Цао Хуайдун
Цао Хуайдун (англ. Huai-Dong Cao; Пустой шаблон {{ВД-Преамбула}}) — американский математик китайского происхождения. Является профессором математики в Лихайском университете. Известен своими исследованиями потока Риччи в области геометрического анализа.
Общие сведения
| Цао Хуайдун |
|---|
Академическая карьера
Цао получил степень бакалавра в Университете Цинхуа в 1981 году и степень доктора философии в Принстонском университете в 1986 году под руководством Яу Шинтуна.
Цао — бывший заместитель директора Института чистой и прикладной математики (IPAM) при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Был приглашённым профессором в Массачусетском технологическом институте, Гарвардском университете, Институте Исаака Ньютона, Институте Макса Планка, Институте высших научных исследований (IHES), Швейцарской высшей технической школе Цюриха и Пизанском университете. С 2003 года является ответственным редактором журнала Journal of Differential Geometry. Среди его наград и отличий:
- Стипендия Слоуна (1991—1993)
- Стипендия Гуггенхайма (2004 год)
- Премия выдающемуся молодому зарубежному исследователю от Национального фонда естественных наук Китая (2005 год)
Вклад в математику
Поток Келера — Риччи
В 1982 году Ричард Гамильтон ввёл понятие потока Риччи, доказав новую теорему о геометрии трёхмерных многообразий[1]. Цао, который только начал работу над докторской диссертацией под руководством Яу Шинтуна, стал изучать поток Риччи в контексте келеровых многообразий. В своей диссертации, опубликованной в 1985 году, он показал, что оценки Яу в решении гипотезы Калаби могут быть адаптированы для потока Келера — Риччи для доказательства теоремы сходимости, аналогичной оригинальному результату Гамильтона[2]. Это также предоставило параболическую альтернативу методу непрерывности Яу в доказательстве гипотезы Калаби, хотя значительная часть технической работы в доказательствах схожа.
Работа Перельмана о потоке Риччи
Следуя предложению Яу о том, что поток Риччи может быть использован для доказательства гипотезы геометризации Уильяма Тёрстона, Гамильтон развивал эту теорию в течение следующих двух десятилетий. В 2002 и 2003 годах Григорий Перельман опубликовал две статьи на arXiv, в которых представил доказательство гипотезы геометризации с помощью потока Риччи. Кроме того, он опубликовал третью статью, в которой предложил более короткий путь к доказательству гипотезы Пуанкаре, для которого результаты второй половины второй статьи не требовались. Статьи Перельмана были сразу признаны как содержащие новые результаты в теории потока Риччи, хотя многие математики не смогли полностью понять технические детали некоторых сложных или кратких разделов его работы.
Брюс Клайнер из Йельского университета и Джон Лотт из Мичиганского университета начали публиковать аннотации к первым двум статьям Перельмана в интернете в 2003 году, дополняя и изменяя их в течение следующих нескольких лет. Результаты этой работы были опубликованы в научном журнале в 2008 году[3]. Цао сотрудничал с Чжу Сипином из Университета Сунь Ятсена, опубликовав в 2006 году изложение работы Гамильтона и первых двух статей Перельмана, объясняя их в контексте математической литературы по геометрическому анализу. Джон Морган из Колумбийского университета и Тянь Ган из Принстонского университета опубликовали книгу в 2007 году, посвящённую первой и третьей статьям Перельмана, а также первой половине второй статьи; позже они выпустили вторую книгу, посвящённую второй половине второй статьи Перельмана[4][5].
В аннотации к статье Цао и Чжу говорится:
«В этой статье мы приводим полное доказательство гипотез Пуанкаре и геометризации. Эта работа опирается на накопленные труды многих специалистов по геометрическому анализу за последние тридцать лет. Это доказательство следует рассматривать как высшее достижение теории потока Риччи Гамильтона — Перельмана».
а введение начинается словами:
«В этой статье мы представим теорию потока Риччи Гамильтона — Перельмана. На её основе мы дадим первое письменное изложение полного доказательства гипотезы Пуанкаре и гипотезы геометризации Тёрстона. Хотя полная работа является результатом совместных усилий многих специалистов по геометрическому анализу, главными участниками, несомненно, являются Гамильтон и Перельман».
Некоторые наблюдатели сочли, что Цао и Чжу преувеличивают значение своей статьи. Кроме того, было обнаружено, что несколько страниц статьи Цао и Чжу похожи на страницы из статьи Клайнера и Лотта, что привело к обвинениям в плагиате. Цао и Чжу заявили, что в 2003 году они делали заметки по этому разделу работы Перельмана из ранних публикаций Клайнера и Лотта, и из-за случайной оплошности не осознали источник заметок при написании своей статьи в 2005 году. Они выпустили исправленную версию своей статьи на arXiv в декабре 2006 года.
Градиентные солитоны Риччи
Градиентный солитон Риччи состоит из риманова многообразия (M, g) и функции f на M, такой что Ricg + Hessg f кратно g. В частном случае, когда M имеет комплексную структуру, g является келеровой метрикой, а градиент f — голоморфным векторным полем, возникает градиентный солитон Келера — Риччи. Солитоны Риччи иногда рассматриваются как обобщения метрик Эйнштейна, которые соответствуют случаю f = 0. Важность градиентных солитонов Риччи для теории потока Риччи была впервые отмечена Гамильтоном во влиятельной статье 1995 года[6]. В анализе Перельмана особенно важны градиентные солитоны Риччи, где постоянный множитель положителен; они называются сжимающимися градиентными солитонами Риччи. Обзор Цао по солитонам Риччи 2010 года широко цитируется.
В 1996 году Цао изучал градиентные солитоны Келера — Риччи с использованием анзаца вращательной симметрии, благодаря чему уравнение солитона Риччи сводится к анализу обыкновенных дифференциальных уравнений. Он показал, что для каждого положительного n существует стационарный градиентный солитон Келера — Риччи на , который является вращательно-симметричным, полным и имеет положительную кривизну. В случае, когда n равно 1, это восстанавливает солитон-сигару Гамильтона. Цао также показал существование стационарных градиентных солитонов Келера — Риччи на тотальном пространстве канонического расслоения над комплексным проективным пространством, которое является полным, вращательно-симметричным и имеет неотрицательную кривизну. Он построил замкнутые примеры сжимающихся градиентных солитонов Келера — Риччи на проективизации некоторых линейных расслоений над комплексным проективным пространством; эти примеры независимо рассматривались Норихито Коисо[7]. Анзац Цао и Коисо получил дальнейшее развитие во влиятельной статье Михаила Фельдмана, Тома Илманена и Дэна Кнопфа, а примеры Цао, Коисо и Фельдмана — Илманена — Кнопфа были объединены и расширены в 2011 году Эндрю Дансером и Маккензи Вангом[8][9].
Используя аргумент Перельмана, Цао и Дэтан Чжоу показали, что полные сжимающиеся градиентные солитоны Риччи имеют гауссов характер, поскольку для любой заданной точки p многообразия M функция f должна расти квадратично по отношению к функции расстояния до p. Кроме того, объём геодезических шаров вокруг p может расти не быстрее полиномиального по отношению к их радиусу. Эти оценки делают возможным проведение интегрального анализа полных сжимающихся градиентных солитонов Риччи, в частности, позволяя использовать e−f в качестве весовой функции.
Основные публикации
- Cao, Huai Dong (1985). “Deformation of Kähler metrics to Kähler–Einstein metrics on compact Kähler manifolds”. Inventiones Mathematicae. 81 (2): 359—372. Bibcode:1985InMat..81..359C. DOI:10.1007/BF01389058. MR 0799272. Zbl 0574.53042.
- Cao, Huai-Dong (1996). “Existence of gradient Kähler-Ricci solitons”. In Chow, Ben; Gulliver, Robert; Levy, Silvio; Sullivan, John. Elliptic and parabolic methods in geometry. Workshop held at the University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota, May 23–27, 1994. Wellesley, MA: A K Peters, Ltd. pp. 1—16. arXiv:1203.4794. DOI:10.1201/9781439864517. MR 1417944. Zbl 0868.58047.
- Cao, Huai-Dong (2010). “Recent progress on Ricci solitons”. In Lee, Yng-Ing; Lin, Chang-Shou; Tsui, Mao-Pei. Recent advances in geometric analysis. International Conference in Geometric Analysis held at Taiwan University, Taipei (June 18–22, 2007). Advanced Lectures in Mathematics. 11. Somerville, MA: International Press. pp. 1—38. arXiv:0908.2006. MR 2648937. Zbl 1201.53046.
- Cao, Huai-Dong; Zhou, Detang (2010). “On complete gradient shrinking Ricci solitons”. Journal of Differential Geometry. 85 (2): 175—185. arXiv:0903.3932. DOI:10.4310/jdg/1287580963. MR 2732975. Zbl 1246.53051.
- Cao, Huai-Dong; Zhu, Xi-Ping (2006). “A complete proof of the Poincaré and geometrization conjectures—application of the Hamilton–Perelman theory of the Ricci flow”. Asian Journal of Mathematics. 10 (2): 165—492. DOI:10.4310/ajm.2006.v10.n2.a2. MR 2233789. Zbl 1200.53057.
– – (2006). “Erratum”. Asian Journal of Mathematics. 10 (4): 663—664. DOI:10.4310/AJM.2006.v10.n4.e2. MR 2282358.
Cao, Huai-Dong & Zhu, Xi-Ping (2006), Hamilton–Perelman's Proof of the Poincaré Conjecture and the Geometrization Conjecture, arΧiv:math/0612069.