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苏育才追寻完美答案的数学人生

发布时间:2023/3/31 14:40:42   点击数:
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《科学中国人》封二人物:苏育才

自幼年“结交”算术,到如今成为代数学之李理论、数学物理之共形场论、理论物理之超对称性及雅可比猜想问题等领域颇有建树的学者,苏育才已与数学结缘数十载。

在数学世界行走日久,这个由规律和推理构成的瑰丽世界,对于苏育才的意义已经远远不止“兴趣”二字可以概括。谈及自己与数学的渊源,这位讷于言而敏于行的教授透露出难得的热切——

从厦门大学到中国科学院系统科学研究所,再到大洋彼岸的英国和加拿大,每一步都记录了他求知的迫切;随后学成归国、锚定方向钻研不辍,则是他将全部精力投身于此的无悔选择。

“曾经有一段时间,我也尝试去做和数学完全无关的工作。但是我很快发现,我还是最喜欢数学。”这份热爱连缀起了苏育才在数学世界求学从研的人生轨迹,而苏育才的数学人生,也在他自在与坚韧的交融中,继续书写着新的篇章。

以向往的名义

年,苏育才诞生在福建龙岩有着四百多年历史的土楼里。族人重视教育的传统,让性格内向的苏育才找到了一方得以安心读书的小天地,也是在这里,“除了数学别的都做不好”的他逐渐对数学产生了浓厚的兴趣,加之长辈的鼓励,学数学、做数学题对于那时的苏育才来说,便成了一件颇有成就感的趣事。

在苏育才就读中学时,一篇名为《哥德巴赫猜想》的报告文学横空出世,不仅让陈景润、华罗庚等数学家的故事为大众所熟知,在“向科学进军”号召的推进下,全社会的科研热情也为之一振。

这在苏育才心中埋下了一颗向往科学的种子,也催生了他探索数学世界的愿望。作为恢复高考后的第二批高考生之一,年苏育才毫不犹疑地选择报考陈景润的母校——厦门大学数学系。他与数学世界的际遇,也就此走入了下一个阶段。

▲苏育才在厦门健康步道漫步时留影

走过4年充实的大学时光,打下坚实基础的苏育才于年在硕士导师杨锡安教授的引导下,走上了李理论研究之路。所谓李理论,就是以李群、李代数及其推广为研究对象的一个数学分支。由于李理论与诸多数学分支均有联系,其在数学研究中的重要性不言而喻。

苏育才在导师的指导下,完成了在无穷维滤过李代数方面的部分研究工作,这成了他触摸李理论研究的一把钥匙,也为他日后从事李超代数等相关工作奠定了坚实的基础。

年,苏育才与曾经向往的大数学家产生了千丝万缕的联系,他考取了中国科学院系统科学研究所的博士研究生,师从华罗庚的弟子、中国科学院院士万哲先。

对于李代数兴趣浓厚的万哲先院士,不仅亲身垂范、严谨治学,敦促学生快速成长;更邀请众多活跃在学术前沿的国际李理论专家到所讲学,为自己的学生乃至整个中国李代数学界打开了国际视野,苏育才正是其中的受益者之一。

“表示理论是代数研究对象的灵魂,在万老师的引领和指导下,我在无穷维李代数的重要表示方面有了必要积累,并做了部分相关研究工作,这对我后来的研究工作至关重要。”苏育才回忆道,“而与国际李理论专家的合作与交流,也让我萌生了接触学科前沿、去海外继续深造学习的念头。”

想通了这一点,苏育才迅速打点行装、准备出发。年,在考取包玉刚奖学金后,他获得了赴英国玛丽皇后学院展开为期一年访问学习的宝贵机会。

一年的时间虽然短暂,对于初出国门的苏育才来说却是意义非凡。“在英国那一年,对我来说是非常重要、受益终身的一段经历。”与合作导师关于李理论的一次次彻夜长谈、关于研究方法的一次次磨合结出了丰硕的成果——在此期间诞生的一篇篇学术论文,成为苏育才科研路上亮眼的注脚。随后在合作导师的推荐下,苏育才前往加拿大开展博士后研究,然而这一次“北上”,苏育才却迎来了一次“迷茫期”。

“博士期间我曾经做了一项研究,成果也得到了导师的充分肯定。但是导师随后发现,这个结果已经有人claim(宣称)了。在数学的世界中,只有第一、没有第二,在别人之后完成,就相当于做了他人的题目,这就只是‘做题’而非开创,所以说这项成果也就不能作数。”

多年后,提及这段与他人“做重了”研究的经历,苏育才仍难掩遗憾。加之他到加拿大后,发现自己难以融入所在学校的研究方向里,种种遭遇让苏育才对自己的研究方向产生了深深的迷茫。在极度沮丧的时候,苏育才甚至运用自己的数学基础自学计算机课程、编写了一些计算机游戏,并借此找到了待遇相当不错的工作。

那时候他甚至想过:“我这一辈子就做这样的工作了,可能就再也和数学没有什么关系了。”但是这样的日子并没有持续多久,苏育才就无法漠视心中对于数学的热爱和向往——“没有数学是不可以的,我还是喜欢数学。”

深埋心中的热爱再一次迸发出强劲的力量,苏育才毅然重新回到了学习数学、钻研数学、探索数学的道路上,再也没有离开过。

与“重新做数学”一起坚定的,还有苏育才回国报效的梦想。游学各国、上下求索的经历,给予了他对于数学更深的理解;离家越远,也越让他感受到对祖国深深的眷恋之情。

年年底,作别了生活工作6年的加拿大,苏育才通过人才引进政策回到祖国,从此正式开启了他执教与科研并重的高校教师生涯。

▲苏育才参加学术会议时与陈省身数学研究所所长白承铭(左一)和当时的学生程永胜(右一)在一起

用专注的力量

迷茫过、思考过、钻研过,苏育才对于自己的研究方向有了更为清晰的选择——他将“代数学中的李理论、数学物理中的共形场论、理论物理中的超对称性”作为自己的主要研究方向。

基于数学与物理学的紧密相关性,苏育才锚定数学和物理学的交叉领域,一方面致力于物理现象的数学描述,另一方面对已确立数学模型的物理问题研究其数学处理方法,他期待可以通过数学理论预见可能会发生的物理现象,以实现李代数在经典力学、量子力学、共形场论、广义相对论、孤立子与可积系统中的实际应用。

定好了方向,就要打“硬仗”。苏育才将自己在教研生涯意义极为重大的“第一仗”,放在了回答若干李超代数“悬而未决”的问题上。

20世纪70年代,卡茨(Kac)曾多次提出的关于典型李超代数gl(m

n)的一系列公开问题,如:计算有限维不可约表示的Kazhdan-Lusztig多项式、给出特征标公式的Kac-Weyl型的有限和的形式和维数公式;确定Kac-模的结构;给出型I典型李超代数的上同调群等。

这些问题引起了众多数学家和物理学家的广泛兴趣,但在苏育才开始相关研究前,上述问题尚未得到有效解决。

谈及这些问题的重要性和难点,苏育才逐一解释道:如萨尔尼科夫(Serganova)通过建立李超代数g的正奇部幂零子代数g+1的系数在g的不可约模的上同调群与Kazhdan-Lusztig多项式的系数之间的关系,利用代数与几何相结合的方法,给出了一般线性李超代数gl(m

n)的有限维不可约模的特征标公式。但这是一个无限递推公式(algorithm),难以实际应用。后续布莱顿(Brundan)利用纯代数的方法,也给出了gl(m

n)的特征标公式,但这仍然是个递推公式。

因此如何给出典型李超代数的具体有效的特征标公式是相关研究中的首要难题。此外,上同调群与Bott-Borel-Weil理论及李超代数的Kazhdan-Lusztig理论都有着重要联系,也是刻画和分类不可分解模的关键。

但在当时,典型李超代数的系数在非平凡模上的上同调还鲜为人知。而Kac-模的结构则是数学物理学家长期以来一直

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