杨必成:创立Yang-Hilbert型不等式理论

1946年秋,杨必成出生于广东边陲小镇汕尾(现改地级市)的一个教师家庭,他的家就在凤山脚下的品清湖边,一个名叫“送合围”的杨姓祖屋内。少年必成在祖屋边这片宽广的海域里,逐浪嬉戏、摸鱼抓虾,像一条自由自在的鱼儿,畅游在碧波荡漾的大海里。从小受海洋文化陶薰的他,竟痴迷上数学这门学科。1997年大哥考上北京大学中文系,在父母亲的鞭策下,使他萌发了“长大当科学家”的梦想。
然而,面对时代大潮的风云变换,杨必成初中毕业就因“父亲历史问题”而政审不过关——考不上高中,两年后才如愿折桂,入读汕尾中学。六六年他以优异的成绩高中毕业,却遭遇了文革浩劫,他头部遭棍棒打击受重伤、进学习班、入收容所,下乡时因家庭出身问题累受歧视,又遭雷击险致死亡。然曲折倒置的生活经历,铸就了他逆流而上的顽强毅力,在1968至1975年漫长的下乡历练中,他不畏艰难、忍受脑痛、劳作之余、煤油等下,竟刻苦自学了《高等数学》。
1977年底,杨必成以数学超满分(必答题与附加题各得100分)的高考成绩入读华南师大数学系。他夜以继日、刻苦钻研,做了大量分析数学难题,终于学业有成,当了广东教育学院数学教师。1984年,他不失时机考入华南师大“助教进修班”,脱产攻读了一年半的“基础数学”硕士生课程,并旁听了3门拓扑学硕士生课程。1986年春助教班结业,年届“不惑”的他在导师的帮助下,终于发表了第一篇数学论文,开始了“三个十年”的追梦数学之旅。
“第一个十年”,杨必成有幸师从汕尾同乡、中科院数学所吕以辇研究员,开展可和性的理论应用研究,并于1994年在核心期刊发表了有关幂和的研究论文。不久,他应用改进的Euler-Maclaurin公式,建立了实轴上Riemann-zeta函数的精确化估值式;1997年,他与吉首大学的高明哲教授合作,应用可和性理论及解析数论,建立了Hardy-Hilbert不等式的一个加强式,使该式的最佳内常数联系上著名的Euler常数,论文发表在国家权威期刊《数学进展》上,隔年,SCI源刊《美国数学会会刊(PAMS)》亦刊载了此类结果。
1994年,杨必成从徐利治教授的2篇论文中领会了改进Hilbert不等式的权系数方法;从阅读英国数学家Hardy等的名著“Inequalities”(1934年)中,了解到Hilbert型不等式理论研究已由 “Hilbert不等式时期(1908~1924年)”进入到“Hardy-Hilbert型不等式时期”,前一时期的特征是未引入参数,只考虑简单型的积分及离散Hilbert不等式;第二时期的特征是引入一对共轭指数,不含独立参数,建立了一般-1齐次核积分、离散及半离散Hardy-Hilbert型不等式,并考虑了它们的应用;经文献检索,他还了解到,由于Hilbert型不等式的理论背景过于深刻的缘故,第二时期的科研进程,从1935年算起至1997年,经62年而未能深入发展,形成一个漫长的理论空白期。
面对推广Hilbert型不等式这一理论难题,杨必成教授毫不退却,经由1998至2007年“第二个十年”的努力拼搏,闯过了4道科研难关。
第一关:引入独立参量。1998年,杨必成优化权系数方法,引入独立参数及通过巧妙配方,推广了Hilbert积分不等式,论文发表在美国SCI源刊《数学分析及应用杂志(JMAA)》上。这一开拓性工作,使对第二时期-1齐次核Hardy-Hilbert型不等式的研究上升为对一般实数齐次核相关不等式的研究,取得了理论突破。
第二关:建立参量化方法。2004年,经多年努力,杨必成在澳大利亚杂志发表论文,引入二对共轭指数辅以独立参数,施行合理配方,使具有最佳常数因子的各类推广式得到唯一性的科学表示,从而优化了Hilbert型不等式的理论描述。
第三关:采用抽象化算子刻画。2006年,杨必成在英国数学家的发表论文启发下,引入线性算子,在十多个SCI期刊发表论文,抽象刻画各类等价的Hilbert型不等式,大大丰富了新建不等式的理论内涵。
第四关:贯穿系统化思想。2007年,杨必成从一般到特殊,建立了一般实数齐次核及非齐次核的Hilbert型不等式,并探索了它们的等价联系及实例应用。
可以认为,从1998年至今,为Hilbert型不等式理论研究的第三时期,即Yang -Hilbert型不等式时期(《科技日报》2013.9.18语),其特征是引入二对共轭指数辅以独立参数,建立了12个门类的Hilbert型不等式及其算子刻画理论,并拓展其全方位、多角度的应用,特别在涉及著名的Reimann猜想的Reimann-zeta函数的重要应用。
在2008至2017年这“第三个十年”,已不当数学系主任而转任广东第二师范学院“应用数学研究所”所长的杨必成教授,不但组织“讨论班”培养本课题专门人才,开拓发展研究成果,还奋笔疾书,出版中、英文专著,建立起系统的Yang-Hilbert不等式理论。

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