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客家院士之數學皇帝——丘成桐
客家之光Hakka Glory
一直以來,客家地區就流傳著這樣一首童謠:“蟾蜍羅,咯咯咯;唔讀書,沒老婆?!笨梢?,“崇文重教”理念不僅貫穿于客家人的生活,而且深深地鐫刻在客家人的心中。在這深厚文化底蘊的孕育下,客家地區涌現了無數杰出人才,客家院士便是其中的佼佼者。本期我們繼續根據地區、學科領域等標準選取部分院士,展示他們不同尋常的人生風采,為讀者了解客家院士打開一扇窗口。
丘成桐,廣東省蕉嶺縣人,哈佛大學終身教授、國際知名數學家。目前擔任香港中文大學博文講座教授兼數學科學研究所所長、清華大學丘成桐數學科學中心主任。他囊括了菲爾茲獎(1983)、克拉福德獎(1994)、沃爾夫獎(2010)等獎項,特別是在1983年度榮獲最高數學獎菲爾茲獎,是第一位獲得這項被稱為“數學界的諾貝爾獎”的華人,也是繼陳省身后第二位獲得沃爾夫數學獎的華人。1993年,丘成桐被選為美國科學院院士,1994年成為臺灣中央研究院院士和中國科學院外籍院士。

丘成桐出身于世代書香世家。祖屋是一座三堂三橫式客家圍屋,占地約幾畝,內有70多個房間,大門上方用剛勁有力的字體寫著“福壽堂”三字。這座浸潤著傳統客家文化的圍屋,為丘氏家族的繁衍提供了肥沃的土壤。
曾祖父福壽公天資聰穎,行文飄逸灑脫;祖父集熙輔佐縣知事政務,為人和善,為官清廉。
父親丘鎮英1935年畢業于廈門大學,翌年進入日本早稻田大學深造,專攻政治制度與政治思想史。1937年抗日戰爭爆發后,毅然回國投身抗日救亡工作。遷居香港后,曾在香港香讓學院及香港中文大學的前身崇基學院任教。
丘成桐自小就被父親要求練習柳公權的書法,背誦古詩詞,讀魯迅、王國維、馮友蘭等的著作,以及西方的書籍如歌德的《浮士德》等。這些書看起來與數學沒有什么關系,但這些著作中所蘊含的思想對丘成桐后來的研究產生了深刻的影響。丘成桐的母親梁若琳,是梅城最后一位秀才梁伯聰之女,出身書香門第,未出閨門就受到傳統中華文化的熏陶。她時常規勸與告誡子女不可對做人準則有任何逾越,希望他們將來名留史冊。這樣的激勵,伴隨了丘成桐的成長,丘成桐后來的刻苦自勵與其家族良好而深刻的影響不無關系。
考入港大數學系 父教母慈,童年的丘成桐無憂無慮。但在他14歲那年,父親突然辭世,本來已經相當艱難的家庭,更加陷入了困境,一家八口人的生計,全憑母親用織針給人打毛衣來維持。后來,他的三姐丘成瑤找到一份工作,幫助母親才勉強支撐住這個家庭。
窮人的孩子早當家,丘成桐剛上初中,也開始打短工掙學費。從15歲起,他就給低年級學生當家教,以貼補家用。生活的逆境不但沒有使丘成桐向命運低頭,反而更激發他勤奮苦讀。中學時,丘成桐就表現出對數學的酷愛,對歷史上著名的數學家如祖沖之、高斯等十分崇拜。他覺得聽數學課是一種享受,數學的難題對他來說變得淺而易見,他經常提早一個學期就做完了中學所有的習題。學校的課本已經不能滿足他了,于是他跑到圖書館、書店閱讀了大量數學書籍,利用自己的運算方法解決書中的難題,并針對有挑戰性的題目進行運算。
盡管在學習的過程中還要為生計勞累,17歲的丘成桐卻以優異的成績考入了香港中文大學數學系。
被美國伯克利破格錄取 在香港中文大學數學系,由于在數學方面才華橫溢,丘成桐被美國加州大學伯克利分校破格錄取為研究生。20世紀70年代左右的伯克利分校是世界微分幾何的中心,云集了許多優秀的幾何學家和年輕學者。在這里,丘成桐得到了IBM獎學金,并師從著名微分幾何學家陳省身。
數學是奇妙的,也是生澀的。即使是立志在數學領域建功立業的年輕學生,能堅持到最后并出成果的,也是寥若晨星。丘成桐正可謂是這樣一顆“晨星”。常常有這樣的情景:偌大的教室中,聽課的學生越來越少,最后竟然只剩下教授一人面對講臺下唯一的學生悉心教誨。這唯一的學生,就是丘成桐。到伯克利分校學習一年后,丘成桐便完成了他的博士論文,文中巧妙地解決了當時十分著名的“沃爾夫猜測”。他對這個問題的巧妙解決,使當時的世界數學界意識到一個數學新星的出現。
1971年丘成桐取得博士學位后,應邀前往普林斯頓高等研究院訪問。其間,他同當時世界一流數學家交往,完成了兩篇論文。1972年秋,年僅23歲的他又應邀來到紐約大學石溪分校擔任副教授。在1973年美國數學會舉行的微分幾何大會上,他作了三個學術報告,向數學界顯示了自己在微分幾何領域的卓越見識,完成了題為《完備黎曼流形上調和函數》的著名論文,該文奠定了他應用分析方法的基本思想和技巧。而他最重要、最有影響的工作是對卡拉比猜想的證明。
卡拉比猜想源于代數幾何,是由意大利著名幾何學家卡拉比在1954年國際數學家大會上提出的:在封閉的空間,有無可能存在沒有物質分布的引力場??ɡ日J為是存在的,可是沒有人能證實,包括卡拉比自己。當時,幾乎所有數學家都認為,卡拉比是錯的。年輕的丘成桐原也認為卡拉比是錯的,在世界幾何大會休會期間,他向眾多數學家透露了自己的想法,引起強烈反響。兩個月后,丘成桐接到卡拉比教授的親筆信。信中之處,用他所說的方法無法證明卡拉比猜想的錯誤之處,希望丘成桐證明給他看。丘成桐找了大量的例證,通過幾十次的證明,但均以失敗告終,他無法證明卡拉比猜想是錯的。于是,丘成桐開始調轉思路,尋找方法證明卡拉比猜想是對的。整整四年,丘成桐在世界數學難題的崇山峻嶺上孤獨地跋涉,數學幾乎成為他生活的全部。那段時間,他大腦中火花頻閃,不僅證明了卡拉比猜想,還在與幾何有關的非線性分析方面取得累累碩果。1978年,29歲的丘成桐應邀在芬蘭赫爾辛基召開的國際數學家大會上,做了一小時大會報告。這一個小時的報告,是世界數學大會對數學界最高成就的確認,在他之前華人數學家中僅陳省身一人享受過這樣的待遇。
1981年,他32歲時,獲得了美國數學會的維布倫獎(世界微分幾何界的最高獎項之一)。1983年,他被授予菲爾茲獎章(世界數學界的最高榮譽)。1989年,美國數學會在洛杉磯舉行微分幾何大會,丘成桐作為世界微分幾何的新一代領導人出任大會主席。1994年,他又榮獲了克勞福獎(瑞典皇家科學院為彌補諾貝爾獎沒設數學獎而專門設立的國際大獎)。1997年,美國總統親自為他頒發美國國家科學獎。2003年,被中華人民共和國授予國際科學技術合作獎。2010年,獲得有數學家終身成就獎之稱的沃爾夫數學獎。正如《紐約時報》所稱,丘成桐是當之無愧的數學皇帝。
丘成桐雖身居海外異域,卻胸懷赤子之心。他對祖國的熱愛,對中華數學事業的關懷,始終是那么情真意切。一直以來,他通過培養人才、成立研究所、組織重大學術活動和捐款等形式,熱心地支持和促進中國的數學研究和數學事業的發展。
從1984年起,丘成桐招收來自中國的博士研究生,并親自指導培養。他的教學理念主要是教會研究生如何領會數學的精辟之處,培養年輕人對數學的興趣,涌現出了像劉克峰、曹懷東、周培能、鄭方陽、梁乃聰、李俊等世界一流的數學家。
1994年在香港中文大學建立數學研究所;1996年在中科院數學與系統科學院建立晨興數學中心;2002年建立浙江大學數學中心;2009年在清華大學建立數學科學中心,丘成桐親自擔任該中心首任主任,并籌措資金。主辦學術活動,不取任何報酬,并每年自費來大陸主持工作。他為這些研究所(中心)付出了大量心血。他說:“中國數學發展對中國整個科技發展將起到重要作用。作為中國人,希望中國數學能夠做到世界一流,所以要將中國最好的年輕人培養起來?!?/p>
丘成桐個人生活十分儉樸,可為了培養中國數學新人,他向浙江大學數學中心一次就捐贈價值50萬美元的圖書,還在浙江大學、中國科技大學設立“丘成桐獎學金”。他發起召開世界華人數學家大會,該大會自1998年起已連續舉辦3屆,會議專門設立“晨興數學獎”,以獎勵45歲以下取得杰出成就的華人數學家。為使中國數學家盡快與國際研究接軌,多年來,他往返穿梭于北京、杭州、香港和美國之間,主持國際學術會議,邀請霍金等20多位世界著名數學家、物理學家來華開展學術交流。其目的就是希望中國的數學家能從物理學大師的身上汲取更多的學養和精神,推動中國數學的發展。
更為難得的是,他是一個敢于說真話的人,對中國學術界的不良風氣、名牌大學唯利是圖的傾向,提出許多建言,并且直言不諱。諸如對中國高教人才缺乏、經費不足、人文教育匱乏、開放性不夠、評審制度不健全、教學與研究脫節、行政管理官本位等七大弊端,提出善意的批評和合理建議。
功成名就的丘成桐,并沒有忘記自己是中國人,是客家人。一直以來,丘成桐都熱心于家鄉梅州的建設,為梅州的發展盡心盡力。1979年,30歲的丘成桐應華羅庚的邀請,第一次訪問祖國。他一出北京首都機場,就情不自禁地撲倒在地上,撲向祖國母親的懷抱。訪問結束后,他專程抽時間回到梅州老家蕉嶺祭祖。2003年,受北京中國科學院數學與系統科學院院士、著名數學家楊樂之邀,丘成桐回國拍攝“杰出客家人專題片”。隨后,回到家鄉蕉嶺縣講學,鼓勵青年人刻苦向上,為國爭光,還捐給蕉嶺中學考上大學的學生每年一萬元獎學金。2013年9月22日,梅州市為表彰丘成桐的非凡貢獻,給丘成桐頒發了首屆葉劍英獎。2014年11月,丘成桐率GIT集團一行8人來梅考察。他表示,今后將繼續關注家鄉發展,促成有關項目團隊盡快進駐梅州考察,力促成果落地,為梅州振興發展作出應有貢獻。
[1]湯國云.丘成桐:勇攀數學高峰的客家游子[A].客家人[M].梅州:客家人雜志社,2014:4.
[2]王汝發.丘成桐:數學大師的學術人生[J].自然辯證法研究,2011(27/10).
[3]葉輝.丘成桐:華人數學家的強國夢[J].創新人物,2006.
(溫冰 整理)