中国之声|耗时11年,中国数学家如何攻克几何猜想


中国科学技术大学教授陈秀雄、王兵在微分几何学领域取得重大突破 , 率先解决了两个困扰国际数学界20多年的核心猜想——哈密尔顿-田猜想和偏零阶估计猜想 。 日前 , 国际顶级数学期刊《微分几何学杂志》发表了这一成果 。
中国科学技术大学几何与物理中心教授陈秀雄、王兵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 , 论文以研究高维凯勒“里奇流”的收敛性为主要内容 。

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世界数学难题被中国学者攻克
微分几何学起源于17世纪 , 主要用微积分方法研究空间的几何性质 , 对物理学、天文学、工程学等产生巨大推动作用 。 “里奇流”诞生于20世纪80年代 , 是一种描述空间演化的微分几何学研究工具 。
【中国之声|耗时11年,中国数学家如何攻克几何猜想】很多自然现象都可以归结到空间演化 。 关于“里奇流”如何描述空间演化 , 中国科学技术大学几何与物理中心教授王兵做了一个比喻 。 他说 , 比如吹肥皂泡 , 肥皂泡不断膨胀 , 可以用“里奇流”来研究它空间的变化 , 最后得到一个“尽善尽美”的理想结果 。
王兵:如果你吹一个肥皂泡 , 肥皂泡在天空中飘的时候 , 它会不会收缩?如果有一类生物 , 生活在肥皂泡膜上的话 , 你就会感觉到你周边的这个空间是在变化的 , 它有一种演化的过程 。 空间的变化变到最后是一种稳定的状态 。 你如果把泡泡变化一下 , 你吹出来的话 , 如果一开始是哑铃状的 , 那么可能在空中飘一会之后 , 它就变成了一个球 , 它就演化成一个球了 , 它演化成一个球之后它就不再演化了 , 所以它是一种稳定的状态 。

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《微分几何学杂志》封面
王兵介绍 , 里奇流是否收敛是微分几何学领域的一个核心问题 , 收敛意味着最终能否到达一个好的状态 。
王兵:比如说 , 我有可能我是绕着北京六环 , 一直在那绕 , 到不了天安门 。 但是 , 如果说你有好的导航 , 你说你要开车去天安门肯定很快就到了 。 “里奇流”它是一种设计好了的程序 , 你就按照它那个程序来的话 , 最后你一定到天安门 。 在某种合适的意义上 , 它最后流到一个好的东西 , 得到你要的结果 。
论文篇幅超过120页
陈秀雄与王兵团队运用新思想和新方法 , 他们在国际上率先证明了“哈密尔顿-田”和“偏零阶估计”这两个困扰数学界20多年的核心猜想 。 近期发表的论文篇幅超过120页 , 从开始写作到正式发表用了11年 , 这在很多人看来不可思议 。 王兵说 , 这么长的发表周期在数学界并不鲜见 。
王兵:有人问我为什么你的文章写得那么长?如果比较全面的话 , 可能就短不了 。 我们现在把文章写到120 , 这也不算最长的 , 我们数学有的领域文章还有1000页的 , 其实我们也很想简化 , 但是(目前)其实是减不了的 , 真正好的数学都是你想法肯定是很简单的 , 但是你实现想法的过程 , 那肯定是很曲折的 。

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《微分几何学杂志》审稿人评论认为 , 这篇论文是几何分析领域的重大进展 , 将激发诸多相关研究 。 事实上 , 利用这篇论文的结果 , 陈秀雄、王兵和孙崧给出丘成桐稳定性猜想基于里奇流的新证明 。 此外 , 该论文的核心思想也被王兵和李皓昭推广到平均曲率流的研究中 , 并成功解决了著名的延拓性猜想 。
王兵:我们在证明了这个猜想之后 , 我们就运用这个思想方法去解决其他的相关的数学问题 。 16年的时候 , 就解决了平均曲率流延拓性猜想 , 所用的思想方法其实是我(们)解决汉密尔顿-田猜想 , 这篇文章里面来的 , 我们已经把这个思想方法运用到别的地方去了 , 运用到别的数学分支里面已经产生效果了 。分页标题
数学不仅不枯燥还很优美
在王兵看来 , 做数学研究不仅不枯燥 , 还非常优美 , 如同王安石在《游褒禅山记》所说的 , “世之奇伟、瑰怪、非常之观 , 常在于险远 , 而人之所罕至焉 , 故非有志者不能至也” 。
王兵:游褒禅山记 , 那里面王安石说跑到一个褒禅山去玩 , 打火把进洞里 , 发现洞里面景色非常的好 。 越往里走 , 他发现景色越好 , 越是匪夷所思 , 但旁边就不断的有人就开始打退堂鼓了 , 说你再往里面走的话 , 火把就烧完了 。 最后他们就出来了 , 那么出来之后发现火把还可以烧很久 , 他就开始后悔了 。 我感觉他讲的道理就是做研究的道理 , 越是宏大的这种景象 , 越是这种世间美好的东西 , 越是在人迹罕至的地方 。

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王兵(左一)教授与陈秀雄教授
王兵说 , 他们的研究只是迈出了万里长征的第一步 , 未来 , 要做的事情更多 。
王兵:我们只是迈开了万里长征的第一步 , 我们的路还远着 。 数学上要做出一个进展都是很艰难的 , 你可能看起来好像是很大的进步一样 , 但是接下来要做的事情总是相比而言要更加的多 。 我觉得我们也打开了一个宝库的大门 , 后面可以做的东西非常的多 。
来源:中央广电总台中国之声(ID:zgzs001)
监制:高岩
编辑:解朝曦
总台央广采访人员:朱敏 王利