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一篇120页的论文需要11年 中国数学家如何克服尚未解决的几何猜想?

发布于:2020-11-10 被浏览:3206次

中国科学技术大学教授陈秀雄、王兵在微分几何领域取得重大突破,率先解决了困扰国际数学界20多年的——哈密尔顿-田猜想和偏零阶估计猜想两个核心猜想。最近国际顶级数学期刊《微分几何学杂志》发表了这个成果。

中国科学技术大学几何与物理中心的陈秀雄教授和王兵教授,长期研究微分几何中“里奇流”的收敛性。日前,国际顶级数学期刊《微分几何学杂志》发表了陈秀雄、王兵的论文,重点研究高维凯勒的“里奇流”的收敛性。

世界数学难题被中国学者攻克

微分几何起源于17世纪。它主要利用微积分来研究空间的几何性质,对物理学、天文学和工程学都有很大的促进作用。出生于20世纪80年代的Ritchie Flow是描述空间演化的微分几何的研究工具。

许多自然现象可以归因于空间进化。中国科技大学几何与物理中心教授王冰就“里奇流”如何描述空间演化做了一个比喻。他说,比如吹肥皂泡的时候,肥皂泡是不断膨胀的,可以用“里奇流”来研究它的空间变化,最终得到“完美”的理想结果。

王兵:如果你吹肥皂泡,当它浮在空中时会收缩吗?如果有一种生物生活在肥皂泡膜上,你会觉得你周围的空间在变化,它有一个进化的过程。空间的变化最终是一种稳定的状态。换个泡泡,吹出来的话,刚开始是哑铃状的话,在空中飘一会儿可能就变成球了,会进化成球。它进化成球以后就不再进化了,所以处于稳定状态。

《微分几何学杂志》 封面

王兵介绍,瑞西流是否收敛是微分几何领域的核心问题,收敛意味着最终能否达到一个好的状态。

王兵:例如,我可能在北京的六环路附近,我一直都在那里,但是我不能去天安门广场。然而,如果你有好的导航,你说你会开车去天安门广场,你很快就会到达。“里奇流”是一个设计好的程序。如果你遵循它的程序,最后你必须去天安门广场。从恰当的意义上说,它最终流向了一件好事,得到了你想要的结果。

论文篇幅超过120页

陈秀雄和王冰的团队运用新的思路和方法,率先证明了世界上困扰数学20多年的哈密尔顿-田和偏零阶估计的核心猜想。最近发表的论文长达120多页,从开始写作到正式发表用了11年时间,很多人都觉得不可思议。王兵说,这么长的出版周期在数学上并不少见。

王兵:有人问我为什么你的文章这么长。如果全面的话,不一定短。现在我们把文章写到120,不是最长的。数学的某些领域有1000页的文章。其实我们也想简化,但是(目前)不能简化。真正好的数学是你的想法。一定很简单,但实现你想法的过程一定很曲折。

《微分几何学杂志》的审稿人评论说,这篇论文是几何分析领域的一大进步,会激发很多相关的研究。实际上,陈秀雄、王兵和孙松利用本文的结果给出了基于瑞西流的丘成桐稳定性猜想的新证明。此外,王兵和李将本文的核心思想推广到平均曲率流的研究中,成功地解决了著名的延拓猜想。

王兵:在我们证明了这个猜想之后,我们将使用这个思维方法来解决其他相关的数学问题。16年解决了平均曲率流延的延拓猜想,使用的思想方法实际上是我(我们)解决了哈密尔顿-田猜想。在本文中,我们已经将这种思想方法应用到其他地方,并且在应用到其他数学分支时已经产生了结果。

数学不仅不枯燥还很优美

在王冰看来,做数学研究不仅不枯燥,而且很美好。就像王安石在《游褒禅山记》中说的“天下奇瑰异景,常卧危,人难得见,无志者不能来。”

王兵:宝蟾之行,王安石说他去宝蟾玩,放火烧山洞,发现山洞里的风景很好。他走的越远,风景越好,越不可思议,但是旁边有人开始退让,说你再进去,火炬就烧光了。最后他们出来了,出来的时候发现火把可以烧很久,他开始后悔。我感觉他说的是做研究的道理。越是壮丽的景色,世界上越是美好的事物,越是人迹罕至的地方。

王兵(左一)教授与陈秀雄教授

王兵说,他们的研究只是长征的第一步,以后还有更多的事情要做。

王兵:我们刚刚迈出了长征的第一步,我们还有很长的路要走。在数学上取得进步是非常困难的。你可能看起来进步很大,但接下来总有更多的事情要做。我想我们也打开了一个宝库的大门,后面还有很多事情可以做。


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