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创几何分析之学穷物理宇宙之源

2022-05-30苏青

中国科技教育 2022年6期
关键词:陈省身丘成桐物理

苏青

对我来说,数学赋予我的,是一本让我在世界各处随意走動的护照,同时也是探索这世界强而有力的工具。数学拥有神奇的力量,对那些懂得驾驭它的人来说,数学能打破距离、语言、文化的隔膜,把他们立时拉在一起,交流共通的知识。

——选自《我的几何人生——丘成桐自传》序二

“少年十五遇罡风,不畏闲言不畏穷。二十学成羽毛丰,冲天无惧效冥鸿。三十论剑畴林丛,横跨两城世罕同。四十镜对卡丘中,算学物理得共融。五十重谈时与空,相对论叹造化工。六十疏发未成翁,老骥伏枥立新功。”

2016年4月4日,丘成桐在他67岁生日之际,写下了这首题为《六七感怀》的七言诗。这首诗不仅是他多难童年困顿清苦、异国求学艰苦卓绝、功成名就风起云涌坎坷人生的真实写照,也是他初入数界一鸣惊人、数学物理跨界夺隘、屡克难题登顶摘冠辉煌成就的高度概括,更是他科学人文交相辉映、施教育人博大胸怀、爱国情怀拳拳丹心科学精神的自我凝练。在我看来,这首诗也是品读《我的几何人生——丘成桐自传》(以下简称《我的几何人生》)的最佳索引和导读。

丘成桐,当代最具影响力的数学家之一,美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士,现任清华大学求真书院院长、丘成桐数学科学中心主任,香港中文大学博文讲座教授兼数学科学研究所所长,北京雁栖湖应用数学研究院院长等职,曾荣获菲尔兹奖、沃尔夫奖、克拉福德奖、美国国家科学奖、马塞尔·格罗斯曼奖、中华人民共和国国际科学技术合作奖等国际大奖,成为当代数学界的传奇人物。

《我的几何人生》2021年3月由译林出版社出版,由丘成桐口述,史蒂夫·纳迪斯英文笔录,全书讲述了丘成桐从一个中国乡村的贫穷少年成长为一名举世闻名的顶级数学家的励志故事,不仅是普及数学、几何、物理等学科知识的优秀科普图书,更是激励青少年健康成长、发奋成才的极好教材。

凡成大事者必经坎坷,丘成桐也不例外。他14岁时父亲突然病逝,家中栋梁摧折,顿陷贫困,以致他几近失学。好在母亲坚强刚毅、深明大义,独自撑起全家生活重担,坚定不移支持丘成桐继续学习、深造,成就了儿子日后的辉煌。父亲的去世,也让丘成桐很快懂事、成熟,小小年纪就开始兼职数学补课,不仅帮助母亲补贴了家用,还对自己所教授的数学内容有了更加深刻的理解。每读“童年颠沛”“何去何从”两章,都让人感慨万千:父母言传身教,家长目光远大,孩子自强不息,遇挫奋发不馁,这些走向成功的经验值得青少年及其家长学习、借鉴、铭记。

1969年9月1日,这是丘成桐人生的重要转折点。这一天,他在萨拉夫博士的举荐下,被美国加州大学伯克利分校破格录取,投到著名数学家陈省身教授门下读研究生,离开香港只身奔赴美国深造数学。成功者除了勤奋外,最优秀的品德是懂得感恩,从而为自己赢得更多的机遇。在《我的几何人生》中,丘成桐记录了所有曾经给予过他帮助的人和事,对自己父母亲的感恩就不用说了,无论是初中老师梁君伟予以的数学启蒙,善良班主任潘宝霞的慈怜关爱,大学期间周庆麟、萨拉夫、奈特等数学教师的慧眼识珠,关键时刻萨拉森、小林昭七、陈省身等知名数学家的鼎力举荐,或是初入异国他乡埃尔伯格、里费尔、林节玄的热情接待、解囊相助,攻博时莫里、费舍尔、卡拉比、陈省身等数学大师的言传身教,还是尼伦伯格、辛格、米克斯等数学同道的惺惺相惜,甚至世界级科学家华罗庚、霍金的潜移默化影响,尤其是中美两国文化对自己成长、发展的浸润和帮助,丘成桐都无不铭记在心、感恩不已。在丘成桐看来,如同每一个科学难题的攻克都离不开前人所付出的努力,自己人生每一个重要转折点都有贵人相助,感恩就是给自己成功的道路铺路搭桥。

人的一生难免会遇到各种各样的选择,不同的选择将决定不同的人生走向。丘成桐在重大选择时的主见和果断,玉成了他的科学成就和辉煌人生。父亲去世时,丘成桐如果听从大舅建议去农场打工挣钱,这个世界将失去一位伟大的数学家。上大学时,他如果天真地相信电影《心灵捕手》里的数学大咖只需几分钟就能搞定数学难题,也不可能日后百折不挠地攻克卡拉比猜想等科学难题。读博时,恩师陈省身建议他将黎曼猜想作为论文题目,丘成桐深知自己“对几何问题的兴趣远比对解析数论的大”,同时意识到黎曼猜想并非一日之功所能攻破,因而“不为黎曼猜想所动”,坚持按自己选定的方向研究。有主见有远见还表现在丘成桐志存高远,不为一时之利所动。博士毕业后,同时有哈佛、麻省理工、耶鲁、普林斯顿高研院等6所大学愿意聘他,但他却听从了导师陈省身的忠告,最终选择了薪水最低的普林斯顿高研院,因为陈先生告诉他“每个人在事业生涯中总要去一次高研院。”因此可见,独立思考,胸怀理想,拥有主见,不随大流,乃是事业走向成功的重要特质。

《我的几何人生》还彰显了丘成桐广博的数理知识、深厚的国学根底和博大的人文情怀,这无疑也是他走向辉煌的重要基石。全书共12章,每章都以一首高度凝练本章内容的原创短诗词作引子,附录大都为他的重要学术演讲,文采斐然;末篇《中华赋》从华夏远古到五代十国点评颂唱,洋洋洒洒两万五千余字,指点江山,评点历史,纵横捭阖,才气逼人,让人叹为观止。

在学术研究上,丘成桐立足数学、渗透物理,横跨数理两界。他成功破解了卡拉比猜想、正质量猜想、弗兰克尔猜想、史密斯猜想、镜像对称猜想等一系列数学、物理科学难题。他是几何分析学科的奠基人,以他的名字命名的卡拉比-丘流形是物理学中弦理论的基本概念,关于凯勒-爱因斯坦度量存在性的卡拉比猜想破解结果被应用到超弦理论,对统一场论有重要影响。他的研究成果深刻变革并极大扩展了偏微分方程在微分几何中的作用,影响遍及拓扑学、代数几何、超弦理论、广义相对论等众多数学、物理领域。丘先生真可谓:数理共融,人文交汇,创几何分析之学,穷物理宇宙之源。

《我的几何人生》文笔幽默风趣,故事曲折传奇,人生跌宕起伏,作者高山仰止。细细品读,受益良多,不胜感慨,特填《蝶恋花》词一首,以表对丘成桐先生的褒赞、敬佩情怀。

颠沛童年贫坎路。北美求知,不倦登攀步。仰望卡峰拨雺雾,猜想定理攻无数。

物理数学相景慕。融汇人文,果硕花繁树。旁骛心无神贯注,几何拓扑诗吟赋。

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