求是新闻网:从香港小乡村到世界数学颠峰

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求是新闻网:从香港小乡村到世界数学巅峰——著名数学家丘成桐细数自己的数学之路

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浙新办[2002]29号
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从香港小乡村到世界数学巅峰——著名数学家丘成桐细数自己的数学之路


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来源:科学时报 时间:2004-03-30 17:26:11

    
    他,1949年出生,1981年获得世界微分几何界的最高奖项之一——维布伦奖,1983年被授予世界数学界的最高荣誉——菲尔茨奖,1994年荣获瑞典皇家科学院颁发的克雷福德奖……
    
    作为世界著名的数学大师,丘成桐是全世界华人的骄傲。日前,他来到北京,在中国科学院数学研究院,畅谈了自己从童年、少年、青年直至今天的人生轨迹、学术经历和心路历程。
    
    年少经受磨砺
    
    丘成桐这样描述幼时的家境:“我在香港的郊区——元朗和沙田长大。那里没有电,也没有自来水。小时候就在河中洗澡。家中有八个兄弟姐妹,食物少得可怜。”当教授的父亲是家里的顶梁柱,也是丘成桐心目中的偶像和心理上的依靠。
    
    但是,丘成桐14岁时,父亲便去世了。丘成桐说这或许是自己一生中最大的打击。在一段颇长的日子里,他都不能相信父亲已经离开了自己和家人。家中经济顿入困境,孩子们都面临辍学。幸亏母亲苦心操持,父亲的旧交和弟子施以援手,才幸免如此。家中剧变,令丘成桐更成熟坚强。他说:“困境中人情冷暖,父亲生前的教导,竟变得真实起来。”也就是在这个时期,他开始产生了对几何的热爱,从此一发不可收拾。“我阅读了大量数学书籍,并考虑书中的难题。当这些难题都解决掉后,我开始创造自己认为有挑战性的题目。由个人去创造问题此后变成我研究事业中最关键的环节。学校的课本已经不能满足我了。我跑到图书馆、书店去看书。一般来说,我会比课程早一个学期做完所有的习题,所以听数学课是一种享受。”
    
    从15岁起,丘成桐开始替低年级学生当家教,以贴补家用。他找到一些巧妙的方法,使成绩低劣的孩子摇身变成优等生。这为他积累了教导年轻人的经验,同时也体会到教学相长的道理。
    
    文史哲熏陶气质
    
    虽是大名鼎鼎的数学家,丘成桐对文学、历史和哲学的喜爱却着实不浅。他说,由于父亲的言传身教,文史哲对自己产生了巨大影响。在父亲过世后,他花了半年时间研习古典文学和中国历史,藉此抚平绷紧的心弦。“典丽的诗词教人欣赏自然之美”,演讲过程中,他不断用先人的名句表达自己的观点。父亲在世时教了丘成桐不少中国文学,并坚持他在看这些小说时,要背诵其中的诗词。“当时虽以为苦,但顺口吟诵,也慢慢习惯。”结果,丘成桐发现,中国古典文学深深影响了自己做学问的气质和修养。他说:“其中最重要的影响是立志,觉得做学问是一辈子的志愿。”
    
    丘成桐研读了一些史学名著,对《史记》尤其着迷。他说这不仅是由于其文字优美、音调铿锵,还因为它叙事求真,史观独特。直到现在,他还认为,史学大师驻足高涯,俯视整个历史,与大科学家的思入风云,干宇宙之奥秘遥相呼应。而且历史知识培养他对事物要建立整体观。“事件是如何发生的?到底是什么原故?将来会如何?”
    
    受父亲的影响,虽然丘成桐对希腊哲学不大了解,但却留下深刻印象,“希腊学者对真理和美无条件的追求是我一生做学问的座右铭”,“久而久之,竟然引起了我对自然科学的兴奋”。
    
    卡拉比猜想
    
    1966年丘成桐进了香港中文大学,选择了数学作为自己的事业。他以3年时间修完全部必修课程,还阅读了大量课外资料。被当时的美籍教授沙拉夫所赏识,力荐他到美国加利福尼亚大学伯克利分校。当时柏克利分校的数学系“在世界上数一数二”,云集了许多优秀的几何学家。丘成桐如饥似渴地从他们那里学习不同的科目,并师从著名数学家陈省身。博士毕业后他先后在美国多所著名大学任教,辉煌的数学之路也越走越宽。
    
    丘成桐的研究工作深刻又广泛,成果累累。他最重要、最有影响的工作之一是对“卡拉比猜想”的证明。在演讲中,丘成桐披露了自己验证卡拉比猜想过程中的故事。
    
    丘成桐刚到斯坦福大学时,一个几何大会正在举行。有位物理学家应邀就广义相对论发言。丘成桐说自己当时对物理还不算在行,但对其提及有关相对论的一个几何问题却一见倾心。“赋予空间的数学解释,与空间物理导出数学问题,两者都令人神往。”这问题当时对丘成桐而言,还是遥远不可及。但丘成桐对它念念不忘。在会议期间,他找到了一个办法,去反证卡拉比的提议。“我发表了自己的想法,反映似乎不错,没人提出异议。人们都松了口气,毕竟大家都猜对了,卡拉比猜想是不对的。”
    
    但是,两个月后,卡拉比教授写信给丘成桐,厘清了丘成桐的一些想法。“我在推理中找到一个严重的决口。在我的研究生涯中,这可说是最痛苦的经历了。我辗转反侧,不能成眠。差不多两个星期都失眠,眼看名誉因犯错而毁于一旦。经过反复仔细审阅每个步骤后,我相信问题反过来才对。为卡拉比猜想举出反例,其论据是先假设它是对的,然后考虑其后果。”
    
    意识到卡拉比猜想是对的后,丘成桐便朝着正确的方向迈进。在准备最后的证明前,需要大量的准备工作。他和郑绍远合作研究蒙奇─安培方程、仿射几何、极大曲面等相关问题。与孙理察合作研究调和影照,与孙理察和李安西门研究极小曲面。在短短两年里,“我们于与几何有关的非线性分析,硕果累累。这是几何学的黄金时代。”
    
    新婚伊始,丘成桐终于找到完成卡拉比猜想的正确想法。他说:“我终于掌握了凯勒(Kahler)几何中的曲率了。一些老大难的代数几何问题,都因卡拉比猜想的证明而解决掉。”当时首先了解到凯勒几何的曲率结构后,丘成桐有物我相融的感觉,他用了一句诗来形容:落花人独立,微雨燕双飞。
    
    迷恋数学之美
    
    在丘成桐眼中,数学既可以实用,也可以独立为一门至为美丽的学科。他强调,习题可以重视实用,但绝对要讨论看来无用但美丽的工作,重要的数学的发展可以从实用而形成,也可以因为追求纯美而成功,“要注意的是:所有重要的实用数学都建基在纯美的数学上”。
    
    谈到研究数学的首要目标,丘成桐说,既不是拿奖,也不是成名成家,自己对数学的兴趣,源于人类智能足以参悟自然的欣喜。从几何上看,大自然的美是永恒不朽的。他说,当几何、非线性分析、代数几何、数学物理这几个重要领域自然融合在一起后,经典的大难题便会迎刃而解。解决难题可以视为人们理解大自然的路灯柱。“但是几何学实在超越了科学家的想象,它日新月异,观念层出不穷。”
    
    (本报记者 肖 洁) 2004-03-30