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“龐勒維猜想”論證者夏志宏在東中談天說道
夏志宏教授，江蘇東臺(tái)人?，F(xiàn)為美國(guó)西北大學(xué)終身Pancoe講席教授、北京大學(xué)第一批“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、南方科技大學(xué)數(shù)學(xué)系“創(chuàng)系”系主任、講座教授。研究方向?yàn)閯?dòng)力系統(tǒng)和天體力學(xué)等。笑論東中為其母校的他思維敏銳，“東普”、英文表達(dá)極其流暢，。
龐勒維猜想是法國(guó)數(shù)學(xué)家保羅?龐勒維（Paul Painlev?）于1897年提出。龐勒維認(rèn)為，在N大于3的N體問題中，存在不是由碰撞產(chǎn)生的含有奇點(diǎn)的解。長(zhǎng)時(shí)間以來，沒有人能夠解決這一難題。1988年，夏志宏在其博士畢業(yè)論文中，證明已經(jīng)找到一個(gè)五體問題的解。1992年，著名的《數(shù)學(xué)年鑒》（Annals of Math）發(fā)表了他的這篇論文。
數(shù)學(xué)艱深玄妙，不僅有用，而且非常有趣。夏志宏教授極富演講天才，他以學(xué)科歷史進(jìn)程中發(fā)生的重大事件、人物故事、趣談?shì)W事，生動(dòng)介紹了數(shù)學(xué)及其分支的發(fā)展。頃刻間，激起同學(xué)們對(duì)數(shù)學(xué)、天文等基礎(chǔ)科學(xué)的興趣。
他認(rèn)為，一名科技工作者畢其一生在學(xué)科領(lǐng)域成就一件事，是一位了不起的科學(xué)家；成就兩件事，就是偉大的科學(xué)家；而能成就三件事，那就是空前絕后了。近代科學(xué)的大家牛頓，對(duì)力學(xué)、微積分、萬有引力定律都有非凡的建樹，世人瞠乎其后。一只蘋果“砸”出萬有引力定律，也許只是一段佳話。應(yīng)該說，是開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三大定律（橢圓型軌道、單位時(shí)間掃描面積、周期與半長(zhǎng)軸）讓牛頓從數(shù)學(xué)的角度反推出了萬有引力定律。
他介紹，牛頓結(jié)合力學(xué)、微積分、萬有引力定律，從數(shù)學(xué)角度提出橢圓軌道的代數(shù)方程。而且，行星的運(yùn)動(dòng)可以歸結(jié)為解一組微分方程。如果宇宙只有太陽、地球兩個(gè)天體，那么這個(gè)微分方程是可解的，這就是二體問題?，F(xiàn)代小說《三體》一定程度上為我們普及了宇宙相關(guān)知識(shí)。像一個(gè)太陽加兩個(gè)行星這樣的三體問題，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律非常復(fù)雜，很難長(zhǎng)時(shí)間預(yù)測(cè)?；蛘哒f，不可以初等函數(shù)的形式表達(dá)、解析。三體這個(gè)解，其實(shí)就是一個(gè)混沌的解。而太陽系就是一個(gè)混沌系統(tǒng)，三體問題的解沒有規(guī)則，八大行星等多體問題更不可解。這種復(fù)雜性的呈現(xiàn)，短則幾天，長(zhǎng)則千萬年、上億年。
他談到，科學(xué)家都想從數(shù)學(xué)上知道太陽系是不是穩(wěn)定，很多“大伽”都進(jìn)行了論證。人們之所以熱衷這些問題，在于自然科學(xué)尤其是基礎(chǔ)科學(xué)對(duì)人類文明有著決定性影響。就此，夏志宏教授結(jié)合概率論、諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者納什（電影《美麗心靈》的原形），提到了他本人的“KAM”理論。他的研究結(jié)果表明，太陽系是穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的概率很小。
什么是混沌？他舉例，如果盒子中放置10個(gè)氣體分子為例，測(cè)量其位置與運(yùn)動(dòng)速度，肯定有誤差，不可能精確到100%，不到1秒鐘，一個(gè)小的誤差就會(huì)加倍，兩秒后誤差又會(huì)加倍，------這種誤差是幾何級(jí)數(shù)的，幾秒鐘后會(huì)達(dá)到天文數(shù)字。所謂混沌，簡(jiǎn)單地講是在小的范圍之內(nèi)，天體運(yùn)動(dòng)的誤差是呈指數(shù)增長(zhǎng)，將來不可預(yù)測(cè)是混沌系統(tǒng)最典型的一個(gè)性質(zhì)。大家熟知的“蝴蝶效應(yīng)”其實(shí)就是混沌系統(tǒng)的一種性質(zhì)反映。
他指出，氣候系統(tǒng)就是一個(gè)十分嚴(yán)重的混沌系統(tǒng)。各種混沌動(dòng)力系統(tǒng)就是因?yàn)橐粋€(gè)小的差異，不斷加大，使它的將來不可預(yù)測(cè)。在證明龐勒維猜想中，我發(fā)現(xiàn)在多體里面，有一種混沌的性質(zhì)，這種性質(zhì)可以利用、可以證明，形成一個(gè)數(shù)學(xué)定律。1998年，休斯公司發(fā)射航天探測(cè)器，遇到燃料不足的問題。當(dāng)時(shí)，美國(guó)宇航局下屬實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)數(shù)學(xué)家應(yīng)用了我的理論，很快重新設(shè)計(jì)出軌道，使探測(cè)器準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。在航天領(lǐng)域，夏志宏教授還從天體力學(xué)談到了我國(guó)十分成熟的“嫦娥工程”。
為促進(jìn)中國(guó)對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的研究，他同時(shí)介紹，馬化騰、李彥宏等名人捐款，設(shè)立了中國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)——“未來科學(xué)大獎(jiǎng)”，用以獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家，涉及數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)、物理化學(xué)、生命科學(xué)。獎(jiǎng)金100萬美金，比“諾獎(jiǎng)”還高，2016年已頒發(fā)了第一期。他勉勵(lì)同學(xué)們，每個(gè)人都有自己獨(dú)特的思維方式、嗜好和評(píng)判能力，做自己最感興趣學(xué)問，人生的價(jià)值將最大化釋放。
校長(zhǎng)、黨委書記鄒施凱對(duì)夏志宏教授嚴(yán)謹(jǐn)、執(zhí)著的治學(xué)精神十分推崇，對(duì)他本次深入淺出的講學(xué)十分感謝。鄒施凱指出，這次科普講學(xué)感性上充滿趣味，多故事、多案例、多事實(shí)，讓我們對(duì)數(shù)學(xué)、天體運(yùn)動(dòng)等，增添了濃厚的興趣；理性上充滿思考，眾多科學(xué)家從事的理論研究、實(shí)踐探索讓我們感動(dòng)很深，一個(gè)科學(xué)家要取得成就，在專業(yè)掘進(jìn)中越來越細(xì)，近乎“癡情”，靈感是一方面，更重要的是始終不渝；前景上充滿期待，特別是夏教授在數(shù)學(xué)、天體、混沌等方面的研究，都是目前、未來社會(huì)發(fā)展相當(dāng)重要、尤為引人關(guān)注的，涉及到世界科學(xué)的發(fā)展走向。他說，通過今天的講座，不僅對(duì)夏教授所研究的領(lǐng)域而且對(duì)很多自然科學(xué)都加深了認(rèn)識(shí)。在座的不少同學(xué)將來能立志報(bào)考南方科技大學(xué)，做夏教授的學(xué)生、研究生、博士生，是我們美好的期待。
“道可道，非常道。”混沌之道，乃天之道、自然之道。這次科普，系夏志宏教授在家鄉(xiāng)的講學(xué)首秀，引發(fā)了東中學(xué)子對(duì)自然科學(xué)的濃厚興趣?；顒?dòng)向高一、高二各班視頻直播，兩個(gè)年級(jí)實(shí)驗(yàn)班、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班的同學(xué)在現(xiàn)場(chǎng)聆聽并與夏志宏教授進(jìn)行了互動(dòng)。
