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这才是真正的学霸:四国院士,全球一人|豆爸读书会

文/编辑:豆爸读书会

欢迎来到豆爸读书会,每周四在亲子学乐公众号首发更新。

从小,你要问我们70后80后的朋友们,你长大了要做什么?很多人都会回答当科学家。而科学家对于我们普通人来说,是那么的遥不可及,你也许会说,能够当上科学家的,那都是天才。

可是今天我为你介绍的一位数学家,从小没有人认为他是个天才,甚至在小学四年级之前的成绩,也仅仅只是及格。在当时,他并没有明显表现出对于数学的擅长,而只是从四年级起,成绩才开始有了进步。那么他后来是怎样成长为,世界知名数学家的呢?好,下面就让我为你介绍本书,数学家丘成桐的人生自传:《我的几何人生》

首先让我为你介绍一下本书的作者即主人公——这才是丘成桐。他是当代世界,具有影响力的数学家之一;哈佛大学、清华大学教授;中、美、俄、意等多国院士;也是中国青年英才的常青藤导师。在清华、浙大、东大等高校创建数学研究中心,创徤丘成桐中学科学奖;2020年发起“丘成桐数学科学领军人才培养计划”。他包揽了举世瞩目的四大科学奖:菲尔滋奖、沃尔夫奖、克拉福德奖和马赛尔.格罗斯曼奖,可以说,同时有这么多光环的数学家,世界仅此一人!

作者在本书中,讲述了自已从困顿清苦的童年,到艰苦卓绝的异国求学路,从初入数学界的一鸣惊人,到名声大噪后的风起云涌,以及对中国基础科学建设。拳拳之心的励志故事。接下来,我分三个部分为你介绍:

少年学习之路

知道吗?身为中国同龄人的丘成桐,在小的时候,并不是一个喜欢读书的孩子。平时常和同伴一起在元朗的平原、沙田的山海之间嬉戏游玩,流连忘返。在元朗上小学一年级时常被人欺负,中间又辍学半年。搬到沙田后,转到另一个学校,常因为穿着缝制的衣服又很单薄,被同学取笑。到了二年级,学习慢慢变得认真,也知道所谓的学习是什么了。不过成绩并不好,到了三年级也仅仅是及格。

由于路途遥远,来回学校,路上常常要花上个把小时的步行,又因为常常打着一把雨伞挡太阳,加上个头矮小,人人都叫他“冬菇”,这个绰号虽然不喜欢,却没办法改变。到了四年级,成绩逐渐进步。到了五年级就更好了,年级第二。而这些与丘成桐父亲的教育是分不开的。

丘成桐的父亲,是一名大学教授。每个星期,都会给丘成桐兄弟和附近的男孩讲授书法诗词。他相信每个自重的学者,必须写得一手好字。认为这是长久以来的传统。除了书法,还要熟记著名诗人的杰作,并抄写在纸上。慢慢地要熟记长篇的诗作,也要在他面前背诵,抑扬顿挫,不能读错字。并 说:只有高声吟诵,才能细味诗歌。

虽然有些作业很难,但同时也从作业中,学到了不少中国文学和历史的知识。由于对父亲的课很认真,早期受到训练,养成了对中国历史、文学,特别是诗歌的兴趣,并且一生受惠。丘成桐坦言:与父亲的学习生活,甚至影响到以后在数学方面的工作,不是说具体怎么解决问题,而是说如何去看问题。从他那里,学懂了必须了解问题的历史背景,总结过去,足以为未来提供线索。

除了完成父亲的功课,少年丘成桐和大多数孩子一样,喜欢读的书是武侠小说,从梁羽生到金庸的作品都借来读。除了武侠小说,还有《七侠武义》《薛仁贵征东》等。

这些书都是偷偷地看,至于名著《水浒传》《三国演义》《红楼梦》等,则是父亲认为值得看的好书,可以公开阅读,并且看的同时,还要将书中的诗词熟记,这可不容易。开始《红楼梦》只看到前几回,便读不下去,一直到他父亲去世后,才将这本书仔细地读了一遍,也开始背诵其中的诗词。

由于父亲的早逝,家道中落,生活越发变的困难,这时的心情不免与书中的情节产生共鸣,从而更加欣赏,和感受得到作者文笔的细腻及著作的伟大。后来又背诵了秦汉六朝的古文,读了司马迁的传记《报任安书》、李陵《答苏武书》、陶渊明的《归去来兮辞》等文章,这些文章的内容一直都深深地印记在脑海中。

除了读中国文学,也读西文学,比如歌德的《浮士德》等。深读这些书籍足以影响人的性情。就这样,从丘成桐父亲的去世到阅读文学,大半年感情的波动,使他做学问的兴趣忽然间变得非常浓厚,一无反顾。

此后丘成桐对上学的态度也改变了,并且更努力更用功,一洗以前的懒散。因为他不想让过世的父亲、辛苦的母亲和自已失望。他所能想到的是:在学业上脱颖而出,是走向成功的唯一途径。于是他一方面替人家补习,贴补家用,一方面应付学校的功课。上了高一,除了数学成绩优异这外,国文和历史都很好。

后来,偶然接触到华罗庚的书,这本有关数论的书,带他走进了高等数学的世界,使他大开眼界。可以说,华罗庚的书,使他在父亲走后的绝望和空虚中,看见了方向,找到热切追求的目标。

在香港中文大学的祟基书院,丘成桐入学没多久,便发现一年级的数学课太容易了。系方允许他不上课,只需出席考试来证有实力。于是他可以腾出时间应付更艰深的课程,包括线性代数和高等微积分。

后来在深入学习中,终于了解了数学之美,发现数学原来真的能成就心之所想,和其它更大的作用。在这种强烈的兴趣之下,丘成桐在三年之内,完成了四年所有的科目要求。经过老师萨克拉夫的强烈推荐下,想办法让丘成桐进入到美国伯克利研究院,学习博士课程,并为他申请到一笔丰厚的奖学金,对于家境困难的丘成桐来说,是十分有用的了。1969年9月初,丘成桐飞往旧金山国际机场,开始了对新世界的探索。

异国研学

伯克利学习的过程中,有人说,此时的他犹如一块掉进大海的海绵,尽情地吸收着各种知识:除了注册的三门课,旁听六门课,还参加讲座和研讨班,只要时间来得及就都去。然后他就发现自已被几何学、微分方程课深深吸引。即使在圣诞假期间,图书馆几乎被他一人独占,只有一次例外,就是遇到了他未来的夫人。

虽然当时没有说过一句话,但已被她深深吸引。对于在伯克利图书馆的疯狂阅读,丘成桐曾感慨地说:1954年我只有五岁,在香港常常挨饿。十六年后的今天,坐在伯克利的讲堂上,我仍然饥饿,意义却不同了。

我狼吞虎咽的乃是数学的知识,渴望饱足之后,可以用来克服数学上的一些大难题。不久之后,他以优异的成绩证明了萨拉夫教授独到的眼光。他不仅获得了IBM奖学金,还有幸成为“微分几何之父”陈省身的门生。

22岁时,他博士毕业。23岁时,应邀到纽约大学石溪分校担任副教授。24岁时,完成了题为《完备黎曼流形上调和函数》的著名论文,这篇论文确定了他在几何研究上,应用分析方法的基本思想和技巧。 

然而,他做的最重要、最有影响的工作,是对“卡拉比猜想”的证明。卡拉比猜想是意大利几何学家卡拉比提出的。就是“在封闭的空间中,有没有可能存在没有物质分布的引力场”。因为卡拉比认为自已的猜想是正确的,却又没有人证实。

因此几乎所有的数学家包括丘成桐都认为是错的。为了证明这个猜想是错的,他在1970到1972三年里,每天工作超过12小时。最终他认为自已证明了卡拉比猜想是错误的,但是后来他意识到自已推导中存在一个漏洞。为此连续两星期基本不休息,每天不停地想办法来弥补漏洞,但是每次比较接近结果时总是崩溃。在和卡拉比先生进一步交流后,他转而调整方向,证明卡拉比猜想是正确的。

之后三年,他每天工作到凌晨,几近痴迷。导师陈省身的话一直指引着他:“看一个数学家有没有能力,就看他早晨第一件事是在想什么东西。” 1976年底,他用强有力的偏微分方程彻底攻克了这首世界数学难题。结果公布后,他成了国际数学界明星,震惊了整个世界,因此在1983年获得了菲尔茨奖。

这个证明被称为“丘定理”,他和卡拉比一同发现的新空间,被称主“卡拉比-丘流形”。意思是:除了我们日常能感知的三维空间和时间外,宇宙中还陷藏着六维不可见的空间,外在的四维空间是它们的表现。

1979年他又证明了另外一个关于爱因斯坦广义想对论的重要结果,即爱因斯坦方程的任何解都必须具有正能量。否则,就如哈佛大学物理学家斯特罗明格推亘:时空将会不稳定--人们会看到永恒的运动。丘成桐说:他研究数学不是为了拿奖,只因为他热爱追求真与美。做科研虽要付出代价,但其乐无穷。如陶渊明诗云:衣沾不足惜,但使愿无违。算得是深得此意。

心系祖国

虽然常期居住在美国,但丘成桐依然心系祖國,对孩子常常做不忘根的教育。为了让他们学好中文,对中华文化有较深的认识,1991年到1992年,带着家人到台湾清华大学访问一年,让孩子们在当地小学学习。他每年都会和夫人带着孩子到中国游览,希望能够多接触他们的根。

对于中国的教育,他说:中国刻板式的教育制度,学生多年来一直死记硬背,被动地接受老师的灌输,举办竞赛是我抗衡这种制度的一招。要知道真正的研究,并不是把老师给的习题解出来就算完成,而是至少在你研究的具体项目中超越老师。鼓励独立思考,给予适当的空间,中国学生可以更具有创造性。

曾经有人问他,为什么这么关心中国的教育时,他说:我始终认为中国是我的祖国,并决心改变她在教育和研究上的积习。我希望她能强大到令世界瞩目。

在清华大学2020届数学科学系毕业典礼上,他最后说:我希望你们在做学生的时候,至少掌握两门不同的工具,以后做学问的时候,有两六“析斧”,而且每一门都要精通,才能在真正去解决问题时收放自如。假如我们的学生都能这么做的话,中国的数学将很快成型。我寄望在你们身上,希望你们能够努力。对我来讲,世界上没有天才,要做得好,自已一定要努力!

作为哈佛大学的一名华裔教授,毫不避讳对中国的热爱和期冀,他的真诚和坦率令人敬佩。

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