中科大26岁特任教授陈杲攻克复微分几何领域世界难题

2 月 26 日,中国科学技术大学官方网站公布的一条消息引发了刷屏级的关注:该校几何与物理研究中心特任教授陈杲攻克了一道复微分几何领域的世界级难题。其论文成果《J 方程和超临界厄米特-杨振宁-米尔斯方程的变形》(The J-equation and the supercritical deformed Hermitian-Yang-Mills equation)已经于 2 月 18 日发表在世界知名的数学期刊《数学新进展》(Inventiones Mathematicae)上。

图|相关论文(来源:Inventiones Mathematicae)

据悉,陈杲教授的这篇论文一经发表,就引发了国际数学界的广泛关注,并被美国科学院院士劳森等人在第一时间内引用。并且,《数学新进展》作为国际数学界最权威的期刊之一,和《美国数学会杂志》《数学年刊》及《数学学报》三份期刊一起被列为世界级四大顶级数学期刊。

陈杲,浙江温州人,1994 年出生,2006 年以全国数学竞赛一等奖的优秀成绩被浙江省瑞安中学免试录取。2008 年,还在读高二的陈杲报考中国科学技术大学少年班,并以超过一本分数线 84 分的高考成绩被中科大提前录取。

图|陈杲在浙江省瑞安中学就读时(来源:浙江省瑞安中学官方微信公众号)

据陈杲个人讲述,他在中科大少年班完成了本科四年的学习。该校少年班的教师一般只是提纲挈领地讲一些重点知识,学生自主学习则占了更为重要的位置,而这种教学模式也恰好非常适合陈杲个人。在本科毕业时,他因数学系第一名的成绩而获得纽约州立大学石溪分校攻读数学博士的全额奖学金,其导师是微分几何世界最高奖维布伦奖得主陈秀雄。

图|陈杲在中国科学技术大学少年班就读时(来源:浙江省瑞安中学官方微信公众号)

在陈杲攻读博士学位的过程中,和导师陈秀雄教授合作,成功地解决了霍金为物理界大统一模型而于 1977 年提出的有关“引力瞬子”的问题。陈杲在攻克该问题的过程中查阅了大量的文献,还发现了菲尔兹奖得主阿提亚教授和他的学生希钦教授提出的磁单极子模型和引力瞬子之间存在的联系。

2017 年,陈杲得到菲尔兹奖获得者唐纳森爵士、沃尔夫奖获得者沙利文教授等人的推荐,赴普林斯顿高等研究院做博士后,并在两个不同的课题方面都取得了重要的研究进展。2019 年,陈杲获得美国威斯康星大学麦迪逊分校助理教授一职,并成为博士生导师,致力于研究卡拉比教授在 1954 年提出的一个几何界的核心问题,即常数量关系曲率凯勒度量问题。

2020 年 6 月,陈杲在写信给母校瑞安中学时也曾经提到:“回顾我近十年的科研之路,之所以能够取得一些成绩,除了有勤奋和机遇之外,还和我远大的志向以及较强的自学能力有关。”

2021 年,陈杲加盟中国科学技术大学几何与物理研究中心,并在之后顺利攻克了这道与复微分几何领域相关的世界性难题。直到目前,他已经在世界级的平台上公开发表过九篇学术论文。

图|陈杲(右边)与同学在普林斯顿高等研究院的合影(来源:浙江省瑞安中学官方微信公众号)

图|陈杲博士(左)与沃尔夫奖获得者沙利文教授的合影 (来源:人民日报)

陈杲的本次工作,是解出了陈秀雄和唐纳森独立提出的 J 方程以及丘成桐等人提出的超临界厄米特-杨振宁-米尔斯方程的变形,还在厄米特-杨振宁-米尔斯方程和凯勒-爱因斯坦方程之间进一步建立了联系。由这项研究成果得出的论文获得了审稿人的高度评价:“陈杲引入两个大胆的想法,解决了两个重要的方程,类似的结果极为罕见。”

根据中国科学技术大学官网消息,陈杲的这项研究成果属于复微分几何研究的范畴。在这个领域内,有两个来自物理学科的方程尤为重要,一个是已经成为量子力学标准模型的厄米特-杨振宁-米尔斯方程,另一个则是和相对论有着紧密关系的凯勒-爱因斯坦方程。复微分几何界的核心任务一直都是在一个稳定的前提下将两个方程求解出来。1977 年,丘成桐成功解得零曲率的凯勒-爱因斯坦方程。1985 年,在稳定的前提下,唐纳森、乌伦贝克和丘成桐顺利解出厄米特-杨振宁-米尔斯方程。2012 年,在稳定的前提下,陈秀雄、唐纳森和孙崧合作解出正曲率凯勒-爱因斯坦方程。而陈杲的这项工作则是这个领域内的又一重要进展。