这篇123页的文章,全世界能完全看懂的“不到10人”


这篇123页的文章,全世界能完全看懂的“不到10人”
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王兵(右)与导师陈秀雄在一起 。 陶冬青摄
“著名学者弗里曼·戴森说 , 有些数学家是鸟 , 有些是青蛙 。 飞鸟可以俯瞰延伸至遥远地平线的数学远景 , 青蛙则乐于深入探讨特定问题的细节 。 至于我们 , 就像是池塘边碰巧发现美丽花朵的青蛙 。 ”
近期 , 中国科学技术大学教授陈秀雄、王兵取得重大突破 , 证明了“哈密尔顿—田”和“偏零阶估计”这两个国际数学界20多年悬而未决的核心猜想。 面对如潮赞誉 , 他们这样说 。
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能完全看懂的“不到10人”
陈秀雄、王兵的论文 , 发表于国际顶级数学期刊《微分几何学杂志》 。
学术界有人说 , 这篇长达123页的论文 , 全世界能完全看懂的估计“不到10人” 。 “确认过眼神 , 我是看不懂的人 。 ”网友的态度真实而可爱 。 有科普作家说 , “这是最难进行的一次科普 。 ”
那么 , 他们到底证明了什么?
“我们在沙滩上看到的鹅卵石大多是圆润的 , 它一开始可能有棱有角 , 但随着时空流转、潮起潮落 , 形状会越来越接近完美、标准 。 然而即便再完美的演化 , 鹅卵石也可能包含一些异变之处 , 几何上称为‘奇点’ 。 简单来说 , ‘哈密尔顿—田猜想’即猜测大多数地方都是完美的 , 而‘奇点’的大小是可控的 , 被限制在一个低维空间 。 ”陈秀雄说 , 他和王兵 , 就是在数学上严格证明了这个猜想 , 并以此为基础证明了分析领域的“偏零阶估计猜想” 。
数学猜想 , 是关于某个自然现象或理论的猜测、假设 , 如果被数学方法证明为正确的 , 就成为定理;证明为错误的则抛弃 。
“提出猜想——证明或证伪 , 再提出猜想——再证明或证伪……日日新 , 又日新 , 这就是数学发展的路径 。 ”王兵说 , “这也是人类对自然认知不断加深的过程 。 ”
微分几何学是研究空间几何的学问 , 在这个领域 , 出现过欧拉、高斯、黎曼等伟大的名字 。 大到宇宙膨胀 , 小到热胀冷缩 , 诸多自然现象都可以归结到空间演化 。 “哈密尔顿—田猜想”和“偏零阶估计猜想”提出于20世纪90年代 , 属于数学界的核心猜想 。
“鹅卵石会越变越完美 , 几何结构会变成一个期待的形状 。 我们把自然现象用数学工具做了证明 。 ”陈秀雄说 。
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可能100年后才有用
“这两个猜想有什么用?”在一些网站上 , 这是个热点话题 。 有学术界网友认为 , 应该更长远地看待这个问题 , 现在前沿的数学成果 , “可能100年后才有用” 。
“跟随自己的内心 , 好奇心驱动我们的研究 。 ”陈秀雄说 , 基础研究一般不直接着眼于应用 , 但社会发展证明了基础研究的作用 。
微分几何学起源于17世纪 , 对物理学、天文学、工程学等发展产生了巨大推动作用 , 广义相对论、量子场论等都依赖微分几何作为数学基础 。
对人工智能、机器人、VR(虚拟现实)等现代技术 , 微分几何同样不可或缺 。 比如电影、游戏特效依靠计算机图形学 , 微分几何学就是其基础 。
“人工智能是对真实世界的有效逼近 。 比如自动驾驶技术 , 可以把前20年所有的车祸信息都录入数据库 , 但世界是向前发展的 , 如何应对并避开新情况下的车祸?”陈秀雄说 , 这个问题或许可以用微分几何的思想解决 , 对未来可能出现的车祸进行“猜想” , 从而提前规避 。
【这篇123页的文章,全世界能完全看懂的“不到10人”】3
在黑屋子里“找门”
研究猜想用了5年 , 论文篇幅长达123页 , 发表出来又花了6年…… 相比猜想本身 , 这些数字背后的故事同样引人遐思 。
11年前 , 当27岁的美国普林斯顿大学博士后王兵提出主攻“哈密尔顿—田猜想”时 , 他的导师陈秀雄吃了一惊 。 3年的博士后 , 做出科研成果才能申请正式教职 。 但以这个猜想的难度 , 3年几无可能 , 甚至可能会被“卡住”“迷失” , 毁掉学术生涯 。