浙江大學學霸數(shù)學曾考38分如今研究三體取得重大突破是真的嗎?
發(fā)布時間:2017-11-06 11:00
編輯:創(chuàng)大鋼鐵
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數(shù)學是什么?是小時候?qū)憹M本子的算術(shù)題?是絞盡腦汁都想不出來的函數(shù)題?還是掛了很多人的高“樹”?而對于文中的人來說,數(shù)學真
數(shù)學是什么?是小時候?qū)憹M本子的算術(shù)題?是絞盡腦汁都想不出來的函數(shù)題?還是掛了很多人的高“樹”?而對于文中的人來說,數(shù)學真的是人生中無比重要的一部分!而對于浙江大學數(shù)學科學學院的青年教師周青龍來說,從小學數(shù)學38分,到第十三屆鐘家慶數(shù)學獎獲得者,這一路,數(shù)學帶給他的遠不止考試的“折磨”——知識、方法和思維,是他在數(shù)學中收獲的珍寶。興趣是學習的第一任老師周青龍來自湖北黃岡,小時候的他對于數(shù)學可并不怎么感冒,甚至還考出過38分的“超低分”。盡管如此,他卻在學習數(shù)學中發(fā)現(xiàn)了有趣的事兒:三角形的高線、中線、角平分線都能交于一點?!爱敃r就覺得數(shù)學特別神奇,明明不一樣的線,但是能夠總結(jié)出相似的規(guī)律——都會交于一個點。”這個眾所周知的定理讓周青龍對數(shù)學背后的規(guī)律產(chǎn)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(shù)學的熱愛被徹底地激發(fā)出來,對探索現(xiàn)象背后的規(guī)律的信心也越來越足。“做數(shù)學要有敏銳的直覺,還要有扎實的計算?!笔苋A羅庚和龐加萊的影響,周青龍開始注意到數(shù)學對數(shù)理經(jīng)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(dǎo),周青龍發(fā)現(xiàn),例如像經(jīng)濟環(huán)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(dǎo)致的代際博弈,措施的效果將會大打折扣。“因為對于當下來說最優(yōu)的決策,隨著時間的推移,在未來某個時間來看,繼續(xù)執(zhí)行該策略的效果并不一定是最優(yōu)的?!睌?shù)理經(jīng)濟學運算草稿比如霧霾治理,強制性地限行、關(guān)停工廠,可能在短時間內(nèi)取得一定的效果,但從長期來看,更重要的是讓所有人意識到“霧霾不利于人體健康”,從而促使人們主動做出節(jié)能減排的選擇以及主動的監(jiān)督?!霸跁r間不一致的情況下,改變?nèi)藗兊墓沧R可能會更加有效?!?0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(yōu)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,總是基于當下的最優(yōu)情況,而很少會考慮到時間發(fā)展而導(dǎo)致的策略變化。在第十三屆鐘家慶數(shù)學獎頒獎典禮上,周青龍就憑借在非線性泛函分析和數(shù)理經(jīng)濟與天體力學的交叉領(lǐng)域上取得的突出成績而獲得表彰。頒獎典禮現(xiàn)場,右四為周青龍沒錯,這位年輕的數(shù)學家,不僅把自己學到的變分方法運用到了數(shù)理經(jīng)濟里頭,還使三體問題的研究取得重大突破——沒錯就是在《三體》小說里,火過一遍的三體問題?!半m然小說中的亂紀元、恒紀元存在著文學夸張的成分,但確實反映了三體問題中,混沌的不可預(yù)測性?!比w問題中,運動軌跡很難預(yù)測,受恩師南開大學陳省身數(shù)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(fā),周青龍對這個“難題”——共線的N體問題發(fā)起了挑戰(zhàn),并且發(fā)現(xiàn)它的開普勒共形解的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)得到了完全的分解,連國外同行專家都連連評價“有趣的”?!氨热绠斘覀円扬w行器發(fā)射到地球和月球中間的時候,這就形成了一個共線,多發(fā)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(wěn)定性,將有助于為位于軌道上的特殊點的飛行器,解決航行的穩(wěn)定性和控制性方面的一些關(guān)鍵問題——比如,在地月系統(tǒng)的歐拉點,如何利用該系統(tǒng)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的知識去節(jié)省飛船消耗的能量。巧合的是,在這次國家數(shù)學三大獎的獲獎嘉賓名單中,龍以明榮膺我國數(shù)學領(lǐng)域最高獎項——華羅庚數(shù)學獎。他們所應(yīng)用的辛道路的指標迭代理論,是獨立于國外的一套描述運動軌道的分析性質(zhì)的指標體系,是讓外國人都驚呼“令人震驚的”的一項研究發(fā)現(xiàn)。這對“師徒檔”正通過不斷的嘗試和努力,從理論數(shù)學的角度,為數(shù)學強國夢添磚加瓦?!昂芏嗫萍紕?chuàng)新追本溯源,最終都與某些數(shù)學領(lǐng)域的進展息息相關(guān)。中國成為數(shù)學強國與中華民族偉大復(fù)興的中國夢緊密相連?!敝芮帻堈f。數(shù)學無用?它是生活重要的一部分對于自己在理論領(lǐng)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(dǎo)師,希望能夠以此為契機,能夠和相關(guān)方向的學科領(lǐng)域?qū)<议_展交叉合作和思想的碰撞?!弊鳛榍嗄陮W者,他希望自己能把基礎(chǔ)理論做扎實,把眼界放開。“現(xiàn)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(shù)學沒用。”在周青龍眼里,數(shù)學的學習分為三個層次:知識、方法和思維。歸納、最優(yōu)化、隨機方法,這些屬于方法范疇;邏輯思維、結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)謠言,其實這也是數(shù)學思維在生活中的應(yīng)用。”正如周青龍描述的那樣,數(shù)學確實已經(jīng)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(yōu)的情況下,如何在保證質(zhì)量的同時,能夠最節(jié)省用料?!拔姨貏e希望我的學生在類似數(shù)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?!敝芮帻埲绱思钭约旱膶W生。
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