浙大教師周青龍獲鍾家慶數學獎,十年鑽研三體難題獲重要進展

2020-12-25 澎湃新聞

數學是什麼?是小時候寫滿本子的算術題?是絞盡腦汁都想不出來的函數題?還是掛了很多人的高「樹」?

而對於浙江大學數學科學學院的青年教師周青龍來說,從小學數學38分,到第十三屆鍾家慶數學獎獲得者,這一路,數學帶給他的遠不止考試的「折磨」——知識、方法和思維,是他在數學中收穫的珍寶。

興趣是學習的第一任老師

周青龍來自湖北黃岡,小時候的他對於數學可並不怎麼感冒,甚至還考出過38分的「超低分」。儘管如此,他卻在學習數學中發現了有趣的事兒:三角形的高線、中線、角平分線都能交於一點。

「當時就覺得數學特別神奇,明明不一樣的線,但是能夠總結出相似的規律——都會交於一個點。」這個眾所周知的定理讓周青龍數學背後的規律產生了興趣。當他考試再次拿到61分,卻已是全班第一時,他對數學的熱愛被徹底地激發出來,對探索現象背後的規律的信心也越來越足。

「做數學要有敏銳的直覺,還要有紮實的計算。」受華羅庚和龐加萊的影響,周青龍開始注意到了數學對數理經濟和天體運行的似乎有些幫助——比如通過自己的演算和推導,周青龍發現,例如像經濟環境治理這樣的「難題」,在出臺一項項辦法措施時,如果不考慮時間不一致性導致的代際博弈,措施的效果將會大打折扣。「因為對於當下來說最優的決策,隨著時間的推移,在未來某個時間來看,繼續執行該策略的效果並不一定是最優的。」

比如霧霾治理,強制性地限行、關停工廠,可能在短時間內取得的效果,但從長期來看,更重要的是讓所有人意識到「霧霾不利於人體健康」,從而促使人們主動做出節能減排的選擇以及主動的監督。「在時間不一致的情況下,改變人們的共識可能會更加有效。」

10年苦心孤詣,三體難題取得重要進展

在決策時間不一致的情況下,如何做出一個最優方案。這是一個很有意思的研究,因為當人們做出決定的時候,總是基於當下的最優情況,而很少會考慮到時間發展而導致的策略變化。

在第十三屆鍾家慶數學獎頒獎典禮上,周青龍就憑藉在非線性泛函分析和數理經濟與天體力學的交叉領域上取得的突出成績而獲得表彰。

沒錯,這位年輕的數學家,不僅把自己學到的變分方法運用到了數理經濟裡頭,還使三體問題的研究取得重大突破——沒錯就是在《三體》小說裡,火過一遍的三體問題。

「雖然小說中的亂紀元、恆紀元存在著文學誇張的成分,但確實反映了三體問題中,混沌的不可預測性。」

受恩師南開大學陳省身數學研究所教授、中科院院士龍以明辛道路的指標迭代理論啟發,周青龍對這個「難題」——共線的N體問題發起了挑戰,並且發現它的克卜勒共形解的穩定性結構得到了完全的分解,連國外同行專家都連連評價「有趣的」。

「比如當我們要把飛行器發射到地球和月球中間的時候,這就形成了一個共線,多發射幾個飛行器,就成了共線的N體問題。」周青龍解釋道,通過研究周期軌道的穩定性,將有助於對於位於軌道上的特殊點的飛行器,解決航行的穩定性和控制性一些關鍵問題——比如,在地月系統的歐拉點,如何利用該系統的穩定性結構的知識去節省飛船消耗的能量。

巧合的是,在這次國家數學三大獎的獲獎嘉賓名單中,龍以明榮膺我國數學領域最高獎項――華羅庚數學獎。他們所應用的辛道路的指標迭代理論,是獨立於國外的一套描述運動軌道的分析性質的指標體系,是讓外國人都驚呼「令人震驚的」的一項研究發現。這對「師徒檔」正通過不斷的嘗試和努力,從理論數學的角度,為數學強國夢添磚加瓦。

「很多科技創新追本溯源,最終都與某些數學領域的進展息息相關。中國成為數學強國與中華民族偉大復興的中國夢緊密相連。」周青龍說。

數學無用?它是生活重要的一部分

對於自己在理論領域所取得的成就,周青龍顯得十分謙虛:「還是要感謝評獎委員會和導師,希望能夠以此為契機,能夠和相關方向的學科領域專家開展交叉合作和思想的碰撞。」

作為青年學者,他希望自己能把基礎理論做紮實,把眼界放開。「現在很多年輕人,學習只停留在知識的層面,但是如果上升到了方法、思維的層面,就不會覺得數學沒用。」

在周青龍眼裡,數學的學習分為三個層次:知識、方法和思維。歸納、最優化、隨機方法,這些屬於方法範疇;邏輯思維、結構化思維、抽象化思維這些就上升到了思維層面。「邏輯思維能夠幫我們分析網絡謠言,其實這也是數學思維在生活中的應用。」

正如周青龍描述的那樣,數學確實已經成為了周青龍生活的一部分,甚至在坐高鐵的時候,他都會去想,在鐵軌寬度最優的情況下,如何在保證質量的同時,能夠最節省用料。

「我特別希望我的學生在類似數學這樣重要的學科中,不僅僅是掌握知識和方法,還能多掌握一些思維,這樣就能多一種看世界的角度。」周青龍如此激勵自己的學生。

(文字作者:周亦穎  圖片來源:周青龍)

相關焦點

  • 學霸數學曾考38分 如今研究三體取得重大突破
    原標題:數學曾考38分,如今研究三體取得重大突破!學霸的世界凡人不懂...  數學是什麼?是小時候寫滿本子的算術題?是絞盡腦汁都想不出來的函數題?還是掛了很多人的高「樹」?  而對於文中的人來說,數學真的是人生中無比重要的一部分!
  • 曾經數學考38分的他 如今拿下國家數學三大獎之一
    而對於浙江大學數學科學學院的青年教師周青龍來說,從小學數學38分,到第十三屆鍾家慶數學獎獲得者,這一路,數學帶給他的遠不止考試的「折磨」——知識、方法和思維,是他在數學中收穫的珍寶。 「做數學要有敏銳的直覺,還要有紮實的計算。」受華羅庚和龐加萊的影響,周青龍開始注意到數學對數理經濟和天體運行的研究似乎有些幫助——比如通過自己的演算和推導,周青龍發現,例如像經濟環境治理這樣的「難題」,在出臺一項項辦法措施時,如果不考慮時間不一致性導致的代際博弈,措施的效果將會大打折扣。
  • 重磅 | 2019年中國數學會三大數學獎揭曉!
    洪家興是新中國培養的最早一批博士之一,長期從事偏微分方程及其幾何應用研究,在蛻型面為特徵的混合型方程邊值問題解的適定性和正則性理論方面作出了重要貢獻;給出了單連通完備負曲率曲面在三維歐氏空間光滑實現的一個充分條件,這是對丘成桐教授所提出的有關問題研究的重要推進;取得了等距嵌入邊值問題研究的重要進展,證明了邊界落在平面上的正圓盤等距嵌入整體光滑解的存在性;證明了二維情形下,一類Monge-Ampere
  • 俄數學家獲世界數學最高獎-破解七大難題之一—龐加萊猜想
    俄羅斯科學院聖彼得堡斯蒂克洛夫數學研究所的數學家格裡戈裡•斐裡曼,將在8月22日於西班牙馬德裡舉行的第25屆世界數學家大會上,獲得世界數學最高獎———菲爾茲獎。   據稱,國際數學聯盟一致認為,斐裡曼成功破解了「世界數學七大難題之一的龐加萊猜想」。英國《衛報》甚至驚嘆,斐裡曼可能是本星球最聰明的人。斐裡曼就職於俄羅斯科學院聖彼得堡斯蒂克洛夫數學研究所,多年來一直從事對「龐加萊猜想」的研究。1992年11月,他的研究報告首次公開就引起了國際數學界的關注,多位世界知名數學大師曾與其探討過。
  • 十九大時光:黨代表龍以明獲華羅庚數學獎
    天津北方網訊:10月21日,中國數學會三大數學獎(華羅庚數學獎、陳省身數學獎、鍾家慶數學獎)揭曉。作為黨的十九大代表、中國科學院院士、南開大學陳省身數學研究所教授龍以明獲第十三屆華羅庚數學獎,今年共有2名數學家獲此殊榮。
  • 這所學校154名學子獲國際數學獎!
    這所學校154名學子獲國際數學獎!其中,耿子翔同學斬獲Peter O'Halloran成就獎,該獎項意在獎勵競賽中獲得滿分的同學,AMC作為歷史悠久的數學領域著名國際賽事,想要取得滿分非常不易,本次競賽中,全國僅20人取得滿分,而耿子翔同學就是其中一位。
  • ...女作家再獲雨果獎 《北京摺疊》獲中篇小說獎 "三體"英文譯者翻譯
    &nbsp&nbsp&nbsp&nbsp繼劉慈欣《三體》之後,中國80後女作家郝景芳憑藉科幻小說《北京摺疊》再度獲得雨果獎,該小說同樣由《三體》譯者劉宇昆翻譯。
  • 解決牛頓 350 年前留下的三體難題,科學家取得重要進展
    牛頓運動定律的重要意義自不必說,但也製造了一個近350年來一直困擾科學家的難題:三體問題。在利用運動定律描述地球圍繞太陽運行的問題後,牛頓斷定,它們也能幫助人們理解考慮第三個天體——例如月球——加入後地球圍繞太陽運行的問題。但實際上,解三體方程的難度要大得多。
  • 數學奧賽大神,兩次以滿分獲IMO金牌,北大數學博士提前畢業
    其實提到中國在國際數學奧林匹克IMO中這些年的神跡,其中有一個大神不得不提。他就是韋東奕。他可謂是數學競賽中的傳奇人物。中學時他參加了第49屆、第50屆國際數學奧林匹克(IMO)。兩次均獲滿分,金牌第一名。後被保送北大,成為北京大學數學科學學院2010級本科生。
  • 北大教授張恭慶、張繼平分別獲「華羅庚數學獎」和「陳省身數學獎」
    4月21日上午,中國數學會在廈門舉辦的2009學術年會開幕式上舉行頒獎典禮,為中國數學會「華羅庚數學獎」「陳省身數學獎」「鍾家慶數學獎」三大獎獲獎者頒獎。 中國數學會第九屆「華羅庚數學獎」獲獎者分別為中國科學院院士、發展中國家科學院院士、北京大學數學學院教授張恭慶和中國科學院院士、中科院數學與系統科學研究院研究員李邦河。
  • 兩位「百萬」名師,浙大永平獎出爐
    9月3日,浙江大學公布關於授予胡可先等10位教師浙江大學永平獎教金的決定,其中浙大人文學院胡可先、物理學系趙道木2位教師獲得永平傑出教學貢獻獎。浙江大學永平獎教金由浙大校友段永平先生於2011年設立,用於獎勵在教育教學事業上作出突出貢獻的教師,設有傑出教學貢獻獎、教學貢獻獎、教學貢獻提名獎三類,獎金分別為100萬、20萬與10萬,每年被評選為永平傑出教學貢獻獎獲得者都被學生們親切地稱為「百萬」名師。
  • 中國數學家破解了著名數學難題
    八月15日從浙江大學獲悉,世界著名數學難題「法伯相交數猜想」被浙江大學數學中心劉克峰教授和他的博士生徐浩成功證明,著名華裔數學家丘成桐日前在浙大向他們表示祝賀。 「浙大數學中心解決了這個著名世界難題,我非常興奮,祝賀你們!浙大的學生是世界一 流的!這個難題哈佛沒能證明,你們卻證明了!」
  • 北京大學7位教師獲2020年「科學探索獎」
    宋柏則用孟郊 「誰言寸草心,報得三春暉」來表達自己的感恩之心,用蔡元培「各勉日新志,共證歲寒心」來表達自己的科研和育人初心,用杜甫「安得廣廈千萬間,大庇天下寒士俱歡顏」來表達對「科學探索獎」設立的肯定。陳興發明了全新的聚糖化學標記方法與成像技術,解決了糖基化活體分析的技術難題。得知獲獎的消息,他正心無旁騖,潛心思考未來的研究方向。
  • 一維量子液體研究領域獲重要進展
    一維量子液體研究領域獲重要進展 2017-12-29 【字體:大  中國科學技術大學潘建偉團隊與中國科學院武漢物理與數學研究所合作,通過對光晶格中的超冷原子進行量子調控和測量,結合量子可積系統理論,在國際上首次得到了一維有限溫多體系統在經典氣體和量子液體之間轉變的量子臨界性質,並通過測量其相位關聯觀測到了拉亭傑液體的冪定律關聯特性,在低維量子多體系統研究領域取得了重要進展。
  • 中國科幻小說《三體》英文版獲美國「星雲獎」提名
    在提名名單中,獲長篇小說獎提名的共有6部作品,除原著來自中國的《三體》英文版外,主要是分布於美國、英國及加拿大等地的科幻作品。    「星雲獎」與「雨果獎」並稱為國際幻想小說領域的「雙獎」,在科幻界具有重要影響。根據作品長度,「星雲獎」分長篇小說、中篇小說、短篇小說、短篇故事等獎項。
  • 獲選2019我最喜愛的外教!他是浙大首位全職外籍教師
    ,有這麼一位老師他是浙大首位全職外籍教師也是浙大第一位外籍優秀本科生班主任曾榮獲浙江省「西湖友誼獎」他就是來自浙江大學農業與生物技術學院的外籍教師英蘭英蘭老師榮獲第三屆全國高校青年教師教學競賽工科組一等獎浙大首位全職外籍教師,made in ZJU,made by ZJU,made for ZJU英蘭作為浙江大學首位聘請的全職外籍教師,
  • 從河海大學保研到浙大!獲國獎、申請專利、發論文、數學競賽獎……
    她曾獲國家獎學金、寶鋼教育優秀獎學金、張光鬥獎學金、嚴愷一等獎學金、劉光文獎學金、中水北方管理優才獎學金等十餘項獎學金;獲美國大學生數學建模競賽S獎、全國大學生英語競賽二等獎、江蘇省徵文大賽一等獎等多項競賽獎;獲評江蘇省優秀學生幹部、江蘇省「千鄉萬村環保科普行動」優秀志願者等14項榮譽稱號,共參與省級、校級創新訓練項目四項,申請兩項國家實用新型專利,並以第一作者身份分別在中文期刊和EI各發表一篇學術論文
  • 馬鞍山一教師擬獲我國「數學最高獎」;網友:這麼簡單題都解錯了
    安徽馬鞍山一教師擬獲我國數學教育「最高獎項」——蘇步青數學教育獎!官方都在道喜、發文祝賀,可網友似乎發現了端倪,總感覺哪裡不對勁?先來看看獲獎名單:來自安徽馬鞍山第22中學的校長胡學平教師榜上有名。根據復旦大學數學科學院公示的第十三屆「蘇步青數學教育獎」建議獲獎名單來看,安徽僅有兩名教師入選,總的人數也是寥寥無幾,可見這獎項真的是萬裡挑一,含金量是非常高的!
  • 廈門一特級教師獲蘇步青數學教育獎一等獎 全國僅4人
    這也是繼任勇(廈門市教育局原副局長)、趙祥枝(雙十中學教師)之後,我市又一位獲得「蘇步青數學教育獎」的數學老師。 從教33年 帶出無數優秀學生 「蘇步青數學教育獎」設立於1991年9月,由復旦大學、上海市教育局、上海市中小學幼兒教師獎勵基金會聯合發起設立。