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王虹研究的挂谷猜想是什么
这两天,王虹和邓煜双双获奖的消息刷屏了。但大多数人只记住了“天才”“北大”“菲尔兹奖”这几个关键词,却不知道他们到底解决了什么数学难题。更不知道,这些听起来像天书的东西,跟你我有什么关系。
先把两个问题说清楚。
王虹:她证明的“挂谷猜想”到底是什么?
挂谷猜想的雏形,是一个很“无聊”的问题:一根无限细的针,在平面上能不能掉个头?
常识告诉你,能。但数学家问的是:为了让这根针在平面上旋转180度,最少需要多大的面积?
1927年,日本数学家挂谷宗一提出这个问题。后来人们发现,如果你把针放在一个“分形”形状的区域里——比如一个像雪花一样、边缘无限复杂的图案——它需要的面积可以无限趋近于零。挂谷猜想的核心就是:在三维空间里,这样的“极小旋转区域”到底存不存在?
王虹的突破在于,她用一套全新的几何分析方法,证明了三维挂谷猜想成立——也就是在三维空间中,确实存在一种“零体积”的集合,能让一根针在它里面完成所有方向的旋转。听起来像魔法,但她的证明极其严谨,直接解决了这个困扰学界近一百年的核心难题。

邓煜:希尔伯特第六问题,把微观和宏观打通了
希尔伯特第六问题,更接地气一点。它问的是:能不能用数学,从微观世界(原子、分子运动)推导出宏观世界(气体、流体的规律)?
你中学物理课上学过的玻尔兹曼方程,是用来描述气体分子运动规律的。但长期以来,这个方程是从“经验”和“假设”出发的,并没有被严格证明过——它到底能不能从更基础的牛顿力学、量子力学推导出来?没人能说清楚。
邓煜的成果是:他首次从微观粒子系统的动力学出发,严格推导出了宏观的玻尔兹曼方程。 换句话说,他把“一堆小球的随机碰撞”和“气体的宏观流动”这两个层面,用数学彻底打通了。这在统计物理和数学物理领域,是一个里程碑式的进展。

