他似乎为数学而生--邱成桐.doc

他似乎为数学而生；他有大开大合的气度；他有征服一切的勇气；他有直达本质的气魄；只要碰到难题，他就硬要把它砸开丘成桐：数学界的“凯撒大帝”1983年，荣获菲尔兹奖。1997年，获美国国家科学奖章。2004年，在国际弦理论会议上与霍金等科学家合影。序:1979年的一天，丘成桐收到一封来自英国的信。信中友人高兴地告诉他，自己生了个儿子。报喜的这位37岁的友人，是与牛顿同样荣膺卢卡逊数学教授，21岁时就被医生断言只能再活两年的剑桥大学教授史蒂芬霍金。此前一年，他们第一次见面。已经声名远扬的霍金，怀着很大的兴趣，认真倾听了年轻的丘成桐解释正在做的爱因斯坦猜想（正质量猜想），这个理论跟霍金的黑洞研究有直接关系。爱因斯坦、霍金、丘成桐，这3个沉迷并且深谙追寻自然和宇宙之道的人，他们的思想跨越时空，在那一刻交汇了。也许，他们对科学的追求与梦想有着相同之处，但丘成桐彰显的彪悍锐利、忠厚温情、魏晋风骨、儒家风度却体现出一位华人数学家的独特魅力。毫无疑问，丘成桐将会被视为20世纪和21世纪最伟大的数学家之一。这位22岁获得伯克利大学博士学位，27岁成为斯坦福大学数学教授的数学家，因对爱因斯坦猜想的证明，在广义相对论提出60年后，验证了爱因斯坦理论的相容与稳定；因对卡拉比猜想的证明，使得物理学家得以用卡拉比丘紧化，来说明弦理论是自然界大统一理论的合适候选。1983年，他一举摘得了世界数学界的最高荣誉菲尔兹奖章。许多数学家都认为他在1983年以后的工作完全配得上另一块菲尔兹奖牌。数学与物理中的许多重要分支，都由于他的工作和影响得到了极大改观。而对丘成桐来说，荣誉之外，那份浸润于数学王国中的沉醉，那份为祖国数学事业而付出的坚定，那份在改变数学的同时体味到的平实生活之美好，更触碰着他的心脏与灵魂。丘成桐事记年，出生于广东省汕头市，同年随父母到香港。年，就读于香港中文大学数学系。年，获奖学金，入美国加州大学伯克利分校数学系深造。 至年，在普林斯顿高等研究院从事数学研究。年，赴斯坦福大学数学系任教，于1976年晋升为教授。年，重返普林斯顿高等研究院，5年后赴加州大学圣地亚哥分校任数学系主任。年，获美国数学会维布纶奖。年，获得该年度菲尔兹数学奖由国际数学家联盟主持评定，在每4年召开一次的国际数学家大会上颁发的最高数学奖。年开始，任哈佛大学数学教授。同时兼任香港中文大学数学科学研究所所长。年，当选美国国家科学院院士，并于次年成为台湾“中央研究院”和中国科学院外籍院士。年，获瑞士皇家科学院克拉福特奖。6年，创办中科院晨兴数学中心，并任主任。年，获美国科学界最高荣誉“美国国家科学奖”。受聘为复旦大学、台湾“中央研究院”、大连理工大学、北京大学等学校和研究机构的名誉教授。2002年，创建浙江大学数学科学研究中心，并任主任。本报记者 齐林泉他眼中的数学之美我曾小立断桥我曾徘徊湖边想望着你绝世无比的姿颜我曾独上高楼远眺天涯路寻觅着你洁白无瑕的脸庞柔丝万丈何曾束缚你的轻盈圆月千里何处不是你的影儿长空漫漫流水潺潺何尝静寂你的光芒一直触动着我的心丘成桐有感30年求证“庞加莱猜想”1.从1979年第一次来到北京，就希望将中国的数学提升到世界一流水平祖国的土地使他深深感动2009年6月，夏至将临，中科院晨兴数学中心丘成桐的办公室里，虽是午后，但仍需开着日光灯。房间有10多平方米，装修极其简单。屋子中央摆着一个方方正正的深色玻璃茶几。茶几一侧的沙发上，丘先生身着白色短袖衫，左胸的上衣口袋里别着一支圆珠笔。他身材魁伟，脸膛黑红，声音洪钟般浑厚，坦荡爽朗。会面是因采访第一次以他的名字命名的数学奖丘成桐中学生数学奖。这个寄托着丘成桐对中国教育发展的理想，2008年在泰康人寿赞助下启动的鼓励创新、实践与合作精神的奖项，仅仅是他“从1979年第一次到北京来，就希望将中国数学提升至世界第一流水平”的诸多忘我努力中的又一次践行而已。1979年，丘成桐受华罗庚邀请第一次回祖国访问。刚步入而立之年的他，一出首都机场，就忍不住扑倒在祖国的土地上。他说：“我用手触摸了祖国的土地，这使我深深感动。”从首次回国至今的30年间，他一边作为一名年轻而成就卓越的大学数学教授，继续着在数学和物理领域中的辉煌，一边投身于祖国的数学事业。他培养了多名来自中国的优秀博士生；建议台湾科学委员会建立理论科学中心并一度担任其顾问委员会主任；亲自募集资金和吸引世界上最杰出的华人数学家，创建香港中文大学数学研究所、中科院晨兴数学中心、浙江大学数学科学中心并兼职其所长或主任。他不相信在一个公众缺乏数学知识的地方，可以建立现代化的社会。2007年3月，以丘成桐开辟中国数学新篇章为题的美国福布斯杂志封面故事，这样记录了他为中国数学所作出的努力：“1993年中国申办2000年奥运会，举国上下群情振奋。丘成桐与他的导师陈省身获得了与当时的国家主席江泽民见面的难得机会，他们提议北京承办国际数学家大会，这是国际数学界最隆重的聚会。如果中国可以花费数亿巨资举办聚集世界上最优秀运动员的盛会，那么应该也不难承办一届会聚世界上最聪明数学头脑的盛会。工程师出身的江主席被他们说服了。”2002年，4年一届的国际数学家大会终于在北京召开，这是它首次在第三世界国家举办。在首次用自己名字命名的中学生数学奖启动后，丘成桐说：“数学是整个社会尤其是现代社会最需要的一环。在科技创新中，数学更显得日益重要。大量高素质数学人才的涌现，将迅速提升中国的科学水平和自主创新能力。” 在丘成桐办公桌前的墙壁上，他浓墨书写的1998年首届全世界华裔数学家大会（也是由他发起）上的献辞，被镶在精致的玻璃框内：“四方学者，同根同心。献明月之章，传不朽之作”遮不住的拳拳之心，跃然纸上。2.父亲著作引用的名言“标心于万古之上，而送怀于千载之下”激励他立志清高。恩师为他叩开艰深学科的兴趣之门，引领他走进数学王国永远招展在前方的精神引领2005年4月1日，丘成桐在香港中文大学以父亲的名字设立“丘镇英基金”。在以训子纯深为题的讲话中，他情真意切地提到：“先父逝世已经42年，他对我的教诲一直影响着我。”父亲，是丘成桐永远的爱与痛，更是永远招展在他前方的精神引领。父亲丘镇英，1935年从厦门大学毕业，翌年进入日本早稻田大学深造。抗战爆发后，他毅然回国。1949年，丘成桐出生几个月后，父亲带着全家从汕头迁居香港。经历了生意的失败后，于1954年秋到香港沙田崇基书院（香港中文大学前身之一）任教。那段日子，父亲每星期都会在家里举办“讲论会”，与学生们开怀畅谈中外文史，小丘成桐则在一旁懵懂地听着。丘成桐10岁时，父亲开始教他背诵古文。“父亲在所著西洋哲学史的引言中引用了文心雕龙诸子篇的一段：嗟夫，身与时舛，志共道申，标心于万古之上，而送怀于千载之下。这一段话激励我，使我立志清高，也希望有所创作，能够传诸后世。”丘成桐说，“父亲一直关心着国内大事，常常教育子女，做人立志必须以国家为前提。”丘成桐的母亲梁若琳出身书香门第，时常规劝与告诫子女不可对做人准则有任何逾越，希望他们将来名留史册。这样的激励，伴随了丘成桐的成长。1963年6月，不幸降临。父亲因不满当时从教的香江学院埋没青年学生前途的做法，毅然辞职赋闲在家。因心境不好，加之积劳成疾，猝然离世。母亲本来可以依靠由她抚养长大的舅舅维持生活，但舅舅建议丘成桐等小孩子不要念书而去养鸭子，母亲便断然回绝了舅舅的资助。这种无畏的果敢，让本来功课不大好的丘成桐深受鼓舞。当时在培正中学念初二的他不得不出去打短工、做家教，以解决部分生活费及学费，而他的学业却在逆境中突飞猛进。家庭的变故让只有14岁的丘成桐一下子成熟了起来。走进并喜爱美丽的数学王国，不仅得益于年少时从事文史哲学研究的父亲对数学的尊重和兴趣，同时也离不开学校老师的点化。“中学数学老师教得很有趣，所以使我对数学很感兴趣。”这位老师就是培正中学的黄逸樵。“他很懂讲课，喜欢讲一些数学家的故事另外，我也很喜欢看数学历史的书，看许多课外书籍，了解做题目是怎么回事，兴趣慢慢就很大了。”中学时，因为家里穷买不起书，丘成桐常到图书馆或书店去看书。他说数学家华罗庚的书颇让他受益，内容也写得漂亮极了。那时，他在班里并非名列前茅，数学成绩也不是最好的，但他比一般同学想得深，书也读得更多。他喜欢思考书中的难题，并开始创造自己认为有挑战性的题目。如今回想起来，他说，中学时代的这种自己去创造问题的做法，是日后促使他在研究事业上取得成功的最关键环节。3.他常冲进办公室，问一些连教授们都未曾考虑过的问题。内容深奥难懂的课堂上，同学纷纷离去，教室里只剩下他一个学生。凡是涉及数学的讲座，哪怕听不懂，他也一个不放过在苦读中为数学之纯美而努力“我曾小立断桥，我曾徘徊湖边，想望着你绝世无比的姿颜。我曾独上高楼，远眺天涯路，寻觅着你洁白无瑕的脸庞”这是在与团队伙伴终于解开了“庞加莱猜想”后，丘成桐回顾30年来勤奋研究的心路历程，于2006年6月25日清晨的感慨之作。诗中那美妙无比的女子，就是他心中的空间女神，也是他心中数学之纯美的化身。为数学之纯美而工作，是丘成桐一生的追求。如果说发现数学之美，得益于年少时父亲的影响与老师的引导。那么，真正投身于数学之美的探究与体味中，是在他的大学时代。1966年秋，丘成桐以优异成绩考入香港中文大学数学系。随后，他用短短3年时间修完了全部必修课程，还阅读了大量的课外材料。1969年初，美国加州大学伯克利分校的S萨拉夫博士来到香港中文大学执教，对丘成桐印象深刻。他认为：“丘成桐是那种全才式的数学家，有时授课教师对问题还没有他理解得深。当我对一个问题不是十分有把握时，丘会认真听上50分钟，然后问道：为何我们不可以这样做呢？接着他会详细介绍他的看法。他在课堂上比早熟的美国学生要耐心得多，也更有礼貌。”这是对大学时期丘成桐的生动写照。 进入大学二年级，丘成桐就与萨拉夫教授一起教三年级学生模拟分析与微分几何。这在香港中文大学是绝无仅有的。尽管如此，极度赏识他的萨拉夫教授还是急不可耐地给大学的管理部门写信，建议让只用3年时间就修完了所有规定学业的丘成桐提前毕业，推荐他到伯克利读研。但是当时的管理部门拒绝这样做。在萨拉夫不屈不挠地请愿和推荐下，1969年4月1日，丘成桐终于收到了伯克利寄来的IBM奖学金通知、研究生录取表格。于是丘成桐提前退学，在秋天来到伯克利分校。帮助大学尚未毕业的丘成桐申请到这份丰厚奖学金的，正是他日后的恩师、著名微分几何学家陈省身先生。那年7月，陈省身获得香港中文大学颁授的名誉博士，到校访问。那时，丘成桐第一次见到了这位数学大师。交谈不过两分钟，年轻的丘成桐已被陈省身的气度所折服。在伯克利的求学岁月，对丘成桐来说，是充满激情与浪漫的。伯克利大学教授与研究生新生的见面会上，丘成桐与刚刚任教一年多的B劳森教授相遇了。劳森教授吃惊地了解到，丘成桐第一年里竟然报了6门研究生课程，两人越谈越投机。新学期丘成桐在课堂上的出现，令劳森教授讲授黎曼几何的过程很愉快。第二学期的一天，丘成桐来到劳森教授的办公室，讲述了自己正在考虑的非正曲率紧流形的问题。劳森教授被这种强大的论证思路吸引住了，两人开始了合作研究。丘成桐写出了这个猜想的详细证明，于是在第一学年的春季，他就完成了一篇出色的博士论文。在伯克利期间，丘成桐最让人津津乐道的是这样一件事：学校里的C莫里教授的非线性偏微方程深奥难懂，听课的学生纷纷逃离了教室，最后教室里常常只剩下丘成桐一个学生。事后，丘成桐认为这门课是他数学生涯的基础。那时，丘成桐经常冲进教授们的办公室，问一些连教授们都未曾考虑过的问题。著名几何学家伍鸿熙就是其中一位，他们第一次就是这样相遇的。他说，当时感到站在面前的这个年轻人将会在数学上走得比自己更远。这种直觉在1974年丘成桐发表了关于调和函数积分的文章后得到了验证。伍鸿熙谦逊地说：“我称得上他的老师的时间恐怕只有一两年，之后，我一生都成了他的学生。”丘成桐相信：“一个人要有强烈的学习欲望，要吸收各方面的专长，兼收并蓄。”这使他的知识面更为宽广。他的博士论文基本群与曲率是几何问题，但他也要用上代数学中的“群论”知识。一般研究几何的人，是不了解“群论”知识的，而他听老师提起过这个概念，就努力去找这方面的资料。到伯克利的第一个学期，他也开始播种爱情。今年在浙江大学数学中心举办的丘成桐六十大寿宴会上，同行刘克峰透露，曾有位学生就恋爱问题求教丘先生，丘先生教导他说：“花这么多时间追女孩子太无聊，做数学有意思多了！”此时，丘成桐却断然否认曾有此说。“我声明我没说过这句话。我从1969年认识我太太（台湾物理学家郭友云），一直追到1976年才将她追到手!”全场哄堂大笑。“剑未磨成追旅思，蓦见芳容，笑靥回天地。愿把此情书尺素，结缘今世丹心里。”这是1969年12月丘成桐填的一阕蝶恋花。小序为：“六九年十二月，在柏城图书馆读书，思乡而乍见友云，作词为记。”4.一次又一次、一年又一年地探索、印证，最后摸准了问题难点，攻克了这道世界数学难题夺取开启自然奥秘之门的钥匙“21岁毕业时就注定要改变数学的面貌”。这是丘成桐的授业恩师陈省身先生多年前对他的一句断语。事实确实如此。1970年底，丘成桐完成了他的学位论文，解决了当时著名的沃尔夫猜测。由于丘成桐的学位论文写得非常出色，以至于陈省身认为这篇论文已经达到博士水平，因此极其罕见地将博士学位授予了只有22岁的他。然而这仅仅是开始。1973年，在父亲去世10年之后，24岁的丘成桐迎来了他生命中一个重要的年份。这年，他完成题为完备黎曼流形上调和函数的著名论文，奠定了他应用分析方法的基本思想和技巧。到了暑假，美国数学会在斯坦福大学举行了微分几何大会。丘成桐在会上作了3个学术报告，向数学界显示了自己在微分几何领域的领先水准。在这次大会上，物理学家R杰拉奇(Geroch)向数学家们讲演了广义相对论，解说了正质量猜测(即爱因斯坦猜想)，并牵扯出了与之相关的世界数学难题卡拉比猜想由著名几何学家E卡拉比在1954年的国际数学家大会上提出的一个关于高维空间曲率的猜想，即在封闭的空间有无可能存在没有物质分布的引力场。卡拉比认为是存在的，但包括卡拉比本人在内没人能证实。 年轻气盛的丘成桐认为卡拉比是错的，并当众宣布自己的观点，立即着手证明他的错误。卡拉比教授却写信来告诉他这种证明将是徒劳的。度过两周夜以继日的苦战，经历了几十次证明的失败，他不得不向卡拉比教授写信认错。但这不是屈服，他开始调整思路，再次投入其中，证明这一猜想是对的。这次证明整整经历了漫长的4年。这期间，他向这个世界难题多方突破进逼。卡拉比猜想的证明需要解一个很难的非线性偏微分方程。丘成桐不畏艰难，一次又一次、一年又一年，与好友郑绍远及同事共同探索、印证，最后摸准了问题难点，以微分方面的造诣，运用纯熟的先验估计等技巧，于1976年底攻克了这道世界数学难题。许多世界数学难题解开了就结束了，而卡拉比却是工具，用这个工具，一大批同类的方程得以解开，不单单得到了许多偏微分方程的解，而且也得到一系列几何学甚至广义相对论的重要定理。这其中包括正质量猜测(即爱因斯坦猜想)、史密斯猜想、实蒙日安培方程狄利克雷问题、闵可夫斯基问题、镜猜想以及稳定性与特殊度量间的对应性等一连串世界数学难题。而以他的研究命名的卡拉比丘流形在数学与理论物理上发挥了重要作用，成为开启自然奥秘之门的一把重要的钥匙。在卡拉比猜想解决后，物理学家提出了弦理论。攻克这一难题的4年，也是年仅20出头的丘成桐初到斯坦福大学任副教授的日子。那时，陈省身等人对他有很高的期望，而他也显得与众不同。经常去斯坦福数学系的人都会发现，丘成桐总是在那里工作。他也经常参加自己研究领域之外的课程与研讨班，这迫使那些教授都认真准备讲义，以免在他的慧眼之下漏过一些证明细节而出丑。很快，他就成为了斯坦福年轻数学家的焦点，并且与他们结下了兄弟般的友好情谊。1976年，27岁的丘成桐新婚燕尔，同时被提升为斯坦福大学数学教授。此后，他开始引领微分几何的研究方向、方法及其主流。除了菲尔兹奖章，美国数学会维布伦奖、美国国家科学奖，甚至被人称为“比诺贝尔奖还难拿”的7年颁发一次的瑞典皇家科学院克雷福特奖等荣誉纷至沓来。他还成为美国科学院院士、中国科学院和俄罗