數學家相聚西湖大學:數學或是和外星人交流的「本質語言」

2020-11-06 09:25 |浙江新聞客戶端 |通訊員 馮怡 沈笑言 記者 嚴粒粒

純粹數學，是一門研究數學本身的規律，不以實際應用為目的的學問。如果將數學分為兩大陣營——純粹數學和應用數學，數論便是純粹數學的典型代表。

幾天來，西湖大學的雲棲校區裡，聚集了一群痴迷於純粹數學的專家學者坐而論道。在他們眼中，什麼是數學之美？數學又是一門怎樣的學科？我們在會議間歇對其中幾位進行了快問快答，來看他們的答案。

在9月24日西湖大學理論科學研究院的成立儀式上，田剛教授正式受聘為研究院首任院長，他也是此次西湖數論會議的主要發起人。

1. 在您眼裡，什麼是數學之美？

我的母親就是數學家，從小耳濡目染地長大。但我自小喜歡數學的另一個很重要的原因是——簡單。數學是簡單的，這裡是說在數學的世界裡，對錯是絕對的，它的標準很簡單，不會摻雜數學之外的因素進來。

2. 在您看來，數學作為基礎學科是如何發揮作用的？

數學無處不在。西湖大學的生命科學很好，但這個學科的研究中所用到的、包括電鏡在內的很多儀器設備，數學都在背後發揮了很重要的作用。除此之外，量子計算、人工智慧等，其基礎都有數學的身影，但數學作為基礎學科很多時候是在幕後發揮作用。

從文化的角度講，數學這門學問的一步步發展，很多時候並不是以有用作為起點的，起點是人類在思考問題、在開發智力。如果要問我們研究的東西在當下有沒有用，我可以說沒有用、暫時用不上。但我們在強調一個事物重要性的時候，不一定是看它有沒有用，更何況有沒有用也是要放在一個時間階段上來評價的。在人類歷史長河中，數學一定是有用的、有價值的。

孫斌勇也是此次西湖數論會議的主講嘉賓之一，來自浙江大學數學高等研究院，去年剛剛當選中國科學院院士。

1. 在您眼裡，什麼是數學之美？

證明一個定理的過程。往往成功證明一個定理，過程中的每一步都非常「巧合」，都是正正好的，最終把整個邏輯打通。證明的過程是完美的，結論也是完美的。在我們研究純數學的過程中，經常能體會到這種酣暢、過癮的感覺。

2. 在您看來，數學作為基礎學科是如何發揮作用的？

純數學是自然科學的語言。我們純數學的研究，是去建立數學的理論體系，其他領域可以拿去用。就像中文，是我們中國人之間互相交流的語言，數學就是自然科學之間交流的語言。

劉若川是北京大學北京國際數學研究中心的研究員，也是此次西湖數論會議的主要組織者之一，是2019年「科學探索獎」獲獎者。

1. 在您眼裡，什麼是數學之美？

對小孩來講，對數學是否有興趣，往往來自於榮譽感和成就感。我從小算術就很快，班裡速算比賽總是拿第一。後來去了奧數學校，記得有一年生了一場病，缺課了整個學期，但期末還是靠自學考了第二名。長大後，深入到了數學這個領域，慢慢有了積澱，對數學之美的鑑賞力每一天都在發生變化。

2. 在您看來，數學作為基礎學科是如何發揮作用的？

我們通常覺得看得見、摸得著的東西才有意義，我認為我們不光要從科學技用的角度來說數學多有用，而是換一個視角，從文明的角度來看數學。如果說人類文明中有幾項本質的東西，這其中一定有數學的一席核心位置。

假如有一天，外星人來了地球，我們怎麼和他們交流？用具體的某一項科學技術嗎？我覺得不是，得用一些文明的本質的東西，比如數學。

此次西湖數論會議共邀請了16位來自國內外高校及科研機構的主講嘉賓。其中，華東師範大學數學科學學院的陳苗芬老師，是主講陣容中唯一一位女性數學家。

1. 在您眼裡，什麼是數學之美？

我從小就比較喜歡數學，對數字非常感興趣，特別是覺得邏輯推理真的非常美。另一方面，其實我的記性比較差，所以文科學不了。而數學完全是靠邏輯推理，並不需要記憶，只要理解它的結構之後，你就能推理出來。

2. 在您看來，數學作為基礎學科是如何發揮作用的？

數學是一個基礎學科，和方方面面都有十分緊密的關係，比如物理、信息、計算機等領域。究其本質，其實都是數學在發揮重要的作用。具體來說，我們現在到處都需要密碼，要進行加密、解密，而這些都是以數論為基礎的。

陳曼並不是此次西湖數論會議的主講人，她是一位基礎數學專業博士二年級的學生，目前在中國人民大學念書。她的導師、同樣來自中國人民大學的鄭志勇，是11月1日當天的主講人之一。

1. 在您眼裡，什麼是數學之美？

我很小的時候就發現自己算得比別人快，心算能力比較強，對此有點小自豪，可能也是由此產生了對數學的興趣。在中學階段，跟同學比賽做數學題也比較有優勢，所以大學專業就直接選了數學。

和中學不一樣的是，上了大學後，我就發現數學理論真的非常美。比如，在學高等數學或者數學分析的時候，我們了解到運用洛必達法則去求極限會變得非常簡單。我就很佩服那些數學家們能發現這麼妙、這麼聰明的方法去解決問題。慢慢地，我也變得很喜歡去思考、研究、感受。

2. 在您看來，數學作為基礎學科是如何發揮作用的？

數學是基礎學科，所以它真的非常重要。現在很多重要的成果，比如物理、計算機等領域的很好的成果，都是依賴於數學的。比如說，我現在對研究密碼學有非常大的興趣，而數論在密碼學裡就是非常重要的。

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