4月5日下午，江蘇省東臺中學力邀數(shù)學家、天文學家夏志宏教授舉辦了一場精彩的科普講學活動。夏志宏從“三體、天體運動、混沌”，描述了動力系統(tǒng)和天體力學的話題、規(guī)律。他的談吐儒雅精妙，詼諧幽默。四十五分鐘的談天論道，時如過隙，令同學們嘆為觀止，博得掌聲不斷------

 

 

夏志宏教授，江蘇東臺人?，F(xiàn)為美國西北大學終身Pancoe講席教授、北京大學第一批“長江學者”特聘教授、南方科技大學數(shù)學系“創(chuàng)系”系主任、講座教授。研究方向為動力系統(tǒng)和天體力學等。笑論東中為其母校的他思維敏銳，“東普”、英文表達極其流暢，。

龐勒維猜想是法國數(shù)學家保羅?龐勒維（Paul Painlev?）于1897年提出。龐勒維認為，在N大于3的N體問題中，存在不是由碰撞產(chǎn)生的含有奇點的解。長時間以來，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)找到一個五體問題的解。1992年，著名的《數(shù)學年鑒》（Annals of Math）發(fā)表了他的這篇論文。

 

 

數(shù)學艱深玄妙，不僅有用，而且非常有趣。夏志宏教授極富演講天才，他以學科歷史進程中發(fā)生的重大事件、人物故事、趣談軼事，生動介紹了數(shù)學及其分支的發(fā)展。頃刻間，激起同學們對數(shù)學、天文等基礎科學的興趣。

他認為，一名科技工作者畢其一生在學科領域成就一件事，是一位了不起的科學家；成就兩件事，就是偉大的科學家；而能成就三件事，那就是空前絕后了。近代科學的大家牛頓，對力學、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。應該說，是開普勒的行星運動三大定律（橢圓型軌道、單位時間掃描面積、周期與半長軸）讓牛頓從數(shù)學的角度反推出了萬有引力定律。

他介紹，牛頓結(jié)合力學、微積分、萬有引力定律，從數(shù)學角度提出橢圓軌道的代數(shù)方程。而且，行星的運動可以歸結(jié)為解一組微分方程。如果宇宙只有太陽、地球兩個天體，那么這個微分方程是可解的，這就是二體問題。現(xiàn)代小說《三體》一定程度上為我們普及了宇宙相關知識。像一個太陽加兩個行星這樣的三體問題，其運動規(guī)律非常復雜，很難長時間預測?；蛘哒f，不可以初等函數(shù)的形式表達、解析。三體這個解，其實就是一個混沌的解。而太陽系就是一個混沌系統(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。這種復雜性的呈現(xiàn)，短則幾天，長則千萬年、上億年。

他談到，科學家都想從數(shù)學上知道太陽系是不是穩(wěn)定，很多“大伽”都進行了論證。人們之所以熱衷這些問題，在于自然科學尤其是基礎科學對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)濟學獎獲得者納什（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個氣體分子為例，測量其位置與運動速度，肯定有誤差，不可能精確到100%，不到1秒鐘，一個小的誤差就會加倍，兩秒后誤差又會加倍，------這種誤差是幾何級數(shù)的，幾秒鐘后會達到天文數(shù)字。所謂混沌，簡單地講是在小的范圍之內(nèi)，天體運動的誤差是呈指數(shù)增長，將來不可預測是混沌系統(tǒng)最典型的一個性質(zhì)。大家熟知的“蝴蝶效應”其實就是混沌系統(tǒng)的一種性質(zhì)反映。

他指出，氣候系統(tǒng)就是一個十分嚴重的混沌系統(tǒng)。各種混沌動力系統(tǒng)就是因為一個小的差異，不斷加大，使它的將來不可預測。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，形成一個數(shù)學定律。1998年，休斯公司發(fā)射航天探測器，遇到燃料不足的問題。當時，美國宇航局下屬實驗室的一個數(shù)學家應用了我的理論，很快重新設計出軌道，使探測器準確進入預定軌道。在航天領域，夏志宏教授還從天體力學談到了我國十分成熟的“嫦娥工程”。

為促進中國對基礎科學的研究，他同時介紹，馬化騰、李彥宏等名人捐款，設立了中國的諾貝爾獎——“未來科學大獎”，用以獎勵對基礎科學作出重要貢獻的科學家，涉及數(shù)學與計算機、物理化學、生命科學。獎金100萬美金，比“諾獎”還高，2016年已頒發(fā)了第一期。他勉勵同學們，每個人都有自己獨特的思維方式、嗜好和評判能力，做自己最感興趣學問，人生的價值將最大化釋放。

 

 

校長、黨委書記鄒施凱對夏志宏教授嚴謹、執(zhí)著的治學精神十分推崇，對他本次深入淺出的講學十分感謝。鄒施凱指出，這次科普講學感性上充滿趣味，多故事、多案例、多事實，讓我們對數(shù)學、天體運動等，增添了濃厚的興趣；理性上充滿思考，眾多科學家從事的理論研究、實踐探索讓我們感動很深，一個科學家要取得成就，在專業(yè)掘進中越來越細，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、天體、混沌等方面的研究，都是目前、未來社會發(fā)展相當重要、尤為引人關注的，涉及到世界科學的發(fā)展走向。他說，通過今天的講座，不僅對夏教授所研究的領域而且對很多自然科學都加深了認識。在座的不少同學將來能立志報考南方科技大學，做夏教授的學生、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)的講學首秀，引發(fā)了東中學子對自然科學的濃厚興趣?；顒酉蚋咭?、高二各班視頻直播，兩個年級實驗班、創(chuàng)新實驗班的同學在現(xiàn)場聆聽并與夏志宏教授進行了互動。