（圖片來源：經濟觀察報）
編者按：現在，讓我們把聚光燈對準中國基礎學科的研究者——數學家、物理學家或者人類基因的研究者。
我們希望能夠拋開科技報導對巨頭公司和創始人個人生活事無巨細的關注，回歸到科研最基本的單元：科研者。
我們稱之為「賽先生說」，我們將以系列報導的形式展現他們的工作、生活和面臨的環境，最終將會以兩周一文的方式呈現。
這些研究者是誰？在幹什麼？在擔憂什麼？面臨什麼？他們所做的事情，在世界範圍內又處在什麼樣的序列？
這些問題的答案將構成中國科研的底色，並成為一個龐大經濟體未來前進的動力。
8月12日凌晨4點左右，顧險峰乘坐的CA990航班降落在了首都國際機場，每年暑期，顧險峰都會從紐約飛回北京，在清華大學丘成桐數學中心進行為期3個月左右的授課。
顧險峰，美國紐約州立大學石溪分校計算機系和應用數學系的終身教授,哈佛大學數學科學與應用中心兼職教授，清華大學丘成桐數學科學中心客座教授，晨興數學獎獲得者，華人微分幾何大師丘成桐的學生。
在紐約飛往北京的13個小時中，顧險峰一直與一個與三維流形矢量叢示性類的數學問題較勁，過程煎熬、思路未明，用他的話說是「抓耳撓腮」。
對於其數學本質的理解有可能帶來工業建模效率的極大提高，也恰是3D列印急需突破的技術節點。
此前顧險峰已經獲得了解決「曲面」該類問題的數學工具——於19世紀上半葉發展起來的阿貝爾定理。現在，顧險峰想要將其推廣到三維流形上面。
「可能還需要再研究4、5年吧」，顧險峰說。
顧險峰喜歡音樂，在清華求學期間，他是校軍樂隊的圓號手——顧險峰嘴唇薄薄的，適合吹圓號。
最近一段時間，顧險峰會看一檔叫做《樂隊的夏天》的綜藝節目，他對刺蝟樂隊的一句歌詞印象深刻，原歌詞是「一代人終將老去，但總有人正在年輕」，顧險峰記成了「我們正在老去，但總有人正在年輕」。
不說話的時候，顧險峰看起來像帶著笑意，當面交流時，顯得隨和，但他在自己的社交平臺號上，卻時不時會在留言處和讀者爭論幾句。
「故弄玄虛讓人看不懂」，一篇顧險峰的文章下，讀者留言道。
「創造力符合自然規律，這些規律就是幾何」，顧險峰迴道。
深愛幾何的顧險峰並非數學專業出身，清華就學期間顧險峰的專業是計算機理論，在此後的從業過程中，顧險峰也並非專注於基礎數學的理論研究。
作為應用數學家的顧險峰扮演著一個「礦工」的角色，他需要在現實世界中發現問題，看清楚它的數學本質，然後回到幾何這座「礦山」，在數百年積攢的理論中尋找解決問題的數學工具——這個過程並不如這段描述般容易，可能需要5年甚至更長的時間。
人工智慧、3D列印、5G等一系列新型技術浪潮的興起讓工程界對於顧險峰們的需求達到了高峰，這些技術浪潮不僅本身的興起即有賴於理論數學提供的工具，同時其瓶頸的突破也需要更多理論支撐。
「我是這麼覺得的，一項工藝或者技術能夠有效，能夠禁得起時間的考驗，它背後一定是符合某種自然規律的，天然屬於數學的一部分」，顧險峰說。
兩位菲爾茲獎獲得者的學生
2018年11月22日，顧險峰應邀前往朋友位於紐約長島海邊的豪宅參加感恩節聚會，宴會的主菜是烤火雞配藍莓醬，顧險峰則帶去了老家特產東北大拉皮。
在美國時，顧險峰並不常參加聚會，講課和寫論文外，大部分都被他用來發呆和思考，連散步、除草、刷碗的時候都在想，有的時候連續一個月也和別人說不上幾句話。
這已經是顧險峰在美國的第24年。
1995年顧險峰赴哈佛攻讀計算機科學博士學位，他的導師是一位英國貴族David Mumford，在哈佛任職期間，David Mumford堅持不要一分錢工資。
1974年David Mumford曾因其在代數幾何中的貢獻而獲得數學界最高獎項菲爾茲獎。神奇的是，David Mumford在獲得菲爾茲獎之後便將所有數學方面的書籍全部扔掉，徹底投身計算機視覺領域的研究，而他拋棄的最終成為了顧險峰投身的研究領域。
在顧險峰進入哈佛不久後，David Mumford就因為個人事宜離開了哈佛大學，並把顧險峰託付給了另一位菲爾茲獎獲得者。
這位準導師秉持著一種有教無類的風格，不論求教者是否背景出身如何，只要有心向學、並且能夠問出深刻的問題，這位老師都願意去教。
幸運的是，顧險峰此前在參加麻省理工人工智慧實驗室的一門機器視覺課程，偶然聽到了一個問題：「如何用高斯曲率來重建曲面？」，顧險峰覺得這是一個很好問題，在與準導師見面的時候，顧險峰拋出了這個問題，獲得了準導師的認可。
由於研究領域轉換帶來的短期不適和對個人人生道路的疑惑，在更換了導師後，顧險峰曾經度過了一段相當苦悶的日子。
「當時就不知道出路在哪裡，有一些去矽谷工作的同學來看我，眼神都是充滿同情的，特別壓抑」，顧險峰說。
當時，顧險峰住在地下室，房間裡唯一的窗戶在地平面上，波士頓冬天的大雪厚厚地壓了下來。
展平新世界
顧險峰的新導師叫做丘成桐。
丘成桐，原籍廣東梅州，幾何分析學派奠基人，華人數學家。
丘成桐所研究的領域是微分幾何，這是一個以微積分理論研究空間幾何性質的數學流派。在物理的幾何化進程中，物理現象經常由微分幾何來描述並解釋，例如引力被解釋成空間彎曲。由此，微分幾何經常被用來描述更為複雜的空間結構，甚至是尚無法觀測的高維空間。
丘成桐先生曾經證明卡拉比猜想，從而構造出卡拉比-丘空間。後來，物理學家為了統一廣義相對論和量子力學發展出了超弦理論，超弦理論斷言，宇宙是十維的，四維時空中的每一點處都有一個六維的卡拉比-丘空間作為纖維。這一理論被嘗試用以解釋宇宙大爆炸、黑洞的內部結構。由此，「卡拉比-丘流形」也無心插柳地成為了物理弦論的數學基礎之一。
在20世紀末，伴隨著圖形處理卡（GPU）的出現，人類社會開始擁有構建虛擬世界的能力，其中涉及大量三維的幾何設計和物理仿真。其中面臨的一個難題是：如何在虛擬空間內將「曲面」展平，即曲面參數化問題——對這個問題的解決能夠讓虛擬世界更逼近於真實世界，比如電子遊戲中的紋理貼圖技術，實現三維人物服飾設計和皮膚模擬。
擁有計算機和數學兩重學術背景的顧險峰在一次圖形學術會議中聽到了對這一問題的討論，當時局部曲面參數化已近解決，但是曲面全局參數化成為瓶頸。
陳省身先生曾經創立了全局微分幾何，作為陳先生的徒孫，顧險峰意識到應該存在全局參數化方法。為了弄清這一問題的數學本質，2000年一天，顧險峰在丘成桐的辦公室內向他請教了這一問題的數學本質。
丘成桐在一塊黑板上闡述了一個來自於60年代的數學定理：阿蒂亞-辛格指標定理，這是連接著微分幾何、分析和拓撲學的基本定理，運用其證明思路，可以用全純一次微分對曲面進行全局參數化。
「酣暢淋漓」、「深邃精妙」、「美輪美奐」，在此後一篇為丘成桐七十年壽辰所寫的文章中，顧險峰連用了這三個詞形容那一天的感受。
顧險峰和丘成桐這次談話數年後無意間對於醫學檢測行業帶來了一次改變——直腸癌檢測。
直腸癌從息肉到癌變的周期較長，通過腸鏡檢查可以發現病變及時治療。但是傳統光學腸鏡需要全身麻醉，對於老年人等腸壁較薄的人群也有一定風險。
誕生於70年代的CT技術可以在虛擬世界重建腸道曲面，從而避免醫生和病人的肢體接觸，減少診察中的侵犯性，較好地規避傳統光學腸鏡的潛在風險。腸道的幾何形狀有很多扭曲，腸道的大量褶皺中有可能隱藏息肉，為了讓檢測準確，需要在虛擬世界中進行腸道「攤平」，將所有皺褶中的病灶暴露給醫生。
在數學問題本質上，腸道的「攤平」與給一個三維遊戲人物皮膚紋理貼圖並沒有太大的區別，此前顧險峰研究的算法派上了用場，在與其他數學工具組合的基礎上，顧險峰形成了一整套虛擬腸鏡的算法，這個算法後來成為西門子、GE等公司相關產品的基礎。
直到現在，抓住機會顧險峰還會去看一看自己的研究突破是不是已經在醫院大範圍應用。
「我經常會扮演翻譯的角色，發現工程領域的問題，然後去尋找它的數學本質；找到後，在把數學工具轉化成計算機領域能用的算法」，顧險峰說。
儘管只是輕描淡寫的一句話，但是在數學世界和計算機間世界的一次折返，需要跨越離散世界和連續世界的「天塹」—— 傳統的微分幾何需要曲面具有微分結構，而計算機中的數據結構都是離散的，微積分等傳統數學工具無法直接應用——而這，往往需要耗費數年的時間。
痛與美
1989年，顧險峰考入清華大學計算機科學與技術系，彼時清華該專業嘗試用數學、計算機雙專業同時授課的模式。
顧險峰還記得當時的數學分析課的老師是一位剛剛從內蒙古邊陲被清華召回來的老教授，這位老教授直接選用了莫斯科大學數學系的教材，教材都是由這位教授親自翻譯、手刻油印而成。
前蘇聯高中數學難度、深度遠高於國內，一班人學得異常辛苦，顧險峰還記得同班女生寢室經常會發生這樣的事情：深夜熄燈之後，大家秉燭夜讀，一個人學著學著就開始啜泣，最後變成一個宿舍集體嚎啕大哭。
17個人的班級中有4位很快逃離了戰場，轉了專業，剩餘的一部分則義無反顧地衝入了90年代初中關村湧起的第一波計算機創業浪潮中。
顧險峰的一位大學同學提到，已經鮮有同學能看懂顧險峰目前的論文了。「大家都是看看文字，看到公式就划過去了」，這位同學說道。
數學路漫漫，即使是走向現實的那一條。
青年時期的顧險峰時常會感覺到受挫和不忿，曾有一次顧險峰和丘成桐找到了一個可以解決工程問題的數學理論，在發布前，他們認為會引起巨大的轟動，但是發布後卻像石頭丟入水塘般，應著寥寥。
工程界對於數學的理解是需要時間的，一項新的數學理論到最終帶來現實的影響往往要經歷一個寂寞的過程，幾年甚至幾十年。
「隔了幾年，這個理論最終被加州的一個團隊重新發現，他們基於此設計了一套算法，應用很廣泛，但是就和我們就沒什麼關係了」，顧險峰說。
直至現在，顧險峰還經常會感覺到焦慮，一些問題的數學本質他模模糊糊地感覺到了，但是始終點不破最後一層窗，就這麼隱隱綽綽地放浮在腦中。「一想到全世界有那麼多牛人都在考慮這個問題，有時候就會睡不著」，顧險峰說。
早些年，顧險峰會用音樂派遣這種苦悶，在波士頓的地下室裡顧險峰吹的是薩克斯，在清華校園裡，顧險峰吹的是單簧管和圓號。
顧險峰喜歡音樂，他覺得音樂和數學一樣體現了人類的智慧和美感。
顧險峰偶爾會用極為浪漫的語言描述與數學相關的一切，描述那個由人類智慧結晶構成的理論「礦山」。
他覺得即將投入使用的北京大興國際機場是美的，因為機場所採用結構脫胎於黎曼幾何，突破了傳統建築採用歐幾裡得幾何的範式；他覺得蘇州園林的門窗雕花是美的，因為裡面應用了各種平面對稱；他還在一篇文章中詳細闡述過咖啡拉花背後的幾何變化規律。
「每一位年輕人都曾有過剎那的頓悟，那一刻他或她的靈魂被高斯和陳省身的靈魂所糾纏折磨，久久顫慄」，顧險峰在自己的一篇文章中寫道。
在20世紀30年代，美籍奧地利數學家、邏輯學家哥德爾曾經提出過一項「不完備性定理」—— 即任何無矛盾的公理體系，只要包含初等算術的陳述，則必定存在一個不可判定命題，用這組公理不能判定其真假；這一定理對於理論數學界產生了巨大的衝擊：它意味著無數數學家曾經嚮往的能夠解釋一切、統合一切的「完備理論」，在邏輯上有可能是不存在的，數學「終極之美」在一些研究者心中轟然倒坍。
但顧險峰相信，如果深入到每一個實際問題中，依然可以找到數學的自洽和完備，「大自然是很神奇的，如果是好用的、經得起時間考驗的東西，背後一定有什麼數學規律」，顧險峰說。
「你，自然，是我的女神，我對你的規律所做的貢獻畢竟是有限的」，19世紀的數學家高斯寫道。
傻氣
顧險峰每年暑假都會往返於北京和紐約。
暑假期間，顧險峰會在清華丘成桐數學研究中心帶課，教授相關數學課程。每一年都會有大量各行各業的人來聽課，一些人坐著火車從天津、武漢趕來，也有一些人已經堅持聽課5、6年。
今年，顧險峰碰到了一個搞金融發了財的數學家，他找到顧險峰想捐上千萬元，就是希望能找到一個幫助提高投資收益的算法。
「現在華爾街的交易員都快失業了，成批成批的公司開始用算法進行交易，效果很好」，顧險峰觀察到了這一變化。
在20世紀，數學與現實世界的交集如蜻蜓點水般的偶然出現，而在新世紀，計算機技術的發展讓整個工程界對於數學工具的需求變得格外旺盛，特別是基於深度學習的人工智慧浪潮興起後——深度學習算法的成型得益於大量數據、強大硬體和先進算法的出現——一夕間，人們突然發現，原來數學真的這麼有用。
任正非說「華為至少有700個數學家」，馬化騰說「基礎科學是技術進步的基石」，科技智庫 「甲子光年」的則直接寫道 「時代呼喚數學家」。
顧險峰認為這是一個歷史的必然，技術發展的關鍵在於數學、物理等基礎層面的突破，而中國發展到今天需要真正的技術創新。
與美國不同，顧險峰在北京的日子過的很熱鬧。
北京的應酬很多，顧險峰需要重新開始學習喝酒應該怎么喝，先敬誰、後敬誰，順時針還是逆時針，對他而言，這個可能比數學定理更困難一些。
有的時候，他會覺得現在國內的研究者很不容易，就像過關打怪一樣，有一系列的「帽子」需要爭取：優秀青年、傑出青年、長江學者、院士，好不容易有一些學術成就，就被寄望能夠成為學術帶頭人——這像一個管理崗位，更需要為自己的團隊爭取各類資源的能力。
「紐約對年輕的研究者傾向多一些，在數學上取得大成就很多都是做都是20來歲的人」，顧險峰說。
最近的10年，內地湧起了一批年輕的數學家，惲之瑋、張偉等等，其中一些在國際上初露頭角，但是還尚未出現能開拓出一片新天地的人。
基礎紮實、眼光開闊，擁有國際視野，顧險峰這樣描述他所接觸的中國年輕學生，缺點也有，一天接受的垃圾信息太多，用經濟學的價值觀取代其他的價值觀。
「學數學，可能需要有點傻氣」，顧險峰說。
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