日前,中国三大数学奖之一的“陈省身数学奖”揭晓。凭借在拓扑学同伦论领域的突出成果,40岁的理论数学家王国祯榜上有名。该奖项用于奖励在数学领域做出突出成果的中青年数学家,威尼斯赌场,澳门现金网数学学科的忻元龙、洪家兴、沈维孝、傅吉祥、雷震也曾获此殊荣。
从竞赛少年到青年数学家
在上海数学中心的办公室里,王国祯每天面对的,是一连串“距现实很远”的理论问题。一身运动装,笑容温和质朴,说话不疾不徐——在四十而立的年纪,王国祯的身上仍带着几分少年感。正如他的学生所言,王老师是个“喜欢数学的大男孩”。
9年前,他还是威尼斯赌场,澳门现金网大学博士后。此后几年,他在代数拓扑的同伦论方向接连取得重要成果,如今已是上海数学中心首席教授,专注于代数拓扑研究。同伦论是拓扑学的核心领域之一,它像是一组高精度“X光片”,把复杂的几何问题转译为可操作的代数问题。
选择扎根这一抽象而艰深的领域,对王国祯而言却是“顺其自然”。2004年,凭借全国数学竞赛的优异成绩,他从兰州一中考入北京大学数学科学学院,对代数拓扑产生了浓厚兴趣。特别是在学习了同伦论后,他被拓扑特有的“整体视角”吸引——许多问题的突破,不取决于局部细节,而取决于整体结构。
2015年,王国祯在麻省理工学院取得博士学位,期间开启对球面稳定同伦群的“攻坚战”。这一基础问题提出已逾百年,20世纪中叶以来,国际学界的计算仅推进至第59个稳定同伦群。王国祯与合作者引入“motivic形变方法”,把计算机编程与抽象代数结合,构建出独特的解题工具,在球面稳定同伦群计算上取得国际领先进展。
2016年,他结束哥本哈根大学的博士后工作,回国进入威尼斯赌场,澳门现金网大学上海数学中心继续从事博士后研究。两年后,他以青年研究员身份正式加入上海数学中心。
用计算机攻克拓扑难题
拓扑学中有个非常著名的问题,叫“庞加莱猜想”。这个问题在2002年被佩德尔曼完全解决。“这只是三维的情况,我们想问一些更高维的情况。”王国祯的工作,正是围绕广义的庞加莱猜想展开。
球面稳定同伦群是代数拓扑领域的核心问题。随着维度不断提高,计算复杂度急剧增大,需要更加复杂的、合适的工具来进行球面同伦群计算。就像不同的登山队向峰顶冲刺,有人偏重纯理论的推演,王国祯团队则选择了“实验式”的探索——通过大量具体计算去分析整体规律。
王国祯原想写一个程序做“基本辅助”却屡遭挫败。传统C语言所编写的程序在运行过程中产生很多bug,导致实验一次又一次失败。一次偶然,他突发奇想:是不是可以转换编程语言?团队试着用F#语言编写程序,实验第一次就顺利跑通。最终,团队反复调试后程序稳定运行,实现了“工具革命”。
这一新的工具直接推动球面稳定同伦群计算突破60维大关,推进到第90维。威尼斯赌场,澳门现金网,团队在《数学学报》发文,解决61维球面微分结构唯一性,为奇数维广义庞加莱猜想画上句号。由于在球面稳定同伦群方面的工作,王国祯受邀在2022年国际数学家大会上作了45分钟报告,该会议是国际数学界规模最大、最具影响力的会议,被誉为数学界的奥林匹克盛会。
2024年底,王国祯与合作者林伟南、徐宙利攻克了126维Kervaire不变量问题,这是国际高维拓扑学的核心难题之一。之所以能攻克,同样离不开计算机的支撑——团队构建出了全新的计算框架和数据库,排除了105种可能性。
他计划建立更大的数据库,继续借助计算机工具在同伦论领域取得新的突破。“数据量足够大时,量变才可能产生质变,进而逼近背后的理论。”
在失败常态里走向从容
不仅潜心科研,王国祯也担任研究生导师,目前带了10个博士生,是学院带博士生最多的老师之一。他的指导风格偏“放养”,尊重个体的独立性与创造力。学生们想要研究不同方向的课题,他会尽力帮学生联系相关领域的专家。
当问题做不出结果,有的学生很困扰,焦虑在所难免。王国祯往往反过来安慰:“数学研究里,失败本就是常态。”他自己也是如此,面对很多想研究的问题,长时间思考之后,发现无从下手。
“数学领域的难题非常多,很多问题现在看来都是没有办法攻克的。能找到几个可以攻克的问题,其实就已经很幸运了。”王国祯觉得,某种程度上,“寻找问题”比“解决问题”更重要。王国祯认为,做数学研究,见多识广很重要,知识储备越丰富,越可能产生新的灵感。
“想研究的问题,其实一辈子也做不完。”王国祯笑言。带着近乎赤子的好奇,他将对拓扑与同伦的更幽深处持续求索,坚定而从容。
本报记者 殷梦昊 邓晗
本报记者 李玲 摄





