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从北大到世界数学之巅:王虹与邓煜的菲尔兹奖之路

来源:丹巴新文网
从北大到世界数学之巅:王虹与邓煜的菲尔兹奖之路

7月23日夜晚,中国籍数学家王虹和邓煜共同获得了菲尔兹奖。这标志着菲尔兹奖设立以来,中国籍数学家首次获得这项荣誉。在此之前,只有丘成桐(1982年)和陶哲轩(2006年)两位华裔数学家获得过菲尔兹奖。

王虹和邓煜获得菲尔兹奖并非偶然。早在2025年第十届世界华人数学家大会上,三人——王虹、邓煜和北京大学北京国际数学研究中心教授袁新意,就共同获得了ICCM数学奖金奖,这一奖项被视为华人数学领域的最高荣誉,也被称为“华人菲尔兹奖”。

攻克世纪难题

王虹和邓煜之所以能够成功赢得本届菲尔兹奖,与其各自取得的里程碑式研究成果密切相关。

挂谷猜想(Kakeya Conjecture),又称为挂谷集合猜想,其表述为“在n维欧氏空间中,任何包含每个方向一条单位线段的集合,其豪斯多夫维数(Hausdorff)和闵可夫斯基维数(Minkowski)均为n”。这一猜想长期以来都是几何测度论这一数学分支的核心问题之一,与调和分析中的关键问题紧密关联。

2025年2月24日,王虹和扎尔发表了论文《Volume estimates for unions of convex sets, and the Kakeya set conjecture in three dimensions》,证明了三维挂谷集合的豪斯多夫维数和闵可夫斯基维数都是3,从而解决了这一困扰数学界超过百年的难题。

此外,王虹与古思(Larry Guth)、伊奥塞维奇(Alex Iosevich)、欧雨濛等人合作,在二维福尔克纳(Falconer)距离问题上取得了重大突破,并与任开元合作,完全解决了弗斯滕伯格(Furstenberg)集合猜想。

1900年,在巴黎国际数学家大会上,大卫·希尔伯特(David Hilbert)提出了后来载入数学史册的23个问题,其中第六个问题较为特殊,它要求对物理学进行公理化,并且为从微观规律到宏观方程的过渡建立严格的数学基础。这一问题可以分解为两个步骤:第一,从牛顿方程推导出玻尔兹曼方程;第二,从玻尔兹曼方程推导出流体力学方程。第二步已经被基本阐明,但第一步的进展长期停滞:如何从时间可逆的牛顿力学系统推导出时间不可逆的热力学系统?

邓煜与哈尼(Zaher Hani)、马骁共同完成了长时间尺度下硬球粒子系统到玻尔兹曼方程的严格推导,建立了从牛顿硬球动力学到玻尔兹曼方程再到纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations)的推导链条,在希尔伯特第六问题(Hilbert’s sixth problem)上取得了关键性进展。

从地空到数院,王虹说做研究要跟随自己的兴趣和感觉

王虹1991年出生于广西桂林。2007年,年仅十六岁的她考入北京大学,就读于地球与空间科学学院。由于对数学深深热爱,她在2008年转专业进入数学科学学院,并于2011年获得北京大学数学学士学位。

在2025年第十届世界华人数学家大会上,王虹谈及证明三维挂谷猜想的经历时表示,最初与合作伙伴只是想严谨地论证陶哲轩关于该猜想的一些想法。随着研究的深入,相关的工具也日趋成熟,一系列相关问题被一一解决,证明的整体框架也逐渐清晰。虽然学者们不敢有丝毫轻忽,开展了更为深入缜密的研究,但在漫长的过程中,他们逐渐接受了即将真正证明这一猜想的事实。对她来说,这个过程中并没有特别兴奋的时刻,证明三维挂谷猜想是一个漫长而平静的过程。

今年4月18日,有“科学界的奥斯卡”之称的科学突破奖各奖项名单公布,王虹凭借“在调和分析、偏微分方程及几何测度论方面的贡献,包括局部平滑猜想、Furstenberg集猜想与Kakeya猜想的研究”获得数学新视野奖。

2023年,在北大数学110

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