一个数学家能有多“笼统”?????他研究怎样区分高维空间的“足球”和“甜甜圈”
2026-07-10 03:32:40 宣布
泉源:游民星空
作者:谢政麟
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有人玩笑拓扑学家分不清咖啡杯和甜甜圈,,,,由于咖啡杯的把手是一个洞,,,,甜甜圈也有一个洞。。在拓扑学家眼中,,,,这两样工具实质一样,,,,咖啡杯可以逐步捏成甜甜圈,,,,而没有洞的足球怎么捏都捏不可甜甜圈。。
复旦大学上海数学中心教授王国祯研究的,,,,正是怎样区分几十维甚至上百维空间里的“足球”和“甜甜圈”。。
“我们可以想象一下”,,,,这是王国祯的口头禅。。三维球面就凌驾了许多人的想象,,,,更不要说高维空间了。。“球面稳固同伦群”问题被称为代数拓扑的“圣杯”之一,,,,一个世纪以来,,,,学界将盘算艰难地推进到了59维。。王国祯与相助者不但迈过了61维这个“坎”,,,,解决了广义庞加莱意料在奇数维情形的最后一个问题,,,,还将盘算推进到了90余维。。
今天(7月8日),,,,王国祯以第一完成人获颁国家自然科学奖二等奖。。
【跻身全球第一梯队】
“假设有一天汽车的轮胎破了,,,,但我手头只有一个足球,,,,我永远也无法把足球塞进轮胎里当内胎。。”王国祯用这个比喻进一步诠释他的研究——怎样区分差别的拓扑空间。。而稳固同伦群是研究这一问题的主要工具之一。。
球面稳固同伦群之以是被称为“圣杯”,,,,是由于同伦群是稳固量,,,,而球面是最基础的空间,,,,对球面同伦群的研究是验证同伦群研究要领的试金石,,,,其要领可推广至其他空间。。
“同伦群”究竟是什么?????“你可以想象一根橡皮筋绕在手腕上,,,,研究‘实质上有几多种差别的绕法’,,,,就是同伦群在做的事。。”王国祯说。。
由于高维空间无法依赖几何直觉,,,,数学家往往通过将工具转化为笼统的数学语言或代码,,,,再提取实质特征举行代数研究。。
王国祯与相助者最主要的突破,,,,是证实晰61维球面微分结构的唯一性。。现在研究已笼罩至约120维,,,,其中90维以内的效果较为完整。。关于这一前沿研究,,,,美国科学院院士霍普金斯教授等人评价是“非凡的起劲”,,,,德国科学院院士莱文教授称之为“美妙的推论”。。
2022年,,,,王国祯与相助者徐宙利应邀在国际数学家大会作45分钟报告,,,,标记着我国青年学者跻身全球代数拓扑研究第一梯队。。
【灵感不会凭空降临】
当初为何选择这道难题?????
“数学里所有未解问题都很难,,,,有些问题我完全没有思绪,,,,选择它是由于或许知道从哪下手。。”王国祯坦言。。
即便云云,,,,这一突破也历时4年之久。。王国祯与相助者们有时间天天打一个电话,,,,“我们一直在很辛勤地算,,,,一直地实验州差别的想法,,,,有时甚至用穷举法一个个试,,,,但一直地失败。。我躺在床上都在想,,,,事实是那里出了问题?????”
灵感不会凭空降临。。“数学是很基础的学科,,,,需要学习许多知识,,,,才可能泛起一瞬间的灵感。。虽然,,,,也会有长时间没有灵感的时间,,,,也是很郁闷的。。这时间就需要扩展自己的知识面,,,,才可能爆发新的灵感。。”王国祯说。。
现在,,,,王国祯又把眼光同时投向了看似没有纪律、难度更大的“不稳固同伦群”。。
【数学像是生涯的配景】
41岁的王国祯,,,,从小就着迷于盘算,,,,至今关于庞杂的盘算仍乐在其中。。在他看来,,,,数学的优美就在于从杂乱无章中找到秩序。。有不少学生说,,,,只要和王国祯聊到数学,,,,就会感受到他发自心田的快乐。。
关于他而言,,,,数学就像是生涯的配景,,,,已成为生涯中不可或缺的一部分,,,,无法截然脱离,,,,只要一有空他可以随时随地思索数学。。
王国祯多年来坚持着一个习惯——带着问题去散步,,,,尤其喜畛刳空旷情形中整理思绪,,,,他笑言:“我在炎天的研究效率通常比冬天高,,,,由于冬天太冷散步时间更短。。”
不研究数学的时间,,,,王国祯总是喜欢陪同着两个年幼的孩子。。只管他期待孩子们长大后也成为数学家,,,,但他体现不会去“鸡娃”,,,,由于数学研究需要强烈的兴趣,,,,“鸡娃”容易破损兴趣。。
数学家是否会被AI取代?????王国祯对此体现并不担心,,,,“数学家反而变得更多了。。”他正在实验用AI辅助数学研究。。最初证实61维球面微分结构的唯一性时,,,,他与相助者写了一个4页纸的逻辑框架,,,,然后花了一年多时间把所有细节补全,,,,扩容到了40多页。。“若是当初AI能把繁琐的逻辑证实补全,,,,就能快速推进凯时AG研究。。”
英国数学物理学家罗杰·彭罗斯在《通往着实之路》中画过一张图:数学天下无比众多,,,,只有其中一小部分能投射到现实物理天下;;;;;物理天下中,,,,又只有一小部分能爆发人类头脑;;;;;而人类头脑中,,,,能反向捕获、还原出数学结构的,,,,更是微乎其微。。
王国祯做的,,,,正是那“微乎其微”的事。。而他现在或许在某个空旷之地,,,,一边散步,,,,一边想着高维空间里的“足球”和“甜甜圈”。。
北京市疾控中心公众号提醒,,,,家长不要刻意改变考生的日常饮食习惯,,,,清淡饮食,,,,营养平衡,,,,纪律三餐。。
责任编辑:蔡建霖 校对:王学韵