卡拉比猜想
丘成桐在香港时,苦无机会亲炙数学大师。19岁,他到美国加州大学柏克利分校攻读博士,从早到晚听不同的课,忙得几乎顾不上吃饭。莫里教授的非线性偏微方程深奥难懂,听课的学生都逃光了,学期末了,丘成桐成为班上唯一的学生。这门课后来成为他数学生涯的基石。
到柏克利的第一个学期,丘成桐开始播种爱情。在浙江大学数学中心举办的丘成桐六十寿宴上,有同行透露,曾有学生就恋爱问题求教丘成桐,丘成桐教导他说,花这么多时间追女孩子太无聊,做数学有意思多了!丘成桐当即否认,我声明我没说过这句话。我从1969年认识我太太(台湾物理学家郭友云),一直到1976年才把她追到手!全场哄堂大笑。
“剑未磨成追旅思,蓦见芳容,笑靥回天地。愿把此情书尺素,结缘今世丹心里。”这是1969年12月丘成桐填的一阕《蝶恋花》。小序为:六九年十二月,在柏城图书馆读书,思乡而乍见友云,作词为记。
丘成桐母亲称赞儿子“捱得”,是广东话能吃苦的意思。丘成桐刚到斯坦福时,在一次几何大会上,有物理学家应邀就广义相对论发言,牵扯出有关相对论的几何问题:几何学家卡拉比在1954年提出一个关于高维空间曲率的猜想,即在封闭空间有无可能存在没有物质分布的引力场。卡拉比认为是存在的,但包括卡拉比本人在内没人能证实。
丘成桐对这个问题一见倾心,赋予空间的数学解释,与空间物理导出数学问题,两者皆令人神往。会议期间,他找到一个办法,反证卡拉比的提议,没人提出异议。两个月后,卡拉比写信给他,理清他的一些想法。丘成桐在推理中找到一个严重缺口。这在他的研究生涯中,可以说是最痛苦的经历了。他辗转反侧,不能成眠。经过两个星期夜以继日的苦战,几十次证明的失败,他不得不向卡拉比写信认错。反复审阅每个步骤后,丘成桐意识到卡拉比猜想是对的,他朝着正确方向迈进。此后经历了漫长的5年。
新婚伊始,丘成桐终于找到具有超对称的引力场结构,并将它创造成数学上的重要工具。卡拉比猜想的证明导致了超弦理论中卡拉比——丘流形的诞生,超弦理论认为,这是构成宇宙的基本单元。当时的心境,丘成桐用一句诗来形容:落花人独立,微雨燕双飞。
时空统一论
丘成桐说,爱因斯坦一生最大愿望是建立统一场论,把量子力学和广义相对论统一起来,弦理论正是为了这一目的发展起来的,是目前有希望统一自然界4种基本力——电磁力、弱作用力、强作用力和引力的唯一理论。几何与数字是数学里最直观的对象,因此在数学大统一中会起最要紧的作用。
数学是基础科学的工具与语言。中国的现代化,必须要意识到基础科学的重要性。要注意的是,实用数学建基在纯美的数学之上。当微分几何与微分方程、几何与组合数学融合时,应用数学也将会有很大进步。好的数学家会将不同的数学统一起来,再发现它的大应用。丘成桐预见,在21世纪,数学最后会产生大合并现象。他鼓励年轻的数学家朝这个方向发展。
2007年丘成桐中学数学奖设立,旨在引导年轻人在中学念书时就懂得欣赏大自然的真与美,用数学眼光体味自然、社会的和谐与简洁。2009年12月21日,在北京清华大学举行的第二届颁奖典礼上,他说,“承前启后”是数学家的使命。虽然我的眼界很大,想为全世界研究数学的年轻人服务,但毕竟我是中国人,对中国的了解程度比其它国家更密切一点,所以,要尽责任培养中国有才华的年轻数学人。
30年来,丘成桐把大量时间精力奉献给中国的数学事业。他已在两岸三地创建4个数学中心,2009年12月清华大学数学科学中心成立,又应邀担任主任。丘成桐教诲莘莘学子,有志做大学问的人要注重培养气质,当一个学者操守不正,只求名利权柄,辞气自然衰微,难见到伟大的结构了。正如他作词所言:行乎名利之途,入乎公卿之门,虽荣受赏,吾不谋也。得乎造物之贞,乐乎自然之趣,虽穷有道,文其兴乎。(何雁) |