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陈-西蒙斯理论
只身回到长岛之后，西蒙斯想为他的3个孩子找一位居家保姆。一天，他面试了一名漂亮的22岁金发女郎玛丽莲·霍瑞丝（Marilyn Hawrys），玛丽莲后来成了纽约州立大学石溪分校的一名经济学研究生。雇用玛丽莲不久之后，西蒙斯就想跟她约会了，但是这段关系若即若离。最终玛丽莲去了詹姆斯·埃克斯家做保姆，因为埃克斯和他的妻子也在闹离婚。玛丽莲和芭芭拉·埃克斯及其两个儿子开尔文和布莱恩住在一起，给他们做奶酪汉堡，陪他们玩拼字游戏，在他们伤心的时候为他们提供一个可以依靠的肩膀。“玛丽莲对我们来说就像一个天使。”埃克斯的儿子布莱恩回忆道。
久而久之，西蒙斯和玛丽莲之间日久生情。玛丽莲在经济学博士论文方面渐渐取得进展，而西蒙斯和他在加州大学伯克利分校的导师陈省身一起做的研究也取得了突破。西蒙斯意识到，也许是到该换条赛道的时候了。
西蒙斯在三维弯曲空间可计量形状方面取得了一个重要突破。他把成果拿给陈省身看，陈省身意识到这是一个重要洞见，可以拓展至所有维度空间。1974年，陈省身和西蒙斯一起发表了论文《特征形式与几何常量》（Characteristic Forms and Geometric Invariants），在这篇论文中首次提出了陈-西蒙斯常量，常量就是经过各种变形之后依然不变的量，陈-西蒙斯常量在数学的各个领域中得到了广泛应用。
1976年，因为西蒙斯和陈省身的共同研究，以及西蒙斯早期在极小簇领域的成果，38岁的西蒙斯获得了美国数学学会奥斯瓦尔德·维布伦几何奖，这是这个领域的最高奖项。10年之后，包括理论物理学家爱德华·威顿（Edward Witten）在内的研究者们会发现，“陈-西蒙斯理论”（Chern-Simons Theory）适用于物理学的许多领域，包括凝聚态物质、弦论和超重力领域。甚至微软等公司在研发量子计算机的时候，也从“陈-西蒙斯理论”中挖掘出大量重要的价值。量子计算机的算力是碾压普通计算机的，特别是在新药研发和人工智能等领域。截至2019年，陈省身和西蒙斯的论文被引用的次数已达数万次，平均每天都有3次，这也奠定了西蒙斯在数学和物理学领域的殿堂级地位。