年仅30岁的他，会得菲尔兹奖吗？

►德国数学家彼得·舒尔茨被认为是2018年菲尔兹奖的热门人选。图片来源：波恩大学理论物理研究中心BCTP

撰文 | 杨    枭

责编 | 陈晓雪

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尽管今年的菲尔兹奖要在八月初在里约热内卢的国际数学家大会（International Congress of Mathematicians，ICM）上才会正式公布，但早在四月，维基百科就曾把彼得·舒尔茨（Peter Scholze）列为获奖者，以表彰其在代数几何领域的成就（后被撤掉）。

菲尔兹奖（Fields Medal），全名为国际杰出数学发现奖，被誉为数学界的诺贝尔奖。该奖项由加拿大数学家约翰·菲尔兹（John Fields）筹备设立，评奖条件极其严苛，每四年评选出2-4名具有卓越贡献的青年数学家，且年龄不能超过40岁——既要表彰该数学家已经完成的杰出贡献，又要鼓励其在未来有新的建树和发展。

中国代数几何领域的青年领军人物许晨阳曾开玩笑说，与生物学、物理学、化学等领域的研究者每年有几天要守候诺贝尔奖委员会的电话不同，幸运的数学家过了40岁就可以放心地继续做研究去了。

或许是为了让将至40岁的杰出数学家不会留有遗憾，近几届菲尔兹奖的获得者大多已到了40岁前的最后4年，然而舒尔茨还不满31岁。这并不妨碍他成为夺奖的最大热门。2016年，Quanta Magazine等科学网站预测[1]，舒尔茨极有可能获得2018年的菲尔兹奖：“舒尔茨已经成为了世界上最有影响力的数学家之一，是每隔几十年才会出现的稀世人才。”

彼得·舒尔茨在1987年出生于德国德累斯顿，他的父亲是一名物理学家，母亲是一名计算机科学家，姐姐是化学家，舒尔茨曾开玩笑地说他一家占据了自然科学的各个领域[2]。上高中时，舒尔茨参加国际奥林匹克数学竞赛获得了三块金牌[3]，这让他发现了自己的数学天赋，并励志成为一名数学家。高中毕业后，他进入了波恩大学继续追求自己的理想。沉浸在数学中的舒尔茨如鱼得水，他只用了三个学期就完成了学士学位，两个学期完成了硕士学位。

2010年，关于数论的一个论坛盛传着一条新闻，波恩大学的几个博士研究生将哈里斯（Michael Harris）和泰勒（Richard Taylor）合著的一部长达228页的数学证明（The Geometry and Cohomology of Some Simple Shimura Varieties）[4]简写到了37页[5]，其中，舒尔茨找到了一种方法，成功避开了原书证明中最复杂的部分。两年后，舒尔茨成为了波恩大学的教授。

 

舒尔茨学习数学的方法与大多学者不同，如他自己所说，他从不会去学习像是“线性代数”这样的基本理论知识，他会直接去看自己感兴趣的理论，当遇到了困难时，他才会去学习解决这个理论所需要的背景知识。

这种学习方法，源于他16岁时自学费马大定理的证明。 在n大于2时，方程没有整数解[6]，这就是费马大定理。尽管这只是一个看似简单的代数问题，但是它的证明涉及到许多前沿数学，数学界花了三百年才将其证明。舒尔茨通过了解这个证明，学习了模形式理论和椭圆曲线等相关知识。这也让他对代数几何学产生了浓厚的兴趣。

舒尔茨主要研究利用几何学工具来求解多项式方程，费马大定理中最具突破性的工作在于采用p进数理论进行证明。p进数是数论研究中的有力工具。

2012年，舒尔茨提出了状似完备空间（perfectoid space）的新概念及相关技术[7]，可以将p进数上的算术问题简化。这个技术推广了已有的定理应用，在其他数学家引入的空间中找到了实例，并为许多待解决数学问题提供了新的研究角度。

舒尔茨的工作属于“朗兰兹纲领”的范畴，该纲领的核心部分是关于数论、几何和分析之间关系的一系列相互关联的推测和定理。舒尔茨将朗兰兹纲领拓展到了到“三维双曲空间”以及更广泛的结构，通过构建三维双曲空间的状似完备空间，他发现了一套全新的互反律。他的同事、同在波恩大学的数学家欧根·赫尔曼（Eugen Hellmann）曾评论说：“舒尔茨发现了一种至为简洁与精确的方式来整合该领域之前的工作，这个优雅的理论框架可以超越所有已知的结果。”

尽管只有30岁，舒尔茨已经获得了拉马努金奖、费马奖、莱布尼兹奖等多项数学界的至高荣誉，并且还谢绝了数学新视野奖。突如其来的名人效应让舒尔茨有点无所适从，他尽量回避有关成就带来的干扰，而是专心于自己的研究和生活。

“我只是试图了解本就已经存在的内容，可能在用我自己的语言重新表述出来。我并没有觉得我真的开始做研究了。”他曾如此表示。

根据惯例，国际数学家大会会邀请当年的获奖者做一小时演讲。在今年的演讲名单上[8]，除了舒尔茨还有另一个夺奖热门乔迪·威廉姆森（Geordie Williamson）。

►乔迪·威廉姆森，澳大利亚数学家，悉尼大学教授。图片来源：media.eurekalert.org

现年37岁的威廉姆森是澳大利亚科学院史上最年轻的院士，是群论几何表示论领域的专家，他用代数方法成功证明了Kazhdan-Lusztig猜想，并在其中提出了一种技术手段可以解决群论中的诸多问题[9]。

此外，其他几位数学家也被外媒预测为菲尔兹奖的热门人选。

 

►西蒙·布兰德，德国数学家、美国哥伦比亚大学教授。图片来源：http://media.scgp.stonybrook.edu

德国数学家西蒙·布兰德（Simon Brendle）在微分几何和非线性偏微方程领域多有建树。他解决了共形几何中Yamabe方程的主要问题，证明了整体微分几何中的基本问题微分球面定理，还证明了极小曲面理论中长期存在的问题Hsiang–Lawson猜想，并研究了黎曼流形之刚性定理的相关问题[10]。

 

►马丽娜·维娅佐夫斯卡，乌克兰数学家。图片来源：克雷数学研究所官网（http://www.claymath.org/maryna-viazovska）

另一位是女性数学家。乌克兰数学家马丽娜·维娅佐夫斯卡（Maryna Viazovska）是瑞士洛桑联邦理工大学的教授[11]。作为离散几何领域专家，她用至为简洁方法解决了8维空间的球体堆积问题并在模形式理论中有所成就。

►齐普里安·马诺列斯库，罗马尼亚裔美籍数学家。图片来源：加州大学洛杉矶分校官网

还有一位热门人选是罗马尼亚裔美籍数学家齐普里安·马诺列斯库 （Ciprian Manolescu）。马诺列斯库马上就要40岁了，现在是加州大学洛杉矶分校的数学教授，主要研究规范场论和低维拓扑学[12]，在2013年他证明了在5维及5维以上的流型中，三角形解剖猜想不成立。

最后菲尔兹奖花落谁家，让我们一起期待8月1日的国际数学家大会吧！当然，无论谁获得这一奖项，数学的这场数学盛宴都为我们提供了一个机会，更好地了解前沿数学的发展与贡献。

参考资料：

[1] https://www.quantamagazine.org/will-peter-scholze-win-the-fields-medal-in-2018-20160628/

[2] https://www.quantamagazine.org/peter-scholze-and-the-future-of-arithmetic-geometry-20160628/

[3] https://www.imo-official.org/search.aspx

[4] Harris M, Taylor R. The Geometry and Cohomology of Some Simple Shimura Varieties. (AM-151)[M]. Princeton university press, 2001.

[5] Scholze P. The local Langlands correspondence for GL n over padic fields[J]. Inventiones mathematicae, 2013, 192(3): 663-715.

[6] Wiles A. Modular elliptic curves and Fermat's last theorem[J]. Annals of mathematics, 1995, 141(3): 443-551.

[7] Scholze P. Perfectoid spaces[J]. Publications mathématiques de l'IHÉS, 2012, 116(1): 245-313.

[8] http://www.icm2018.org/portal/en/plenary-lectures

[9] http://sydney.edu.au/science/people/g.williamson.php

[10] http://www.columbia.edu/~sab2280/publ.html

[11] https://people.epfl.ch/cgi-bin/people?id=280037&op=admindata&lang=en&cvlang=en

[12] http://www.math.ucla.edu/~cm/

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制版编辑 | 黄玉莹

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