恩尼奥·德·乔吉

在偏微分方程与变分法中提出创新思想和基础成就,尤以极小曲面的正则性著名

奖项
沃尔夫奖
年份
1990
国籍 / 出生
意大利
出生
1928

获奖原因

恩尼奥·德·乔吉(1928–1996)是变分法与几何测度论大师。他用全新方法证明了高维极小曲面的正则性(与纳什、莫泽同期独立解决”希尔伯特第十九问题”),创立”几何测度论”中”链”的语言,深刻影响 PDE 与几何分析。

问题来龙去脉

德·乔吉的核心成就是椭圆变分问题的正则性极小曲面的内部正则性

希尔伯特第十九问题(1957)。问题问:使积分

I[u]=ΩF(x,u,u)dxI[u]=\int_\Omega F(x,u,\nabla u)\,dx

取极小的函数,若 FF 足够光滑且关于 u\nabla u 一致凸,是否必为光滑(解析)?德·乔吉、纳什与莫泽各自用不同方法给出肯定答案。德·乔吉的突破在于:他不直接证明解析性,而是先证明解满足赫尔德连续(Hölder continuity),再由椭圆正则性迭代得到任意光滑。其方法用”等周不等式”与”退化能量的双层估计”,不依赖线性化,可处理完全非线性的情形。

极小曲面的正则性。对面积为极小的整当前(integral current)TT,德·乔吉证明:在余维数不高时,其支撑在除去一个闭 Hausdorff 维数 ≤ n−8 的奇异集外是光滑极小子流形。这把普拉托问题(Plateau problem,求给定边界的最小面积曲面)从二维推广到高维任意余维,是几何测度论的纲领性结果。奇异集维数上界 n−8 后来由西蒙、怀滕等精炼。

几何测度论(链与电流)。德·乔吉与费德雷尔共同发展”电流”(currents)与”链”(chains)的语言,使变分问题可在一般的整数多重当前框架中严格表述;他用”德·乔吉周长”(用 Caccioppoli 集的 BV 函数)重新定义极小曲面,奠定了现代图像分割、相变与材料科学中的”自由边界”理论。

德·乔吉的工作把分析、几何与测度论熔为一炉,其正则性方法至今是 PDE 与几何分析的标配。