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数学界新秀荣获2026年菲尔茨奖

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原文作者:Davide Castelvecchi

1982年后,该奖项首次授予中国出生长大的数学家。

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四名菲尔茨奖得主(从左至右):王虹、Jacob Tsimerman、John Pardon、邓煜。来源:西蒙斯基金会(Simons Foundation)

数学家邓煜、John Pardon、Jacob Tsimerman 和王虹赢得了2026年的菲尔茨奖——数学界备受推崇的奖项之一。获奖名单于7月23日美国费城举行的国际数学家大会(ICM)上公布。

这四位获奖者代表了数学的多个分支领域,从数论到数学物理学。他们之前都被视为菲尔茨奖的热门人选,这一奖项每四年颁发一次,至多授予4位40岁以下的数学家。

四位获奖者都在北美工作,不过其中两位,王虹和邓煜,都在中国出生长大。这是中国籍数学家首次获得这一奖项。王虹也是该奖项90年历史中第三位女性获奖者,此前分别是2014年的Maryam Mirzakhani (已故)和2022年的Maryna Viazovska。

不可逆流体

邓煜现年37岁,在深圳长大,在美国普林斯顿大学获得博士学位。他现在任职于美国芝加哥大学,专攻常用于描述物理现象的微分方程。他说听闻自己获奖时“非常高兴,这不但是对我本人,也是对我工作和研究领域的认可。”

邓煜极负盛名的成果,是突破了德国数学家大卫·希尔伯特(David Hilbert )1900年在ICM所作历史性演讲中提出的第六问题。希尔伯特向数学家们提出挑战,要求他们将流体的行为与光滑外表,与当时尚未获得广泛接受的一种理论——流体由大量原子和分子组成——协调起来。

邓煜与两名合作者[1]给出了一个严格的证明:大量构成粒子的微观碰撞——其行为如同微小台球不断弹射——会收敛到一类微分方程所描述的规律,19世纪末这类方程被用于描述流体。

这有助于化解一个表面上的悖论。微观物理在时间反演时依然成立,这意味着,如果有一段展示两个分子互相碰撞的视频,人们无法区分它是在正放还是倒放。但当大量分子构成流体时,它们会呈现不可逆的行为:比如说,如果你将冷气体与热气体混合,混合物绝不会再自发分离成冷气和热气。

触弦

现任职于纽约石溪大学的Pardon出生于北卡来罗纳州的教堂山,今年也是37岁。他在中学时期就对数学做出了首个原创贡献——关于平面上闭合几何的一个看似简单的问题[2]。他在普林斯顿读本科期间发表了多篇研究论文,还学了中文,同时作为大提琴手在大学管弦乐团中演出。

在斯坦福大学攻读博士期间,Pardon部分解决了另一个希尔伯特问题[3],但他的主要精力转向了辛几何和切触几何领域,这些领域源于对物理系统(如行星运动)的数学描述。辛几何“空间”维度总是偶数,切触空间则是其奇数维对应物,通常位于辛几何空间内部。

Pardon的博士论文是一部技术杰作,他在其中开发了区分两个切触空间的方法。后来他将这些工具用于解决辛几何和切触几何中的多个重大问题,包括一些从弦论物理学中产生的问题[4]——这是一种推测性的理论框架,将所有元素粒子和基本力解释为称为“弦”的环状结构的振动。数学家通常将此类弦建模为在辛空间内从一个切触空间移动到另一个切触空间的环。

与方程共鸣

Tsimerman说,解决数学谜题的热情早在他三岁时就开始了。“我自打记事起就对数学产生了兴趣。” 他现年38岁,是一位出生于俄罗斯的加拿大籍学者,现任职于加拿大多伦多大学。

他的主要研究方向是数论,特别是丢番图方程(Diophantine equations)是否以及如何能有整数解。这类方程与代数几何密切相关,包括与三维以上物体结构(称为志村簇,Shimura varieties)的联系。(这些内容在证明费马大定理时也有重要作用,这是20世纪后期最具代表性的数学成果之一。)

Tsimerman喜欢一个事实:如果志村簇能像物理物体一样振动,每个共振频率就会对应一个特定的丢番图方程。Tsimerman和同事在2021年证明了志村簇理论中一个核心命题[5],该命题以两位提出它的数学家命名,称为André-Oort猜想(André–Oort conjecture);他们还证明了普林斯顿高等研究院的Phillip Griffiths提出的另一个重要猜想[6]。

Tsimerman同时还是一位即兴喜剧演员,他正在筹备自己的首部音乐喜剧,《墨西哥宽边帽侦探》(The Sombrero Detective)。

穿针

王虹现任职于纽约大学,同时在巴黎附近的高等科学研究所(IHES)担任职位。这位34岁的数学家在中国南方的桂林长大,在北京大学读完本科,在美国麻省理工学院获得博士学位。

王虹的专长是调和分析,研究如何将声波等数学函数分解为构成频率(谐波),即傅立叶变换。她的工作探索了分形在调和分析中的作用,这是一类蕴含无限细节的对象。“你放大得越多,看到的就越多。”她说。

她广为人知的重要成果之一,是回答了日本数学家挂谷宗一(Sōichi Kakeya)1917年提出的一个看似简单问题的变体。如果将一根针放在桌上,旋转360度需要多少空间?答案令人惊讶:可以趋近于零。王虹说,这个问题有多种变体和推广到更高维的版本,它与高效进行傅立叶变换的方法密切相关。

王虹与数学家Joshua Zahl(现任职于中国南开大学)合作开展了一系列研究,在2025年发表了一篇预印本,其中表明,对于挂谷问题的三维版本,旋转针的优化结构是一种分形,其特征极为便于调和分析研究。

研究者认为,中国正涌现一代实力强大的数学家,包括许多现在正在攻读硕士学位的青年人才。“趋势显而易见”,邓煜说,这表明中国政府对科研多年的大力投入正在取得成果。

参考文献:

  1. Deng, Y., Hani, Z. & Ma, X. Preprint at arXiv https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.07818 (2024).

  2. Pardon, J. Trans. Amer. Math. Soc. 361, 1749–1764 (2009).

  3. Pardon, J. J. Amer. Math. Soc. 26, 879–899 (2013).

原文以Rising stars of mathematics awarded prestigious 2026 Fields Medal标题发表在2026年7月23日《自然》的新闻版块上

©nature

Doi:10.1038/d41586-026-02169-1

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