezogen ist. Man kennt die

einfachen geometrischen Beziehungen, welche bei dieser Abbildung

auftreten(5). Man weiss auch zur Genüge, dass das Unendlich-Weite der

Ebene sich in einen bestimmten Punct der Kugel, den Projectionspunct,

zusammenzieht, so dass es keine symbolische Ausdrucksweise mehr ist, wenn

man auf der Kugel von einem Puncte [formula] spricht. Dagegen scheint es

noch immer weniger bekannt zu sein, dass bei dieser Abbildung die

Functionen von [formula] eine Bedeutung für die Kugelfläche gewinnen,

welche derjenigen, die sie für die Ebene hatten, genau analog ist, _dass

man also in den Entwickelungen der vorangehenden Paragraphen statt der

Ebene die Kugel gebrauchen kann, wobei von einer Sonderstellung des

Werthes_ [formula] _von vorne herein keine Rede ist_(6): Ich entwickele

hier kurz diejenigen Sätze der Flächentheorie, aus denen diese Behauptung

folgt, und nehme meinen Standpunct dabei gleich so allgemein, dass meine

Darstellung für später anzustellende Betrachtungen ausreicht.

Indem wir Flüssigkeitsbewegungen parallel der [formula]-Ebene studirten,

haben wir uns bereits gewöhnt, die Flüssigkeitsschicht, welche der

Betrachtung unterliegt, als unendlich dünn vorauszusetzen. In demselben

Sinne kann man Flüssigkeitsbewegungen offenbar auf beliebig gegebenen

Flächen betrachten. Die Verschiebungen frei ausgespannter

Flüssigkeitsmembranen in sich, wie man sie bei den Plateau’schen Versuchen

so schön beobachten kann, geben ein anschauliches Beispiel dafür.--Wir

werden versuchen, auch derartige Bewegungen durch ein Potential zu

definiren, und vor allen Dingen fragen, welche Bewandniss es dann mit den

stationären Bewegungen hat.

Die zweckmässige Verallgemeinerung des Potentialbegriffs bietet sich

unmittelbar. Es sei _u_ eine Function des Ortes auf der Fläche, so denke

man sich auf letzterer die Curven [formula] Const. gezogen. Sodann werde

festgesetzt, dass die Flüssigkeitsbewegung auf der Fläche in jedem Punkte

_senkrecht_ gegen die hindurchgehende Curve [formula] Const. stattfinden

solle, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die, unter [formula] das

Bogenelement der zugehörigen, auf der Fläche verlaufenden Normalrichtung

verstanden, gleich [formula] ist. Wir nennen dann _u_, wie in der Ebene,

das zur Bewegung gehörige _Geschwindigkeitspotential_.

Die in solcher Weise definirte Strömung soll nun eine _stationäre_ sein.

Um eine bestimmte Formel zu haben, wollen wir ein krummliniges

Coordinatensystem _p_, _q_ auf unserer Fläche annehmen und uns die Form

bestimmt denken:

[formula]

welche vermöge dieses Coordinatensystems das Bogenelement auf der Fläche

annimmt. Dann gibt eine einfache Zwischenbetrachtung, welche der in der

Ebene üblichen durchaus analog verläuft, dass _u_, um eine stationäre

Bewegung zu veranlassen, der folgenden Differentialgleichung zweiter

Ordnung genügen muss:

[formula]

An diese Differentialgleichung knüpft nun eine kurze Ueberlegung, welche

die volle Analogie mit den auf die Ebene bezüglichen Resultaten herstellt.

Es ergiebt sich nämlich aus der Form von (2); dass man neben jedem _u_,

welches (2) genügt, eine andere Function _v_ einführen kann, _die zu __u__

genau in dem bekannten Reciprocitätsverhältnisse steht_. In der That,

vermöge (2) sind die folgenden beiden Gleichungen verträglich:

[formula]

sie definiren ein _v_ bis auf eine nothwendig unbestimmt bleibende

Constante. Aus ihnen aber folgt durch Auflösung:

[formula]

und hieraus:

[formula]

so dass einmal _u_ sich zu _v_ verhält, wie _v_ zu [formula], und

andererseits _v_, so gut wie _u_, der partiellen Differentialgleichung (2)

genügt. Zugleich haben die Gleichungen (3), bez. (4), die geometrische

Bedeutung, dass die Curven _u_ = Const. und _v_ = Const. einander im

Allgemeinen rechtwinkelig schneiden.

Was nun die Behauptung betrifft, die ich hinsichtlich der

stereographischen Beziehung der Kugel auf die Ebene zu Eingang dieses

Paragraphen voranstellte, so ist sie ein unmittelbarer Ausfluss aus dem

Umstande, _dass die Gleichungen _[formula]_ in __E__, __F__, __G__ homogen

von der nullten Dimension sind_(7). Wenn zwei Flächen conform auf einander

bezogen sind und man führt auf ihnen entsprechende krummlinige Coordinaten

ein, so unterscheidet sich der Ausdruck für das Bogenelement auf der einen

Fläche von dem auf die andere Fläche bezüglichen nur durch einen Faktor.

Dieser Factor aber fällt aus dem angegebenen Grunde aus den Gleichungen

(2)--(5) einfach heraus. Wir haben also einen allgemeinen Satz, der die

besondere auf Kugel und Ebene bezügliche, oben ausgesprochene Behauptung

als speciellen Fall umfasst. Indem ich aus _u_, _v_ die Combination

[formula] bilde und diese als _complexe Function des Ortes auf der Fläche_

bezeichne, spricht sich derselbe folgendermassen aus:

_Wird eine Fläche conform auf eine zweite abgebildet, so verwandelt sich

jede auf ihr existirende complexe Function des Ortes in eine Function

derselben Art auf der zweiten Fläche._

Vielleicht ist es nützlich, ausdrücklich einem Missverständnisse

entgegenzutreten, welches hierbei entstehen könnte. Derselben Function

[formula] entspricht eine Flüssigkeitsbewegung auf der einen und auf der

anderen Fläche; man könnte meinen, dass die eine Bewegung vermöge der

Abbildung aus der anderen hervorgehe. Dies ist natürlich richtig mit Bezug

auf den Verlauf der Strömungscurven und der Niveaucurven, keineswegs aber

in Bezug auf die Geschwindigkeit. Wo das Bogenelement der einen Fläche

grösser ist, als das Bogenelement der anderen Fläche, da ist die

Geschwindigkeit der Strömung entsprechend _kleiner_. Hierin eben liegt es,

dass der Werth [formula] auf der Kugel seine singuläre Stellung verliert.

Für den Unendlichkeitspunct der Ebene erweist sich die Geschwindigkeit der

Strömung, wie man sofort sieht, im Allgemeinen als unendlich klein von der

zweiten Ordnung. Sollte der Unendlichkeitspunkt singulär sein, so wird die

Geschwindigkeit dort allemal um zwei Ordnungen kleiner, als die

Geschwindigkeit in einem gleichzubenennenden Punkt des Endlichen. Man

erinnere sich nun der oben (unter dem Texte) mitgetheilten Formel:

[formula]

welche das Bogenelement der Kugel zum Bogenelement der Ebene in Beziehung

setzt. Hier ist [formula] eben auch eine Grösse zweiter Ordnung, und es

findet daher beim Uebergange zur Kugel genaue Compensation statt.

§. 6. Zusammenhang der entwickelten Theorie mit den Functionen eines

complexen Argumentes.

Nun wir die Kugel als Substrat unserer Betrachtungen gewonnen haben,

übertragen wir auf sie, was wir in den §§. 3 und 4 betreffs rationaler

Functionen und ihrer Integrale haben kennen lernen. Wir gewinnen dadurch,

dass alle früher aufgestellten Sätze auch für unendlich grosses _z_ und

somit ausnahmslos gelten. Um so interessanter wird es, sich auf der Kugel

den Verlauf bestimmter rationaler Functionen zu überlegen und über die

Mittel zu ihrer physikalischen Realisirbarkeit nachzudenken(8). Aber es

ist eine andere wichtige Frage, welche sich bei solchen Untersuchungen

aufdrängt. Die verschiedenen Functionen des Ortes, welche wir auf der

Kugelfläche studiren, sind zugleich Functionen des _Argumentes_ [formula].

Woher dieser Zusammenhang?

Man wolle vor allen Dingen bemerken, dass [formula] selbst eine complexe

Function des _Ortes_ auf unserer Kugel ist; genügen doch _x_ und _y_, für

_u_ und _v_ eingesetzt, den früher (§. 1) für letztere aufgestellten

Differentialgleichungen. So lange man in der Ebene operirt, könnte man

denken, dass diese Function vor den übrigen etwas Wesentliches voraus

habe; nach dem Uebergange zur Kugel ist hierzu keine Veranlassung mehr.

Und in der That verallgemeinert sich die Bemerkung, auf die sich unsere

Frage bezieht, sofort. Wenn [formula] und [formula] Functionen von

[formula] sind, so ist auch [formula] eine Function von [formula] Wir

haben also für Ebene und Kugelfläche den allgemeinen Satz: _dass von zwei

complexen Functionen des Ortes im Sinne der gewöhnlichen

functionentheoretischen Ausdrucksweise jede eine Function der anderen

ist_.

Wird dieses nun eine besondere Eigenthümlichkeit der genannten Flächen

sein? Sicher wird sich dieselbe auf alle solche Flächen übertragen, die

man auf einen Theil der Ebene (oder der Kugel) conform beziehen kann.

Diess folgt aus dem letzten Satze des vorigen Paragraphen. Ich sage aber,

_dass dieselbe Eigenthümlichkeit überhaupt allen Flächen zukommt_, womit

implicite behauptet wird, dass man einen Theil einer _beliebigen_ Fläche

auf die Ebene oder die Kugelfläche conform übertragen kann.

Der Beweis gestaltet sich unmittelbar, wenn man die Bestandteile [formula]

irgend einer auf einer Fläche existirenden complexen Function des Ortes,

[formula], auf der Fläche selbst als krummlinige Coordinaten einführt.

Dann müssen nämlich die Coëfficienten _E_, _F_, _G_ in dem Ausdrucke des

Bogenelementes so beschaffen werden, dass Identitäten entstehen, wenn man

in die Gleichungen (2)-(5) des vorigen Paragraphen für _p_ und _q_ und

gleichzeitig für _u_ und _v_ bez. _x_ und _y_ einführt. _Diess bedingt,

wie man sofort ersieht, dass _[formula]_, _[formula]_ wird_. Hierdurch

aber verwandeln sich jene Gleichungen in die wohlbekannten:

[formula]

Sie gehen also direct in jene Gleichungen über, durch welche man

Functionen des Argumentes [formula] zu definiren pflegt, so dass [formula]

in der That eine Function von [formula] wird, was zu beweisen war.

Zugleich erledigt sich, was hinsichtlich conformer Abbildung behauptet

wurde. Denn ans der Form des Bogenelementes

[formula]

folgt unmittelbar, dass unsere Fläche durch [formula] auf die

[formula]-Ebene conform übertragen wird. Ich will dieses Resultat in etwas

allgemeinerer Form aussprechen, indem ich sage:

_Wenn man auf zwei Flächen zwei complexe Functionen des Ortes kennt, und

man bezieht die Flächen so aufeinander, dass entsprechende Puncte

respective gleiche Functionswerthe aufweisen, so sind die Flächen conform

auf einander bezogen._

Es ist dies die Umkehr des ähnlich lautenden am Schlusse des vorigen

Paragraphen aufgestellten Satzes.

Alle diese Theoreme haben, soweit sie sich auf beliebige Flächen beziehen,

für’s Erste nur dann einen klaren Sinn, wenn man seine Aufmerksamkeit auf

kleine Stücke der Flächen beschränkt, innerhalb deren die complexen

Functionen des Ortes weder Unendlichkeitspuncte noch Kreuzungspuncte

aufweisen. Ich habe desshalb gelegentlich auch nur von einem

Flächen_theile_ gesprochen. Aber es liegt nahe, zu fragen, wie sich die

Verhältnisse gestalten, wenn man geschlossene Flächen _in ihrer ganzen

Ausdehnung_ benutzt. Diese Frage ist mit der weiteren Ideenentwickelung,

die ich im folgenden zu geben habe, auf das Innigste verknüpft; ihr

speciell sind die §§. 19--21 des Folgenden gewidmet.

§. 7. Noch einmal die Strömungen auf der Kugel. Riemann’s allgemeine

Fragestellung.

Wir haben nunmehr alle Vorbedingungen, um die Entwickelungen der ersten

Paragraphen dieser Einleitung in wesentlich neuer Weise aufzufassen und

uns vermöge dieser Auffassung zu einer grossen und allgemeinen

Fragestellung zu erheben, welche die _Riemann’sche_ ist, und deren

Präcisirung und Beantwortung den eigentlichen Gegenstand der gegenwärtigen

Schrift zu bilden hat.

Das Primäre bei der bisherigen Darstellung bildete die Function von

[formula]. Wir haben dieselbe durch eine stationäre Strömung auf der Kugel

gedeutet, und uns bemüht, Eigenschaften der Function in solchen der

Strömung wieder zu erkennen. Insbesondere haben uns die rationalen

Functionen und ihre Integrale mit einer einfachen Art von Strömungen

bekannt gemacht: es sind die _einförmigen_ Strömungen, diejenigen, bei

denen in jedem Puncte der Kugel nur _eine_ Strömung statt hat. Und zwar

sind es unter der Voraussetzung, dass keine anderen Unstetigkeitspuncte

statt haben, als die in §. 2 definirten, die _allgemeinsten_ einförmigen

Strömungen, welche es auf der Kugel gibt.

Es scheint von Vorneherein möglich, diese ganze Entwickelung umzukehren:

_das Studium der Strömungen voranzustellen und aus ihm erst die Theorie

gewisser analytischer Functionen zu entwickeln_. Die Frage nach der

allgemeinsten in Betracht kommenden Strömung mag dann vorab durch

physikalische Betrachtungen beantwortet werden; geben uns doch die

experimentellen Anordnungen des §. 4 zusammen mit dem Princip der

Ueberlagerung das Mittel, um jede derartige Strömung zu definiren! Die

einzelne Strömung bestimmt uns sodann, von einer Integrationsconstante

abgesehen, eine complexe Function des Ortes, deren allgemeinen Verlauf wir

anschauungsmässig verfolgen können. Jede solche Function ist eine

analytische Function jeder anderen. Indem wir irgend zwei complexe

Functionen des Ortes zusammenstellen, werden wir zu analytischen

Abhängigkeiten hingeführt, deren Eigenschaften wir von Vorneherein

übersehen und die wir erst hinterher, um den Zusammenhang mit den

Betrachtungen der Analysis herzustellen, mit sonst in der Analysis

üblichen Abhängigkeiten identificiren.

Alles dieses ist so deutlich, dass eine genauere Ausführung hier

überflüssig erscheint, dass wir vielmehr sofort zu der in Aussicht

gestellten _Verallgemeinerung_ schreiten können. Auch diese bietet sich

auf Grund der bisherigen Entwickelungen fast mit Nothwendigkeit. Wir

werden alle die Fragen, welche wir gerade hinsichtlich der Kugelfläche

formulirten, in gleicher Weise aufwerfen können, _wenn statt der

Kugelfläche eine beliebige geschlossene Fläche gegeben ist_. Auch auf ihr

werden wir einförmige Strömungen und also complexe Functionen des Ortes

bestimmen können, deren Eigenschaften wir anschauungsmässig erfassen. Die

gleichzeitige Betrachtung verschiedener Functionen des Ortes verwandelt

hernach die zu gewinnenden Ergebnisse in ebenso viele Lehrsätze der

gewöhnlichen Analysis.--Die Ausführung dieses Gedankenganges ist _die

Riemann’sche Theorie_; zugleich haben wir die Haupteintheilung, welche bei

der folgenden Exposition derselben zu Grunde zu legen ist.

Ueber Riemann's Theorie der Algebraischen Functionen · 第 5 / 11 题