北京時間2026年7月23日晚,2026 年菲爾茲獎將正式揭曉。由于獲獎人名單提前從官網(wǎng)泄露,現(xiàn)已知獲獎?wù)叱送鹾纭⑧囲蟽晌粍?chuàng)造歷史的中國數(shù)學(xué)家外,還有加拿大數(shù)學(xué)家 Jacob Tsimerman 和美國數(shù)學(xué)家 John Pardon。
其中Pardon 做數(shù)學(xué)的一大特點(diǎn)是他非凡的跨越邊界的創(chuàng)造力,堪稱“破壁人”。他用代數(shù)、幾何、分析、拓?fù)涞炔煌I(lǐng)域思想和工具,攻克了一系列長期困擾數(shù)學(xué)家的重要問題。而他的成長軌跡,正符合人們心中對“數(shù)學(xué)天才”的一切想象:高中時便發(fā)頂刊論文,博士畢業(yè)一年后即任普林斯頓大學(xué)正教授;同時他精通中文,還是出色的大提琴演奏者,展現(xiàn)出了一位青年數(shù)學(xué)家的獨(dú)特魅力。
撰文 | 倪憶(加州理工學(xué)院數(shù)學(xué)系教授)
在 Freeman Dyson 那篇著名演講里, 他把數(shù)學(xué)家分為兩類:鳥和青蛙。鳥翱翔在天空,“喜歡那些統(tǒng)一我們思想、并將不同領(lǐng)域的諸多問題整合起來的概念。”青蛙生活在泥地里,“樂于探索特定問題的細(xì)節(jié),一次只解決一個問題。”John Vincent Pardon 同時屬于這兩類。他是一位少見的既能創(chuàng)造宏大理論、又能解決經(jīng)典難題的數(shù)學(xué)家。
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John Pardon丨圖源:普林斯頓大學(xué)
John Pardon的經(jīng)歷堪稱“數(shù)學(xué)天才”一詞的模板。他 1989 年出生于美國卡羅來納州教堂山,父親 William Pardon 是杜克大學(xué)的數(shù)學(xué)教授,一位代數(shù)幾何專家。自小沐浴在數(shù)學(xué)中的 John Pardon,高中時就在知名數(shù)學(xué)期刊發(fā)表論文,本科時解決了有近三十年歷史的公開難題,博士畢業(yè)一年即成為普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系正教授,2022 年起任石溪大學(xué) Simons 幾何與物理中心教授;2025 年他獲得數(shù)學(xué)新視野獎,2026 年將獲得菲爾茲獎。
如果要用一個詞概括 Pardon 的數(shù)學(xué)風(fēng)格,那么“破壁人”或許再合適不過。他打破的并不只是某一個猜想,而是不同數(shù)學(xué)領(lǐng)域之間那一道道看似天然存在的壁障。他熟練掌握代數(shù)、幾何、分析、拓?fù)洹⒏怕实炔煌I(lǐng)域的工具,并把它們以人們意想不到的方式組合在一起攻克難題。
初試啼聲
由于父親的職業(yè) ,Pardon 很早便身處濃郁的數(shù)學(xué)氛圍中。小時候全家一起爬山,每當(dāng)他走得疲憊時,父親便不斷給他出代數(shù)題。由于注意力完全投入到思考之中,他忘記了身體的勞累。五歲學(xué)習(xí)游泳時,他父母把同樣的妙招告訴教練,于是教練也會不停地向他提問乘法題,他回答時竟然忘記了對于踩水的害怕。從那以后,Pardon 深深體會到數(shù)學(xué)具有一種特殊的力量——它能夠讓人完全沉浸于思考,從而暫時擺脫外界的不適與壓力。
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John Pardon 與父親 William丨圖源:William Pardon 主頁
高中時候,Pardon 就在度量幾何領(lǐng)域獨(dú)立做出了原創(chuàng)工作,論文發(fā)表在知名數(shù)學(xué)雜志 Transactions of the AMS 上。他的研究聚焦于一個直觀而又困難的幾何問題:
給定平面上一條簡單光滑閉曲線 C,不難證明,可以把 C 連續(xù)形變?yōu)橐粭l凸曲線,使得在此過程中曲線始終沒有自相交,并且任意兩點(diǎn)之間的弧長保持不變。那么,能否在這一過程中,進(jìn)一步要求讓曲線上任兩個點(diǎn)之間的平面距離始終不減小?
Pardon 徹底解決了這一問題,他的結(jié)論甚至不要求 C 是光滑的,只要 C 是可求長(rectifiable)曲線,那么答案就是肯定的。即便是成名數(shù)學(xué)家,能夠證明這樣的一個結(jié)論,也是值得欣慰的事情。Pardon 的論文中使用了線性規(guī)劃、泛函分析、測度論等非常深刻的數(shù)學(xué)理論,很難相信一位高中生就能掌握這些大學(xué)數(shù)學(xué)本科都未必會涉及的內(nèi)容。然而,這比起 Pardon 日后取得的成就來說簡直不值一提。由此可見,Pardon 在高中時已經(jīng)是一位非常成熟的數(shù)學(xué)家。這篇論文讓 Pardon 獲得了 2007 年英特爾科學(xué)競賽第二名。
Pardon 中學(xué)期間連續(xù)三年參加國際信息學(xué)奧林匹克(IOI),獲得三枚金牌。菲爾茲獎得主中,有不少人獲得過國際數(shù)學(xué)奧林匹克金牌,包括今年獲獎的鄧煜和 Jacob Tsimerman,但是 IOI 金牌得主獲得菲爾茲獎的,Pardon 似乎是第一位。
鋒芒畢露
2007 年,Pardon 進(jìn)入普林斯頓大學(xué)讀本科。在大學(xué)期間,他完成了 6 篇高質(zhì)量的論文,涉及度量幾何、隨機(jī)幾何、代數(shù)幾何、凸幾何、低維拓?fù)洹F渲凶畛鋈Φ囊黄撐漠?dāng)屬他關(guān)于紐結(jié)(knot)扭曲度(distortion)的工作。
高中時期,Pardon在網(wǎng)上閱讀數(shù)學(xué)論文時,看到了著名數(shù)學(xué)家 Mikhail Gromov 于 1983 年提出的一個關(guān)于紐結(jié)扭曲度的問題。一個紐結(jié)就是三維空間里的一條簡單閉曲線。對于三維歐氏空間里一條簡單閉曲線 C 上的兩個點(diǎn),我們可以考慮兩點(diǎn)之間沿著C的弧長,也可以考慮兩點(diǎn)間的歐氏距離。大致而言,一個紐結(jié)的扭曲度衡量的是對于該紐結(jié)所在的同痕類(isotopy class)里的所有曲線,弧長與歐氏空間距離的差別最小是多少。Gromov 問所有紐結(jié)的扭曲度是否有上界,特別地,所有環(huán)面結(jié)(torus knots)的扭曲度是否有上界。
這個問題結(jié)合了度量幾何和低維拓?fù)洌潢愂鍪侵袑W(xué)生都能理解的,但卻難倒了 Gromov 這樣的大數(shù)學(xué)家。Pardon 初生牛犢不怕虎,始終沒有放棄思考這一問題。大三時,他曾一度認(rèn)為自己已經(jīng)完成證明,卻在兩周后發(fā)現(xiàn)整個證明“完全是錯誤的(complete nonsense)”。經(jīng)過繼續(xù)探索,大四時他終于找到正確的方法,證明了所有環(huán)面結(jié)的扭曲度沒有上界,從而徹底解決了這一公開難題。
這篇論文發(fā)表于被譽(yù)為四大頂級數(shù)學(xué)期刊之一的 Annals of Mathematics。對于本科生而言,這是極其罕見的成就,也使他迅速受到數(shù)學(xué)界的關(guān)注。Pardon 的這一壯舉不禁讓人拿他同另外一位普林斯頓出身的菲爾茲獎得主John Milnor 相比較,后者也是本科時就在 Annals of Mathematics 上發(fā)表了一篇論文。巧合的是,Milnor 的論文是關(guān)于紐結(jié)的微分幾何問題,而 Pardon 的論文是關(guān)于紐結(jié)的度量幾何問題。
Pardon 大學(xué)本科時寫的這 6 篇論文,除了一篇代數(shù)幾何論文是跟普林斯頓大學(xué)的代數(shù)幾何學(xué)家 János Kollár 合作,其余都是獨(dú)自完成。Kollár 對于二人合作的緣起是這樣描述的:有一個拓?fù)鋯栴},Kollár 跟不少同事討論過,都沒有答案。一次晚餐時,他隨口向 Pardon 提起這個問題,僅僅一周之后,Pardon 就把解答發(fā)給了他。Kollár 感嘆,與他合作“更像是在與一位博士后合作,而不是本科生”。
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大學(xué)時期的 Pardon丨圖源:普林斯頓大學(xué)
盡管是數(shù)學(xué)專業(yè),但 Pardon 的大學(xué)生活里不光有數(shù)學(xué)。令很多人意想不到的是,他系統(tǒng)學(xué)習(xí)過中文,因為他認(rèn)為中文的書寫非常具有挑戰(zhàn)性。大一暑假時,他到北京師范大學(xué)參加了普林斯頓暑期北京中文培訓(xùn)班。大四時,他作為普林斯頓辯論隊成員,獲得了由中國中央電視臺和新加坡傳媒集團(tuán)聯(lián)合舉辦的國際中文辯論賽(前身為“國際大專辯論賽”)非母語組冠軍。之后2011年,他又以表演單田芳評書《說唐后傳》獲得第十屆“漢語橋”世界大學(xué)生中文比賽美國東部賽區(qū)冠軍(與Bradley Roberts “羅曉波”并列),并獲得赴中國長沙參加全球復(fù)賽的資格。所以本屆菲爾茲獎得主中有三人能講漢語……
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John Pardon參加“漢語橋”比賽的報道丨圖源:鳳凰網(wǎng)
Pardon 還是一位優(yōu)秀的大提琴演奏者,自六歲開始學(xué)習(xí)大提琴,兩次獲得普林斯頓大學(xué)學(xué)生交響樂團(tuán)年度協(xié)奏曲比賽冠軍。Pardon 認(rèn)為演奏音樂與研究數(shù)學(xué)截然不同:數(shù)學(xué)有時可以幫助自己忘記疲勞,而演奏巴赫或柯達(dá)伊的大提琴作品則需要全部注意力,根本無法同時思考數(shù)學(xué)。
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Pardon 在普林斯頓學(xué)生樂團(tuán)丨圖源:普林斯頓大學(xué)
2011 年,Pardon 從普林斯頓畢業(yè)后,進(jìn)入斯坦福大學(xué)攻讀博士學(xué)位。博士生第一年,他就完成了另一項代表性成果:證明三維 Hilbert–Smith 猜想。
Hilbert–Smith 猜想來源于 Hilbert 第五問題,后者的現(xiàn)代陳述方式是:如果一個拓?fù)淙和瑫r也是一個流形,那么這個拓?fù)淙菏欠褚欢ǎㄗ鳛橥負(fù)淙海┩瑯?gòu)于一個李群?這一問題在上世紀(jì)五十年代就被 Andrew Gleason、Deane Montgomery、Leo Zippin 以及山辺英彥等人的工作解決。
然而,在 Hilbert 的年代,還沒有流形的現(xiàn)代定義,Hilbert 報告原文中甚至沒有出現(xiàn)“流形”這個數(shù)學(xué)名詞。Hilbert 本人采用了“連續(xù)變換群”這一術(shù)語,所以有人認(rèn)為 Hilbert 的本意是“群在流形上的作用”,其確切陳述便是 Hilbert–Smith 猜想:任何能夠忠實(shí)連續(xù)作用于流形上的局部緊群,都必須是李群。
Pardon 在三維情形證明了 Hilbert–Smith 猜想,證明中巧妙結(jié)合了群作用、三維拓?fù)浜陀成漕惾旱姆椒ā_@篇論文發(fā)表在頂級數(shù)學(xué)期刊 Journal of the AMS 上。相比起他之前解決的關(guān)注度不算高的紐結(jié)扭曲度問題,這次證明三維 Hilbert–Smith 猜想的工作無疑非常出圈。
有趣的是,盡管 Hilbert 問題在數(shù)學(xué)界有著偌大的名聲,但以前因為解決 Hilbert 問題而獲得菲爾茲獎的只有 Paul Cohen 一個人:他因為證明連續(xù)統(tǒng)假設(shè)獨(dú)立于 ZFC 公理系統(tǒng)而獲得 1966 年菲爾茲獎。但是今年的獲獎?wù)咧杏袃扇烁?Hilbert 問題有關(guān),除了 Pardon,另外一位是鄧煜,他主要因為在 Hilbert 第六問題上的突破而獲獎。
卓然成家
在斯坦福讀博期間,Pardon 選擇了辛幾何作為自己接下來的深耕方向。他的導(dǎo)師是 Wolf 獎得主、辛幾何與切觸幾何的一代宗師 Yakov Eliashberg。
在辛幾何及其相關(guān)領(lǐng)域,Pardon 取得了一系列重大的基礎(chǔ)性成果,他的獨(dú)特思想和廣博視野為這一學(xué)科帶來了新的推動力。他能夠獲得菲爾茲獎,主要是靠這方面的工作。鑒于筆者并非這一領(lǐng)域的專家,本文只能簡單描述一下筆者對 Pardon 工作的粗淺理解。
1. 構(gòu)造虛基本鏈的代數(shù)方法
在辛幾何里,一個核心問題是對偽全純曲線的模空間構(gòu)造虛基本鏈(virtual fundamental cycle)。這一問題在 Gromov-Witten 理論以及 Floer 同調(diào)理論中都有著根本的重要性。許多大師級數(shù)學(xué)家在這個問題上做過重要工作,包括中國數(shù)學(xué)家阮勇斌、田剛、李駿等人。傳統(tǒng)上,構(gòu)造虛基本鏈偏重于分析方法,需要對初始數(shù)據(jù)做適當(dāng)?shù)臄_動,經(jīng)常包含大量繁瑣的技術(shù)細(xì)節(jié),對最一般情形的討論動輒上千頁。
在 Pardon 的博士論文里,他采用了一個跟前人非常不同的方法來構(gòu)造虛基本鏈,為現(xiàn)代辛拓?fù)涮峁┝诵碌睦碚摶A(chǔ)。他運(yùn)用高階范疇論和導(dǎo)出幾何(Derived geometry)的語言,將分析的技術(shù)細(xì)節(jié)用代數(shù)結(jié)構(gòu)加以提煉。作為應(yīng)用,他給出了 Gromov-Witten 理論的新構(gòu)造以及(有理系數(shù)的)Arnold 猜想的新證明。當(dāng)然,Pardon 所能做的不只是重建已知結(jié)果。他把這套理論框架應(yīng)用到切觸幾何,第一次在一般情形下嚴(yán)格構(gòu)造了切觸同調(diào)。(幾乎跟 Pardon 同時,鮑爾考和本田公(Ko Honda)用更加經(jīng)典但同樣簡潔的方法給出了切觸同調(diào)另一種構(gòu)造。后來經(jīng)典的構(gòu)造方法又有許多重大進(jìn)展,整個領(lǐng)域的面貌跟十幾年前已經(jīng)截然不同。)
Pardon 的這一工作為他贏得了數(shù)學(xué)界更廣泛的認(rèn)可。2015 年,他剛剛獲得博士學(xué)位,就被母校斯坦福大學(xué)跳過博士后階段直接聘為助理教授。僅僅一年后,27 歲的 Pardon 就成為普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系正教授。他是普林斯頓大學(xué)歷史上最年輕的正教授之一。據(jù)筆者所知,此前有三位數(shù)學(xué)家博士畢業(yè)兩年就當(dāng)上普林斯頓數(shù)學(xué)系正教授,分別是 William Thurston、Andrew Wiles 和 Manjul Bhargava。博士畢業(yè)僅一年就當(dāng)上普林斯頓數(shù)學(xué)系正教授的,Pardon 應(yīng)該是第一個。
2. 深谷范疇的局部化與同調(diào)鏡像猜想
同調(diào)鏡像猜想是菲爾茲獎得主 Maxim Kontsevich 在 1994 年提出的一個深刻猜想,它把 Calabi-丘流形的辛幾何與復(fù)代數(shù)幾何聯(lián)系在一起。在 Calabi-丘流形上,從辛幾何角度可以定義深谷范疇 (Fukaya category),從復(fù)代數(shù)幾何角度可以定義凝聚層的導(dǎo)出范疇。同調(diào)鏡像猜想斷言,對于每一個 Calabi-丘流形 X,都存在一個“鏡像流形” Y,使得 X 的深谷范疇等價于 Y 的凝聚層的導(dǎo)出范疇。
Pardon 與 Sheel Ganatra 、 Vivek Shende 合作發(fā)表三篇論文,發(fā)展了一系列新工具,可以用于計算深谷范疇。他們定義了一類叫作 Liouville sectors 的帶邊 Liouville 流形,并證明這些流形的深谷范疇具有良好的協(xié)變函子性質(zhì)。如果一個 Liouville 流形能夠用 Liouville sectors 覆蓋,在一定條件下,他們可以把原流形的深谷范疇的計算轉(zhuǎn)化為對 Liouville sectors 的深谷范疇的計算。這種局部—整體原理在數(shù)學(xué)各個領(lǐng)域經(jīng)常出現(xiàn)。在這一系列工作中,他們發(fā)現(xiàn)了深谷范疇與柏原正樹和 Pierre Schapira 的微局部分析之間的密切聯(lián)系。作為應(yīng)用,他們驗證了很多情形下的同調(diào)鏡像猜想。
3. MNOP 猜想的徹底解決
MNOP 猜想是計數(shù)幾何(Enumerative geometry)里的一個核心問題,在2003—2004 年由 Maulik、Nekrasov、Okounkov 和 Pandharipande 四人提出。這個猜想斷言,對于三維 Calabi-丘簇,其 Gromov-Witten 不變量跟 Donaldson-Thomas 不變量是等價的。Pandharipande 學(xué)派在這個猜想上做了大量工作,對大多數(shù)情形證明了該猜想。
Pardon 在 2023 年發(fā)表了一篇預(yù)印本文章,宣布徹底解決 MNOP 猜想。他采用了全新的思路,證明三維復(fù)代數(shù)簇上的某些特定的一維鏈的 Grothendieck 群由“局部曲線”自由生成。作為一個推論,三維復(fù)代數(shù)簇上的曲線計數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為局部曲線上的曲線計數(shù)問題。而對于局部曲線,其 MNOP 猜想此前已經(jīng)被 Bryan-Pandharipande 和 Okounkov-Pandharipande 證明。Pardon 的這個證明從概念上比以前大量特殊情形的證明更加簡潔優(yōu)美,而且其方法可以運(yùn)用到許多其他計數(shù)幾何問題上。
如果說 Pardon 以前的工作讓他成為菲爾茲獎的重要候選人,那么 MNOP 猜想的徹底解決無疑為他競爭菲爾茲獎加上了一枚重量級的砝碼。
破壁前行
從高中時期運(yùn)用線性規(guī)劃、泛函分析、測度論研究度量幾何,到本科時把拓?fù)渑c幾何結(jié)合解決紐結(jié)扭曲度問題;從博士第一年把群作用、三維拓?fù)洹⒂成漕惾喝跒橐惑w證明三維 Hilbert–Smith 猜想,到博士論文中借助高階范疇論、導(dǎo)出幾何重建辛幾何基礎(chǔ);從建立深谷范疇的局部-整體原理,再到以全新思想解決 MNOP 猜想,Pardon 的研究軌跡囊括了當(dāng)代幾何與拓?fù)涞亩鄠€核心方向。盡管他研究的大部分問題都屬于幾何與拓?fù)洌泊罅渴褂昧舜鷶?shù)、分析等領(lǐng)域的工具。他本人的研究還包括概率論,對于計算機(jī)也有深厚造詣。很難用一個狹義的學(xué)科標(biāo)簽來定義他。
在今天的數(shù)學(xué)研究中,各個方向不斷細(xì)分,專業(yè)壁壘越來越高。許多數(shù)學(xué)家終其一生都深耕于一個相對狹窄的領(lǐng)域。而 Pardon 卻始終能夠自由穿梭于不同領(lǐng)域之間,打破那些看似牢不可破的壁障。正如他自己所說,他總是愿意走向那些“根本不知道該從哪里開始”的問題,并一次又一次地找到別人未曾想到的道路。
他是一位真正的破壁人。
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