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據邵逸夫獎官網(shawprize.org)2026年5月27日,伊曼紐爾?康德斯(Emmanuel Candès)和卡米洛?德?雷列斯(Camillo De Lellis),獲得2026年度邵逸夫獎數學科學獎,因其在運用深刻數學分析技術解決重要應用方面取得的突破性貢獻:前者嚴謹地解決了信息論、信號處理和統計學中的關鍵問題;后者推動了幾何測度論及流體動力學中奇異性問題的研究。本文為其數學成果簡介。
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作者:邵逸夫獎官網(shawprize.org)2026-5-27
譯者:zzllrr小樂(數學科普公眾號)2026-5-28
求喜歡
2026屆邵逸夫數學科學獎遴選委員會人員構成
主席:莫毅明教授
成員:張圣容教授、艾蒂安?吉斯教授、卡洛斯?科尼格教授、望月拓郎教授
伊曼紐爾?康德斯(Emmanuel Candès)的貢獻
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康德斯在純數學與應用數學的交叉領域作出了開創性貢獻,運用數學分析為信息處理中的日常實際問題提供了清晰、嚴謹且實用的數學框架。
康德斯的一項重要貢獻(與羅姆伯格Justin Romberg、陶哲軒和多諾霍Donoho合作)是發展出壓縮感知(compressed sensing)這一全新的數學框架,能夠用不完整的觀測數據重建信號。這項工作已在信號處理、醫學影像及統計學領域產生了深遠的影響。其核心洞見在于:即使大幅度欠采樣,導致大量觀測數據缺失,我們仍然可以成功重建信號。
參閱:
魯棒不確定性原理:基于高度不完備頻率信息的信號精確重建 Robust Uncertainty Principles: Exact Signal Reconstruction from Highly Incomplete Frequency Information https://arxiv.org/abs/math/0409186
后來,康德斯(與雷希特Benjamin Recht和陶哲軒合作)進一步發展出壓縮感知的非交換類比理論,使其能僅透過部分矩陣元素即可重建低秩矩陣,這項成果對機器學習與數據科學影響重大。
參閱:
基于凸優化的精確矩陣補全 Exact Matrix Completion via Convex Optimization https://arxiv.org/abs/0805.4471
凸松弛的威力:近似最優矩陣補全 The Power of Convex Relaxation: Near-Optimal Matrix Completion https://arxiv.org/abs/0903.1476
此外,康德斯(與其學生費爾南德斯-格蘭達Carlos Fernandez-Granda合作)建立了超分辨率(super-resolution)的數學方法和理論,能夠從低分辨率的觀測數據中重建超分辨率的信號。康德斯所采用的方法,將這一問題與貝爾林(Arne Carl-August Beurling)在數學分析中提出的最小外推經典理論聯系了起來。
參閱:
基于含噪數據的超分辨率重建Super-Resolution from Noisy Data https://arxiv.org/abs/1211.0290
邁向超分辨率的數學理論Towards a Mathematical Theory of Super-Resolution https://arxiv.org/abs/1203.5871
另外,康德斯還(與其博士后研究員巴伯Rina Foygel Barber合作)引入了一種可降低統計學中偽恢復率(false discovery rate)的新型濾波器。這項工具在統計學領域的潛在影響力,有望比肩近年來壓縮感知在影像處理領域所帶來的革命性影響。壓縮感知透過僅需少量數據即可重建信號,徹底改變了信號處理的方式。
參閱:
利用Knockoff 濾波器控制錯誤發現率(FDR,偽發現率) Controlling the false discovery rate via knockoffs https://arxiv.org/abs/1404.5609
卡米洛?德?雷列斯(Camillo De Lellis)的貢獻
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經典的普拉托問題(Plateau's problem,1849年)旨在尋找并理解由空間中一條封閉曲線所張成、面積最小的曲面,即所謂的“肥皂泡”。這類曲面被稱為“極小曲面”。早期的進展集中于余維數為1的情況,即在m+1維空間中的m維極小曲面。相比之下,解決高余維數的情況,即在m+k維空間中的m維極小曲面(k > 1),則困難得多。
阿爾姆格倫(Frederick J. Almgren Jr.)在1980年代初發表的一篇長達1700頁的里程碑式論文中,證明了在高余維數情況下,奇異集的維度為m?2。在2011至2015年間,德?雷列斯與其學生斯帕達羅(Emanuele Nunzio Spadaro)透過一系列共五篇論文,對阿爾姆格倫的工作進行了縮減、簡化與完善。
參閱:
面積極小化流的正則性 I:梯度 L^p 估計 Regularity of area minimizing currents I: gradient L^p estimates https://arxiv.org/abs/1306.1195
面積極小化流的正則性 II:中心流形 Regularity of area minimizing currents II: center manifold https://arxiv.org/abs/1306.1191
面積極小化流的正則性 III:爆破分析 Regularity of area minimizing currents III: blow-up https://arxiv.org/abs/1306.1194
極小流的高階可積性與逼近 Higher integrability and approximation of minimal currents https://arxiv.org/abs/0910.5878
多值函數與積分流 Multiple valued functions and integral currents https://arxiv.org/abs/1306.1188
隨后在2023至2025年間,德?雷列斯(與其學生斯科羅博加托娃Anna Skorobogatova以及博士后研究員明特Paul Minter合作)將阿爾姆格倫的工作推廣至高余維數情況下的定量估計。這項極其深刻的成果同時亦由克魯梅爾(Brian Krummel)與維克拉馬塞克拉(Neshan Wickramasekera)團隊獨立完成。
參閱:
模 q 面積極小化流的奇點精細結構 Fine Structure of Singularities in Area-Minimizing Currents Mod (q) https://arxiv.org/abs/2403.15889
面積極小化整積分流的奇異集精細結構 III:頻率 1 平坦奇點與 H??2 幾乎處處切錐唯一性 The Fine Structure of the Singular Set of Area-Minimizing Integral Currents III: Frequency 1 Flat Singular Points and ???2-a.e. Uniqueness of Tangent Cones https://arxiv.org/abs/2304.11553
面積極小化流的奇點分析:平面頻率、速衰分支點與局部一致弱逼近 Analysis of singularities of area minimizing currents: planar frequency, branch points of rapid decay, and weak locally uniform approximation https://arxiv.org/abs/2304.10653
面積極小化流的奇點分析:一致高度界、速衰分支點鄰域估計與切錐唯一性 Analysis of singularities of area minimizing currents: a uniform height bound, estimates away from branch points of rapid decay, and uniqueness of tangent cones https://arxiv.org/abs/2304.10272
在流體湍流的研究中,化學兼物理學家昂薩格(Onsager)于1940年代,基于理查森和柯爾莫戈羅夫的觀察,提出了一個具啟發性的猜想。該猜想聚焦于歐拉方程(描述流體運動的基本方程)的解,其主要論點為:當初始數據具備足夠的正則性(即赫爾德連續指數大于1/3)時,能量守恒將成立;反之,當數據的正則性較低(即赫爾德連續指數小于或等于1/3)時,能量守恒則會失效。
對于指數大于1/3的較簡單情況,學界早已建立成熟且理解透徹的解決方法。至于猜想的第二部分——即構造所謂的“不良”解——則是非線性問題中一項極為艱巨的任務。
德?雷列斯(與塞凱伊希迪László Székelyhidi Jr合作)提出了一種全新且出人意料的構造方法,其核心在于運用“凸積分”,也就是格羅莫夫在幾何學中所引入的格羅莫夫同倫原理。
最終,伊塞特(Philip Isett)于2016年利用該方法完整解決了昂薩格猜想的這一部分。如今,凸積分已成為流體力學研究中一項具備變革性意義的重要技術。
參閱:
耗散歐拉流與昂薩格猜想 Dissipative Euler Flows and Onsager's Conjecture https://arxiv.org/abs/1205.3626
微結構傳輸與耗散歐拉流 Transporting microstructure and dissipative Euler flows https://arxiv.org/abs/1302.2815
滿足昂薩格臨界空間正則性的耗散歐拉流 Dissipative Euler flows with Onsager-critical spatial regularity https://arxiv.org/abs/1404.6915
可容許弱解的昂薩格猜想 Onsager's conjecture for admissible weak solutions https://arxiv.org/abs/1701.08678
湍流與幾何:從納什到昂薩格 On turbulence and geometry: from Nash to Onsager https://arxiv.org/abs/1901.02318
昂薩格猜想的一個證明 A Proof of Onsager's Conjecture https://arxiv.org/abs/1608.08301
參考資料
https://www.shawprize.org/sc/prizes-laureates/mathematical-sciences/year-of-laureates/2026-mathematical-sciences/contribution
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