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21岁MIT本科生推动数学重要问题新进展


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年5月,AshwinSah发表论文,改善了拉姆齐数上界,这是组合数学(Combinatorics)领域中最重要的问题之一。

年5月19日,AshwinSah就组合数学(Combinatorics)领域中最重要的问题之一——拉姆齐数发表了最佳结果。不过当时他想要为此庆祝喝一杯,是买不到酒的。

当时Sah还未满21岁,正在MIT读本科(他在毕业后发表了新的证明)。即使在数学这一天才辈出的领域中,这依然是少见的。

加州理工学院数学教授DavidConlon表示:「他作为一个本科生完成的工作足以使他获得一份教职。」

五月份发表的这份证明文章聚焦组合数学中的一个重要问题——拉姆齐数(Ramseynumber),它用于量化图(由边连接的点或顶点集合)在必须包含某种特定子结构之前能有多大。

假设有六个顶点,彼此通过边连接。现在为总共15条边着色,可以选择将每条边涂成红色或蓝色。不管你如何着色,最终总会有三个顶点彼此之间以同色边相连(这被叫做「团」(clique))。但是,如果是5个顶点,情况就不是这样了。因此,数学家认为两种颜色、团的规模为3的拉姆齐数为6,这意味着要确保团存在,你需要至少6个顶点。

随着团的规模逐渐增大,我们很难计算确切的拉姆齐数。于是,数学家将团的规模设置为比某个数字(下界)大、比另一个数字(上界)小。

20世纪30年代,知名数学家PaulErd?s和GeorgeSzekeres开始研究拉姆齐数的上下界。此后,数学家在该问题上几乎停滞不前。

今年5月,Sah证明图在必须包含特定模式前的大小,拓宽了这方面研究的边界。

Sah的证明提升了双色拉姆齐数的上界,他通过优化Erd?s和Szekeres提出的方法实现这一结果。Sah的结果证明,一旦图达到特定大小,它必然包含具备对应规模的团。很多这方面的学者认为Sah的证明是利用现有研究所能达到的最佳结果。

DavidConlon表示:「他将这一方法推向逻辑极限。」该问题之前的最佳上界出自Conlon。

AshwinSah的数学人生

AshwinSah在美国俄勒冈州波特兰市长大,从小喜欢数学。他在竞赛中接触到了高等数学并表现优异。年夏天,16岁的Sah夺得国际奥林匹克数学竞赛(IMO)的金牌,次年他进入MIT求学,并于两年半后毕业。

年,AshwinSah(左起第3)所在的美国代表队获得了于香港举行的第57届IMO金牌。

年,AshwinSah还获得过首届阿里巴巴全球数学竞赛银奖。

在来自全球的4万多名参赛者中,获得金、银铜奖的选手仅20人。

在MIT读书期间,有两个人对Sah的数学发展起到重要作用。第一个是离散数学大牛赵宇飞(YufeiZhao)教授。Sah在MIT就读第一年期间选了他的两门课程,包括研究生级别的组合数学讲座。

第二个人是现年22岁的MehtaabSawhney,他们在课堂上相遇并成为朋友。后来,二人一起做研究,共同探讨离散数学领域内的多个主题,如图论、概率论和随机矩阵的属性。他们解决问题的方式简单直接,无需多年的正式训练。

他们与赵宇飞开展了密切的合作,后者提出一些研究问题,并教导他们如何写正式的数学论文。通常,赵宇飞会让他们研究某个特定问题,以为这会让他们忙活一段时间了,但是第二天就得到了答案。

过去三年中,Sah和Sawhney写了数十篇论文,其中很多是二人合著。前不久,二人获得年摩根奖。该奖项由顶级数学组织颁发给数学研究表现出色的大学生。

赵宇飞认为他们年轻有为的程度没有先例,「本科生研究传统由来已久,但不管是数量还是质量,无人能及Sah和Mehtaab。」

Sah和Mehtaab目前都是MIT的研一学生,在新冠疫情期间,虽然处于不同地方,但仍然联系紧密。

他们表示自己不会被之前的成功所累。它只会促使他们超越过去。Sah表示:「我总是期待未来能做什么。」

—THEEND—

编辑∑Gemini来源:机器之心

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