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郭柏灵,1936年出生于福建省龙岩市。1958年9月毕业于复旦大学数学系。1958年9月至1963年1月,留在复旦大学数学系任助教。1963年2月至1982年10月,在北京应用物理与计算数学研究所任助理研究员,1982年11月至1987年10月在北京应用物理与计算数学研究所任副研究员,1987年11月至今,为北京应用物理与计算数学研究所研究员。1990年至今为北京应用物理与计算数学研究所博士生导师,1989年至1995年为国家自然科学基金会数学评审组成员,1994年至1998年,为北京应用物理与计算数学研究所非线性中心主任。1988年至1996年为中国数学会理事,1994年至2000年,为北京数学会常务理事、副理事长,2001年11月当选为中国科学院院士。
郭柏灵的主要研究方向为非线性发展方程及数值解、孤立子解以及无穷维动力系统。主要研究成就和贡献包括以下几个方面。
一、在非线性发展方程的研究方面的重要贡献
他对力学及物理学中的一些重要方程,如LandauLifshitz方程、含磁场的Schrodinger方程组、Zakharov方程、SchrodingerBoussinesq方程组、SchrodingerKdV方程组、DaveyStewartson方程组、GinzburgLandau方程组等,进行了系统深入的研究,其中包括大初值的整体可解性、解的唯一性、正则性、渐近行为以及爆破现象等,给出了系统而深刻的数学理论。 特别在LandauLifshitz方程的研究上,得到了一些杰出的创新性结果。此方程是LandauLifshitz在1935年提出的,它是非平衡磁化过程的基本运动方程。自1982年起,郭柏灵和周毓麟院士一起系统地建立了一维、多维问题的数学理论,特别是1986年证明了多维LandauLifshitz方程广义解的存在性,比国外1992年的类似结果早了六年。1991年,郭柏灵与周毓麟院士、谭绍滨一起建立了一维LandauLifshitz方程整体光滑解的存在性和唯一性,从而解决了这一多年来悬而未决的唯一性问题。1993年郭柏灵和洪敏纯发现并建立了LandauLifshitz方程和调和映照之间的密切联系,为调和映照找到了一个新的实际物理模型,且在二维无边Riemann流形上证明了存在唯一整体解,除了有限个点外是正则的,该结果发表在Calculus of Variations and PDE,被引用的次数80多次。20世纪90年代后期开始,郭柏灵和陈韵梅、丁时进、韩永前、杨干山一道,得出了许多的成果,大大地推动了LandauLifshitz方程的研究。首先,证明了该方程二维情形的有限弱解是几乎光滑性和唯一性;第二,得到了高维LandauLifshitz方程的初边值问题的奇点集合的Hausdorff维数和测度的估计;第三,得到了三维 LandauLifshitzMaxwell方程的奇点集合的Hausdorff维数和测度的估计;第四,得到了一些高维轴对称问题的整体光滑解和奇性解的精确表达式。
上述工作得到国内外同行的好评。某些数学家指出:特别有意思的是他们的工作建立了LandauLifshitz方程组与Riemann流形间调和映照的联系,使该问题的研究别开生面;所有这些工作都是非常有创造性的、完整而系统的,并在国际上是首创的。
二、在无穷维动力系统和近可积无穷维动力系统方面的重要贡献
在无穷维动力系统方面,他成功地研究了一批重要的无穷维动力系统,给出了有关整体吸引子、惯性流形和近似惯性流形的存在性和分形维数精细估计等理论,提出了一种证明强紧吸引子的新方法,并利用离散化等方法进行理论分析和数值计算,展示了吸引子的结构图像,内容丰富,结果新颖。同时,他也从事近可积无穷维动力系统和非牛顿流动力系统的研究,获得了一些好的研究成果。
对五次非线性GinzburgLandau方程,郭柏灵利用空间离散化方法将无限维问题化为有限维问题,证明了该问题离散吸引子的存在性,并考虑五次GinzburgLandau方程的定态解、慢周期解、异宿轨道等的结构。利用有限维动力系统的理论和方法,结合数值计算得到具体的分形维数(不超过4) 和结构,以及走向混沌、湍流的具体过程和图像,这是一种寻求整体吸引子细微结构的新的探索和尝试,对其他方程也有是富有启发的。1999年以来,郭柏灵集中于近可积耗散的和Hamilton无穷维动力系统的结构性研究,利用孤立子理论、奇异摄动理论,Fenichel纤维理论和无穷维Melnikov函数,对于具有小耗散的三次-五次非线性Schrodinger方程,证明了同宿轨道的不变性,并在有限维截断下证明了Smale马蹄的存在性。
一位国际上著名的数学家称:“这些工作有重大的国际影响,对无穷维动力系统理论有重要持久的贡献”。
三、在核武器事业中的贡献
从1963年起,他长期在北京应用物理与计算数学研究所工作,从事我国核武器的理论设计中数学物理与数学模拟工作,他对二维流体力学中的特征线方法,二维爆轰波绕流以及差分格式的黏性,作了深入的研究,为我国的核武器事业作出了贡献。
他在国内外重要数学杂志上发表论文300多篇,专著10部。1987年,获国家自然科学进步奖三等奖,1994年和1998年,两次获国防科工委科技进步奖一等奖。
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