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封面人物|江文帥:沉下心,徜徉數(shù)學(xué)的純粹

發(fā)布時(shí)間:2021-03-10來(lái)源:浙大新聞辦作者:柯溢能7278

一塊大黑板,“長(zhǎng)滿”各種方程式,講述主人公的工作常態(tài)。31歲的江文帥說(shuō),比起其他地方,他更愿意來(lái)辦公室上自習(xí)。一個(gè)個(gè)成果也從這間辦公室,走向數(shù)學(xué)界。

日前,浙江大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院江文帥副教授與合作者在微分幾何的奇異性研究中取得重要進(jìn)展,在國(guó)際頂尖數(shù)學(xué)期刊《數(shù)學(xué)年刊》(Annals of Mathematics)連續(xù)發(fā)表了兩篇論文。他們成功解決了微分幾何領(lǐng)域的兩個(gè)重要猜想曲率積分猜想有限測(cè)度猜想,后者一度困擾了數(shù)學(xué)界20多年,而曲率積分猜想的解決被美國(guó)科學(xué)院院士齊格認(rèn)為是 “非常根本且卓越的(very fundamental and remarkable結(jié)果。同時(shí),他們還證明了奇異集的結(jié)構(gòu)定理,該成果彌補(bǔ)了這一研究20多年的空白。


探索微分幾何的“奧秘”

奇異性的研究是微分幾何中的核心難題之一,在數(shù)學(xué)中被定義為“無(wú)法求導(dǎo)、沒(méi)有微分結(jié)構(gòu)”。人類對(duì)微分幾何進(jìn)行了幾個(gè)世紀(jì)的研究,對(duì)力學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、工程學(xué)的發(fā)展起到了巨大推動(dòng)作用。

江文帥的這兩項(xiàng)研究工作表明在一定幾何背景下,奇異性不是隨機(jī)的,它具有特定的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)實(shí)生活中,奇異性現(xiàn)象比比皆是,小到一塊敲碎后玻璃的裂縫,大到宇宙的黑洞。 這些都是奇異性現(xiàn)象。

國(guó)際科學(xué)界認(rèn)為,研究奇異性本身就是一個(gè)非常難的問(wèn)題。到底有多難?江文帥說(shuō),這是要分析一個(gè)處處是“無(wú)窮大”的東西。要解決這個(gè)微分幾何上的難題,首先要在前人的基礎(chǔ)上,發(fā)展新理論、新工具,突破現(xiàn)有的桎梏。

這次的成果有助于人類更好地研究幾何空間,在弱的條件下獲得更多的結(jié)果,使得他們的結(jié)果適用性更廣,就好比讓一把鑰匙能夠打開(kāi)更多的鎖。

數(shù)學(xué)猜想是一種想象,是人們?cè)谔剿鲾?shù)學(xué)本質(zhì)時(shí)的一種策略。而每攻克一個(gè)猜想,都是將數(shù)學(xué)推向前進(jìn)的階梯,引領(lǐng)學(xué)科的發(fā)展。

很多人問(wèn)江文帥數(shù)學(xué)的研究有什么用?

“現(xiàn)代科技用的數(shù)學(xué)理論,大部分都是上百年前研究出來(lái)的。很多研究今天還無(wú)法看出其獨(dú)特的應(yīng)用,但這并不意味著數(shù)學(xué)工作者可以爬到半山歇歇腳,數(shù)學(xué)研究者的眼光必須直達(dá)未來(lái)。” 


頂級(jí)數(shù)學(xué)研究更像玩拼圖

最近的兩項(xiàng)工作,江文帥從寫(xiě)作到發(fā)表都?xì)v時(shí)7年,論文篇幅均超過(guò)100頁(yè)。研究的過(guò)程更像是玩拼圖,不同之處就在于邏輯推導(dǎo)后的嚴(yán)絲合縫。

每天,江文帥需要大塊時(shí)間開(kāi)展研究,研究的過(guò)程則會(huì)化整為零,通過(guò)一個(gè)個(gè)小突破,匯聚成大的突破。他很享受筆尖在紙上的悅動(dòng),腦袋中好像有個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī),各種各樣的新方法不斷涌現(xiàn),并通過(guò)大量的草稿演算不斷證明。

“數(shù)學(xué)的研究有時(shí)候會(huì)有孤獨(dú)感,但也會(huì)覺(jué)得科研的時(shí)間稍縱即逝?!弊x書(shū)時(shí),他常常利用各種成段時(shí)間,比如每次坐高鐵,都會(huì)給自己設(shè)一個(gè)鬧鈴,以免錯(cuò)過(guò)下車站?!案哞F上做不了其他事,一思考,時(shí)間就很快過(guò)去了。”江文帥說(shuō),這種狀態(tài)對(duì)他來(lái)說(shuō)是常有的事情。

一張紙,一支筆,沉下內(nèi)心,便徜徉數(shù)學(xué)世界。對(duì)于旁人看似枯燥乏味的數(shù)學(xué),江文帥卻樂(lè)在其中。

除了在辦公室“上自習(xí)”,還有一大塊時(shí)間便是討論“拼不成圖”的癥結(jié)。“討論過(guò)程中,迸發(fā)想法,更新已有觀念,繼續(xù)深化。”而江文帥與合作者討論時(shí),坐在電腦前,通過(guò)身后的黑板不停地演算,講解著各自的思路?!皵?shù)學(xué)討論,一定要有黑板,不然沒(méi)法聊?!?/p>

“有時(shí)候做好數(shù)學(xué)研究,只要找到一個(gè)交點(diǎn),就能走出‘拼圖’迷宮。”他說(shuō),但這個(gè)交點(diǎn),并不是隨隨便便放在那等著你去撿,需要大量踏踏實(shí)實(shí)的付出。

有趣的是,由于這兩篇工作與合作者存在時(shí)差,他們的解題過(guò)程就在接龍中開(kāi)展。一方休息時(shí),另一方剛好可以在此前的基礎(chǔ)上開(kāi)始工作。


基礎(chǔ)研究需要大氣候

走進(jìn)位于他在玉泉的辦公室,一整面書(shū)柜吸引了很多人的目光。其中的一本《黎曼幾何》,因?yàn)榭吹么螖?shù)太多,早已被翻破。

江文帥說(shuō):“人生的道路,需要自己把握。正是因?yàn)槌鲇趯?duì)數(shù)學(xué)的熱愛(ài),我才走上了數(shù)學(xué)科研這條道路?!闭劶皝?lái)浙江大學(xué)工作,他說(shuō)陳蘇學(xué)派的燦爛輝煌讓他心向往之,而寬松而又競(jìng)爭(zhēng)的氛圍讓他沒(méi)有后悔在浙大開(kāi)啟職業(yè)生涯。

數(shù)學(xué)獨(dú)有的發(fā)表長(zhǎng)周期,決定了一個(gè)新的概念和工具,需要用漫長(zhǎng)的周期才能被審稿人消化。同時(shí),更考驗(yàn)一所學(xué)校對(duì)“坐冷板凳”“啃硬骨頭”的堅(jiān)守。

浙大的寬松環(huán)境,給他獨(dú)立規(guī)劃未來(lái)的空間。

剛來(lái)學(xué)校的頭兩年,江文帥并沒(méi)有立馬帶研究生?!扒懊鎺啄晡乙恢痹趨⒓痈鞣N會(huì)議充實(shí)自己,盡快從一名學(xué)生向老師這個(gè)新身份轉(zhuǎn)變。不過(guò)我非常樂(lè)于給同學(xué)們上課。”江文帥說(shuō),如今看到越來(lái)越多的年輕人,熱愛(ài)數(shù)學(xué),愿意從事基礎(chǔ)研究,他感到非常開(kāi)心。

近年來(lái),越來(lái)越多的青年人才也匯聚浙大數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院,并圍繞代數(shù)、幾何、分析、反問(wèn)題、多復(fù)變、函數(shù)論等多個(gè)特色方向,夯實(shí)基礎(chǔ)研究?jī)?yōu)勢(shì),同時(shí)面向科學(xué)前沿,不斷追求未知領(lǐng)域。

 (文 柯溢能 / 圖片 高興就好)