A matematika világában a Fields-érem elnyerése a legnagyobb elismerés, amit egy kutató megkaphat – különös tekintettel arra, hogy csak 40 év alatti tudósoknak ítélik oda négyévente. Idén ez a kitüntetés két kínai matematikushoz, Hong Wanghoz és Yu Denghoz került, akik ezzel nemcsak hazájuknak szereztek történelmi sikert, hanem a tudományos világot is ámulatba ejtették. Sikereik azért is figyelemre méltóak, mert olyan, több mint száz éve fennálló matematikai rejtélyekre találtak választ, amelyek generációkon át foglalkoztatták a szakembereket.
Kakeya tüprobléma – egy ceruza mozgása
Hong Wang, aki immár a harmadik női Fields-érmes a díj történetében, Josh Zahl kollégájával együtt egy 1917-ben felvetett kérdésre adott választ. A japán matematikus, Soichi Kakeya által megfogalmazott „tüprobléma” arra kereste a választ: ha egy ceruzát úgy forgatunk el, hogy az teljesen körbeforduljon, mi a legkisebb terület, amit eközben súrol? Wang és Zahl ezt a feladványt úgy elemezték, hogy feltételezték, a ceruza egy háromdimenziós térben lebeg, nem pedig sík felületen. Tanulmányuk tavaly került publikálásra, és alapjaiban változtatta meg a modern harmonikus elemzésről – a hullámok mozgását vizsgáló tudományágról – alkotott képet.
A Kakeya probléma évtizedek óta foglalkoztatta a matematikusokat, mivel a jelenség számos különböző tudományterületen is megjelenik, így a megoldása széleskörű alkalmazási lehetőségeket rejt magában.
Hilbert hatodik problémája és a gázok viselkedése
Yu Deng, a Chicagói Egyetem 37 éves professzora, egy másik, szintén több mint egy évszázados problémát oldott meg. David Hilbert német matematikus 1900-ban vetette fel a mára „Hilbert hatodik problémájaként” ismert kérdést: hogyan lehet egy egész rendszer viselkedését kiszámítani az egyes részecskék mozgása alapján? Deng a problémát a gázok viselkedésének vizsgálatával oldotta meg, ezzel egy újabb fontos lépést téve a statisztikus mechanika és a hidrodinamika megértésében.
Ez az áttörés, amellett, hogy óriási tudományos jelentőséggel bír, különösen aktuális az AI-korszakban, amikor az emberi számítási képességeket egyre inkább megkérdőjelezi a mesterséges intelligencia előretörése. Deng sikere rávilágít, hogy az alapvető matematikai kutatás továbbra is elengedhetetlen a tudományos fejlődéshez.
A Fields-érem díjazottjai a következők:
- Hong Wang (Kína): a Kakeya tüprobléma megoldása 3D-ben.
- Yu Deng (Kína): Hilbert hatodik problémájának megoldása a gázok viselkedésén keresztül.
- John Pardon (USA): egyéb jelentős matematikai eredményei.
- Jacon Tsimerman (Kanada): egyéb jelentős matematikai eredményei.
Spacetime kristályok olvadása – magyarul és kínaiul is
Érdekes párhuzam, hogy a matematika mellett a fizika területén is jelentős kínai áttörésekről érkeznek hírek. A Shanghai Jiao Tong Egyetem fizikusai a napokban publikáltak egy tanulmányt, amelyben arról számoltak be, hogy elsőként sikerült megfigyelniük egy spacetime kristály olvadását. A spacetime kristályok egzotikus anyagállapotot képviselnek, ahol a szerkezet térben és időben is ismétlődik. A kutatók asztali kísérletekkel, vibráló műanyag korongok segítségével mutatták be, hogy a térbeli és időbeli rend külön-külön olvad fel a kristályban, három fázisban. Ez a felfedezés új utakat nyit meg az anyagfázisok és a szimmetria-törés jobb megértéséhez, klasszikus rendszerekben is. Míg a Fields-éremmel jutalmazott kutatások absztrakt matematikai problémákat céloztak, addig a spacetime kristályok fizikája sokkal közelebb áll a technológiai alkalmazásokhoz, például az adattároláshoz vagy az ultraprecíz mérésekhez.
Ez utóbbi kutatás is jól mutatja, hogy a kínai tudományos élet a legkülönfélébb területeken tör előre, jelentős mértékben hozzájárulva a világ tudományos fejlődéséhez. A Fields-érmek elnyerése és a fizikai áttörések is jelzik, hogy a kínai kutatók globálisan is élen járnak a tudományos innovációban. Ezen eredmények jelentős visszhangot váltottak ki Kínában, ahol a közösségi média felületein – a Weibótól a Rednotig – milliók ünnepelték a Fields-érmeseket. Magyarországon az ilyen jellegű tudományos eredményekről szóló híreket a szaksajtó, illetve a tudományos ismeretterjesztő oldalak, blogok hozzák el a közönségnek, ahol az érdeklődők mélyebben is elmerülhetnek a témákban.