第509章 1970年的圣诞节 科技入侵现代
林燃似乎並没有在意周围那些试图上来攀谈的权贵。
他的目光穿过人群落在了角落里有些格格不入的中山装们身上。
原本喧闹的宴会厅再次安静下来。
所有人都屏住了呼吸,想看看这位被媒体添加了新名头“白宫的无冕之王”
的华裔会如何对待来自华国的客人。
林燃迈开步子,径直走了过来,他直接和姜立夫握手道:“姜教授,欢迎来到纽约参加这次的纽约数学大会。”
林燃的上前,打破了寂静,气氛一下就重新变得热烈起来。
华国代表团的数学家们,同样的在看到林燃之后都变得自信了起来。
我们从物质上確实比不过阿美莉卡,但在这个以智力为硬通货的领域,华人的大脑不比任何人差。
“林教授,又见面了,上次在尼斯,你的风采让我记忆犹新,这次在你的主场,气势更足啊!”姜立夫奉承道。
华国代表团中第一次见林燃的年轻数学家们內心很是惊讶,惊讶於对方居然在大庭广眾之下和华国代表用中文沟通。
歷史的细节,是不会在报纸上看到的。
“哈哈,姜教授,纽约的暖气太燥,代表团的同志们还习惯吗?”林燃接著问道。
“还行。”姜立夫不卑不亢地回答道,“不仅是暖气燥,纽约的这种热闹,我们也还需要適应。”
“適应就好。”林燃点了点头:“世界在变,以后这样的热闹,我相信燕京以后也会有的。”
他转过身,从侍者托盘里拿起两杯香檳,但並没有递给姜立夫,而是自己留了一杯,將另一杯举在半空,对著全场那些竖著耳朵的西方人,换回了英语:“诸位,在这个圣诞夜,我们欢迎来自遥远东方的同行。
数学是宇宙的语言,它不分国界,不分主义。”
说著,他看向华国代表团们,举杯致意,眼神中似乎藏著千言万语:“为了那个我们共同追求的的数学真理。”
而周围的老外们看著这一幕,神色如常。
大家都很清楚教授虽然是白宫的高官,但他的灵魂深处,依然保留著来自华国的文化底色。
今年的数学家大会和往年比,提前一天有个晚会,迎接华国代表团的到来,也是迎接教授的到来。
第二天才能称得上是正式开始。
在哥伦比亚大学最大的一间阶梯教室,甚至还需要从別的教室搬一些椅子进来。
密密麻麻坐满了当今世界上最顶尖的大佬。
从普林斯顿到巴黎高师再到哥伦比亚。
“各位,好久不见,前两年都没有时间来参加纽约数学家大会,我作为发起人之一实在是深感惭愧。
所以我就和今年的主办方福克斯教授商量,说今年我参加,作为我的主场好不好?
可能整个会议时间我需要全部占据,我会解决一个问题,还会提出一个问题。
福克斯教授欣然同意,那么我也不是谦虚,今天的会议就由我接管了。
接下来让我们进入数学的世界吧。”
林燃站在讲台上,话音落下后,台下是雷鸣般的掌声。
来的人多,掌声的分贝也更高。
“诚如各位在会议开始前所接到的通知那样,我们今天要讲庞加莱猜想的证明。”
台下满是期待的眼神。
这是一个属於纯粹理性的时刻。
在场的数学家们都等待迎来来自教授的思维风暴。
对哥伦比亚大学的数学博士而言,他们以后要是去欧洲任职,和欧洲同事们拉近距离的最大谈资就是:“我上过教授的课。
“半年前在法兰西尼斯举办的数学家大会上,我提到过,我和蓬皮杜总统聊到庞加莱猜想,让我有了一些灵感。
当时我说的是,也许四年后能找到解法,但好像不需要四年,半年时间,我已经找到了解法。”
这是专属於教授的凡尔赛时刻。
“各位,先让我们想像一个封闭的、没有边缘的三维空间。”林燃在黑板上画了一个扭曲的、不规则的球体,像是一个被揉皱的纸团,然后面对著台下的眾人说道:“庞加莱曾经问我们:如果一个三维流形中,任何一条闭合的曲线都可以连续收缩成一个点,那么这个流形是否一定等同於一个三维球面?”
他转过身,粉笔在黑板上重重一点:“六十年来,我们都在试图用拓扑学的手术刀去切割它,去缝合它。
但今天,我想向各位展示一种新的方法:热流。”
林燃在黑板上行写了一个方程式,来自法兰西的皮埃尔一下就就看出了方程的恐怖之处,左边是度量张量隨时间的变化率,右边是里奇曲率张量。
“为了让大家理解它,我们得先忘掉几何,想一想物理。
大家都知道傅立叶的热传导方程。
如果你在一个不规则的金属块上加热,热量会怎么流动?
它会从高温区流向低温区,直到整个金属块的温度变得均匀。
热流方程本质上是在平滑温度的差异。
而我的这个方程,就是在几何上模擬热传导。
只不过,这里流动的不是热量,而是曲率。
想像一个畸形的三维空间,就像一个表面凹凸不平的土豆。
在这个方程的演化下,曲率大的地方会收缩,曲率小的地方会扩张。
就像热量扩散一样,空间的畸变会隨著时间的推移而逐渐被抚平。
在数学上,我们定义git(t)为黎曼度量族。
隨著t的增加,无论这个流形最初多么扭曲,它都在试图进化成一个拥有常截面曲率的完美形態。”
说到这里,林燃停顿了片刻,眉头紧锁,似乎在面对一个看不见的敌人。
“但是,这里有一个致命的陷阱,那就是奇点。
他在黑板上重新画了一个哑铃形状的物体,中间连接的把手非常细。
“当里奇流作用於这个哑铃时,两端的球体会变圆,但中间的连接颈部会收缩得比其他地方更快。
当曲率趋向於无穷大时,这个颈部会断裂。
在数学上,这意味著方程爆破,演化停止。
“台下的数学家们屏住了呼吸。
这就是几十年来拓扑学家们的噩梦。
“如果是过去,我们会在这里停下,宣布失败。”
但现在我们可以引入了一个手术。”
林燃用手作挥舞状,似乎手就是一把刀。
“在奇点即將形成的前一刻,我们人为地切断这个颈部,將两个断开的埠分別用一个標准的球冠封死。
然后,让新的流形继续按照里奇流方程演化!
切断、封口、继续演化;再遇到奇点,再切断、再封口...”
林燃仿佛指挥家在指挥一场宏大的交响乐:“当我们不断重复这个过程,隨著时间t趋向於无穷大,那些复杂的、纠缠的拓扑结构会被一个个分解。
最后,我们会发现,剩下的所有碎片,都是我们熟悉且標准的三维球体。”
林燃双手撑著讲台,扫视全场:“如果我们能证明,任何单连通的封闭三维流形,在经过里奇流和手术的洗礼后,最终都不可避免地退化为標准球体。
那么,我们就反向证明了—一它们最初的本质,就是球体。
这,就是庞加莱猜想的终结。
接下来让我们正式进入到论证的过程中去...”
台下的听眾们仿佛刚刚经歷了一场思维的过山车。
林燃没有使用晦涩难懂的拓扑学术语,同调群或基本群,而是用热量和手术这两个比喻展示了如何將一个复杂的宇宙,规训为最完美的几何形態。
这给听眾们带来的不仅是数学的胜利,也是哲学的思考:混乱终將归於秩序。
今天的场合,陈景润没有出席,因为害怕被华国代表团给认出来。
坐在姜立夫身边的是陈省身,他用中文说道:“姜先生,教授这是在用这样的方式欢迎你们的到来。”
陈省身是姜立夫的学生,姜立夫闻言讶异道:“为什么这么说?”
“如果没有你们的到来,教授一般都是直接开始讲方程式,根本就不会用比喻来让我们听懂。
在他看来,我们要听他的课,需要提前做好充分的准备,听不懂也没事,只需要有一个人听懂就行,不需要所有人都能懂。
他这是考虑到华国代表团和世界数学脱节有些久,所以...”陈省身没有说完,但意思已经表达到位了。
姜立夫解释道:“省身,你误会了,我们没有和世界数学脱节,我们能看到来自西方世界的数学学术期刊,不然你寄给我的数学新进展杂誌是怎么收到的?
我们欢迎你回国讲课,你有一点说对了,我们需要来自全球的数学家来推动华国数学向前发展。”
陈省身没有再多说,把目光投向林燃,台上的讲解还在继续。
林燃已经擦掉了那些生动的土豆和哑铃图形。
他转过身,面对著干净的黑板。
现在开始只有分析。
“为了证明流形的收敛性,我们需要控制曲率的增长。
首先,我们推导標量曲率r的演化方程。”林燃在黑板左侧写下了第一个关键算式。
“大家请看,这不仅仅是一个热方程。
德尔塔是拉普拉斯项,负责扩散;但2ric的立方则是一个非线性的反应项。
正是这一项,导致了曲率在有限时间內可能爆破到无穷大。”
台下的听眾们在笔记本上记下了这个公式。
功力深厚的数学家已经捕捉到了灵感。
这个方程揭示了里奇流的本质,反应—扩散系统。
“为了控制这种爆破,我引入了一个全新的工具,我將它命名为微分伦道夫不等式。”
同样的,数学的演化有过程,原时空佩雷尔曼的证明,需要有哈密顿的工作作为前缀。
现在林燃相当於一手包办了两个人的工作,从工具到证明全都自己来。
林燃手中的粉笔在黑板上飞速移动,写下了一个占据了半面黑板的复杂不等式,其中包含了曲率的梯度和时间导数。
“通过这个不等式,我们可以將不同时空的曲率联繫起来。
它保证了曲率不会无序地增长,而是遵循某种严格的几何约束。”
现场的数学家们开始感到窒息。
这是极高技巧的几何分析,是对偏微分方程的极致运用。
越懂行越室息,作为微分几何大师级人物,陈省身是最服气的。
“有了这个不等式,我们就可以对奇点进行分类。”
林燃走到了黑板的中央,画出了一个局部放大的几何结构,並在旁边標註了极限方程:“当t趋向於奇点时刻t,如果我们对流形进行尺度缩放,使其曲率保持有界。
我们会发现,在极限状態下,流形必然收敛於一类特殊的解...”
最后林燃转过身,並没有写下q.e.d.,而是扔掉了手中的粉笔头,拍了拍手上的灰尘说道:“逆向推导,原始流形m必然同胚於三维球面s3。”
黑板上,密密麻麻的算式如同繁星般排列。
人类理性的极致光辉再次闪耀,所有出席的数学家都感到不虚此行。
陈省身甚至感到眩晕。
因为精妙的微积分技巧和宏大的几何直觉的完美结合,让他意识到,这不仅是解决了庞加莱猜想,这甚至开创了一个全新的数学分支。
掌声,再次如同海啸般爆发。