【邵逸夫奖】「数癡」创方程 可计风灾塌树量

2018-10-03 14:39:53  阅读 10 次 评论 0 条
■路易.卡法雷年至古稀对数学仍「没有缘由」地癡迷。 香港文汇报记者柴婧  摄
■路易.卡法雷年至古稀对数学仍「没有缘由」地癡迷。 香港文汇报记者柴婧 摄

  美教授献力研偏微分 用数据更準确描述现实

  数学是一门抽象的知识,对「数学盲」而言,那是一堆令人望而生畏的符号,但在美国德克萨斯大学奥斯汀分校数学教授路易.卡法雷眼中,它却是生动美妙的艺术,令他年至古稀仍「没有缘由」地癡迷。他在解决金融问题的关键工具偏微分方程(PDE)领域作出突破性贡献,让数据能更準确地描述现实,并凭藉此项卓越成就获颁本年度邵逸夫奖数学科学奖。他近日来港接受访问时分享指,若给出足够的资料,理论上可利用PDE提前估计树木在颱风的受损情况,从而缓解颱风「山竹」过后香港的塌树惨状。 ■香港文汇报记者 柴婧

  偏微分方程(PDE)对于大部分的数学、物理以及所有科学领域都至关重要,可用来模拟肥皂泡形状、热流、流体运动、电磁波、量子力学等诸多物理现象。

  路易.卡法雷(Luis A Caffarelli)在过去50年始终致力于PDE研究,并创立了一套适用于正则理论,适用于非线性方程及自由边界问题等领域,他的研究成果影响了PDE领域整个世代的研究,因而获得邵逸夫数学奖。

  大学二年级悟「最爱是数学」

  路易.卡法雷高中时对数学、物理、工程都有兴趣,在大学试堂后,发现自己更喜欢物理和数学,于是大学报读科学,同时修读两科。不过,到了大学二年级,他最终确定数学是其「心中最爱」。

  他认为,物理虽然精彩但不够严谨,而数学「非黑即白,要幺可以证明,要幺证明不了」。他的研究可以帮助数值模拟準确地描述现实,并能让科学界的宇宙基础模型建立在严格的数学基础上,填补误差,正满足了他对极致精确的追求。

  数学抽象,在许多人看来和现实无直接关係,不过,如若应用PDE,在颱风「山竹」中许多陪伴港人多年的老树,或许能倖免于难。

  路易.卡法雷表示,因不同树木的生长状况极为不同,不可一概而论,但如若了解到数据的充足信息,理论上可以使用PDE对树木可能遭遇的「危险」进行某种程度的估计。

  一列列方程式,似乎是路易.卡法雷认识生活现象的一个独特窗口,这其中的精彩,并非人人能够体会。

  路易.卡法雷直言,自己之所以锺情于PDE,就是因为PDE不像其他的数学分支那幺抽象,它容易在日常生活中被见到和应用。

  不过,虽然PDE深得路易.卡法雷的心,可他却并不主张年轻人过早地专门研究一个狭小领域。他建议有心攻读数学的年轻人,要在本科时大範围涉猎不同範畴的数学知识,待到高年级再选择特别有兴趣的方向。

  他透露,自己在做研究时会发现,有时数学其他範畴的知识对他所研究的内容亦有帮助,因此他强调,开拓眼界十分重要。

  STEM能教学生知识及应用

  香港正推行STEM(科学、技术、工程、数学)教育,他表示,STEM教育的重点是要教学生知识和现实的应用,这样他们才会感到兴奋(feel excited),而非只是重视理论的传授。

  他又透露自己的爸爸,会在他小时候,常常出一些有趣的数学问题给他,培养了他的兴趣。

  从未计划过会和数学相伴一生的路易.卡法雷评价自己「随遇而安」,他直到现在仍对数学有浓厚的兴趣,并工作在最前线。他指导的博士生中有些已经成为非常杰出的数学家。

  他坦言,退休后若仍有机会和年轻人探讨数学,便还会继续工作,不过,如若大脑难以负荷,他便会告别工作,希望回到故乡阿根廷长居,夏天到马德普拉塔的海边度假,再飞到三个儿子不同的住处含饴弄孙,享天伦之乐。

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