数学界“诺奖”首位女性得主:架起分析、几何和物理的桥梁

发布: | 发布时间:2019-03-23,星期六 | 阅读:759

原文作者:Davide Castelvecchi

2019年阿贝尔奖得主Karen Keskulla Uhlenbeck(凯伦·乌伦贝克)在分析、几何和物理中间构建起了桥梁。

美国数学家Karen Keskulla Uhlenbeck因其在分析、几何和数学物理等多种领域取得了杰出成绩,而荣获数学界的最高奖项之一——阿贝尔奖。挪威科学与文学院自2003年起开始颁发阿贝尔奖,奖金达600万挪威克朗(现合70.25万美元),Uhlenbeck是首位获得该奖的女性科学家

2019年阿贝尔奖被授予美国数学家Karen Keskulla Uhlenbeck,以表彰其在分析、几何和数学物理等领域所取得的重要研究成果。图片来源:Andrea

Kane/IAS3月17日,Uhlenbeck得知自己获奖。她的一位朋友打来电话,告诉她挪威科学与文学院正在联系她。“我很吃惊,”她告诉《自然》杂志,“真是完全没想到。” 挪威科学与文学院于3月19日宣布了获奖消息。

Uhlenbeck最为著名的是她在偏微分方程方面的研究。这类方程可以描述变量及其变化率之间的关系,是大多数物理定律的核心。不过,她在漫长的职业生涯中对很多领域都有所涉猎,并使用偏微分方程解决了几何和拓扑领域的问题。

她最有影响力的成果——也是她最自豪的成果——是发现了一种被称为“起泡”的现象。这是她和Jonathan Sacks合作获得的开创性成果之一。当时二人一起研究“最小表面积”,即肥皂薄膜是如何改变形状以最小化其能量的数学理论。但是这一理论有一个缺陷:某些点上会聚集无穷大的能量。Uhlenbeck独具慧眼,把目光“聚焦”到这些点上,发现这是因为原始表面上分裂出了新的泡泡。

她用类似的技巧为规范场的数学理论奠定了基础。这是经典电磁场理论的推广,也是粒子物理学中标准模型的基石。多领域开花Uhlenbeck的大多数工作是在20世纪80年代早期做出的。当时渐行渐远的不同研究学科重新开始了交流。她回忆到:“数学和物理学科之间的交流有了重大的发展。”数学家向物理学家证明了自己的知识能为他们派上用场,而物理学家“能想出很多给数学家研究的东西,数学家自己可想不出来”。

曾为Uhlenbeck的博士生的英国巴斯大学数学家Mark Haskins说,很多其他获奖的数学家的工作都扎根于Uhlenbeck引入的方法。其中包括1986年菲尔兹奖得主Simon Donaldson——他将规范场理论应用到了四维空间的拓扑学上,以及2009年阿贝尔奖得主Mikhail Gromov——他研究的是和弦论中的“弦”类似的数学结构,其中“起泡”理论起到了关键作用。

Haskins说Uhlenbeck是那种“能感觉到什么应该是对的”的数学家,虽然他们自己有时也不能解释为什么。他记得做学生的时候向Uhlenbeck提问,但是有时会无法理解她给的答案。“第一反应是Karen是不是听错了,因为她回答的是另外一个问题,”Haskins说,但是“可能过了好几周以后你才意识到,其实当时自己问了一个错误的问题”。“合法的反抗”1942年,Karen Keskulla生于俄亥俄州克利夫兰,后来在新泽西度过了一段少年时光。她自小就对学习非常感兴趣。“我读了图书馆里所有的科学书,最后愤愤然地发现没有书可读了。”她1996年在一篇自传性质的文章中写道。

Keskulla一开始对物理感兴趣,之后于1968年从马萨诸塞州的布兰迪斯大学获得了数学博士学位。她是系里为数不多的几位女性之一;系里有些人发现了她的天赋并鼓励她学习,但是其他人就不一样了。“他们说我们是女人,所以学不好数学,”她在1996年的那篇文章里写道,“我喜欢做别人认为我不该做的事,这是一种合法的反抗。”

Uhlenbeck之后辗转于几所大学任职——最早被男同事们无视或者边缘化——最后在1987年进入了得克萨斯州大学奥斯汀分校,直到2014年退休。坚定的倡导者Uhlenbeck一直坚定不挠地支持数学界的女性。她在普林斯顿高等研究院创立了“女性与数学”项目。“她是数代女性的榜样和导师,”英国华威大学数学家、伦敦数学学会主席Caroline Series说。

1990年,她在国际数学家大会上做了大会报告——此前在会上做过报告的女数学家只有现代代数奠基人Emmy Noether一个(1932年)。Uhlenbeck还获得了其他很多顶级奖项,包括2000年的美国国家科学奖章。

Uhlenbeck最初并不情愿成为一个榜样,但是在她那一代的几位女数学家成功之后,她意识到通向男女平等的道路比想象中要难。“我们都以为法律的阻碍消失之后,女性和少数族裔就可以走进学术界的大门,并获得应有的地位。”但是,改变学校规章简单,改变社会文化就难了,Uhlenback说。她希望自己这次获奖能够激励新一代的女生走进数学领域,就像Noether和其他人激励了她一样。

原文以Soap-bubble pioneer is first woman to win prestigious maths prize为标题发布在2019年3月19日《自然》新闻上


来源:Nature自然科研


 

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