丘成桐有多厲害?花了十年功夫,把清華大學數學系排名提升71位

2020-12-05 HandyKid

2019年3月,在全球著名的世界大學QS排行榜,公布了最新的大學排名。在數學學科排名中,清華大學數學系位列第25位。

但在2009年,清華大學數學系的排名還僅僅是第96位。短短十年間,排名竟提升了71位,這引起了數學界的關注。

為啥能取得這麼大的進步,故事還要從十一年前說起。

時任清華大學校長的顧秉林,遠赴重洋,在哈佛大學校園裡找到了丘成桐,希望他到清華大學幫忙。

顧校長正是看中了丘成桐在數學領域的地位。

丘成桐時任哈佛大學的數學系系主任。有美國學者這樣評價道:「丘成桐他一個人,抵得過哈佛大學半個數學系。」

與此同時,他還兼任哈佛大學物理系教授,這在哈佛大學的歷史上都是少有的情況。像他這樣物理數學均屬頂級的學者,在整個人類歷史上也是極其難得。

丘成桐與霍金,哈佛大學

數學王國的「凱撒大帝」

早在1976年,年僅26歲的丘成桐就破解了著名的數學難題「卡拉比猜想」,開創了幾何分析學科。可謂是「年少成名」。

這個偉大猜想的證明,將幾何學帶入一個全新領域。

以他的名字命名的「卡拉比—丘流形」,是物理學中弦理論的基本概念。這更是在物理學各方面大放異彩,成為現代物理學家解釋宇宙本質弦理論的基石,成為數學與理論物理發展的潮流,至今方興未艾。

1982年,他又因此獲得了有著數學界諾貝爾獎之稱的菲爾茲獎。是獲得這項世界頂級數學家的第一位華人數學家。

菲爾茲獎每四年才頒獎一次,頒給有卓越貢獻的年輕數學家,獲獎者必須在該年元旦前未滿四十歲。

在此後的36年間,克拉福德獎、沃爾夫獎、馬塞爾格羅斯曼獎……每一座獎盃的分量都很重。

這些任何一個獎項,都是許多數學家終其一生追求的目標。國際數學大師、菲爾茲獎獲得者唐納森稱他是「近四分之一世紀裡最有影響的數學家」。

丘成桐被尊為是數學王國的「凱撒大帝」。

但接受記者採訪時,提及這些琳琅滿目的大獎,丘先生堅定地表達了自己的態度:

「得獎對於我來說,並不是最重要的事。拿世界上所謂的大獎,並不表示你是好的學者。評判你是不是好的學者的標準,是要看你是否解決了重要的問題,能夠找到什麼深的方向,了解到學術界重要的問題或方向。這些對於我而言更重要。很多方向我還是不懂。」

香港長大,美國成名,心懷祖國

1949新中國成立這一年,丘成桐出生在廣東汕頭,同年隨父母移居香港。父親曾是崇基學院(香港中文大學)的教授,丘成桐從小接受到良好的教育。

然而在他14歲那年,父親突然離世,家庭陷入了困頓。

丘成桐一邊打工一邊學習,17歲考入香港中文大學數學系,開始了他的數學之旅。

由於成績極其優異,丘成桐被推薦至美國伯克利大學深造。

在伯克利大學,他不僅獲得了IBM獎學金,還有幸成為「微分幾何之父」陳省身先生的門生。

陳省身被譽為20世紀最偉大的幾何學家之一,不但善於治學,還對學生有一顆博愛的心。導師的治學和博愛,影響了丘成桐之後的一生。

數學博士畢業後,他定居美國。1979年,丘成桐受當時中科院數學所所長華羅庚的邀請,第一次訪華。自出生之後的30年後,他再次踏上了祖國的土地。

談到當時的心情,丘成桐回憶道:「下飛機,我伸手摸了一下北京機場的地,我終於到了中國內地。」

關心中國教育,期冀中國強大

雖然丘成桐很早就離開中國到美國學習和工作,但他從小學習中國歷史和哲學,喜歡吃中國菜、聽中國話,對祖國的情感從沒有因為離開而改變。

在哈佛執教期間,丘成桐有意招收來自中國的博士研究生,為中國培養數學人才。

他發現中國的大學教育沒有做好,因為到哈佛數學系留學的中國學生水平往往不夠。在博士資格考試中,其他國家的學生差不多能夠拿到滿分,而中國學生只能拿到一半。

丘成桐曾經對媒體表示,他生平立志只做好兩件事情。第一,做出一等的數學研究;第二,為中國數學教育服務,幫助中國成為數學強國。

在顧校長找到丘成桐,希望他回來幫清華大學。丘先生承諾道,「你要我幫忙可以,我一定要把它辦成世界上最好的數學所。」

在顧校長登門邀請一年半之後,也就是2009年12月,丘成桐來到清華大學,正式出任清華大學丘成桐數學科學中心主任,而且不領分文薪水。

十年間,在他的帶動下,清華大學數學科學中心已經匯集了來自海內外的100多名優秀教師和科研人員,在數學前沿問題的研究、數學人才的培養等方面,影響力與日俱增。

前段時間,華為技術有限公司創始人兼總裁任正非接受媒體採訪,兩萬多字的採訪實錄中,他提了數學近30次:「晶片砸錢不行,得砸數學家、物理學家、化學家……」

數學家,被認為最有希望在材料科學、晶片、人工智慧等領域上做出突破,解決「卡脖子」困局。

丘成桐也對媒體坦率地表達了對中國教育的隱憂:「目前中國基礎教育質量呈下降趨勢,尤其是學生的修養和學風。按目前中國本科教育的模式,如再不重視基礎教育,國內難以培養出一流人才。不重視學風建設,中國科技將至少後退20年。」

興趣的培養,決定孩子終身成就

丘成桐在北大附中的一次演講,裡面通過自己成長的經歷,講述了家庭教育、讀書、興趣培養、體育鍛鍊等等對孩子成長的重要性。

童年的教育對一個孩子的影響是重要的,啟蒙教育是不可替代的,它往往奠定一生事業的基礎。

我小學的成績並不理想,但我父親培養了我學習的興趣,成為我一生中永不枯竭的動力,可以學任何想學的東西。相比之下,中國式的教育往往注重知識的灌輸,而忽略了孩子們興趣的培養,甚至有的人終其一生也沒有領略到做學問的興趣。

對孩子的學習,我們也需要有新的能量激發使它跳躍。這種激發除了考試的分數,也來自老師的課堂教學,例如一些有趣的問題,或者非常有名的數學家的故事,都會引起學生的興趣。

羅芳蘭,這位有著40年教學經驗的數學特級教師分享說,數學學習並沒有捷徑可走,但有方法可循

她在數學講臺上,用到最多的一種講課方法就是,把數學融入故事中,先吊起孩子胃口,再循循善誘,引導孩子學會數學,且記憶深刻。

她親自編審了一套豐富有趣的數學故事書,特別適合5-12歲孩子聽和讀,這套書是叫《萬物有數學》,一共有8冊,附贈86節音頻課,分享給大家。【文末可購買】

整套書都是按照「教育部中小學課程標準」編寫,包含中小學數學要學習的數字運算、圖形、計量、統計概率4大方面的內容,一共涉及93個數學概念。

每個章節內容都包含故事、概念、遊戲3個版塊,孩子可以邊玩邊學,一點壓力都沒有。

比如笛卡爾受蜘蛛網啟發,發明了坐標系。

有天他生病躺在床上,突然發現牆角有蜘蛛在結網。他想,怎麼來表示這隻蜘蛛的位置呢?

經過一段時間的思考,他想到,牆和地面都不動,只有蜘蛛在動,那就以牆和地面為參照平面,用它們之間的交線來確定位置。

然後,他令蜘蛛到兩面牆的距離分別為x和y,到地面的距離為z,坐標系就建立起來了。

這套書不是單純的給孩子們講數學的故事,還在故事裡融入拓展了很多物理、歷史等其它方面的知識。【文末可購買】

講到黃金分割這個概念的時候,就提到了達文西的《蒙娜麗莎》,以及希臘的巴特農神廟等藝術方面的知識。

講槓桿原理的時候,說到了阿基米德的故事「給我一個支點,我能撬起地球!」,還有諸多的展示圖。給孩子們打下了物理基礎。

講菱形的時候,說到了「三菱」的車標,還講到了建築大師貝聿銘設計的羅浮宮玻璃金字塔。

這套書裡有將近90個故事,每個故事都配合了幽默簡潔的插畫,孩子們可以很容易就明白故事在講什麼。【文末可購買】

一天給孩子講懂一個數學故事,三個月之後,中小學階段所需要的數學概念,孩子的腦子裡就全都有思路了。

當然數學也離不開課堂上的長期演算。隨著孩子閱讀書上這些和實際問題相關的故事,他們的分析和解決問題的能力也會增強,可以從小學一直用到初中。

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