„Matematyczny Nobel” dla Luisa Caffarelliego – ucznia Leibnitza i Newtona

Należałoby tu dodać słowa uznania dla niezwykłej skromności, bo po otrzymaniu informacji o uhonorowaniu Nagrodą Abela 2023 Caffarelli wyznał, co go najbardziej w tym geście ujęło: że ktoś w ogóle „docenił jego i jego naukę”. A przecież nauka Caffarelliego to jedno z najtrudniejszych poletek do uprawiania w naukach ścisłych.

Ten urodzony w Argentynie profesor University of Texas w Austin opisuje językiem matematyki m.in. tak złożone zjawiska fizyczne, jak topnienie lodu i turbulencje. Prawa natury, których istotę da się uchwycić formułami matematycznymi, uznawane za fascynujące i godne głębokich studiów przez takich myślicieli, jak Newton i Leibnitz. Od ich czasów mało kto wniósł w tę dziedzinę tak wielki wkład, jak Luis Caffarelli.

Jak głosi uzasadnienie Norweskiej Akademii Nauk, przyznającej ufundowaną przez króla Norwegii Nagrodę Abela, Luis A. Caffarelli został uhonorowany za przełomowy wkład w teorię nieliniowych równań różniczkowych cząstkowych, „w tym zagadnień ze swobodnym brzegiem i równania Monge’a-Ampère’a”. Osiągnięcia Caffarelliego „są technicznie doskonałe, obejmują wiele różnych dziedzin matematyki i jej zastosowań” – dodaje Helge Holden, przewodniczący komitetu nagrody, matematyk z Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet w Trondheim.

Jak przypomina „Nature”, pierwszym z przełomowych osiągnięć Caffarelliego było matematyczne opisanie procesu topnienia lodu. Sam uczony za swój największy sukces uważa efekt wypełnionego gorączkową wymianą idei spaceru po nowojorskim Chinatown, który odbył w 1980 r. wraz Robertem Kohnem i Louisem Nirenbergiem, nota bene laureatem Nagrody Abela z 2015 r. Razem porwali się na jeden z najbardziej znanych problemów fizyki matematycznej, dotyczący regularności ruchu płynów, opisywany przez równania Naviera-Stokesa. (W roku 2000 Clay Mathematics Institute uznał dogłębne zrozumienie równań Naviera-Stokesa za jeden z siedmiu problemów millenijnych matematyki, oferując milion dolarów nagrody za podanie rozwiązania lub kontrprzykładu).

Rezultatem współpracy Caffarelliego, Kohna i Nirenberga była opublikowana w 1982 roku przełomowa praca naukowa „Partial regularity of suitable weak solutions of the Navier-Stokes equations”, przynosząca częściowe rozwiązanie. Dzięki temu osiągnięciu Caffarelli zdobył w 2014 roku prestiżową Nagrodę Leroya P. Steele'a przyznawaną przez Amerykańskie Towarzystwo Matematyczne.

Luisa Caffarelliego co starsi pasjonaci królowej nauk mogą pamiętać z wykładu w Warszawie, który wygłosił w 1983 roku w ramach Międzynarodowego Kongresu Matematyków – notabene opóźnionego o rok względem planowanego terminu z powodu stanu wojennego. Inne ciekawe polonicum, z czasów pobytu w Minnesocie: seria wykładów urodzonego w Polsce matematyka Hansa Lewy’ego zrobiła na Caffarellim tak wielkie wrażenie, że poprosił go o wskazanie godnego uwagi problemu, nad którym mógłby popracować. Lewy zasugerował tzw. problem z przeszkodą – w uzasadnieniu przyznania Caffarelliemu Nagrody Abela przywołany jako zagadnienia ze swobodnym brzegiem (opisanie równaniami różniczkowymi cząstkowymi zachowania elastycznej membrany spoczywającej na danej przeszkodzie). Caffarelli, zafascynowany wyzwaniem, zmienił dlań kierunek swych badań. W 1976 r. opublikował pierwsze sześć prac dotyczących zagadnień ze swobodnym brzegiem, a rok później – po raz pierwszy w swej karierze – zawitał na łamy prestiżowego periodyku „Acta Mathematica”. To m.in. za opublikowany wtedy artykuł „The regularity of free boundaries in higher dimensions” otrzymał Nagrodę Abela.

Z relacji współpracowników Caffarelliego można wysnuć wniosek, że umysł tegorocznego laureata – pierwszego naukowca o południowoamerykańskich korzeniach, którego w ten sposób wyróżniono – generuje nowe idee w sposób nieprzerwany. Louis Nirenberg przyznał kiedyś w wywiadzie, że wielokrotnie prosił Caffarellego, by je zapisywał, a nie tylko o nich mówił: „Luis, że sięgnę do języka Biblii: gdzie to jest zapisane?”. Perswazje odnosiły czasem skutek, bo Caffarelli ma na koncie około 320 publikacji, które cytowano aż 19 tys. razy.

Luis Caffarelli odbierze nagrodę w postaci medalu i 7,7 mln koron norweskich (3,1 mln złotych) 23 maja 2023 r. podczas ceremonii w Oslo.