“卡拉比-丘空间” 雕塑。王修远/摄
■本报见习记者 江庆龄
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、SIMIS理事长丘成桐,中国科学院院士、复旦大学教授李骏等一同为广场揭幕。
产生深远影响的学术突破
卡拉比-丘广场中央竖立的“卡拉比-丘空间” 雕塑,大部分线条是弧形的,呈现出一个六维的开放空间。“卡拉比-丘空间”理论背后,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。
仪式现场,丘成桐分享了关于这项研究的往事。
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利福尼亚大学伯克利分校,师从陈省身。在校期间,丘成桐首次了解到“卡拉比猜想”,对其产生了浓厚兴趣。
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,丘成桐甚至花费了大量时间试图找到反例。直到20世纪70年代,丘成桐证明了该猜想,带来了“超弦理论的基石”——卡拉比-丘流形。这对理论物理产生了深远影响。
与此同时,物理学家关于弦理论的研究也对数学产生了深刻影响,引发了人们对“镜像对称”理论的关注。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,同时也影响着物理学的发展。”丘成桐说。他期望研究者要做有深度的学问,进行深入的思考和探索,同时,他对SIMIS的发展寄予厚望,期待有更多能经受住时间检验的学术研究在此诞生。
25%基础数学+25%应用数学+50%交叉学科应用
值得一提的是,1月2日是SIMIS成立一周年纪念日。SIMIS由丘成桐牵头,李骏担任首任院长。据介绍,SIMIS对标世界一流,采用与国际接轨的人才选拔机制,从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。一年来,SIMIS已引进来自俄罗斯、美国、加拿大等10多个国家50多位全职科研人员及15位访问学者。这支科研人才队伍以中青年为主,研究领域涵盖基础数学、应用数学、交叉学科的不同分支。
丘成桐认为,随着数学的发展,基础数学和应用数学的边界已经不那么清晰,且能够互相促进。“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,就可用于不同场合,这就是数学的威力所在。”丘成桐说。
正是基于这样的趋势判断,SIMIS以“25%基础数学+25%应用数学+50%交叉学科应用”为研究布局规划,在鼓励进行基础数学研究的同时,也在探索研究成果落地的新路径,并支持若干交叉学科项目。
过去一年,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项目均在实施推进中。
“数学研究都是长周期的,SIMIS的研究人员目前开展的工作,有些在加入前已经完成了一部分,有些是全新课题。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,未来,SIMIS将吸引更多全球顶尖科学家,为推动数学与交叉学科的发展贡献更大力量。
《中国科学报》 (2025-01-07 第1版 要闻)