浙江大學(xué)學(xué)霸數(shù)學(xué)曾考38分如今研究三體取得重大突破是真的嗎?
發(fā)布時(shí)間:2017-11-06 11:00
編輯:創(chuàng)大鋼鐵
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數(shù)學(xué)是什么?是小時(shí)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(duì)于文中的人來說,數(shù)學(xué)真
數(shù)學(xué)是什么?是小時(shí)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(duì)于文中的人來說,數(shù)學(xué)真的是人生中無比重要的一部分!而對(duì)于浙江大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院的青年教師周青龍來說,從小學(xué)數(shù)學(xué)38分,到第十三屆鐘家慶數(shù)學(xué)獎(jiǎng)獲得者,這一路,數(shù)學(xué)帶給他的遠(yuǎn)不止考試的“折磨”——知識(shí)、方法和思維,是他在數(shù)學(xué)中收獲的珍寶。興趣是學(xué)習(xí)的第一任老師周青龍來自湖北黃岡,小時(shí)候的他對(duì)于數(shù)學(xué)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(xué)習(xí)數(shù)學(xué)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(diǎn)?!爱?dāng)時(shí)就覺得數(shù)學(xué)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(huì)交于一個(gè)點(diǎn)。”這個(gè)眾所周知的定理讓周青龍對(duì)數(shù)學(xué)背后的規(guī)律產(chǎn)生了興趣。當(dāng)他考試再次拿到61分,卻已是全班第一時(shí),他對(duì)數(shù)學(xué)的熱愛被徹底地激發(fā)出來,對(duì)探索現(xiàn)象背后的規(guī)律的信心也越來越足?!白鰯?shù)學(xué)要有敏銳的直覺,還要有扎實(shí)的計(jì)算。”受華羅庚和龐加萊的影響,周青龍開始注意到數(shù)學(xué)對(duì)數(shù)理經(jīng)濟(jì)和天體運(yùn)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(jì)環(huán)境治理這樣的“難題”,在出臺(tái)一項(xiàng)項(xiàng)辦法措施時(shí),如果不考慮時(shí)間不一致性導(dǎo)致的代際博弈,措施的效果將會(huì)大打折扣?!耙?yàn)閷?duì)于當(dāng)下來說最優(yōu)的決策,隨著時(shí)間的推移,在未來某個(gè)時(shí)間來看,繼續(xù)執(zhí)行該策略的效果并不一定是最優(yōu)的。”數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)運(yùn)算草稿比如霧霾治理,強(qiáng)制性地限行、關(guān)停工廠,可能在短時(shí)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(shí)到“霧霾不利于人體健康”,從而促使人們主動(dòng)做出節(jié)能減排的選擇以及主動(dòng)的監(jiān)督?!霸跁r(shí)間不一致的情況下,改變?nèi)藗兊墓沧R(shí)可能會(huì)更加有效?!?0年苦心孤詣,三體難題取得重要進(jìn)展在決策時(shí)間不一致的情況下,如何做出一個(gè)最優(yōu)方案。這是一個(gè)很有意思的研究,因?yàn)楫?dāng)人們做出決定的時(shí)候,總是基于當(dāng)下的最優(yōu)情況,而很少會(huì)考慮到時(shí)間發(fā)展而導(dǎo)致的策略變化。在第十三屆鐘家慶數(shù)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上,周青龍就憑借在非線性泛函分析和數(shù)理經(jīng)濟(jì)與天體力學(xué)的交叉領(lǐng)域上取得的突出成績(jī)而獲得表彰。頒獎(jiǎng)典禮現(xiàn)場(chǎng),右四為周青龍沒錯(cuò),這位年輕的數(shù)學(xué)家,不僅把自己學(xué)到的變分方法運(yùn)用到了數(shù)理經(jīng)濟(jì)里頭,還使三體問題的研究取得重大突破——沒錯(cuò)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(jì)元、恒紀(jì)元存在著文學(xué)夸張的成分,但確實(shí)反映了三體問題中,混沌的不可預(yù)測(cè)性。”三體問題中,運(yùn)動(dòng)軌跡很難預(yù)測(cè),受恩師南開大學(xué)陳省身數(shù)學(xué)研究所教授、中科院院士龍以明辛道路的指標(biāo)迭代理論啟發(fā),周青龍對(duì)這個(gè)“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(píng)價(jià)“有趣的”?!氨热绠?dāng)我們要把飛行器發(fā)射到地球和月球中間的時(shí)候,這就形成了一個(gè)共線,多發(fā)射幾個(gè)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(diǎn)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(diǎn),如何利用該系統(tǒng)的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的知識(shí)去節(jié)省飛船消耗的能量。巧合的是,在這次國家數(shù)學(xué)三大獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)嘉賓名單中,龍以明榮膺我國數(shù)學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)項(xiàng)——華羅庚數(shù)學(xué)獎(jiǎng)。他們所應(yīng)用的辛道路的指標(biāo)迭代理論,是獨(dú)立于國外的一套描述運(yùn)動(dòng)軌道的分析性質(zhì)的指標(biāo)體系,是讓外國人都驚呼“令人震驚的”的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)。這對(duì)“師徒檔”正通過不斷的嘗試和努力,從理論數(shù)學(xué)的角度,為數(shù)學(xué)強(qiáng)國夢(mèng)添磚加瓦?!昂芏嗫萍紕?chuàng)新追本溯源,最終都與某些數(shù)學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展息息相關(guān)。中國成為數(shù)學(xué)強(qiáng)國與中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)緊密相連。”周青龍說。數(shù)學(xué)無用?它是生活重要的一部分對(duì)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(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)和導(dǎo)師,希望能夠以此為契機(jī),能夠和相關(guān)方向的學(xué)科領(lǐng)域?qū)<议_展交叉合作和思想的碰撞?!弊鳛榍嗄陮W(xué)者,他希望自己能把基礎(chǔ)理論做扎實(shí),把眼界放開?!艾F(xiàn)在很多年輕人,學(xué)習(xí)只停留在知識(shí)的層面,但是如果上升到了方法、思維的層面,就不會(huì)覺得數(shù)學(xué)沒用?!痹谥芮帻堁劾?,數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)分為三個(gè)層次:知識(shí)、方法和思維。歸納、最優(yōu)化、隨機(jī)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(shí)這也是數(shù)學(xué)思維在生活中的應(yīng)用?!闭缰芮帻埫枋龅哪菢?,數(shù)學(xué)確實(shí)已經(jīng)成為了周青龍生活的一部分,甚至在坐高鐵的時(shí)候,他都會(huì)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(shí),能夠最節(jié)省用料?!拔姨貏e希望我的學(xué)生在類似數(shù)學(xué)這樣重要的學(xué)科中,不僅僅是掌握知識(shí)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?lì)自己的學(xué)生。
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