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加州理工大学新闻

Juggling in Dublin

2019年加入加州理工学院的数学教授戴维·康伦(David Conlon)在爱尔兰农村长大,他的祖父母是农民,父亲是一名警察。他说,小时候他一直很喜欢数学,但直到大约15岁时,他参加了在台湾举行的国际数学奥林匹克竞赛,他才意识到自己想从事这方面的职业。

这才是真正的开始,他说。从那里我再也没有回头看

擅长组合学和数论的康伦,2003年在都柏林三一学院获得数学学士学位,2009年在剑桥大学获得博士学位。2011年至2019年,他在牛津大学(University of Oxford)担任教授,之后转到加州理工学院(Caltech)。

康伦最著名的可能是他在拉姆齐理论方面的工作,该理论是以20世纪早期英国数学家弗兰克·普朗普顿·拉姆齐的名字命名的。拉姆齐理论的一个特殊情况,有时被称为"朋友和陌生人定理,"可以理解,如果你考虑一屋子的人。有些人可能认识彼此,有些人可能是陌生人。拉姆齐证明的是,对于一个六人的团队,总会有至少三个认识的人,或者至少三个不认识的人(看这个解释性视频,更好的理解这个概念)。用数学术语来说,这意味着3的拉姆齐数是6。

随着数量的增加,确定拉姆齐的数量变得越来越困难。例如,拉姆齐数字5只在43到48之间。在他博士研究的早期,康伦在对拉姆齐数据的总体估计上做出了自1935年以来的第一次重大改进。

我们最近联系了康隆,通过Zoom讨论了拉姆齐数字和他正在研究的其他数学问题,也了解了他是如何在隔离中度过时间的(一个分散注意力的问题:杂耍)。康隆目前在都柏林远程工作,当冠状病毒大流行爆发时,他正好在那里。

拉姆齐理论吸引你的地方是什么?

我们在学校甚至大学里做的很多事情都是计算。你基本上学了一堆算法你试着去解这些算法。但随着你在数学领域的发展,你开始证明一些事情。在我早期的奥林匹克数学训练中,我遇到的一件事就是拉姆齐理论,它涉及到证明。拉姆齐理论试图证明任何系统都包含有序的子系统。如果你取任何一个系统,你可以证明其中的一小部分是非常规则的,表现得很好。

关于房间里的人的例子是一个非常常见的研究情境。关于这个有很多论文。我们知道3的拉姆齐数是6。这意味着,如果你有六个人在一个房间里,你可以保证至少有三个人彼此认识,或者至少有三个人是陌生人。如果你想保证至少有四个人互相认识或者是陌生人,你需要有18个人在房间里。换句话说,4的拉姆齐数是18。当你上升到数字5,我们不再有一个确切的答案;拉姆齐数字5在43和48之间。不确定性由此变得越来越大。如果你想保证你有一个20人的聚会,他们是朋友或陌生人,你需要召集比世界上更多的人。

你能告诉我们更多关于你正在做的数学题吗?

我仍在研究拉姆齐数据,并试图进一步减少估算中的不确定性。我已经在这个领域取得了一些进展,并且减少了不确定性。从本质上说,这个问题自1935年以来一直没有改变,我第一次改变了这个问题。我还在研究一种叫做“书”的东西,它是一种有连接点和边的图形。大约一年前,我在理解这些书的过程中迈出了实质性的一步,这项工作可能最终会进一步改善拉姆齐数字最初的问题。

很多我的工作源于问题起源于博学的保罗Erdő年代。他会把其他数学家告诉他的问题带到世界各地,并把这些问题带给其他人。他一直在问很多问题,我想他写的数学论文比任何人都多。我地区的最高目标之一是试图解决这些Erdő年代问题。我已经解决了几个问题,但还有更多的问题我还想解决。

你的工作有什么实际应用吗?

我工作中最接近潜在应用的领域是理论计算机科学。我研究的很多图论都与计算机网络的顶点和连接有关。有时,我和计算机科学家一起参加会议。其中一个程序是关于伪随机性的,它与由非随机方法产生的类似随机的对象有关。它们看起来是随机的,但实际上不是随机的。我和其他几个数学家以及一批计算机科学家被邀请来尝试调整我们对伪随机的不同理解。乍一看,我们对伪随机性的概念似乎非常、非常不同,但计算机科学家已经在拉姆齐理论上取得了一些重大进展,即明确地构建拉姆齐图。我希望,如果我们数学家能更好地理解他们的工作,这可能会导致令人兴奋的突破。

你认为数学的目的是什么?

数字让我们揭开世界的本质。我以前证明过一些事情,并对它们是真的这一事实感到惊讶。不知怎么的,整个世界都密谋要把这件事变成现实。与此同时,我们做的很多事情都是拼凑在一起的,数学运算并不总是完美优雅的。当我开始攻读博士学位时,我一直在等待数学领域出现奇迹,揭示一个深刻的真理。但现在感觉就像我们在一砖一瓦地建造房子。这需要时间和努力。

你在都柏林隔离期间是怎么度过的?

我正在努力完成几个正在进行的项目,但我会在工作中不时地在都柏林散步,尤其是在晚上沿着河边散步。我也一直在练习杂耍,我从18岁左右就开始练习杂耍了。当你每天做20分钟,你的技能开始加速。我最多有5个球。每次你增加一个球,整个布局就会变得更高更快,所以你必须在你的投掷中更加精确。有时它感觉很像数学,你经常要同时保持许多球在空中。

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