| 丘成桐: 我的数学之路 |
| 送交者: 1eon 2004年03月26日15:16:27 于 [教育学术] 发送悄悄话 |
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二零零四年三月二十日 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。家中有八兄弟姐妹,食 我只能上一所小小的乡村学校。那里有很多来自农村的粗野小孩。受到这些 家父是位教授。他教了我不少中国文学。可是,他并不知道我曾旷课好一段 政府允许这些落在分界线上的学生申请私立中学,并提供学费。我进入了培 我热中于养蚕、养小鱼,到山上去捉各种小动物。沙田的风景美丽清新,在 当时武侠小说盛行,我很喜欢读这些小说,没有钱去买,就向邻居借。父亲 父亲从我小学五年级教我诗词、古文和古典小说如三国演义、水浒传、红楼 但是真正对我有影响的却不是武侠小说。中国古典文学深深影响了我做学问 我们家中常有父亲的学生来访,往往兴高采烈的谈学问。他们讨论时常常谈 我开始研读史学名著史记和左传。对史记尤其着迷。这不仅是由于其文字优 在当时读这些文章,大多部份不能够领会,尤其困难的是读冯友兰写的新原 晋朝陶渊明好读书,不求甚解,每有会意,便欣然忘食。 其实在做科学时,也往往有同样的经验,读书只要有兴趣,不一定要全懂, 这是古人的经验,陶渊明的古文和诗有他的独特气质,深得自然之趣,我们 在以后的日子里,我都以此作为原则,以研读学问为乐事,不以为苦。在父 到如今,我读史记至以下一段时,仍然使我心志清新︰司马迁孔子世家赞天 假如我们追求的永恒的真理,即使一时的挫折,也不觉灰心。 韩愈苟余行之不迷,虽颠沛其何伤。 我读左传,始知有不朽的事情。 左传叔孙豹论三不朽太上有立德,其次有立功,其次有立言,虽久不废,此 以前我以为立德跟立言没有关系,但是数十年的观察才知道立德的重要性。 我有一个学生在南京大学电视台访问自炫︰「会当凌绝顶,一览众山小」, 在培正的第二年,我多言多动,老师要记我小过。她是我的班主任,责任心 就在这年,我们开始学习平面几何。 同学对抽象思维都不习惯。由于在家中时常听父亲谈论哲学,对利用公理进 学习几何后,我对父亲的讲话,又多明白了几分。利用简单的公理,却能推 对几何的狂热,提高了对数学──包括代数──的鉴赏能力。当你喜欢某科 我对历史也甚有兴趣。它培养我对事物要作一整体观。 事件是如何发生的? 到底是甚么原故? 将来会如何? 就在这时,父亲完成了他的西方哲学史。他跟学生谈话,总是说应整体地看 这种想法,在往后的日子中,指引我去寻找研究项目。 父亲的书对我有很深的影响。 书中第一页的引言︰文心雕龙诸子身与时舛,志共道申。标心于万古之上,而 这是何等的胸襟。 哲学史的目的有三,一曰求因,哲学思潮其源甚伙,必先上溯以求之。 二曰明变,往昔哲学思想交缠屈结,故重理其脉络,是为要务。 三曰评论,所有思潮及其流派,皆一一评论,作警策精辟之言。 这三点和自然科学的研究有密切的关系,再加上创新,则可以概括研究的方 十四岁时,父亲便去世了。这或许是我一生中最大的打击。在一段颇长的日 家中经济,顿入困境,我们面临辍学。幸得母亲苦心操持,先父旧交弟子的 家中遽变,令我更成熟坚强。困境中人情冷暖,父亲生前的教导,竟变得真 我花了整整半年,研习古典文学和中国历史,藉此抚平绷紧的心弦。典丽的 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 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 我花了许多时间打书钉,阅读那些买不起的书本。我读了华罗庚先生写的很 打从十五岁起,我开始替低年级学生当家教,以帮补家计。我找到一些巧妙 我积累了教导年青人的经验,同时也体会到教学相长的道理。 我们的数学老师十分好。他教授的内容,比课程要求来得艰深,但我觉得丝 近代数学的教学方法,恐怕适得其反,取法乎其中,得乎其下。 当时我们的物理老师不太行,对此不无失望。中学时养成不了物理上的基本 国文老师却是无懈可击。他是我的父执辈。 他教导我们思想要不落俗套。 国文教师说思惟要自出机杼,读好书之余,烂书也无妨一读,以资比较。因 作文堂的一个典型题目︰猪的哲学观于是大伙儿兴高采烈,自由发挥。 在班里我并非名列前茅,数学科的等级也不见得最高。但我比同班诸子想得 中学读书,除数学外,真正对我前途有影响的是国文和历史。 现在来谈谈中学国文和历史对我的影响。最重要的是立志,觉得做学问是一 典论论文曹丕盖文章,经国之大业,不朽之盛事。年寿有时而尽。荣乐止乎 立志之后,必需培养兴趣,而做习题和思考是不二法门︰论语学而时习之, 学而不思则罔,思而不学则殆。 楚辞路曼曼其修远兮吾将上下而求索 做学问要有兴趣,才能深入,但追求学问的道路曲折有致,必须要有毅力, 楚辞亦余心之所善兮虽九死其犹未悔抽思惟郢路之辽远兮魂一夕而九逝 在中学和大学的教育中最重要的一环是︰培养气质孟子︰我知言,我善养吾 曹丕︰譬诸音乐,曲度虽均,节奏同检,至于引气不齐,巧拙有素,虽在父 岑参︰性灵出万象。 但是师友和读书的环境却足以转变人的情怀雅志。 汪中︰抚弦动曲,乃移我情。 做学问,无论是自然科学或文学都有气质的问题,从文章中,往往可以看出 古代注重音乐,从乐声中可以看见国家的盛衰,也是同样的道理。 季札观乐﹙左传﹚吴公子札来聘,请观于同乐,使工为之歌周南召南。曰美 为之歌郑,曰美哉,其细已甚。民不堪也,是其先亡乎。 为之歌齐,曰美哉,泱泱乎,大风也哉。表东海者,其太公乎…… 为之歌大雅,曰广哉,熙熙乎,曲而有直体,其文王之德乎。 在培养气质上,师友的关系至为重要。 韩愈师者,传道授业解惑者也。 论语三人行,必有我师焉。 在与师友相交之际,言必及义,而最重要的善于发问。 善问者如叩钟,问之大者则大鸣,问之小者则小鸣。 中国科学家最欠缺的是发问的精神。历史上最著名的是屈原的天问篇︰遂古 以后的学者很少有这种精神,可能是科学不发达的一个原因。 善于发问后,才能寻找到自己志趣所在,才能够择善而固执之。 楚辞民生各有所乐兮余独好修以为常虽体解吾犹未变兮岂余心之可惩涉江苟 很多同学开始时读书读得很好,以后就灰心了,不求上进,一方面是基础没 离骚何昔日之芳草兮,今直为此萧艾也。 岂其有他故兮,莫好修之害也。 以下引韩愈作文的态度实在值得各人去参考︰韩愈答李翊书始者非三代两汉 其观于人也,毁之则以为喜,誉之则以为忧,以其犹有人之说者存也。如是 一九六六年我进了中文大学。虽然对历史抱着浓厚的兴趣,我还是选择了数 就在这时,中学时念的高等数学渐渐消化,开始时还不大懂,但一下子全都 大学的数学使我大开眼界。连最基本的实数系统都可以严格的建立起来,着 一位刚从柏克莱毕业的博士来了香港,他名叫史提芬色拉夫﹙Stephen Salaff 另外一位老师布狄﹙Brody ﹚来自普林斯顿。他有一套独特的教学法。他找 这是让我们不要盲目依赖书本的良方。同时也训练了我对书本上定理采取存 我有时将某些定理推广了,在课堂上说出来,他听了很高兴。 这些教导的重要性在于──培养成独立思考的习惯──在人前表达数学同时 这不论对自己或对自己日后的教学都十分要紧。 古人说学无常师,其实教亦无常法,有之,因人而施教也。 孔门弟子问仁,孔子对每个人有不同的回答方法,而孔门弟子因此各有所长。 孔子教学有礼乐射御书数。 西方Plato 教学有几何、数论、天文和音乐,合称数学。 古今中外都以培养通材为训练领袖的主要过程。 现代社会需要政界和工商业的领袖,也需要大量的工人、会计师、律师等的 但是有一点很重要的︰作为一个知识分子必需要具有推理的能力。 自古以来最要紧和最富用途的就是三段论证方法。 在学校学习逻辑方法最好的莫过于平面几何的公理系统。熟习证明使我们思 良好的中学教科书,必需要包含公理系统的学习。平面几何的本身可能没有 正如朱自清写的荷塘月色的内容可能不重要,但我们要学他的文字的应用, 学习需要融汇贯通,更需要博闻强记。 有些人以为数学每一步都可推理,不宜强记,这是极为可笑的说法,我还没 往往记熟某一门技巧后,我们会突然融汇贯通,所以多做习题是很紧要的事, 学生既要强记,亦要贯通,两者能混而为一乃是绝妙之处。 同一个问题,可能有超过很多个不同的解法,学生能用不同的方法解题,值 数学既可以实用,亦独立为一至为美丽的学科,习题可以重视实用,但绝对 数学家和数学是分不开的,能够多谈数学历史和数学家的经历,会对培养学 一本数学教科书能够引导学生的兴趣是一本最成功的教科书,可以讲故事﹙ 能使学生以学数学为乐乃是成功的教科书。 虽然只读了三年大学,已经完成了大学的课程。在色拉夫教授的帮助下,我 在香港时我醉心于极度抽象的数学﹙当然我的分析功夫也很扎实﹚,觉得数 到柏克莱后,认识不少卓越的学者,我的看法改变了。 我如饥似渴地从他们处学习不同的科目。从早上八时到下午五时我都在上课 学拓朴时,发现跟以前学的完全不同。班上五十人,每个人看来都醒目在行, 于是我埋首做好功课,不久之后,我发现自己毕竟也不赖。关键是做好所有 我读了约翰米拿﹙John Milnor ﹚的一本书,对里面讲到的曲率的概念深深 我开始思考与这书有关的问题,并大部分时间呆在图书馆。当时研究生并没 在柏克莱的第二个学期,我渐渐能证出一些不简单的定理。这些定理与群论 纵然如此,对这些工作我倒不觉得怎样。摩里教授﹙Charles B. Morrey ﹚ 他的书也佶屈聱牙。但我隐隐感觉到他发展的技巧十分深奥,对未来几何学 完成几篇文章后,陈教授到处说我是何的出色,虽然他对我的工作认识不深。 这年夏天老友郑绍远从香港来了,我们在校园旁租了一所〝柏文〞,心情更 就在这个夏天,我请求陈教授当我的论文导师,他答应了。约一个月后,他 就这样,在第二个学年中我学了不少复几何及拓朴。陈师对我期望甚殷,他 代而之者,我尝试去了解空间的曲率。我确认卡拉比﹙E. Calabi ﹚在五十 我渐渐养成把分析作为工具引进几何中的志趣。在此之前,曾有人把非线性 由于摩里教授及陈师对极小曲面的兴趣,我亦对这项目深深着迷。对调和映 我对几何中的所有分析内容都感兴趣。简而言之,就是要把非线性微分方程 毕业时我得到几份聘书。陈师提议我到高等研究所,那儿的薪水不及哈佛提 由于签证的问题,我到了纽约石溪分校。当时石溪是尺度几何的重镇,事实 一年后我到了史丹福,当时那里并没有几何学者。 史丹福环境安宁,非线性偏微分方程很出色。在那里我碰见好友李安西门及 晋‧;陶渊明久在樊笼里,复得返自然。 我刚到史丹福时,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。 当时我对物理还不算在行。但对他提及有关相对论的一个几何问题却一见倾 这问题当时对我而言,还是遥远不可及。但我对它念念不忘。 在会议期中,我找到了一个办法,去反证卡拉比的提议。我发表了我的想法, 两个月后,卡拉比教授写信给我,厘清了我的一些想法。 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 差不多两个星期都失眠,眼见名誉因犯错﹙虽然我没把想法成文发表﹚而毁 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 意识到卡拉比猜想是对的后,我便朝着正确的方向迈进。在准备最后的证明 屈原固余心之所善兮,虽九死而犹未悔。 新婚伊始,我找到完成卡拉比猜想的正确想法。 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。 当时我认为我首先了解到Kahler几何的曲率结构后,有物我相融的感觉︰落 纽约时报 2003 年9 月2 日宇宙一悬案众人答案殊弦理论中的一个困难在于 完成卡拉比猜想的证明后,我看出自己建立了融合两门重要科目──非线性 一九七六年我在UCLA碰见老友麦克斯﹙Meeks ﹚,他是我在研究院时的同学。 结果成绩斐然。我们解决在这两门科目中的两个经典难题︰ 1. 当一块肥皂 2.史密斯猜想的证明,这是与霍斯顿﹙Thurston﹚工作结合的成果。 一旦把方向校正了,很多古典问题便能迎刃而解。 次年,我回到柏克莱访问,并组织了" 几何上非线性问题" 的研讨班。孙理 这道难题叫做正质量猜想,它在广义相对论中占基本的地位。﹙只有当质量 一九七八年我又回到史丹福。和萧荫棠一起,我们利用极小曲面作为工具, 利用我们在广义相对论的工作,孙理察和我研究了具正纯量曲率的流形的结 一九七九年我们在高等研究所举办微分几何年。差不多所有几何学家都来了。 七十年代确是几何学的丰收期。 到了七十年末期,我在数学界可说是略有名望。对于我解决的难题,媒体也 然而,认为我的奋斗目标是奖项,是成名成家,那就不对了。这些都不是本 我对数学的兴趣,源于人类智能足以参悟自然的欣喜。从几何上看,大自然 与朋辈如孙理察、西门、郑绍远、麦克斯﹙Meeks ﹚、乌兰贝克﹙K. Uhlenbeck 当几个重要领域──几何、非线性分析、代数几何、数学物理──自然地融 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,伟大的 " 窃意以为几何之本,其真伪实非人类心智所能证明,亦非人类心智所能理 在过去十年间,我和合作伙伴正在致力研究基本物理在几何中的作用。为了 其中重要的概念是所谓对偶性。 对偶性这概念,优美典雅。它指出在某理论中的强作用等同于另一理论中的 这与中国道家或阴阳有不少共通之处。但对偶性严格得多,同时它是定量的。 为数学而数学,实属显然,何须三思。 于无用诸物理学之种种数学理论,均需一视同仁,与其它理论无分轩轾。 - 彭加箂 使余复稚年,童蒙初习,则愿从柏拉图之教晦,自数学始。 - 伽里略 关于香港数学课程的评论,在上述个人的经历中,我已经指出我在香港受到 一方面注重普及教育,在有意和无意间,将有兴趣和有意义的数学教育忽略。 但是这三年来香港学生开始对学问又重新拾起兴趣,但是太过注重普及教育, 数学里面种种的分枝,如概率论、线性方程组、微积分、代数和它们在物理 Thank you all ! |
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