一篇論文耗時11年,中國數學家如何攻克懸而未決的幾何猜想?
一篇論文120頁,耗時11年,中國數學家如何攻克懸而未決(jue) 的幾何猜想?
中國科學技術大學教授陳秀雄、王兵在微分幾何學領域取得重大突破,率先解決(jue) 了兩(liang) 個(ge) 困擾國際數學界20多年的核心猜想——哈密爾頓-田猜想和偏零階估計猜想。日前,國際頂級數學期刊《微分幾何學雜誌》發表了這一成果。
中國科學技術大學幾何與(yu) 物理中心教授陳秀雄、王兵長期研究微分幾何中“裏奇流”的收斂性。日前,國際頂級數學期刊《微分幾何學雜誌》發表了陳秀雄、王兵的論文,論文以研究高維凱勒“裏奇流”的收斂性為(wei) 主要內(nei) 容。
世界數學難題被中國學者攻克
微分幾何學起源於(yu) 17世紀,主要用微積分方法研究空間的幾何性質,對物理學、天文學、工程學等產(chan) 生巨大推動作用。“裏奇流”誕生於(yu) 20世紀80年代,是一種描述空間演化的微分幾何學研究工具。
很多自然現象都可以歸結到空間演化。關(guan) 於(yu) “裏奇流”如何描述空間演化,中國科學技術大學幾何與(yu) 物理中心教授王兵做了一個(ge) 比喻。他說,比如吹肥皂泡,肥皂泡不斷膨脹,可以用“裏奇流”來研究它空間的變化,最後得到一個(ge) “盡善盡美”的理想結果。
王兵:如果你吹一個(ge) 肥皂泡,肥皂泡在天空中飄的時候,它會(hui) 不會(hui) 收縮?如果有一類生物,生活在肥皂泡膜上的話,你就會(hui) 感覺到你周邊的這個(ge) 空間是在變化的,它有一種演化的過程。空間的變化變到最後是一種穩定的狀態。你如果把泡泡變化一下,你吹出來的話,如果一開始是啞鈴狀的,那麽(me) 可能在空中飄一會(hui) 之後,它就變成了一個(ge) 球,它就演化成一個(ge) 球了,它演化成一個(ge) 球之後它就不再演化了,所以它是一種穩定的狀態。
王兵介紹,裏奇流是否收斂是微分幾何學領域的一個(ge) 核心問題,收斂意味著最終能否到達一個(ge) 好的狀態。
王兵:比如說,我有可能我是繞著北京六環,一直在那繞,到不了天安門。但是,如果說你有好的導航,你說你要開車去天安門肯定很快就到了。“裏奇流”它是一種設計好了的程序,你就按照它那個(ge) 程序來的話,最後你一定到天安門。在某種合適的意義(yi) 上,它最後流到一個(ge) 好的東(dong) 西,得到你要的結果。
論文篇幅超過120頁
陳秀雄與(yu) 王兵團隊運用新思想和新方法,他們(men) 在國際上率先證明了“哈密爾頓-田”和“偏零階估計”這兩(liang) 個(ge) 困擾數學界20多年的核心猜想。近期發表的論文篇幅超過120頁,從(cong) 開始寫(xie) 作到正式發表用了11年,這在很多人看來不可思議。王兵說,這麽(me) 長的發表周期在數學界並不鮮見。
王兵:有人問我為(wei) 什麽(me) 你的文章寫(xie) 得那麽(me) 長?如果比較全麵的話,可能就短不了。我們(men) 現在把文章寫(xie) 到120,這也不算最長的,我們(men) 數學有的領域文章還有1000頁的,其實我們(men) 也很想簡化,但是(目前)其實是減不了的,真正好的數學都是你想法肯定是很簡單的,但是你實現想法的過程,那肯定是很曲折的。
《微分幾何學雜誌》審稿人評論認為(wei) ,這篇論文是幾何分析領域的重大進展,將激發諸多相關(guan) 研究。事實上,利用這篇論文的結果,陳秀雄、王兵和孫崧給出丘成桐穩定性猜想基於(yu) 裏奇流的新證明。此外,該論文的核心思想也被王兵和李皓昭推廣到平均曲率流的研究中,並成功解決(jue) 了著名的延拓性猜想。
王兵:我們(men) 在證明了這個(ge) 猜想之後,我們(men) 就運用這個(ge) 思想方法去解決(jue) 其他的相關(guan) 的數學問題。16年的時候,就解決(jue) 了平均曲率流延拓性猜想,所用的思想方法其實是我(們(men) )解決(jue) 漢密爾頓-田猜想,這篇文章裏麵來的,我們(men) 已經把這個(ge) 思想方法運用到別的地方去了,運用到別的數學分支裏麵已經產(chan) 生效果了。
數學不僅(jin) 不枯燥還很優(you) 美
在王兵看來,做數學研究不僅(jin) 不枯燥,還非常優(you) 美,如同王安石在《遊褒禪山記》所說的,“世之奇偉(wei) 、瑰怪、非常之觀,常在於(yu) 險遠,而人之所罕至焉,故非有誌者不能至也”。
王兵:遊褒禪山記,那裏麵王安石說跑到一個(ge) 褒禪山去玩,打火把進洞裏,發現洞裏麵景色非常的好。越往裏走,他發現景色越好,越是匪夷所思,但旁邊就不斷的有人就開始打退堂鼓了,說你再往裏麵走的話,火把就燒完了。最後他們(men) 就出來了,那麽(me) 出來之後發現火把還可以燒很久,他就開始後悔了。我感覺他講的道理就是做研究的道理,越是宏大的這種景象,越是這種世間美好的東(dong) 西,越是在人跡罕至的地方。
王兵說,他們(men) 的研究隻是邁出了萬(wan) 裏長征的第一步,未來,要做的事情更多。
王兵:我們(men) 隻是邁開了萬(wan) 裏長征的第一步,我們(men) 的路還遠著。數學上要做出一個(ge) 進展都是很艱難的,你可能看起來好像是很大的進步一樣,但是接下來要做的事情總是相比而言要更加的多。我覺得我們(men) 也打開了一個(ge) 寶庫的大門,後麵可以做的東(dong) 西非常的多。
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