数学、天文与理论物理中的重大问题

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数学、天文与理论物理中的重大问题  
项目定义
　　本项目属基础科学研究，主要涉及数学、天文和理论物理的前沿和重大的基本问题，以及这些基础学科之间的交叉。承担本项目的主要学科有国家重点学科基础数学、天体物理、理论物理，以及省重点学科计算数学、应用数学等。本项目是“211”一期建设项目“数学与非线性科学”的延续和发展，并承担着国家重大科学工程LAMOST和国家973项目，包含为国家理科人才培养基地，全国首批博士点及首批一级学科博士学位授予权学位。
建设内容和目标
　　利用现有优势，促进数学、天文和物理的融合与交叉，使本学科群成为有一定国际影响的研究中心，培养理论研究人才的中心以及国际学术交流中心。
　　（1）复分析，泛函分析、群论等若干基础理论研究，数学的应用和科学计算。主要内容有多复变几何函数论，算子理论，群与代数的表示理论，编码理论，大规模科学计算，数学机械化及其在计算机辅助几何设计中的应用等。
　　（2）非线性数学复杂系统理论的若干方面，如动力系统，可积系统，孤子、偏微分方程等。主要内容有孤子形成的物理机制和特性，混沌的普遍规律，拓扑量子场论以及与弦论的联子等。
　　（3）黑洞物理及其观测证认
　　 黑洞物理涉及到天文、数学、物理各方面的基础问题，天文观测显示，它存在于恒星、星团、星系等各个层次上，利用天文上多波段观测资料，特别是在活动星系形成上的观测资料进行深入的理论分析，建立相应的模型和机制。
　　（4）宇宙结构的形成与演化
　　 利用对大规模巡天资料的统计分析，大型计算机模拟和理论分析的方法，来解释宇宙中各个层次天体的结构是如何形成与演化的。
　　（5）超弦
　　 超弦/M-理论是研究引力量子化及其与电磁、弱、强相互作用的统一，它的深入研究会揭示时空本身和引力相互作用的深刻含义、为宇宙起源和早期演化提供解释和导致新数学的发现。此理论的完整建立很可能将成为21世纪理论物理和基础数学的基础。
　　（6）理论物理中的非线性和非微扰量子理论，以及现代场论。
“十五”以来主要建设成绩
（1）在数学学科方面
　　“十五”以来，发表学术论文171篇，SCI、EI收录96篇次；出版专著教材16部。数学图书分馆的条件和开放程度已列9所高水平大学数学系前列；“图形学实验室”、学生用机房、教师办公室得到更新。此外，新建的科大上海研究院高等数学研究中心已初具规模。
　　获安徽省自然科学二等奖、国家名师奖、宝钢特等奖、教育部优秀教材奖二等奖等多种奖励，组织学术会议9次，邀请国内外学者66名，参加学术会议、活动百余次。获其它各类科研项目42项，争取经费750万元。两年间，出站博士后12名，培养博士19名、硕士20名、学士190名；“全国百篇优秀博士论文”1篇，中科院“优秀博士学位论文”1篇。学生获丘成桐奖、中科院院长奖学金优秀奖、郭沫若奖等奖励312人次。新增“数学物理”、“生物数学”两个交叉学科博士点。新增国家自然科学杰出青年基金获得者1名、教育部青年教师奖获得者1名、教育部新世纪优秀人才3名，新引进中科院“百人计划”2名、其它具有博士学位的青年学者12名。
（2）在天体物理学科方面
　　引进海外“百人计划”1名；承担国家各类重大重点科研项目21项；发表学术论文66篇，其中SCI39篇，发表在国际一流杂志（例如Ap.J（影响因子6.2）、AJ（影响因子6.1）、MN（影响因子4.6）等）31篇；获中科院“优秀博士学位论文”1篇。
　　为宇宙学数值模拟实验室建立了完整的数值计算平台，改造由64台计算机组成的高性能计算机集群。新增的两台惠普高性能计算机，基本解决了较大规模的数值运算和数据处理计算问题。利用该经费还购置了一批急需的科技图书期刊，更新了师生的基本办公设备。建成了校天文教学开放实验室，该实验建有40公分反射式光学望远镜及完整的数据处理系统。
（3）在交叉学科方面
　　建立了国内第一个以研究超弦/M理论为主的交叉学科理论中心，并引进“百人计划”2人、年轻杰出研究人员一人。另聘请国内外同行中的知名学者作为交叉学科中心的大师讲席和兼职教授，现在聘7人。交叉中心和理论物理学科共承担国家重大等科研项目17项。“十五”以来，交叉中心共有41篇论文提交发表，已发表在国际一流杂志（如JHEP, NPB, PLB）24篇、被他人引用200余次。1篇论文被评为“全国百篇优秀博士论文。理论物理学科共在国际一流杂志（如PRL，JHEP, NPB）发表论文54篇。交叉中心非常重视学术交流，从2002年至今共邀请30位国内外知名专家学者来访，举办系列讲座8场，定期学术报告46场，举办国内超弦/M－理论相关会议3次。