肥皂泡先驅榮膺數學界盛譽獎項,首位女性獲此殊榮

阿貝爾獎得主凱倫·凱斯庫拉·烏倫貝克在分析學、幾何學和物理學之間架起了橋樑

凱倫·凱斯庫拉·烏倫貝克因其在分析學、幾何學和數學物理學領域的 фундаментальный 影響而榮獲阿貝爾獎。

Andrea Kane IAS

美國數學家凱倫·凱斯庫拉·烏倫貝克榮獲 2019 年阿貝爾獎——該領域最負盛名的獎項之一,以表彰她在分析學、幾何學和數學物理學領域的廣泛工作。烏倫貝克是自 2003 年首次頒發該獎項以來,首位獲得這項由挪威科學與文學院頒發的 600 萬挪威克朗(702,500 美元)獎金的女性。

烏倫貝克得知獲獎是在 3 月 17 日,一位朋友打電話告訴她,學院正在試圖聯絡她。“我完全驚呆了,”她告訴《自然》。“這完全出乎意料。”學院於 3 月 19 日宣佈了該獎項。

烏倫貝克以其在偏微分方程方面的精湛技能而聞名,偏微分方程連線了變數和它們的變化率,並且是大多數物理定律的核心。但她的漫長職業生涯橫跨多個領域,她利用這些方程解決了幾何學和拓撲學中的問題。


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她最有影響力的成果之一——也是她自己最引以為豪的成果——是與數學家喬納森·薩克斯合作進行開創性工作時發現的一種稱為“起泡”的現象。薩克斯和烏倫貝克當時正在研究“極小曲面”,即肥皂膜如何排列成形狀以最大限度地減少其能量的數學理論。但該理論一直受到能量似乎無限集中的點的破壞。烏倫貝克的洞察力是“放大”這些點,以表明這是由從表面分離出來的新氣泡引起的。

她應用類似的技術在規範場數學理論中做了基礎性工作,規範場理論是經典電磁場理論的推廣,是粒子物理學標準模型的基礎。

不同的領域

烏倫貝克回憶說,她的許多工作是在 1980 年代初期完成的,當時已經疏遠的研究界開始再次相互交流。“數學和物理學之間的這種關係真正開花結果,”她說。數學家證明他們擁有對物理學家有用的資訊,物理學家“對數學家自己無法提出的研究物件有很棒的想法”。

英國巴斯大學的數學家馬克·哈斯金斯說,其他獲獎數學家的工作都植根於烏倫貝克引入的技術,哈斯金斯是烏倫貝克的博士生之一。其中包括 1986 年菲爾茲獎得主西蒙·唐納森——他將規範理論應用於四維空間的拓撲學——以及 2009 年阿貝爾獎得主米哈伊爾·格羅莫夫,他研究了弦理論“弦”的數學 аналог,他發現起泡的想法至關重要。

哈斯金斯說,烏倫貝克是那些“天生就感覺什麼是真理”的數學家之一,即使他們並不總能解釋原因。他回憶說,作為一名學生,他有時會對她對他的問題的回答感到困惑。“你的直接反應是凱倫聽錯了你的話,因為她回答了一個不同的問題,”哈斯金斯說。但是“也許幾周後,你就會意識到你沒有問對問題。”

“合法的叛逆”

凱倫·凱斯庫拉於 1942 年出生於俄亥俄州克利夫蘭,部分時間在新澤西州長大,對學習非常感興趣。“我讀了圖書館裡所有關於科學的書籍,當沒有書可讀時,我感到很沮喪,”她在 1996 年的自傳式文章中寫道。

在最初對物理學產生興趣之後,她於 1968 年在馬薩諸塞州沃爾瑟姆的布蘭代斯大學獲得了數學博士學位。她是她所在系裡為數不多的女性之一;那裡的一些學者認識到她非凡的天賦並鼓勵她,但其他人則沒有。“我們被告知我們不能做數學,因為我們是女性,”她在 1996 年的文章中寫道。“我喜歡做我不應該做的事情,這是一種合法的叛逆。”

烏倫貝克曾在幾所大學任職——她說最初被男性同事忽視或邊緣化——之後於 1987 年在德克薩斯大學奧斯汀分校定居,並在那裡一直待到 2014 年退休。

不懈的倡導者

烏倫貝克一直是不懈的女性數學倡導者,並在新澤西州普林斯頓高等研究院創立了女性與數學專案。“她一直是許多代女性的巨大榜樣和導師,”英國考文垂華威大學的數學家兼倫敦數學學會主席卡羅琳·塞里斯說。

1990 年,她在國際數學家大會上發表了全體演講——她是除現代代數創始人埃米·諾特之外唯一一位這樣做的女性,埃米·諾特在 1932 年的會議上發了言。烏倫貝克還獲得了其他一些頂級榮譽,包括 2000 年的美國國家科學獎章。

烏倫貝克最初並不情願成為榜樣。但在她這一代女性數學家取得了一些成功之後,她意識到實現公平代表的道路將比預期的更加艱難。“我們都認為,一旦法律障礙被清除,女性和少數族裔就會走進學術界的大門,佔據她們應有的位置。”但烏倫貝克說,修復大學比修復人們成長的文化更容易。她希望她的獎項能夠像諾特和其他人激勵她一樣,激勵新一代女孩投身數學。

本文經許可轉載,並於 2019 年 3 月 19 日首次發表

Davide Castelvecchi是《自然》雜誌的 штатный 記者,他一生都對量子自旋著迷。在 Twitter 上關注他 @dcastelvecchi

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SA 空間與物理學 第 2 卷 第 3 期本文最初以“肥皂泡先驅榮膺數學界盛譽獎項,首位女性獲此殊榮”為標題發表於SA 空間與物理學 第 2 卷 第 3 期 ()
doi:10.1038/scientificamericanspace0619-9
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