多年后回望这段燕园岁月,邓煜由衷感慨:“我的分析基础,大体归功于北大两年(或许还要加上高三自学的时光)。彼时校园学术氛围浓厚,无论是在未名湖畔散步读文献,还是周末前往海淀图书城挑选教材,都是难以磨灭的记忆。应当说,这两到三年的时光,基本确定了我日后的研究方向。倘若当年直接前往 MIT ,说不定如今我还在从事数论研究。”
勤勉始终是邓煜鲜明的底色。他 2018 年在知乎撰文回忆:“转学到 MIT 的第二个学期,我选修五六门数学课,同时研读三本专业著作。最多的时候每日投入研究八小时四十分钟,甚至直接睡在数学系本科生休息室。”
转学第一年,一场学术报告,彻底划定了他此后长久的研究主线。马萨诸塞大学阿默斯特分校数学家安德里亚·纳莫德(Andrea Nahmod)到访 MIT 分享随机初值问题,这场报告深深吸引邓煜,这位学者日后也成为他最核心的合作者之一。随机初值问题聚焦一类偏微分方程的解:这类方程能够描述海洋水波、光纤光波等复杂波动随时间演化的规律。纳莫德试图证明:无论初始时刻波形多么杂乱无序,方程都能够精准预测它未来任意时刻的形态。理论上存在方程失效、无法刻画波动演化的极端特例,但这类情形发生的概率极低。
三人凭借一套独创的随机张量分析思路,完整厘清了二维非线性薛定谔方程在随机粗糙初值下解的生成、演化与传播性质,严格证明吉布斯测度在此动力学演化之下保持不变。在此之前,学界虽早已猜测吉布斯测度具备不变性,却始终缺少一套可以处理高振荡、低正则随机初值的数学工具,许多关键推导只能停留在形式化的物理直觉层面。邓煜、岳海天与纳莫德的工作,把物理上的猜想转化成一套严密的数学证明:证明从吉布斯测度中随机抽取的初值,几乎处处可以生成方程的整体解,并且时间演化之后,系统依旧维持原有吉布斯测度。这套完整证明最终刊发于国际数学四大顶刊之一的《数学年刊》(Annals of Mathematics),也兑现了邓煜本科时代便立下的学术目标。
“长达近两百页的证明,推演过程中是否经历长期思路停滞?如何调整状态持续攻坚多年悬而未决的难题?”邓煜的回答是:“进展比预想顺利。一方面,拥有波湍流研究奠定的基础,我们从未怀疑整套方法具备的可行性;另一方面,遭遇具体困难时,合作者之间的讨论总能催生新思路。比如切割算法中将多层化归二层的步骤,最早由马骁提出;后续针对第一类 Toy Model 的关键估计,则是某天我和哈尼交流后灵光乍现想到的。当然这些想法后续都经过多次讨论才最终完善。”