■ 本报记者 张隽
作为数学家,我们追求的不是黄金万两,也不是千秋霸业,我们追求的是理论和方程,它们带领着我们在寻求永恒真理道路上迈进。它比黄金还要珍贵和真实,它比诗歌还要华美动人。数学是诸多应用科学的基础,善用数学,它可以富国强兵,也可以安邦定国。
这是一次迟到了三年的专访。2019年春节访美最后一站波士顿,在到访哈佛燕京学社之后,我来到了哈佛大学数学系,临时起意想采访时任哈佛大学数学科学与应用中心首届主任丘成桐教授(下文简称“丘先生”)。但当我们在一楼看到丘先生时,他正在忙着指导博士生做课题,实在不忍心去打扰他们。后来,在丘先生指导的访问学者龚新奇、博士后白淑亮和章敏等弟子陪同下,我们在一家名叫“常熟”的中餐馆吃午饭,席间从他们那里了解到一些丘先生的故事。
2022年4月20日,清华大学宣布,丘成桐教授从哈佛大学退休,受聘清华大学讲席教授。未曾想到,访问哈佛三年之后,能在国内重启并实现专访丘先生的愿望,无比感慨。
2023年3月30日上午,记者如约来到了清华大学丘成桐数学科学中心。丘先生每天的工作日程都排得很满,因为记者提前来到他办公室等候,这次专访原本安排的是一个小时,最后变成了愉快的一个半小时,让记者诸多的疑问都得到了圆满的答复。
童年的家教与阅读,
让家国情怀刻骨铭心
丘先生的童年既是苦难艰涩的,也是丰满充裕的。1949年4月4日出生于广东省汕头市的他,六个月大就随父母和三位姐姐、一位兄长前往香港,落脚在元朗西面李屋的农村。
那时的香港乡村,没有电灯,没有自来水,食物短缺,丘先生的童年生活充满了艰辛和苦难。丘先生告诉记者,从他家到乡村小学要走三公里多的路。对于一个五岁的小不点儿来说,独自走三公里是个不短的距离。上学和回家的途中路过外祖母家。有一次外祖母让他第二天到她家吃午饭,说是有好吃的,让年幼的丘先生充满了幻想和期待。但次日中午,他在外祖母家吃到的只不过是一小碗拌了点豆豉的米饭,可见当时生活的艰苦。这个情境,直到现在还让丘先生记忆犹新。
从小学开始,父亲就让他们熟读《红楼梦》《三国演义》《水浒传》《西游记》等经典著作,还有鲁迅的《中国小说史略》、安徒生童话、荷马史诗、但丁的《神曲》、歌德的《浮士德》等作品。父亲很严格,还要求他背诵唐诗宋词。但幼年的丘先生更喜欢读金庸的武侠小说、《说岳全传》《七侠五义》《薛仁贵征东》《薛丁山征西》等书籍,父亲知道后,叫他不要在这些文意不佳的书籍上浪费时间,但丘先生还是偷偷地看,躲在床上或洗手间里看。记者从丘先生的自传《我的几何人生》(译林出版社2021年9月出版)里读到,他通篇都自称为“在下”,可见中国传统文化经典著作对丘先生的影响之深。
丘先生告诉记者,从九岁开始,父亲开始教他念古文,由浅入深,从《礼记·檀弓》、陶渊明的《五柳先生传》,到王勃的《滕王阁序》《苏武答李陵书》《吊古战场文》等,这些长篇古文读起来都比较晦涩难懂,父亲下班后回家竟然还要求他背诵下来。中学以后,父亲要他读冯友兰的《新原道》《新原人》,还有唐君毅和熊十力的哲学书。
在父亲严格的管教之下,丘先生的读书生活丰富多彩,通过大量阅读中华民族传统文化经典著作以及背诵唐诗宋词,民族情结和家国情怀早早地植根在幼年时代丘先生的心灵之上。此外,父亲在家中和他的学生讨论希腊哲学和自然辩证法时,丘先生还欣赏到了数学的重要性。
数学的结缘与召唤,
从教补习生开始
丘先生告诉记者,他与数学结缘,是在1962年培正中学读二年级的时候,梁君伟老师教平面几何,讲解生动,将优美的几何公理系统地在课堂上一一解释,这些定理让他兴奋不已。他走在路上都经常会思考这些问题,这让他尝到了数学的真正滋味。直到中学三年级,钟伟光老师接着上几何课,他已经开始寻找一些有趣的问题让自己来解答。有些问题很久都解答不出来,他会到书店看参考书,才发现这些问题有人已经思考并证明过。这些证明虽然不是中学二三年级学生的能力所能理解,但让丘先生惊讶于代数的威力,老师们的循循善诱,使他对数学兴趣盎然,欲罢不能。那时候学校没有图书馆,丘先生就常去书店,站在书店里看书,一看就是两三个钟头,有时也会到洗衣街旧书店买旧书来看。自从中学二年级喜欢上数学后,他的数学考试成绩基本都是满分,父亲为此很高兴。
1963年6月,丘先生的父亲猝然离世,对他的打击很大。这成为了他人生的转折点。他感觉到要自己掌握自己的命运。此后,对上学的态度也发生了改变,他决定要更努力、更用心去学习。他认为,在学业上脱颖而出,才是走向成功的唯一途径。
到了中学四年级(1964年),15岁的丘先生开始替别人补习数学。他清楚地记得当时教过培正中学对面山上一户人家的女儿。她名叫谭玉洁,跟他还是同年。她妹妹读小学六年级,数学一直不及格,搞不懂简单的算术题,比如“在农场看到36只鸡脚、28只牛腿、16只马脚,一共有多少动物?”学校教她背诵公式,但丘先生采用完全不同的方法,其他问题也是如此。她妈妈看到丘先生教的方法超出了六年级的水平,不禁紧张起来,但这种做法很快就见效了。不到一个月,女孩的数学测验拿到满分,让她母亲非常高兴,认为丘先生什么都懂,甚至连英文课也希望他也能帮着补习。
这样的补习生涯一直持续到上了大学二年级,丘先生回忆那段跟中小学生直接接触的时光,感觉乐趣无穷。他向记者坦言,当家教老师原来是为了赚钱补贴家用,但也有意想不到的收获和好处:在使学生更容易了解数学的过程中,他对所教授的内容理解也更加深入透彻了。另外,他本身就是一名学生,能教补习生数学并取得家长和学生的认可,这对他来说也很有满足感。
港中大的“天才”,
大三直博伯克利
1966年秋季,丘先生考入香港中文大学(下文简称“港中大”)数学系。开学时,时任系主任谢兰安教授给新生致辞时说:“你们来到这里,目的是研究数学,但现实很残酷,你们未必能成为数学殿堂的柱石。虽则如此,至少你们可以为它涂上点油漆。”这些话也许会让某些人气馁,但丘先生却备受激励。他对此话的理解是,每个人都能对数学的发展作出或大或小的贡献。
大学一年级的数学课对于丘先生来说太容易了。数学系允许他不上课,只需参加考试来证明实力。于是,他就可以腾出时间来学习更艰深的课程,比如高等代数和高等微积分。丘先生说,大学第一年好玩,第二年更令人兴奋,学习也渐入佳境。
港中大校长李卓敏来自加州大学伯克利分校,他从伯克利引进了一位叫萨拉夫的年轻数学学者。丘先生认为,萨拉夫是他第一个遇到的研究当代数学的人。他用“美式风格”讲授常微分方程,鼓励学生在课堂上提问和投入讨论。这种自由奔放的教学风格比较随性和自然,但也会遇到一些问题让老师突然卡壳儿。遇到这些场合,丘先生就会出手相助,帮着老师把卡壳的问题给解决了。这样一来,丘先生很快就引起了萨拉夫的注意,有时就会安排丘先生帮他上一部分的课。丘先生也常常到萨拉夫教授家中,帮他准备上课用的讲义,或提出不同的解题方法。
后来,萨拉夫想把这些讲义结集出版,找丘先生一起合作编写。当时出版这本书不容易,因为序言里能清楚看到丘先生还只是个在读的本科生,出版社就有些犹豫了。等到多年以后,丘先生已经颇有名气了,这本书终于得以出版。丘先生告诉记者,在编写这本书的过程中,他学到了不少东西,尤其是读遍了书中参考书目所列的全部文献。
一位在读本科生,在课堂上帮着老师答疑解惑,课前能帮老师准备上课的讲义,课后还帮老师整理编写讲义并结集出版,丘先生的这些突出表现在港中大数学系被传开了,人们开始用“天才”来称呼他。后来,港中大崇基书院、联合书院和新亚书院三家的数学系成立了一个委员会,经过审查后向李卓敏校长提议,让丘先生提前毕业。李校长想看看丘先生究竟学习有多好,于是就安排他去见香港大学微分几何专家黄用诹。到了黄用诹的办公室,丘先生发现黄教授并无意考他,黄教授只想展示自己关于“格拉斯曼流形”的研究工作,但在演算过程中,有一步却停了下来,丘先生倒不觉得那个演算有多难。当黄教授意识到丘先生对他的研究工作不感兴趣之后,便得出了他的结论:丘成桐不是个天才。丘先生告诉记者,港大专家不容他进一步解释,他不想申辩,对这个结论他也从未感到过沮丧。
萨拉夫并没有就此放弃,他坚持向港中大校方建议让丘先生提前毕业,出国成就更辉煌的事业。虽然丘先生在三年内修完了四年本科所有的科目,但李校长并没有答应萨拉夫的请求,他不同意撤除大学本科四年修读期的规定。最后萨拉夫只能接受这个现实,转而另外想办法,让丘先生直接申请加州大学伯克利分校的博士。1969年4月1日,丘先生顺利拿到了伯克利数学博士生录取通知书。不仅如此,萨拉夫还帮他申请到伯克利最丰厚的奖学金——每年3000美元。这对当时家境并不富裕的丘先生来说,简直就是雪中送炭。
1969年7月,伯克利数学系教授、著名数学家陈省身来香港接受荣誉学位,并到香港大学访问、发表演讲。已经拿到伯克利博士生录取通知的丘先生特地去港大见了陈省身教授,陈省身知道伯克利录取了丘成桐,见面时就问丘先生是否会去伯克利。“是的,我会去。”丘先生告诉记者,这就是那次见面的全部对话。
1969年9月初,丘先生从香港飞往美国旧金山,热切地展开了他对新世界的探索。他希望以数学为出发点,通过数学的指引,照亮他寻找真和美的旅程。
北美学术生涯,
数学是唯一的焦点
进入伯克利之后,丘先生发现,在港中大崇基书院所学的不算太多,就像活在小水塘里,来到伯克利,这里的数学系要大很多,各种各样科目的课程都有。于是他一头扎了进去,除了注册的三门课程之外,他还旁听了六门课,此外还参加了学校其他讲座和研讨班。
丘先生说,那时候的他“好像一个饿得半死的人,突然面对能随便吃喝的自助餐,我一概鲸吞。这样做,一方面是出于渴望,另一方面是自身能力也容许”。
从早上八点起开始上课,有时候课与课之间只有五分钟时间,但要从校园的这一头走到另一头,往往午饭的时间也省了,教授在讲台上讲解,他拿着三明治坐在后排吃,怕惹其他同学听课分心。到了五点下课便回家,途中还会在大学的书店里翻翻新到的数学书。回忆伯克利读博的那段日子,丘先生说“生活十分简朴,以数学始,以数学终,中间还是数学”。
来到伯克利后的第一个圣诞节,两个星期的假期校园里几乎空无一人。在伯克利,博士一年级的研究生没有办公室,图书馆便成了丘先生的办公室,没课的时候就往那儿跑。整个圣诞假期,图书馆几乎被丘先生一人独占。当他看到一篇新近由普林斯顿约翰·米尔诺写的论文《有关曲率和基本群的一个注记》时,心中燃起了异样的火花,他感觉到这次要做点大事了。
米尔诺论文中提到亚历山大·普雷斯曼的一条定理,这个定理适用于带“负”曲率的空间,这类空间状如马鞍。在马鞍或这类空间上画三角形,作图方法是先固定三点,然后把任何两点用在马鞍上最短的线连起来,便形成在马鞍上的三角形。这样的三角形的内角之和会小于180度。丘先生把普雷斯曼的结果推广到具有“非正”曲率的空间上去,这类空间包含负曲率空间和零曲率空间。为了检视这个证明,丘先生小心地推敲每一步,直到论证过程看起来无懈可击。
由于这个证明是在圣诞假期做出来的,其他人都无从知晓,稍后丘先生才知道那是乔·沃尔夫的猜想。丘先生告诉记者,当陈省身教授看到他招来伯克利的学生在读博第一个学期就能作出这样有意义的研究工作,不禁为之高兴。1970年,丘先生在《微分几何学报》上首次发表了这项研究成果。
1971年,22岁的丘先生从伯克利博士毕业,人生突然开挂。30岁成为普林斯顿高等研究院终身教授,33岁成为“数学界的诺贝尔奖”菲尔兹奖首位华人得主,38岁成为哈佛大学教授。他在学术研究道路上不断攻坚克难: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……他攀登上一座又一座科学高峰,收获了一个又一个奖杯:沃尔夫奖、克拉福德奖、美国国家科学奖、马赛尔·格罗斯曼奖、中国国际科学技术合作奖,等等。
2006年10月,《纽约时报》刊发长篇人物报道,标题为《数学界的国王》。这是《纽约时报》篇幅较大的科学家报道。文章这样说:“丘成桐的故事就是展示中国的一个窗口,通过他可以看到一个拥有五千年历史传统的国家欲与现代科学结合在一起,如果这种交融获得成功,那么最后可能就会重塑世界科技的平衡。”
改变中国数学人才
培养格局的“领军计划”
1979年,应时任中国科学院副院长华罗庚的邀请,30岁的丘成桐首次回国访问,并开始投身推动祖国数学事业的发展。上世纪80年代,他积极参与陈省身先生召集的微分几何与微分方程会议,开设暑期学校,招收中国学生赴美深造,为中国数学解决了改革开放之初面临的一系列严峻问题,培养了一批目前仍活跃在世界数学舞台上的中国数学家。
上世纪90年代以来,国内多所著名高校和科研院所纷纷邀请丘先生回国帮助中国数学学科发展,培养祖国的青年才俊。90年代后,丘先生参与建设了清华大学丘成桐数学科学中心、清华大学求真书院、北京雁栖湖应用数学研究院、清华三亚国际数学论坛、中国科学院晨兴数学中心、香港中文大学数学科学研究所、浙江大学数学科学研究中心、东南大学丘成桐中心和南京应用数学中心等9个数学研究机构,推动了我国高水平数学研究,促进了中国与海外的高层次学术交流;他创立了覆盖中学、大学、研究生、青年数学家的立体选拔和培养机制,源源不断地为国家输送高精尖数学人才。
1996年6月10日,在中国科学院晨兴数学中心动工仪式上,丘先生在致辞中说:“作为数学家,我们追求的不是黄金万两,也不是千秋霸业,我们追求的是理论和方程,它们带领着我们在寻求永恒真理道路上迈进。它比黄金还要珍贵和真实,它比诗歌还要华美动人。数学是诸多应用科学的基础,善用数学,它可以富国强兵,也可以安邦定国。”
据丘先生回忆,2000年前后,时任清华大学校长王大中邀请他在清华办一个数学研究中心。因为当时没法筹集到足够的资金,后来就不了了之。2008年早春三月,时任清华大学校长顾秉林到美国波士顿他的家中做客,再次邀请他到清华办数学中心。这次交谈中,顾校长向丘先生承诺了提供兴建数学中心所需的资金。不久之后,丘先生到了北京,时任清华大学党委书记陈希也作出了同样的承诺。这次丘先生决定放手一搏。
2009年12月,清华大学数学科学中心正式挂牌。2014年教育部批准,依托清华大学成立丘成桐数学科学中心。在丘先生的带领下,数学科学中心在高端人才引进、杰出数学人才培养、高水平学术研究和数学学科建设方面取得了跨越式发展,已成为具有重要国际影响力的数学科学中心,将清华数学科学的发展带入前所未有的高度。顾秉林老校长曾谈到:“丘成桐数学科学中心以‘学术特区’的方式运行,成为清华大学数学学科发展的一个新起点,也是清华向着世界一流大学目标迈进的一个重大战略。”
党和政府日益重视基础学科建设及人才培养的战略意义。2020年6月,在北京市委市政府的指导和支持下,成立了清华大学共建的科研机构——北京雁栖湖应用数学研究院。2020年底,党中央特别批准了丘成桐教授关于数学科学领军人才计划并成立求真书院的建议。2021年初,清华大学正式推出这一改变中国数学人才培养格局的“领军计划”,并于当年3月成立了求真书院,聘请丘先生担任院长。这成为震动中国数学界乃至全社会的重大学科和教育变革。
为推动我国数学发展
拼搏进取、不舍昼夜
截至目前,丘成桐数学科学中心共有85名教授,46名博士后,以及百余名博士研究生,覆盖纯数学和应用数学的五大研究方向,包括代数、代数几何与数论,几何拓扑,分析、偏微分方程和动力系统,数学物理,概率统计和应用数学。
中心拥有2位菲尔兹奖得主、3位院士、3位美国数学学会会士,众多国际顶尖学者和一流中青年学者,罕见地拥有2位全球前十最具引用价值的数学家。这些知名学者都是国际顶级奖项的获得者,均曾受邀在国际数学家大会上作过报告。现在,他们都活跃在清华大学的讲台上,活跃在全球各类学术交流活动中,为清华数学带来了国际化的顶层视野。
记者从2023 QS世界大学数学学科排名TOP100名单中发现,清华大学数学科学专业由2009年丘先生刚回清华时的第96名,上升到2023年最新排名第26位,综合得分为80.9。
2023年2月24日,时任国务院总理李克强在中南海紫光阁会见丘成桐先生。李克强说,科技创新和发展需要基础科学的重要支撑,数学是基础科学的基础,可以说是自然科学的皇冠。要尊重科学规律,强化基础科学研究,扎扎实实把科技创新和发展的基础打牢。支持科研人员秉持十年磨一剑的精神,潜心向学,保持定力,力戒浮躁,发挥想象力和创造力,实现新的突破。
在结束这次专访后,记者跟随丘先生参加了当日中午12点在近春园西楼办公楼三层报告厅举办的一场学术讲座。讲座主题为《现代系统生理学和传统医学智慧的对接——从穴位专一性讲起》。主讲人马秋富是西湖大学神经生物学讲席教授。他也是丘先生从哈佛大学医学院邀请回国发展的。这场讲座因为正值中午,记者在讲座现场看到,73岁高龄的丘先生一边吃着盒饭,一边听着演讲,还一边跟现场的学生讨论交流。从科研、教学到面向社会的数学教育资源,丘先生带领下的清华数学,正在为推动我国数学发展拼搏进取、不舍昼夜。
丘先生在清华大学2020届数学科学系毕业典礼上谈到,21世纪应当是中国人扬眉吐气的时代,让我们在20年代,也就是未来这十年,走出一条新的道路,引领世界。
“求真求美,必须修身养德。修身才能自强,养德才能致远。非学无以广才,非志无以成学。年与时驰,意与日去。当国家兴亡、匹夫有责之时,数学家究天人之余,亦可为万世开太平。”丘先生说。
(本次采访得到了龚新奇、牛芸和张妍的支持和帮助,特此致谢。)