惊爆!百年数学难题被 90 后中国女孩攻克

  这个让王虹一战成名的挂谷猜想,到底是啥呢?这就得把时间拨回到 1917 年,日本数学家挂谷宗一提出了一个超级有意思的问题:假如有一根长度为 1 的线段,能在某个图形里连续转动 180 度,而且始终不超出这个图形,那这个图形最小面积能是多少呢?


  当时,很多数学家都觉得这问题不难,不就是找个最小面积的图形嘛。有人就想到了半圆,半径为 0.5 的半圆确实能让线段转 180 度,可这明显不是最小的。后来,挂谷和其他数学家又找到了一些图形,像勒洛三角形、高为 1 的正三角形,这些图形的面积比半圆小,大家一度以为正三角形就是答案了。


   但谁能想到,事情远没这么简单!当把凹多边形也考虑进来,新的挑战出现了。五角星也能让线段旋转,虽然运动方式很奇特,但它的面积比正三角形大。再后来,数学家们又发现了佩龙树,通过巧妙利用线段没有宽度这一特性,改变形状后,图形面积竟然能变得无穷小,这简直颠覆了大家的认知! 随着研究的深入,挂谷猜想从二维平面拓展到了 n 维空间,数学家们开始关注挂谷集本身的性质,尤其是其分形维度。直觉上,由于挂谷集包含任意方向的单位向量,其维度不应小于空间维度 n,这便是最初的挂谷猜想。但对于 三维及更高维度的情形,挂谷猜想就像一座难以逾越的高山,挡住了无数数学家的脚步。


  在过去的一百多年里,尽管有许多杰出的数学家投入到这个问题的研究中,如托马斯?沃尔夫、让?布尔甘、内茨?卡茨、陶哲轩等,他们也取得了一些重要的阶段性成果,但始终没能彻底攻克三维挂谷猜想。 这也难怪,挂谷猜想涉及到调和分析、数论、分形几何等多个深奥的数学领域,它就像一个复杂的谜题,各个部分相互交织,牵一发而动全身。要解决它,不仅需要深厚的数学功底,还得有创新的思维和方法,难度可想而知。 也正是因为它的难度和重要性,挂谷猜想成为了几何测度论的核心问题,吸引着一代又一代的数学家前赴后继,不断探索。而王虹的出现,终于为这个百年难题画上了一个圆满的句号,她是怎么做到的呢?


王虹是谁?她的数学之路从哪里开始?

  王虹 1991 年出生在广西桂林平乐县,一个山清水秀、充满诗意的地方。她的父母都是普通教师,虽说没有什么雄厚的家庭背景,但家里的书香氛围特别浓厚,给王虹的成长提供了很好的环境。 王虹的天赋在小时候就展露出来了。4 岁时的一场意外,她右臂被烫伤,这对很多孩子来说可能是个巨大的打击,可王虹却没被打倒,反而更加坚定了对知识的渴望。


  入学前,在父母的教导下,5 岁的她就掌握了一年级的全部知识,直接跳级到了二年级。而且她的学习方式很独特,每学期开学前,别人还在准备新学期,她就已经把整学期的课本自学完了。遇到难题,她很少找老师,更喜欢自己思考、查资料或者和同学讨论,这种学习习惯不仅锻炼了她的自学能力,还培养了独立思考和解决问题的能力,为以后的学术研究打下了坚实的基础。 到了六年级,王虹再次跳级,直接升入初中。2004 年中考,她成功考入了高手如云的桂林中学。刚进去的时候,她的成绩在全年级 100 名开外,可凭借着自己的努力,很快就冲进了年级前 10。 图 4:桂林中学校园的高清图片,校园环境优美,教学楼整齐排列,操场上有学生在活动,展现出充满活力的校园氛围。


  2007 年,当大多数同龄人还在为高考拼命时,16 岁的王虹就以 653 分的优异成绩提前考入了北大地球与空间科学学院。不过,因为对数学的热爱,一年后她毅然转入了数学科学学院。在北大,她遇到了王立中教授和刘张炬教授,在他们的指导下,王虹不仅打下了坚实的数学基础,还完成了 “经典 Hodge 理论和度量空间上的 Hodge 理论” 的毕业论文,也正是在这个时候,她找到了自己一生为之奋斗的方向 —— 分形几何。


  本科毕业后,王虹并没有满足于现状,而是选择去海外继续深造。2011 年和 2014 年,她先后获得了巴黎综合理工学院的数学学位,以及巴黎南大学的数学硕士学位。2019 年,她又成功在麻省理工学院取得博士学位,师从著名数学家 Larry Guth。在这期间,她接触到了最前沿的数学研究成果和方法,也逐渐形成了自己独特的研究思路。 从北大到 MIT,王虹一步一个脚印,不断积累知识,提升自己。她的每一次选择,每一次努力,都在为今天的成就做铺垫。那么,她是怎么从一个热爱数学的学生,成长为攻克百年难题的数学家的呢?


从北大到世界名校,她如何一步步积累实力?

  北大的校园里,王虹就像一块海绵,尽情吸收着知识的养分。燕园的湖光塔影见证了她无数个日夜的刻苦钻研,图书馆里堆满的数学书籍是她最好的伙伴。在北大,她不仅学习了大量的数学课程,还积极参加各种学术活动和讨论班,与同学们交流思想,碰撞出智慧的火花。


  2011 年,王虹本科毕业后,毅然踏上了前往法国深造的旅程。巴黎综合理工学院和巴黎南大学,这两所世界顶尖学府,为她提供了更广阔的学术平台。在法国的日子里,王虹面临着语言和文化的双重挑战,但她凭借着顽强的毅力,很快就适应了新的环境。她跟着导师深入研究分形几何,参与各种科研项目,不断提升自己的研究能力。


  在巴黎南大学攻读硕士学位期间,王虹接触到了更多前沿的数学研究方向,她的学术视野得到了进一步拓展。她参与的一些研究项目,已经开始在数学领域崭露头角,这也为她日后的博士研究奠定了坚实的基础。 图 7:王虹与巴黎南大学的导师和同学们一起讨论学术问题的合照,大家围坐在一起,桌上铺满了资料,他们热烈地讨论着,展现出浓厚的学术氛围。


  2015 年,王虹又来到了美国麻省理工学院,这里汇聚了全球最顶尖的数学家和科研资源。在 MIT,王虹师从著名数学家在他的指导下,王虹开始深入研究调和分析和几何测度论,这两个领域正是解决挂谷猜想的关键。在 MIT 的日子里,王虹每天都泡在实验室和图书馆里,查阅大量的文献资料,进行复杂的数学推导和计算。她经常与导师和同学们讨论到深夜,不放过任何一个细节和可能的思路。正是在这样高强度的学习和研究中,王虹逐渐积累了足够的知识和经验,为攻克挂谷猜想做好了准备。


数学界的高度赞誉,菲尔兹奖近在咫尺?

  王虹的这一成果,在数学界引起了巨大的轰动,就像是一颗重磅炸弹,让整个数学界都为之沸腾!著名数学家陶哲轩在社交媒体上激动地转发了王虹的论文,并称赞这是 “令人惊叹的进展” ,他还专门撰写了一篇长文,详细解读了王虹的证明过程和这项成果的重大意义,对王虹的研究给予了极高的评价。


  虽然目前王虹的论文还在接受同行评审,但学界普遍对她的成果充满信心。大家都在期待着,在 2026 年的国际数学家大会上,能够看到王虹站在领奖台上,接过菲尔兹奖的那一刻。那将是属于她的高光时刻,也是中国数学界的荣耀时刻! 王虹的故事还在继续,她的未来充满了无限可能。她用自己的智慧和努力,向世界证明了中国数学家的实力,也为无数年轻人树立了榜样。相信在她的激励下,会有更多的人投身于数学研究,为推动数学的发展贡献自己的力量。


王虹的成功,给我们带来哪些启示?

  王虹的成功,就像一束光,照亮了我们前行的道路,也让我们看到了梦想的力量。她的故事,不仅仅是一个数学天才的传奇,更是一个关于坚持、努力和梦想的励志故事。 图 16:王虹在户外参加活动的生活照,她笑容灿烂,充满活力,与周围的人愉快地交流着,展现出积极向上的生活态度。


  从王虹的经历中,我们能学到很多。首先,天赋固然重要,但努力和坚持才是成功的关键。王虹虽然天赋异禀,但她并没有因此而骄傲自满,而是凭借着自己的努力,不断地学习和进步。在面对困难和挫折时,她也从未放弃,而是坚持不懈地努力,最终取得了成功。 其次,兴趣是最好的老师。王虹对数学的热爱,让她在这条充满挑战的道路上坚定不移地走了下去。正是因为这份热爱,她才能够在枯燥的数学研究中找到乐趣,享受探索的过程。 最后,我们要敢于挑战自己,勇于追求自己的梦想。王虹敢于挑战百年数学难题,这种勇气和决心值得我们每个人学习。在生活中,我们也会遇到各种各样的困难和挑战,但只要我们有梦想,并为之努力奋斗,就一定能够实现自己的价值。