【人民日報】數學 認知世界的美妙路徑

2020-12-04 中國科學院

  周向宇愛人領孩子來玩時,在辦公室黑板上,抄錄了沈復《童趣》中的一段話。這段話寫兒童對世界充滿好奇、興趣,周向宇認為,做研究也是如此。

  在這個熱鬧的世界,有一群學者常年默默耕耘在人類的基礎研究領域。對大多數人來說,他們思考的問題離生活太遠,但沒有這些紮實的探索,人類文明的步伐終將困於一隅之地。

  文化版今起推出系列報導,走近數學家、考古學家、天文學家……這是一份關注,更是一份敬意。

  ——編 者    

  4月30日早9點,北京中關村一帶像一年中的其他日子一樣擠滿了車與人。紅綠燈處,擁擠的車流排成了長隊,一陣緊過一陣的喇叭聲傳遞著車主的焦灼。

  這一帶,幾乎是北京乃至全國創新最密集的地方,日新月異。生活走得像撥快了指針。

  而僅一牆之隔,位於保福寺橋西南角的中國科學院數學與系統科學研究院新大樓裡,空氣似乎凝固了一般,安靜。

  一杯咖啡擺在桌上,周向宇院士已經工作一個多小時了。若非出國或外出,他的生活幾乎每天如此:清晨七八點到辦公室,中午食堂吃飯,下午繼續研究,晚上,等孩子回了家,吃過晚飯,一家三口各執房間一角,仍是看書、研究。

  走在校園裡,有些娃娃臉的周向宇,沒有任何特別。工作時除了偶爾演算,其他時候,周向宇就坐在辦公室的皮椅上,思考,靜靜地思考。

  「所有的路都不是一下走通的,所有的成績都是站在巨人的肩膀上取得的」

  最近,周向宇與北京大學關啟安副教授合作的論文《Demailly強開性猜想的一個證明》(A proof of Demailly’s strong openness conjecture)在世界頂級數學期刊《Ann. of Math.》上發表。這是繼2014年後,他們二人合作的論文第二次被該期刊接受。另外,他們最近合作的另一篇高水平論文也被《Invent. Math.》接受併線上發表。這一系列成果在國際數學界引發了密集關注。

  對此,周向宇並不覺得意外和驚喜。「只能說,為此付出了那麼多時間,值了。」雖然論文寫作只用了幾個月,但這十幾年,周向宇一直在探索。「所有的路都不是一下走通的,只能一點點地進展。」

  不少人都曾聽過這樣的故事:牛頓被蘋果砸中,發現了地心引力;凱庫勒在夢中,想明白了苯的環形結構。在周向宇的研究中,也有這樣的時刻,突然就開竅了。起初,他也曾三天三夜不合眼,奮筆疾書。研究做久了,他開始明白:所有進展都只是前進了一小步,鋪下一塊磚石,遠方從不會一下子就清晰起來。

  在周向宇和他的同行眼中,數學研究如同探險,「即使最後走不通,也給後人留下了可循的印跡和路徑。很多問題,可能幾百年都解決不了,但這過程中,科學卻在發展。」在中國科學院數學研究所所長尚在久看來,數學家是一種職業化的「存在」:一方面,數學家要向資助者證明自己在工作,不斷發表論文獲得資金支持;另一方面,一些階段性的成果如探險中的「風景」,雖可能無助於最終目標的實現,卻令科學世界的圖景更清晰。

  因此,無論多忙,周向宇每年都至少聽上百場學術報告,「學術交流對研究非常重要,得知道別人走到哪了,其實所有的成績,都是站在巨人的肩膀上。」

  「每天獲得新知的狀態就足夠歡喜,即使研究受阻,也不會沮喪、放棄」

  周向宇的辦公室裡有塊黑板,平時布滿數學演算,這兩天,上面抄了一段話,「餘憶童稚時,能張目對日,明察秋毫。見藐小微物,必細察其紋理。故時有物外之趣……」這段話出自清代沈復的《童趣》,是愛人領孩子來玩時閒寫的,周向宇很喜歡,覺得做研究也是如此:對世界的好奇、興趣。故一直未捨得擦去。

  自幼,周向宇就意識到自己對數學的喜愛,一道題,即使有明確答案,他還是願花時間,找尋另闢蹊徑的樂趣。但數學更吸引他的,還在於簡潔之美——世間萬物紛繁多變,卻往往一條規律、一個公式便能解釋。

  畢業工作後,周向宇一直沒弟弟掙得多。年輕時,他偶爾還向弟弟借錢。但他一直心懷感恩,對於自己的志趣,家人給予了莫大的理解與支持。

  「對研究者來說,外界認可分兩種,一種是社會認可,包括物質、榮譽,一種是學術認可,在自己的研究領域、學術小圈子裡,取得成績。」尚在久覺得,對於數學家而言,社會認可只是水到渠成的副產品,若以此為追求,學術之路很難堅持。

  不過,即便限於學術領域,「此路不通」的懊惱也如影隨形。「不能實現目標是大多時的狀態,得淡然處之。」周向宇覺得,學術之路未見進展,並不等同於無所收穫,多看一本書,多接觸一種觀點,都是進步,每天獲得新知的狀態就足夠歡喜,這麼想,即使研究受阻,也不會沮喪、放棄。

  對此,尚在久也抱存同樣的態度,數學家們往往要將目光指向自己而非外部,至於成績、外界的評價,並非自身可控。也正由於此,中國向來是奧數大國,卻很難成為數學強國。「奧數過於強調技巧與訓練,適當訓練是必要的,過度訓練則會傷害數學思維。」尚在久覺得,數學是認知世界的路徑,研究中,它被拆分為具體的問題,每個問題再被細化為算式。研究者若只局限其中,就會忘了為何出發,丟掉遠方。

  「數學研究是一份工作,但這是一份聰明人足夠勤奮才能做好的工作」

  每星期,周向宇會參加一至兩次研討班,和學生們聊前沿進展,碰研究動態,聊到深夜、忘記吃飯都是常事兒。

  「要成為數學強國,我們一定要有自己的成果,必須培養出大量人才。」周向宇說,這些年,來中科院學純數學的人多了,但相對比例卻少了。作為上世紀60年代生人,他們經過苦日子,對物質生活要求不高,對如今的中青年研究者,周向宇和尚在久倒有不少擔憂。事實上,社會多重選擇的誘惑,高昂的住房、教育成本,的確讓中青年數學研究者多了些無奈與壓力。

  周向宇的學生鄧富聲,中國科學院大學講師,剛從國外交流回來,孩子還在上幼兒園。出國前,他一直住在北京玉泉路的學校宿舍,上課得到懷柔郊區,相隔七八十公裡,辦公室則位於中關村。畢業已近5年,鄧富聲仍沒有住房,但他很享受目前的生活:規律,充滿獲得新知的樂趣。「潮流總在迅速地變化,但許多轉瞬即逝,我喜歡去探尋本質,尋找不變的規律。」

  如今,數學已然是一個龐大的寶藏,它的發展一部分靠外力驅動,去解決其他學科的應用難題;更多則依靠自身邏輯,繼續探索、解釋世界。數學原不以應用為指向,但經過知識轉化,也在推動科技的巨大進步。

  現在,依靠越來越多的科研課題和背後的資金支持,數學家們的境遇在變好。「要不斷發論文,獲取資金支持,這是一種考核,也是職業數學家為不斷探索遠方而獲得給養,但如何不限於其中,不忘了目標所在,是研究者必須面對的風險。」尚在久說。

  一位數學所的行政人員告訴記者,接觸久了,她覺得數學家們最大的特質,是勤奮。「數學研究是一份工作,但這是一份聰明人足夠勤奮才能做的工作。」

  「為何願意坐冷板凳?」數學家們常被問這個問題。年輕的鄧富聲對此並不認同,「冷板凳是什麼?是說數學研究枯燥、無味?還是說沒名沒利?」他覺得,每個人支撐工作、生活的信念不一樣,只要自己覺得有價值、有意義、有興趣,就值得堅持。「無論什麼板凳,坐久了,都挺熱的。」

(原載於《人民日報》 2015-05-04 08版)

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