记时代之变迁  立时代之潮流  时代之先声 

周向宇院士:数学教育应以激发学生兴趣为出发点

来源:科技日报 | 作者:科技日报 | 发布时间: 2024-07-02 21:38:42 | 196 次浏览 | 分享到:

人物档案

周向宇,中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院研究员。证明了扩充未来光管猜想与谢尔盖耶夫(Sergeev)猜想,研究成果被写入《二十世纪的数学大事》《数学的发展:1950—2000》,被认为是“数学发展的亮点之一”。荣获国家自然科学奖二等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、陈省身数学奖、陈嘉庚科学奖、全国创新争先奖等奖项。

他是享誉中外的数学家。他证明了扩充未来光管猜想与谢尔盖耶夫(Sergeev)猜想,研究成果被写入《二十世纪的数学大事》;带领团队解决了最优L2解析延拓问题以及乘子理想层的强开性猜想等,被誉为继华罗庚、陆启铿后,中国多复变学派第三代传人。

他同时是活跃在大中小课堂的科普工作者。在今年“六一”国际儿童节所在的一周,他做了4场科普报告。从春晚魔术谈起,他介绍了中国古代关于数论、代数运算、无穷与极限的思想,复原了西周数学家商高对勾股定理的证明,旁征博引地说明古代数学与国学、语言、文化等的联系与影响。

他就是中国科学院院士、中国科学院数学与系统科学研究院研究员周向宇。作为一位数学家,他如何兼顾科研与科普?6月初,刚刚从外地出差回来的周向宇接受了科技日报记者采访。

要做就做最前沿的研究

记者:可否请您为我们介绍下您的研究领域?

周向宇:学过高等数学的人应该对复变函数不陌生。顾名思义,单复变函数是研究一个复变量解析函数的性质,多复变函数则是研究多个复变量解析函数的性质。

大多数单复变函数中的结果,无法平行推广到多复变函数的情形。那么,经典问题有什么新提法、新形式,多复变又有什么新问题、新思想、新方法和新结果,与其他领域有什么联系,这正是多复变函数要研究的。上世纪50年代,华罗庚先生创建我国多复变函数论学科。他在1952年中国科学院数学研究所建所大纲中就提出,创建自主的数学研究。

记者:华罗庚先生是您导师陆启铿院士的导师?

周向宇:对,陆先生是华老1950年回国后带的第一位研究多复变的学生。1985年,我到中国科学院数学研究所读研究生,陆先生给我的第一本书就是华老的《多复变数函数论中的典型域的调和分析》。华老凭借该工作获得了我国首届自然科学奖一等奖,也奠定了我国多复变研究在国际数学界的地位。后来,华老和陆先生合作研究并发表了一系列研究调和函数的文章,从而在典型域上建立了调和函数的完整理论。华老、陆先生是多复变与复几何交叉领域的国际先驱,对这个领域产生了广泛、深入、持久的影响。

记者:您当初为何选择多复变函数这一研究领域?

周向宇:布尔巴基学派认为,多复变函数论是现代数学最深刻、最困难的理论之一。华老和陆先生在该领域做了很多开拓性的工作,使我国在国际上处于领先地位。

我在读初中的时候,全国都在宣传华罗庚、陈景润、杨乐、张广厚的事迹,鼓励大家勇攀科学高峰。这几位科学家都来自中国科学院数学研究所,都研究复分析或其在数论中的应用。那时,我就有了明确的目标——到中国科学院数学研究所做一流数学研究。后来读研究生时要选导师,我想,要做就做最前沿的研究。多复变函数难度比较大、门槛比较高、交叉性比较强,是非常前沿的研究领域。我对复变函数有兴趣,所以毫不犹豫地选了做多复变函数的陆先生作导师。在他的帮助下,我得到了严格训练,为以后的研究打下了坚实基础。

十年攻克一道世界难题

记者:扩充未来光管猜想是您的成名作之一,但这应该是一个物理学问题?

周向宇:扩充未来光管猜想源自量子场论,一些有物理学意义的命题都基于这一猜想。该猜想陈述很简单,称扩充未来光锥管域是一个全纯域,也就是说,由未来光锥复化而成的管域在复洛伦兹群作用下扩充生成的区域上,存在解析函数不能解析延拓出去,是一个多复变函数的解析延拓问题,被苏联《数学百科全书》列为未解决的一个问题。博戈柳博夫学派和怀特曼学派在上世纪50年代研究量子场论及希尔伯特第六问题时提出这一猜想,不少国际一流数学家尝试研究过该问题。该猜想还与关于规范场的千禧年问题有联系。在陆先生推荐下,1990年我博士毕业留所工作后,带着这一问题应邀前往苏联科学院斯捷克洛夫数学研究所访问。

记者:这是您耗时最久的一道题吧?中间想过放弃吗?

周向宇:耗时比较久,用了差不多10年时间,但我从没想过放弃,因为越研究越觉得这个问题有意思。起初,对于这一猜想我甚至不理解它是什么意思,后来经过不断提问、思考,发现不同领域间的奇妙联系,再到拆解、逐段证明,终于在1997年解决了这一问题。证明的一个关键是用到“伯格曼-华核”及华派矩阵技巧。正如陆先生所言,“这一招如果不是华学派的弟子是难以想到的”。这反映了华老、陆先生工作对我的长期影响。

记者:后续您又做了什么工作?

周向宇:我又带着学生解决了最优L2延拓问题,以及乘子理想层的强开性猜想。它们都是多复变领域的核心问题。受华老的影响,我们自主走出一条路,从研究最优L2延拓问题入手,发现了与前人显式函数法不同的待定函数法,并建立了关于待定函数的常微分方程以求解待定函数,使得此前“大海捞针”式地寻找最优延拓能做到有的放矢,从而解决了长期悬而未决的吹田(Suita)猜想等一批问题。正是有了对最优L2延拓问题的探索,我们得以找到与前人不同的方法、路径,解决了被认为“相当难以企及的”“核心的”强开性猜想。

   相关新闻