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2026意大利“四十人”国家科学院(Accademia XL)数学奖授予牛津大学教授Massimiliano Gubinelli;Barbara Fan...

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近日,意大利(四十人社)国家科学院(Accademia dei XL),举办第243学年闭幕会议,数学奖章授予牛津大学的马西米利亚诺・古比内利(Massimiliano Gubinelli),同时芭芭拉・凡泰基(Barbara Fantechi)教授发表题为 “枚举几何:过去与现在”的就职演讲。



马西米利亚诺・古比内利(Massimiliano Gubinelli)

图源:德国波恩豪斯道夫中心Hausdorff center

AI vs Math 投票火热进行中

Your Vote Matters! We Value Your Value!

作者:Accademia dei XL(意大利国家四十科学院)2026-6-10

译者:zzllrr小乐(数学科普公众号)2026-6-17

求喜欢

一、2026意大利国家科学院(四十院士)数学奖章

主持人:本次评审竞争激烈,三位候选人均成就斐然,其中一位是我十分欣赏的学者,惜未获评。经过充分研讨,委员会全票决定授予奖章给马西米利亚诺・古比内利(Massimiliano Gubinelli),牛津大学沃利斯讲席教授。


马西米利亚诺・古比内利

Massimiliano (Max) Gubinelli

获奖理由

马西米利亚诺・古比内利,在随机微分方程(尤其是奇异随机方程)领域做出深刻、革命性成果;是稳健随机分析革新的核心奠基人,打通概率论、分析学、数学物理、偏微分方程交叉研究。近十五年,他革新了粗糙路径(Rough Path)理论 —— 该理论由牛津上一任沃利斯讲席教授特里・莱昂斯(Terry Lyons)创立;他建立的分析工具现已成为随机分析里程碑,深刻塑造领域学术体系,启发新一代研究者。古比内利出生于1974年,正值学术黄金壮年。祝贺古比内利教授!


二、院士就职报告《枚举几何,旧与新》
主旨报告人:芭芭拉・凡泰基(Barbara Fantechi
意大利国际高等研究院数学教授

图源:IAS

主持人:

奖章颁发到此结束。我们短暂休息,还是直接有请芭芭拉院士开讲。

由我来介绍她。接下来的学术主旨报告,兼顾全体跨学科科研从业者,即便并非代数几何专业学者也能听懂。

主讲人芭芭拉・凡泰基院士,我与她相识已有35年,1988年便结识。她是顶尖数学家,在代数几何、量子上同调理论改良方向贡献突出。量子上同调近年热度极高,枚举几何领域成果丰硕;理论源头来自物理学家提出的镜像对称,如今除枚举几何外,去年更攻克一项尘封五十年的经典猜想,拓展全新应用方向。能为芭芭拉院士做介绍是我的荣幸,下面有请她上台。

芭芭拉・凡泰基(Barbara Fantechi)主旨学术报告全文


大家上午好。或许有人会觉得,如果台下全是数学家,我可以讲更硬核的技术内容,但其实即便专业数学同行,我的研究方向也偏小众抽象,所以今天我会用通俗视角分享。正式介绍我的工作前,我先带大家从我的视角看一看数学世界。研究宇宙、细胞、分子的科学家脑海里有大量具象图像,我也有一些直观图景,但更多数学结构,只能用心去理解。我先切换幻灯片。


一、基础铺垫:贝祖定理、射影几何与计数几何

幻灯片是英文,还请见谅。刚刚院长提到镜像对称,学界通用英文术语 Mirror Symmetry,大家会更熟悉。

所有人都知道:两条直线交于一点,当然存在平行线这一特例。


直线由一次方程定义,这一结论可以推广为贝祖(Bézout)定理:


次数 d₁、d₂的两条代数曲线,交点数量为 d₁・d₂;定理证明的核心思路,就是回归直线这一最简单情形。幻灯片里画了圆与椭圆相交,二者都是二次曲线,符合定理规律,同时存在特殊退化情形需要区分。


举三次曲线(黑色曲线)与直线相交的例子:红色直线和曲线相切,切点重数计为2,总计三个交点;竖直线的情况只能看到两个交点,第三个交点消失在了无穷远处。

为了统一处理无穷远点,我们引入射影几何—— 大家在绘画、摄影里都见过铁轨向远方汇聚于一点,在射影几何中,无穷远点和普通点拥有同等数学地位,统一纳入计算。

蓝色直线位置过低,看似无交点,是因为我们的计算全部基于复数域,实数视角看不到全部解。


以上便是枚举几何的核心思路:我们不求解方程,而是统计方程解的数量;仅研究解空间维数为0、解数量有限的问题。例如二元方程组,无自由参数,解必然有限。

经典范例:三维空间三次曲面,恰好包含27条直线,距今已有百年历史。我们简单解释维度逻辑:空间直线拥有4个自由参数;三次曲面方程含4个系数。把直线参数代入曲面方程,会得到4个约束方程,最终可求解直线总数。

二、概型(Scheme)与代数几何的核心逻辑

接下来介绍代数几何核心研究对象:概型。


举简单例子:方程 y + x³=0 构成柱面,直观上只有垂直直线落在柱面上,没有其他直线。但代数几何不依靠直观画图,而是用参数方程描述任意直线,代入曲面方程,得到四元四方程组。


举简化方程 a²=0 为例:实数视角仅解 a=0;但从代数几何视角,我们不丢弃任何代数信息。


取邻域的局部参数u,当 u≠0 时,原点附近存在一阶无穷小形变,原点本身是二阶零点,这类细微代数结构,正是我们研究的核心,也是代数几何区别于直观几何的关键。所有研究均建立在复数域之上。


复数包含实部、虚部,天然是二维结构;因此我们研究的复光滑射影曲线,几何形态等价于二维曲面,曲面的亏格可以类比救生圈的孔洞数量,是曲线最核心拓扑不变量。

我日常的绝大部分工作,就是完成上述这类复杂代数计数推导,过程繁琐,经常需要反复验算。

三、模空间(Moduli Space)理论

下面介绍核心概念:模空间。


模空间本质是一套分类体系。化学有元素周期表这种离散分类,但大量几何对象依赖连续参数,这些参数自身会形成几何空间,就是模空间。

以空间直线分类举例:我们需要分三块区域描述所有直线(不平行 z=0 平面、不平行 x=0 平面、不平行 y=0 平面),再把三块区域粘合,得到格拉斯曼流形。枚举几何的全部核心成果,都依托模空间开展。科普文章有个很贴切的比喻:模空间相当于你研究对象的 “地图册”,地图上每一个点对应一类唯一几何对象。

“模(Moduli)” 一词最早出自19世纪黎曼对曲线模空间的研究;完整严格构造由德利涅(Deligne)、芒福德(Mumford)1969年完成。曲线模空间维数公式:3g−3(g 为亏格)。德利涅与芒福德最初仅研究亏格g>1的曲线,1974年阿廷拓展至亏格0情形。我们甚至会处理维数为负的模空间,完全脱离直观画图范畴。

我1997年的核心定理,通俗表述:若模空间的期望维数为d,那么它的行为表现等价于一个d维光滑空间。解释期望维数:n 个参数、k 个约束方程,直观期望维数 n−k,每个方程降低一维。但前文四方程四参数的例子,解空间却是一条曲线,直观维数公式失效。我的定理借助阻碍理论,给出统一标准化解法。

研究起源:格罗莫夫 - 威滕不变量

这项工作诞生于90年代理论物理交叉热潮:威滕基于格罗莫夫微分几何成果,提出格罗莫夫-威滕(GW)不变量,用来计数流形内曲线模空间的拓扑不变量,理论源头完全来自量子场论。物理学家先给出直观框架,数学家再补全严格证明。

辛几何领域率先通过偏微分方程、弗雷德霍姆算子(Fredholm operator)、巴拿赫丛取得突破,代数几何起步更晚,但最终完整解决整套理论。原始框架由李骏、田刚手工构造虚拟基本类;我与凯・贝伦德(K. Behrend)将这套手工工具标准化,输入简单基础数据,就能直接产出可计算的虚拟类,快速得到计数数值。

该1997年成果二十年间年均被引用约50次,横跨数学、理论物理两大领域,应用远超最初研究目标。次年托马斯便依托该理论定义唐纳森-托马斯不变量,我一名学生上个月刚完成该不变量变体方向的毕业论文,至今仍是全球活跃研究热点,持续和理论物理深度交叉。物理学家给同类结构的命名十分优美,可惜我理论物理功底有限,没法完整对应讲解。

四、近二十年研究脉络与合作成果

过去二十年我持续深耕各类模空间,此前也积累了相关成果:


  1. 与凯・贝伦德(K. Behrend)提出对称阻碍理论(symmetric obstruction theories),比经典阻碍理论框架更强,衍生出移位辛结构,目前仍有大量未解决开放问题,全球持续开展相关研究。

  2. 与丈夫 洛塔尔・格特舍 ( Lothar Göttsche )合作,将光滑流形黎曼-罗赫定理,拓展至拥有期望维数的奇异模空间,两篇论文引用量常年居高。

  3. 与阿布拉莫维奇(D. Abramovich)、卡曼(C. Cadman)、怀斯(J. Wise)重新证明李骏的格罗莫夫-威滕不变量退化公式。这项工作是约稿项目:原有证明长达百页、晦涩难懂,委托我重新简化、清晰重构论证。

  4. 新冠初期,我与马尔科・弗兰乔西(M. Franciosi)、里萨・帕尔迪尼(R. Pardini)合作,研究意大利代数几何传统课题 —— 稳定戈伦斯坦曲面(stable Gorenstein Godeaux surface)模空间。

  5. 与罗莎・玛丽亚・米罗里奇( Rosa M. Miró-Roig )合作四篇系列论文,研究合冲层模空间(moduli of syzygy bundles)。

  6. 层是物理学家口中的 “场”:空间每一点附带一个向量空间,磁场便是典型例子,每一点有方向、大小、矢量。

  7. 层模空间是代数几何核心研究对象。罗莎・玛丽亚长期使用合冲(syzygy)方法由一组层构造新层,我们共同提出判定定理,明确该构造实现一一对应的充要条件。

  8. 后续我们深挖一项2010年冷门博士论文成果( Nikolaos Tziolas的形式光滑性 ):结论优美但推导极度晦涩、无法实际应用,我们将原文48页压缩至15页,简化逻辑、增强实用性,如今该结论已被广泛引用。

五、高阶范畴:现代代数几何底层工具

还有一个核心工具没有展开:范畴、高阶范畴。

所有人无意识中都在使用范畴思维 —— 范畴包含一组对象、以及对象之间的映射关系,数学中拥有严格形式定义。现代几何研究必须跳出普通范畴,使用更精细的高阶版本。

普通范畴仅记录两点间映射;双范畴可以记录三元关系:x 到 y、y 到 z、x 到 z 三条映射构成三角相容关系,我们传统的网络图全部升级为三角结构,我今天介绍的所有理论构建,底层全部依托双范畴。双范畴存在两套主流定义,我研究领域内两套定义等价,相关概念如今也渗透理论计算机、λ 演算。

我曾在意大利乌迪内大学数理系任职三年,全楼乃至整座城市,只有计算机方向同事能和我顺畅讨论双范畴理论,这段交流给了我很多启发。近25年枚举几何与理论物理交叉领域发生范式革命:从双范畴升级至无穷范畴。对称阻碍理论、虚拟格罗莫夫-罗赫定理全部能用无穷范畴重新诠释。如今领域存在明显断层:少数研究者掌握这套全新高阶语言,大量学者仍无法利用这套工具简化证明。

作为数学家,我的核心工作就是搭建桥梁、撰写跨领域 “翻译手册”,打通物理与代数几何两套语言。举个个人经历:大女儿出生那周一篇核心论文发表,我产后初期一边抱孩子一边研读,完全读不懂,只能逐条整理笔记,和同为数学家的丈夫反复讨论,最终简化出一套特例下清晰易懂的推导。这篇简化论文引用量极高,物理学家非常欢迎能看懂的数学推导,我们还修正了原文一处符号错误,简化推导天然更容易排查疏漏。

这也是我一贯的研究思路:深耕戈伦斯坦曲面模空间这类意大利学派经典传统课题,同时不排斥现代高阶工具,不固守老旧研究手段;最终把复杂抽象理论转化为各领域学者都能读懂的成果。

感谢各位聆听。

主持人:感谢芭芭拉院士的精彩报告。


参考资料

https://www.youtube.com/live/XVQiA9KqbYI

https://www.accademiaxl.it/cerimonia-di-chiusura-del-243-anno-accademico-10-giugno-2026/

https://datasig.ac.uk/article/massimiliano-gubinelli-wallis-professor

https://www.maths.ox.ac.uk/node/81423

https://mgubi.github.io/docs/main.html

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