31岁浙大硕导破解困扰数学界20年的难题,一年两登顶刊!他说:数学是他从小的爱好,全靠爱琢磨的习惯 | |
2021-03-24 14:06:56 |
最近,31岁的浙江大学数学科学学院江文帅副教授,与合作者在微分几何的奇异性研究中取得重要进展!学术成果发表于国际数学领域四大顶尖刊物之一的 Annals of Mathematics ,这也是江文帅的研究成果本年度第二次在该期刊在线发表。
他们成功解决了微分几何领域的两个重要猜想“曲率积分猜想”和“有限测度猜想”,后者一度困扰了数学界20多年,而“曲率积分猜想”的解决被美国科学院院士齐格认为是 “非常根本且卓越的(very fundamental and remarkable)”结果。同时,他们还证明了奇异集的结构定理,该成果弥补了这一研究20多年的空白。
北大博士毕业后,进入浙大任教
江文帅出生于1989年,本科就读于南京大学,2011年至2016年在北京大学国际数学研究中心攻读博士学位,师从田刚院士。
2016年,江文帅进入浙江大学数学科学学院工作,担任副教授,主要从事微分几何研究。曾先后荣获2019年浙江省有突出贡献青年科技人才、2019年浙江大学“仲英青年学者”、浙江大学2019—2020学年优秀班主任、2020年度浙江大学兴全奖教金一等奖等荣誉。
江文帅目前已在《几何与泛函分析》(Geom. Funct. Anal.)、《纯数学与应用数学》(J. Reine Angew. Math.)、《数学年刊》(Math. Ann.),等国际著名期刊公开发表7篇SCI论文,另外多篇文章正在送审阶段。
2018年,博士毕业仅两年的他便获得阿里青橙奖,是同年获奖者中年龄最小的一位,也是数学领域的唯一得主。
7年沉淀,乐在其中
刚到浙大的头两年,江文帅并没有立马带研究生。“前面几年我一直在参加各种会议充实自己,尽快从一名学生向老师这个新身份转变。不过我非常乐于给同学们上课。”江文帅说,如今看到越来越多的年轻人,热爱数学,愿意从事基础研究,他感到非常开心。
江文帅说,比起其他地方,他更愿意来办公室“上自习”。
最近的两项工作,江文帅从写作到发表都历时7年,论文篇幅均超过100页。每天,江文帅需要大块时间开展研究,研究的过程更像是玩拼图,不同之处就在于逻辑推导后的严丝合缝。“有时候做好数学研究,只要找到一个交点,就能走出‘拼图’迷宫。”他说。
每天,江文帅需要大块时间开展研究,研究的过程则会化整为零,通过一个个小突破,汇聚成大的突破。他很享受笔尖在纸上的悦动,脑袋中好像有个发动机,各种各样的新方法不断涌现,并通过大量的草稿演算不断证明。
“数学的研究有时候会有孤独感,但也会觉得科研的时间稍纵即逝。”读书时,他常常利用各种成段时间,比如每次坐高铁,都会给自己设一个闹铃,以免错过下车站。“高铁上做不了其他事,一思考,时间就很快过去了。”江文帅说,这种状态对他来说是常有的事情。
一张纸,一支笔,沉下内心,便徜徉数学世界。对于旁人看似枯燥乏味的数学,江文帅却乐在其中。
自小数学便是爱好,读博幸得师从院士
基础研究出成果并不容易,在博二时就有了发现的江文帅认为自己是幸运的。当时,他在导师中国科学院院士、北京大学数学科学学院教授田刚的指导下开展工作,并独立证明了田刚院士1990年在国际数学家大会上提出的一个著名猜想(低维的情形)。在不需要额外假设的情况下,他研究了Kahler-Ricci flow的性质,并结合新的观察,引进新的技巧,解决了部分C0-估计猜想。
导师田刚,从19岁进入南京大学数学系到今年将要60岁,将自己最宝贵的40年都献给了数学。1988年,田刚在美国哈佛大学获得博士学位,解决了一系列几何及数学物理中的重大问题,特别是在Kahler-Einstein度量研究中做出开创性工作,近年还在低维流形的几何分析及曲率流等方面作出重大贡献。
中科院院士、北京大学北京国际数学研究中心主任田刚
江文帅从小就非常喜欢数学,他的整个求学生涯用一个词代替足够,那就是“数学”。小升初时,语文只有80.7分的他因为数学满分被破格录取;初中升高中时,他考出了又一个满分;高考时,他的数学单科成绩位列广西第二名。
他说,数学是他从小的爱好。特别是初中参加华罗庚金杯少年数学邀请赛的经历让他彻底“入坑”。江文帅数学成绩好,是有目共睹的事实。但是怎么可以保持得这么久?
江文帅说,全靠爱琢磨的习惯。他回忆道,本科时候,江文帅和室友思考同一个数学问题,思考整晚都无果。自习结束后,两个人你看看我,我看看你,不约而同地笑出声来,原来两人的耳朵都急得涨红了!
江文帅的身体里仿佛装有一套智能探测系统,一旦检测到周边环境安静,他就会自动进入数学问题思考模式。
这套系统看似“累人”,却也多次为江文帅送上“解题锦囊”。在2015年的11月初,这套系统就送给刚从美国访问回国的他一个惊喜。
当天,刚刚吃过晚饭的江文帅和往常一样返回办公室,脑袋里自动闪现出当时正待解决的一个数学问题——黎曼流形的截面曲率L2-积分估计猜想。
突然,灵光一闪,他注意到将之前一直萦绕脑海的两个数学公式结合后,可以得到一个出现二阶导数的公式,感觉这个公式可能有用的他用最快的速度回到办公室并认真验算。在添加了一些额外因子去计算后,他得到了一个二阶导数大于零的公式,而这个公式正好对解决一个特殊维数的情形的问题有用。
当晚,江文帅当即跟远在美国的合作研究者视频讨论,基本确定了这个公式对该问题的一般情形同样适用。“后来,我们又花了6个月的时间把细节和其他部分补充完整,形成了文章中最关键的超凸估计。”而这篇长达84页的学术论文L2 Curvature Bounds on Manifolds with Bounded Ricci Curvature最终完全解决了美国科学院院士Cheeger教授等人的奇点有限测度猜想和截面曲率的L2-积分估计猜想。
面向科学前沿,不断追求未知
江文帅最喜欢睡前思考问题,环境足够安静,思路也格外清晰。越想越清醒的他还常常半夜爬起来记笔记,生怕醒来就忘记了。
“最晚思考到什么时候我也不记得了,但凌晨三四点肯定是有的,”江文帅有点害羞地笑起来,“其实这种习惯也不好,时间长了容易失眠和掉头发。”
解决一个数学问题可能要花费好多天、好几个月、好几年,甚至耗费一辈子的心力都可能没有结果。江文帅说,虽然这个“探寻却无果”的过程非常痛苦,但瓜熟蒂落、云开月明的成就感能够带给他巨大的幸福。而那也是他漫漫科研路上最享受的时刻。
“数学哪里都能做,它不需要严苛的外界条件和昂贵的实验设备,一间安静的办公室足矣。”江文帅喜欢数学研究的这份简单,数学科学学院三层的办公室就是他的“科研乐园”,“这里楼层高,环境安静,还有个大黑板,不管是视频还是当面讨论都非常方便。”
数学猜想是一种想象,是人们在探索数学本质时的一种策略。而每攻克一个猜想,都是将数学推向前进的阶梯,引领学科的发展。
很多人问江文帅数学的研究有什么用?
“现代科技用的数学理论,大部分都是上百年前研究出来的。很多研究今天还无法看出其独特的应用,但这并不意味着数学工作者可以爬到半山歇歇脚,数学研究者的眼光必须直达未来。”这次的成果有助于人类更好地研究几何空间,在弱的条件下获得更多的结果,使得他们的结果适用性更广。
江文帅说:“人生的道路,需要自己把握。正是因为出于对数学的热爱,我才走上了数学科研这条道路。”
编辑:吴金娇
责任编辑:任荃
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