全球顶尖数学家齐聚上海,交叉研究何以成为学术热门?
1998年12月,第一届世界华人数学家大会在北京人民大会堂开幕。历时25年,2024年1月2日,世界华人数学家联盟2023年会在复旦大学相辉堂拉开帷幕,这也是世界华人数学家联盟年会首次在上海举行。“我们做了25年,做得很成功。”世界华人数学家联盟主席、著名数学家丘成桐先生,在年会上这般说道。
本届大会主题以“聚焦基础科学,探索数学学科发展新篇章”为主题,500余位全球顶尖数学家、学者以及高校师生代表齐聚一堂,探讨纯数学、应用数学以及交叉学科22个领域的重要成果和最新进展。现场揭晓并颁发ICCM鲍剑文最佳论文奖、博士论文奖、创意本科论文奖和若琳奖,表彰杰出华人数学家,激励青年科学工作者在各自的研究领域奋力探索。
同日,上海数学与交叉学科研究院揭牌成立。
这名“80后”物理学家获得了数学奖项
“我好像是唯一获奖的物理学家。”来自中国科学院的“80后”理论物理学家何颂是2023ICCM鲍剑文最佳论文奖获得者之一。不少读者可能很好奇,物理学家怎么获得了一个数学奖项?
何颂回忆起来也觉得非常神奇,他是在研究粒子物理的过程当中发现,解释基本粒子相互作用的物理理论与一个多年前提出的数学多面体直接相关,他用“数学不可思议的有效性”来形容这一现象,“可能几十年前数学家建立的一个理论,那时大家并不知道有什么用,但是多年后有物理学家去解释实验现象的时候,发现那套数学理论刚好可以拿过来,这是非常不可思议、但在物理学史上屡见不鲜的一件事情。”
“我们本来想解决的问题不见得会跟多面体有关。”何颂对澎湃新闻记者表示,他本想与合作者用简单的公式来描述复杂的粒子对撞概率,但他们发现,这个公式恰巧与50年代一位数学家提出的多面体体积相同。随着研究的粒子相互作用愈加复杂,他们发现存在更多的几何和组合学结构与更复杂的粒子对撞公式相似,这意味着“这些数学结构蕴藏着量子力学和相对论的基本原理”。何颂认为,这也是他获得本次最佳论文奖的原因之一,“至少开创了一些数学家可以研究的新的对象,而且在物理上非常重要。”
何颂的学术生涯一直充斥着“学科交叉”的元素,他在北京大学天文系的时候辅修了数学,在本届获奖论文发表后他也保持与数学学者进行合作研究,可以说,何颂的团队是一个物理学家与数学学家合作的跨学科团队,也正是学科交叉融合助力团队创造出新的研究成果。
提起物理与数学的关系,两者可谓“相爱相杀”——有人曾把物理与数学的合作比作“分分合合的婚姻”,数学要求缜密的逻辑推理过程,物理则更在意实验数据结果。何颂坦言,在近三十年,最前沿的基础物理正面临着缺乏实验、缺乏新数据的瓶颈,而数学是打破该瓶颈的一大借力,“当你暂时没有实验数据的时候,如何挖掘理论内部的深刻结构乃至找到最有希望取得突破的新理论,数学可能帮你揭示出来。”
上海数学与交叉学科研究院成立
同日下午,位于上海市杨浦区的上海数学与交叉学科研究院揭牌成立。该研究院由著名数学家丘成桐先生发起,是由上海市、杨浦区和复旦大学共同支持的新型研发机构。研究院重点面向基础数学、应用纯粹数学及人工智能与生物医药的交叉学科应用等领域,攻克重大科学难题和现实挑战,出原创性成果和颠覆性技术,培养一流人才,致力于建成世界一流的数学中心。
北京雁栖湖应用数学研究院教授邬荣领是最早来为研究院选址的学者之一,也是参与该研究院建设的第一批学者的一员。“研究院最独特的地方,在于它的自然环境、人文环境与学术环境的完美统一。在这里不同学术观点、学术问题、学术手段,甚至不同学术文化经常碰撞,产生火花。”邬荣领主要从事统计学研究,是通过收集、分析、解释数据来发现自然现象或社会现象的运行规律。
然而,随着大数据时代的到来,许多传统的统计模型已很难产生很高的分析功效,因为大数据包含的信息极其复杂与庞大。邬荣领认为,现今的统计学必须要与其他学科,特别是数学进行交叉,开辟新的研究理论与方法。比如,与拓扑学相交叉,统计学能更好地解析大数据内的变量因果关系,及其变量之间信息传播、扩散、繁殖的路径图,就能更精准地揭示自然规律或社会规律的发生发展动态。交叉形成的拓扑统计学将是统计学的新的发展分支,而交叉形成的统计拓扑学也将能丰富数学的研究内涵,对解决实际复杂问题有更大的帮助。
据邬荣领介绍,相较同为丘成桐牵头筹建的北京雁栖湖应用数学研究院,上海数学与交叉学科研究院更加侧重数学与生物医药、人工智能的交叉学科应用等领域。目前,已有十余位学者入驻该研究所,包括本地、外籍以及从国外回来的华裔学者,并将招募多位与复旦大学联合培养的博士生。