作者:江庆龄 来源:中国科学报 发布时间:2025/1/6 16:05:01
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要做能经受时间检验的研究!卡拉比-丘广场在此揭幕

 

1月4日,卡拉比-丘广场揭幕仪式在上海数学与交叉学科研究院(SIMIS)举行。世界华人数学家联盟主席、上海数学与交叉学科研究院理事长、清华大学求真书院院长丘成桐,中国科学院院士、复旦大学数学与交叉学科研究中心主任李骏,杨浦区委副书记、区长周海鹰和杨浦区副区长刘晋元一同为广场揭幕。

揭幕仪式现场。

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卡拉比-丘广场中央等待揭幕的“卡拉比-丘空间”模型,大部分线条都是弧形,呈现出一个六维的开放空间。而这个模型背后,离不开美国国家科学院院士、宾夕法尼亚大学名誉教授尤金尼奥·卡拉比和丘成桐两位国际数学大师的工作。

经过近50年检验的学术突破

仪式现场,丘成桐分享了关于这项工作的往事。1954年,卡拉比提出了“卡拉比猜想”,探讨在封闭空间中是否存在没有物质分布的引力场。1969年,20岁的丘成桐来到美国加州大学伯克利分校,师从陈省身。在校期间,丘成桐首次了解到卡拉比的猜想,对其产生了浓厚兴趣。

丘成桐。江庆龄摄

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最初,包括丘成桐在内的许多数学家都认为这一猜想是错误的,他甚至花费了大量时间试图找到反例。直到20世纪70年代,丘成桐后在证明了该猜想,带来了“超弦理论的基石”——卡拉比-丘流形,对理论物理产生了深远的影响。

与此同时,物理学家对弦理论的研究对数学本身也产生了深刻的影响,引发了人们对“镜像对称”理论的研究,由此,微分几何、代数几何和物理联系起来。

“一个重要的科学发现,是能经受住过时间的考验,并不断发展的。到今天,卡拉比-丘空间依然是数学上的一个重要问题,同时也影响着物理的发展。”丘成桐在致辞尾声寄语在此的研究者和学生,要做有深度的学问,进行深入的思考和探索,并对SIMIS的发展寄予厚望,期待更多能经受住时间检验的学术研究在此诞生。

已引进五十余位全职科研人员

值得一提的是,1月2日也是SIMIS揭牌成立的一周年。

研究院由丘成桐牵头,李骏担任首任院长,坐落于上海繁华的五角场商业区,毗邻复旦大学邯郸和江湾两大校区,便利的交通条件极大促进了学术交流。同时,研究院也致力于解决研究人员的“面包”问题,提供了在国际上都颇有竞争力的薪酬和科研经费,同时全力帮助他们解决安家落户,还有子女教育、医疗等问题。

根据原本的建设方案,研究院2024年共计划引进26名科学家,其中包括6名顶尖科学家(菲尔兹奖)或战略科学家(国际名校长聘教授)。

实际上,SIMIS已引进来自俄罗斯、美国、加拿大等十多个国家五十多位全职科研人员及15位访问学者。这支科研人才队伍主要以中青年为主,研究领域涵盖基础数学、应用数学、交叉学科的不同分支。未来两到三年内,研究院的研究团队规模计划达到100-150人,博士研究生人数将增加到100人左右。

研究院对标世界一流,采用了与国际接轨的人才选拔机制,多维度考虑候选者的学术背景,引进全球范围内顶尖的科学家。

“研究院过去一年的工作,比我预期得更好。在20年前很难想象,我们研究院成立一年就能够吸引到如此数量的人才,其中既有海外的留学生和学者回国,也有一部分是非华裔的学者。”丘成桐表示,“除了以往发表的论文,我们也要求申请加入SIMIS的研究人员提供3~4封推荐信,我们非常关注与同领域内国际权威学者的意见。”

而对加入SIMIS的研究人员来说,一年至少一篇学术论文的要求并不困难。在做出重要科学发现的共同目标下,他们都非常享受在大楼内共同解决难题的过程。四处可见的落地窗,让思维被倾泻入内的阳光照亮;随处可及的黑板,则让科研人员能随时写下讨论交流时迸发的灵感。日积月累的辛苦思索和灵光一现的“顿悟”,在这家研究院里随时发生着。

“爬山很辛苦,但依然有非常多的登山爱好者不断向更高峰挑战。在他们看来,攀登的过程是乐趣而非消耗。”丘成桐说道,“同样的,做学问无疑需要花费很多时间和精力,但对我来说,研究的问题非常有趣,做学问让我感到很快乐。”

基础数学与应用数学并重

随着数学的发展,基础数学和应用数学之间的边界已经不再那么清晰,两者都十分重要,且能够互相促进。一方面,基础数学的突破可能在某个时刻突然变得非常实用,另一方面,应用数学中的一些问题可以为基础数学研究提供新的思路和方向。

以人工智能(AI)为例,目前尚无法判断生成式人工智能(AIGC)大模型得到的结果是否准确,如果盲目信赖AI计算得到的结果,极有可能造成严重的后果。丘成桐解释:“正如牛顿用‘扔石头’的方法研究地球引力,但他没有想到,后续会在此基础上发展出万有引力,用于研究天体物理。同一个原理,只要我们完全理解了,可用于不同的场合,这就是数学的威力所在。所以,当我们通过数学的方法把AI的底层逻辑研究清楚之后,不仅能够推动AI的进一步发展,也可能带来其他领域的突破。”

也正是基于这样的趋势,SIMIS围绕“25%基础数学+25%应用数学+50%交叉学科应用”的研究布局规划,鼓励做基础数学研究的同时,也在探索数学研究成果落地的新路径,拟支持若干项目,促进与高校、研究机构和企业的交叉应用与成果转化。

在前期,研究院收到众多项目申请,经过多轮的评估和探讨,最终确定支持9个交叉学科项目。过去一年中,包括复杂疾病发生的网络拓扑解析、机场区域复杂气象仿真系统高精度数值方法、人类语言演化复杂系统建模研究等系列项目均在实施推进中。

“数学研究都是长周期的,研究院的研究人员目前开展的工作,有些是在加入SIMIS前已经完成了一部分,也有些是全新的课题。研究方向包括数学、物理,以及偏应用的交叉领域,整体来说,都是世界一流的工作。”丘成桐表示。

而此次揭幕的卡拉比-丘广场,不仅是一个地标,也是一个启发思考、激发创新的平台。未来,SIMIS将依托这一平台,吸引更多全球顶尖科学家向上海集聚,助力上海科技创新能力持续增强,为推动数学与交叉学科的发展贡献更大力量。

 
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