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数学家简介之中国数学家曹怀东

时间:2014-09-21 20:47:54  来源:  作者:  本文已影响:

  曹怀东:Lehigh大学数学系讲座教授曹怀东(Huai-DongCao)教授目前是美国里海(Lehigh)大学数学系的A.EverettPitcher讲座教授。目前正在浙江大学数学科学中心访问。 
   
  曹教授1981年本科毕业于清华大学,1986年在Princeton大学数学系获得博士学位。师从著名数学家丘成桐。曹教授主要从事的研究领域是微分几何学,涉及Kahler-Ricci流,数学物理等的众多方面。 
   
  曹教授曾获得AlfredP.Sloan基础研究奖金(1991-93),JohnSimonGuggenheim基金会奖金(2004)等。是国际著名数学杂志JounalofDifferentialGeometry的执行主编。 
   
  曹怀东教授,以及另一位Yau的学生周培能(BennettChow)在Ricci流的研究中做出了许多重要的工作,受到Ricci流理论的创立者美国科学院院士RichardHamilton的高度评价。 
   
  令人特别佩服的是,曹教授在国外的头4篇文章,分别发表在85,86,90,92年的InventionesMathematicae上。一般认为,目前最顶尖的数学综合性杂志(不包括JDG,Topology这样的专业性顶尖杂志)是,InventionesMathematicae,AnnalsofMathematics,ActaMathematica以及JounalofAMS.国内的教授如果能有一篇论文发在上述杂志上,基本上评博导是没有问题的。 
   
  Hamilton从Eells-Sampson的调和映照热流的工作受到启发,在1982年的文章中首先引入Ricci流的概念,就是从一个给定的初始黎曼度量出发,依照其Ricci曲率的变化,通过解一个抛物型的发展方程,得到一个单参数族的黎曼度量,最后希望证明当参数趋于无穷时,收敛到一个常曲率的度量。 
   
  Hamilton在1982年证明了三维闭流形上当初始度量具有正的Ricci曲率时,Ricci流方程的解在任意时刻都存在,并且收敛到一个正的常截曲率度量。大家回忆一下Poincare猜测是说,闭的单连通3维拓扑流形若和3维球面有相同的同调群(或等价的说,和3维球面同伦),则其实同胚于3维球面。而Hamilton的这个曾轰动一时的发现使得我们只要证明任何一个闭的3维同伦球面上都存在正的Ricci曲率度量,就证明了Poincare猜测。这个猜测是Poincare在1904年提出来的,今年正好是100周年。这是一个让无数拓扑学家迷恋的难题,错误的证明层出不穷,对她的研究极大的推动了3维拓扑学的发展。人们把她推广到高维情形的广义Poincare猜测,是说n维闭流形若同伦于n维球面,则其实同胚于n维球面。n>4被Smale证明,n=4被Freedman证明。Thurston从更高的观点考虑Poincare猜测,提出了椭圆化猜想,是说每个具有有限基本群的闭的3维流形上,都存在正的常曲率度量。由于具有常正曲率的3维流形都以3维球面为它的万有覆盖。 
   
  所以从这个椭圆化猜想就可以推出Poincare猜测。椭圆化猜想是更广的Thurston几何化猜测的一个特例(对应球面几何情形)。Smale,Freedman,Thurston都是由于以上这些所提到的工作,获得了菲尔兹奖。可见这个问题的重要。 
   
  由于一般来说,Ricci流方程的解在有限时间后会出现奇点,所以Hamilton又引入了对拓扑流形进行外科手术的技巧,和分析工具结合使用,得到了一大批激动人心的结果,建立起了一整套的证明Thurston几何化猜想的框架。他的工作,使得人们相信,只要沿着Ricci流的方向走下去,迟早能解决这个让拓扑学家无能为力的难题。最近,俄国数学家GrishaPerelman宣称已经完全证明了Hamilton框架里的关键步骤,从而也彻底解决了Thurston的几何化猜想。他的工作虽然还在审查中,但从目前得到的信息来看,是非常乐观的。可以确定的是,Perelman的工作极大的推动了Ricci流的发展,促进了分析学和拓扑学的融合。

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