
邓煜教授凭借什么成果获得菲尔兹奖?
中国籍数学家、芝加哥大学教授邓煜凭借在偏微分方程领域的三项开创性工作获得2026年菲尔兹奖,其中最核心的成就是与合作者共同攻克了悬置125年的“狭义希尔伯特第六问题”,首次以数学严格方式推导出从微观粒子系统到宏观玻尔兹曼方程的完整逻辑链条。
一、核心获奖成果:攻克狭义希尔伯特第六问题
邓煜与马骁、Zaher Hani合作,从微观硬球粒子系统出发,严格推导出玻尔兹曼方程,并进一步推导出欧拉方程和不可压缩Navier–Stokes–Fourier方程。这一成果解决了1900年希尔伯特提出的23个问题之一中最重要的子问题,即从微观牛顿力学定律严格推导出宏观流体力学方程。


1. 问题背景
一团气体在微观层面由亿万颗遵循牛顿定律的硬球粒子组成,这些粒子不断碰撞,运动轨迹在原则上完全可预测。但在宏观层面,人们只需要用密度、速度、温度等少数几个量就能精准描述气体的整体行为,这种描述依靠的是玻尔兹曼方程及其衍生的流体力学方程。
2. 历史难点
玻尔兹曼在1872年推导其著名方程时,引入了一个名为“分子混沌假设”的关键假设,即认为两个粒子在碰撞前是统计独立的、互无关联的。然而,从绝对确定的牛顿力学出发,为何能得出含有随机性的宏观方程?这个被称为“洛施密特悖论”的问题一直困扰学界。
3. 核心突破过程
邓煜与合作者引入了一个关键概念——“累积量”,用于度量粒子之间由于历史碰撞而积累的“纠缠记忆”。他们设计了一套精密的“图论切割算法”,将庞大的碰撞历史图谱分解处理。通过严格证明几何空间的“体积衰减项”在宏观极限下一定大于图谱的“发散项”,彻底证明了分子混沌假设在任意长时间尺度上成立。
二、另一项关键成就:波湍流理论
邓煜在另一个看似完全不相关的领域——波湍流理论中也做出奠基性贡献。他从非线性薛定谔方程出发,严格推导出波动力学方程,解决了微观波动的可逆性与宏观能量耗散的不可逆性之间的矛盾。这一成果恰好在数学方法上为攻克希尔伯特第六问题准备了关键工具。
三、发展非线性薛定谔方程动力学的概率方法
邓煜还发展了研究非线性薛定谔方程动力学的概率方法,为描述波和粒子复杂相互作用的偏微分方程提供了全新的数学工具。他将概率论的灵活性引入结构严密的方程体系,无论初始波模式多么随机,都能可靠预测系统的未来行为,揭示了隐藏在大规模复杂系统中的对称性和涌现现象。
四、成果的理论意义与实际价值
邓煜的这项成果不仅是纯粹数学的理论胜利,更对天气预报、空气动力学设计等领域具有深远的支撑作用。通过厘清牛顿定律与流体方程之间的关联,科学家能够更准确地判断流体湍流等复杂现象的形成机制与演化规律。
五、学术历程与个人特质
邓煜1989年出生于广东深圳,2006年斩获国际数学奥林匹克金牌,保送北京大学数学科学学院,后转学麻省理工学院获数学学士学位,2015年在普林斯顿大学获博士学位。他曾任纽约大学库朗研究所博士后、南加州大学助理教授,现任芝加哥大学数学系教授。邓煜的个人特质也令人印象深刻——自幼展现围棋天赋,差点走上职业棋手之路;热爱诗歌、漫画和二次元文化,曾表示“如果不做数学家,会去写科幻小说”。