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Pablo Raúl Stinga(巴勃羅·勞爾·斯廷加)憑借文章“分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù):傅里葉、大象、記憶效應(yīng)、粘彈性材料和異常擴(kuò)散”獲得2026年Levi L. Conant獎(jiǎng) ,該文章發(fā)表于《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》 70 (2023),第 4 期,576–587頁(yè)。
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巴勃羅·勞爾·斯廷加(Pablo Raúl Stinga)
圖源:Kayla Applegate
作者:AMS(美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì))2025-11-19
譯者:zzllrr小樂(數(shù)學(xué)科普公眾號(hào))2025-12-6
獲獎(jiǎng)引言
斯廷加的“分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù):傅里葉、大象、記憶效應(yīng)、粘彈性材料和異常擴(kuò)散”
Fractional Derivatives: Fourier, Elephants, Memory Effects, Viscoelastic Materials, and Anomalous Diffusions這篇文章追溯了從微積分的起源到分?jǐn)?shù)階微積分的現(xiàn)代應(yīng)用的發(fā)展歷程,并且以一種引人入勝、吸引廣大讀者的方式進(jìn)行了闡述。
文章以萊布尼茨寫給洛必達(dá)的一封信開篇。信中,萊布尼茨思考了分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的概念,因?yàn)樗斑€有一些多余的空白可以寫”(這與費(fèi)馬的做法截然相反!)。雖然這在當(dāng)時(shí)可能主要是一種思維練習(xí),但萊布尼茨頗具遠(yuǎn)見,他希望“有朝一日,這些悖論會(huì)帶來一些非常有用的結(jié)果”。隨后,斯廷加通過暗示文章標(biāo)題所提及的應(yīng)用,成功地激發(fā)了讀者的興趣:“現(xiàn)實(shí)世界中那些展現(xiàn)出長(zhǎng)程相互作用、記憶效應(yīng)、異常擴(kuò)散和雪崩式行為的現(xiàn)象,都可以用分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)模型很好地描述。”
文章隨后轉(zhuǎn)向約瑟夫·傅里葉(Joseph Fourier)的工作,他在熱方程的研究中形式化了分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)。一旦用傅里葉變換的語(yǔ)言來表述,分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的正確定義便顯而易見。文章接著探討了一些基本問題:我們?nèi)绾斡?jì)算分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)?它是商的極限嗎?哪些函數(shù)具有分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)?隨即文章的技術(shù)核心部分就開始了,作者精辟地解釋了該理論的本質(zhì),重點(diǎn)介紹了半群方法。此時(shí),作者與托雷亞(Torrea)的合作研究發(fā)揮了關(guān)鍵作用。作者闡述了一個(gè)關(guān)鍵思想:如果將自變量視為時(shí)間,分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)是“單側(cè)的”,也就是說,它們只能反映過去或只能反映未來。
文章最后列舉了一系列偏導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用實(shí)例,以此闡釋分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)具有記憶性這一主題。第一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是人口增長(zhǎng)。正如作者所寫:“人口受到諸多因素的影響,例如流行病、移民、文化變遷、自然災(zāi)害、社交媒體等等。換句話說,人口具有記憶性。”另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例是粘彈性材料,例如披薩面團(tuán)、橡皮筋和人體皮膚。文章最后討論了反常擴(kuò)散,它描述了細(xì)胞膜中脂質(zhì)和受體的擴(kuò)散、野生動(dòng)物的遷徙策略、睡眠期間的覺醒轉(zhuǎn)換以及股市波動(dòng)等等。
斯廷加的文章文筆優(yōu)美,見解深刻,對(duì)不同背景的數(shù)學(xué)家都極具啟發(fā)意義。提名者們稱贊這篇文章“構(gòu)思巧妙”、“引人入勝”、“切合時(shí)宜”且“發(fā)人深省”。正如一位提名者所寫:“鑒于非局部算子理論及其應(yīng)用的廣泛用途,該理論正經(jīng)歷著蓬勃發(fā)展,而這篇闡述性文章對(duì)此進(jìn)行了杰出的闡述。”
巴勃羅·勞爾·斯廷加的回應(yīng)
能夠獲得 2026 年美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)(AMS)列維·L·科南特獎(jiǎng),我深感榮幸。我要感謝提名人和評(píng)選委員會(huì)的支持。撰寫這篇文章的過程充滿啟發(fā)和鼓舞,從發(fā)現(xiàn)傅里葉著作的第一個(gè)英文譯本竟然錯(cuò)誤地“糾正了一個(gè)拼寫錯(cuò)誤”——這實(shí)際上會(huì)抹殺傅里葉對(duì)分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的定義!到直接探討近期關(guān)于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的“爭(zhēng)議”,??都讓我受益匪淺。
我尤其感謝我的博士生導(dǎo)師何塞·L·托雷亞(José L. Torrea),他教會(huì)了我數(shù)學(xué)以及如何用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫作;感謝我的前博士生瑪麗·沃恩(Mary Vaughan),她找到了萊布尼茲首次提出分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)概念的信件原文;還要感謝《AMS通告》 副主編丹妮拉·德·席爾瓦(Daniela De Silva)邀請(qǐng)我撰寫這篇文章。
謹(jǐn)以此文紀(jì)念我的朋友羅伯托·阿里斯托布洛·馬西亞斯(Roberto Aristóbulo Macías),他是一位杰出的數(shù)學(xué)家,也是一位卓越的人,是阿根廷數(shù)學(xué)界最偉大的人物之一。最后,我要感謝Levi L. Conant和他的妻子(愿他們安息),感謝他們提供資金設(shè)立了這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng),今天我很榮幸能夠獲得它。
關(guān)于巴勃羅·勞爾·斯廷加
Pablo Raúl Stinga(巴勃羅·勞爾·斯廷加)在阿根廷圣路易斯國(guó)立大學(xué)獲得了數(shù)學(xué)科學(xué)文憑(2005年),并在西班牙馬德里自治大學(xué) José L. Torrea 的指導(dǎo)下獲得了歐洲數(shù)學(xué)博士(2010年)。在西班牙薩拉戈薩和拉里奧哈擔(dān)任博士后研究職位后,他成為德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的R. H. Bing一號(hào)講師,在 Luis A. Caffarelli 的指導(dǎo)下工作。
他目前是愛荷華州立大學(xué)(ISU)數(shù)學(xué)教授。他的研究興趣是分析和偏微分方程。 2025年,ISU 授予他“馬丁·路德·金推進(jìn)社區(qū)獎(jiǎng)”,以表彰他“為加強(qiáng)和培養(yǎng)一個(gè)熱情的大學(xué)社區(qū)所做的努力”。
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去年,Stinga 出版了研究生級(jí)別的教科書 《橢圓偏微分方程的正則性技巧和分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子》
Regularity Techniques for Elliptic PDEs and the Fractional Laplacian, 該書彌合了本科教科書和橢圓偏微分方程高級(jí)專著之間的差距,并包含了分?jǐn)?shù)階拉普拉斯算子技巧。
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關(guān)于列維·L·康南特獎(jiǎng) Levi L. Conant Prize
Levi L. Conant獎(jiǎng)設(shè)立于2000年,以紀(jì)念 Levi L. Conant,旨在表彰在過去五年中發(fā)表于《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》
Notices of the AMS或《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》
Bulletin of the AMS上的最佳闡述性論文。
歷屆列維·L·康南特獎(jiǎng)得主一覽
2026
巴勃羅·斯廷加 Pablo Raúl Stinga
愛荷華州立大學(xué)
“分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù):傅里葉、大象、記憶效應(yīng)、粘彈性材料和異常擴(kuò)散”
Fractional Derivatives: Fourier, Elephants, Memory Effects, Viscoelastic Materials, and Anomalous Diffusions
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》 70 (2023),第 4 期,576-587頁(yè)
https://www.ams.org/news?news_id=7562
2025
樸珍英 Jinyoung Park
紐約大學(xué)柯朗數(shù)學(xué)科學(xué)研究所
“隨機(jī)離散結(jié)構(gòu)的閾值現(xiàn)象”
Threshold Phenomena for Random Discrete Structures
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》 70 (2023) 第 10 期第 1615-1625頁(yè)
https://www.ams.org/news?news_id=7374
2024
珍妮弗·霍姆 Jennifer Hom
佐治亞理工學(xué)院
“掌握康威結(jié)”
Getting a handle on the Conway knot
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》59 (2021) 19–29
https://www.ams.org/news?news_id=7242
2023
喬什·格林 Josh Greene
“Heegaard Floer同調(diào)”
Heegaard Floer homology
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》 68 (2021),第 1 期,第 19-33頁(yè)
https://www.ams.org/news?news_id=7111
2022
安德烈·鮑爾 Andrej Bauer
“接受構(gòu)造性數(shù)學(xué)的五個(gè)階段”
Five Stage of Accepting Constructive Mathematics
https://www.ams.org/journals/bull/2017-54-03/S0273-0979-2016-01556-4/
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》 54 (2017),481-498
https://www.ams.org/news?news_id=6827
2021
丹·馬加利特 Dan Margalit
“瓊·伯曼的數(shù)學(xué)”
The Mathematics of Joan Birman
https://www.ams.org/journals/notices/201903/rnoti-p341.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》66(2019),341-353
Margalit 僅用十頁(yè)就傳達(dá)了 Joan Birman 數(shù)學(xué)的廣度和深度。
https://www.ams.org/news?news_id=6447
2020
艾米·威爾金森 Amie Wilkinson
“什么是李雅普諾夫指數(shù),以及它們?yōu)楹斡腥ぃ俊?/p>
What are Lyapunov exponents, and why are they interesting?
http://www.ams.org/journals/bull/2017-54-01/S0273-0979-2016-01552-7/S0273-0979-2016-01552-7.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》2017
該文章全面概述了現(xiàn)代李雅普諾夫指數(shù)理論及其在動(dòng)力系統(tǒng)和數(shù)學(xué)物理等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
https://www.ams.org/prizes-awards/www.ams.org/news?news_id=5588
2019
亞歷克斯·賴特 Alex Wright
“從有理臺(tái)球到模空間上的動(dòng)力學(xué)”
From rational billiards to dynamics on moduli spaces
http://www.ams.org/journals/bull/2016-53-01/S0273-0979-2015-01513-2/
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》第 53 卷,第 41-56頁(yè)
https://www.ams.org/journals/notices/201904/rnoti-p603.pdf
https://www.ams.org/news?news_id=4715
2018
亨利·L·科恩 Henry Cohn
“球體堆積的概念突破”
A Conceptual Breakthrough in Sphere Packing
http://www.ams.org/publications/journals/notices/201702/rnoti-p102.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》2017年2月
https://www.ams.org/journals/notices/201804/rnoti-p463.pdf
https://www.ams.org/news?news_id=3834
2017
大衛(wèi)·貝利、喬納森·博爾溫、安德魯·馬廷利、格倫·懷特威克
David Bailey、Jonathan Borwein、Andrew Mattingly、Glenn Wightwick
“π2和 Catalan常數(shù)先前無(wú)法訪問的數(shù)字的計(jì)算”
The Computation of Previously Inaccessible Digits of π2 and Catalan's Constant
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》2013年8月
https://www.ams.org/publications/journals/notices/201704/rnoti-p324.pdf
2016
丹尼爾·羅斯曼 Daniel Rothman
“地球碳循環(huán):數(shù)學(xué)視角”
Earth's Carbon Cycle: A Mathematical Perspective
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》2015
他運(yùn)用應(yīng)用數(shù)學(xué)的經(jīng)典概念分析現(xiàn)有數(shù)據(jù),使讀者能夠理解地球碳循環(huán)。
https://www.ams.org/publications/journals/notices/201604/rnoti-p424.pdf
2015
杰弗里·拉加利亞斯(Jeffrey Lagarias)、宗傳明(Chuanming Zong)
“正四面體堆積的奧秘”
Mysteries in Packing Regular Tetrahedra
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》第 59 卷第 11 期(2012年)1540-1549
這篇文章帶領(lǐng)《AMS通告》的廣大讀者回顧了該主題 2000 年的歷史,包括它在1900年希爾伯特第18問題中的出現(xiàn),并深入探討了其數(shù)學(xué)核心。
https://www.ams.org/notices/201504/rnoti-p427.pdf
2014
亞歷克斯·康托羅維奇 Alex Kontorovich
“從阿波羅尼奧斯到扎倫巴:薄軌道中的局部-全局現(xiàn)象”
From Apollonius to Zaremba: Local-global phenomena in thin orbits
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》第50卷
這篇文章引入了數(shù)論的一個(gè)新領(lǐng)域,該領(lǐng)域已被證明非常富有成果,甚至有助于闡明一些古老的問題。
https://www.ams.org/notices/201404/rnoti-p404.pdf
2013
約翰·貝茲 John Baez、約翰·韋爾塔 John Huerta
“大統(tǒng)一理論的代數(shù)”
The algebra of grand unified theories
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》47 (2010),第 3 期,483-552頁(yè)
https://www.ams.org/notices/201304/rnoti-p484.pdf
2012
珀西?迪亞科尼斯 Persi Diaconis
“馬爾可夫鏈蒙特卡羅革命”
The Markov chain Monte Carlo revolution
http://www.ams.org/journals/bull/2009-46-02/S0273-0979-08-01238-X/S0273-0979-08-01238-X.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》46 (2009),第 2 期,179-205頁(yè)
https://www.ams.org/notices/201204/rtx120400568p.pdf
2011
小戴維·A·沃根 David A Vogan Jr
“E?特征表”
The character table for E
?
http://www.ams.org/notices/200709/tx070901122p.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》 54 (2007),第 9 期,1122-1134頁(yè)
https://www.ams.org/notices/201104/rtx110400597p.pdf
2010
布萊納·克拉 Bryna Kra
“關(guān)于素?cái)?shù)等差數(shù)列的格林-陶定理:遍歷性的觀點(diǎn)”
The Green-Tao Theorem on arithmetic progressions in the primes: An ergodic point of view
http://www.ams.org/journals/bull/2006-43-01/S0273-0979-05-01086-4/home.html
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》(新系列)43(2006),第 1 期,3-23頁(yè)
https://www.ams.org/notices/201004/rtx100400515p.pdf
2009
約翰·摩根 John Morgan
“龐加萊猜想和3-流形分類的最新進(jìn)展”
Recent Progress on the Poincaré Conjecture and the Classification of 3-Manifolds
http://www.ams.org/bull/2005-42-01/S0273-0979-04-01045-6/home.html
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》42 (2005),57-78頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200904/rtx090400500p.pdf
2008
J·布萊恩·康利 J. Brian Conrey
“黎曼猜想”
The Riemann Hypothesis
http://www.ams.org/notices/200303/fea-conrey-web.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》50 (2003) 第 3 期,第 341-353頁(yè)
什洛莫·霍里Shlomo Hoory 、內(nèi)森·利尼爾Nathan Linial、阿維·維格德森Avi Wigderson
“擴(kuò)展圖及其應(yīng)用”
Expander graphs and their applications
https://www.ams.org/journals/bull/2006-43-04/S0273-0979-06-01126-8/S0273-0979-06-01126-8.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》43 (2006) 第 4 期,第 439-561頁(yè)
https://www.ams.org/publications/notices/Notices-200804-Conant.pdf
2007
杰弗里·威克斯 Jeffrey Weeks
“龐加萊十二面體空間和缺失漲落之謎”
The Poincare Dodecahedral Space and the Mystery of the Missing Fluctuations
http://www.ams.org/notices/200406/fea-weeks.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》51 (2004) 第 6 期,610-619頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200704/comm-conant-web.pdf
2006
羅納德·所羅門 Ronald Solomon
“有限單群分類簡(jiǎn)史”
A Brief History of the Classification of the Finite Simple Groups
http://www.ams.org/bull/2001-38-03/S0273-0979-01-00909-0/home.html
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》38 (2001),第 3 期,315-352頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200604/comm-conant.pdf
2005
艾倫·克努森 Allen Knutson、陶哲軒 Terence Tao
“蜂巢與Hermitian矩陣求和”
Honeycombs and Sums of Hermitian Matrices
http://www.ams.org/notices/200102/fea-knutson.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》48,第 2 期(2001年),175-186頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200504/comm-conant.pdf
2004
諾姆·D·埃爾基斯 Noam D. Elkies
“格、線性碼和不變量”
Lattices, Linear Codes, and Invariants
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》47,第 10-11 期(2000 年):
第一部分 http://www.ams.org/notices/200010/fea-elkies-1.pdf ,1238-45
第二部分 http://www.ams.org/notices/200011/fea-elkies-2.pdf ,1382-91
https://www.ams.org/notices/200404/comm-conant.pdf
2003
尼古拉斯·卡茨 Nicholas Katz、彼得·薩納克 Peter Sarnak
“zeta函數(shù)的零點(diǎn)和對(duì)稱性”
Zeroes of zeta functions and symmetry
http://www.ams.org/bull/1999-36-01/
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)公報(bào)》36 1-26 (1999)
https://www.ams.org/notices/200304/comm-conant.pdf
2002
埃利奧特·H·利布 Elliott H. Lieb、雅各布·英瓦森 Jakob Yngvason
“熵與熱力學(xué)第二定律指南”
A Guide to Entropy and the Second Law of Thermodynamics
http://www.ams.org/notices/199805/lieb.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》45,第 5 期(1998年),571-581頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200204/comm-conantprz.pdf
2001
卡爾·波默蘭斯 Carl Pomerance
“兩個(gè)篩子的故事”
A Tale of Two Sieves
http://www.ams.org/notices/199612/pomerance.pdf
《美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)通告》43,第 12 期(1996年),1473-1485頁(yè)
https://www.ams.org/notices/200104/comm-conant.pdf
參考資料
https://www.ams.org/news?news_id=7562
https://www.ams.org/prizes-awards/pabrowse.cgi?parent_id=29
https://pabloraulstinga.github.io/index.html
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