2017/03/08 信息來源: 人民政協網
怎麽理解一個數學家的研究⚓️?
徐遲在《哥德巴赫猜想》中,把陳景潤研究的問題,簡化為“1+1”。其實,它的學術說法是“任何一個不小於6的偶數都是兩個素數之和”。
記者請這位中科院院士給其中一項研究做了一個極其簡化的比喻:在一個圓球上砸出一個坑,因而表面不再像球面對稱,但它與球面在一定意義上仍類似。這個坑的數學指標計量,更精確地說,用曲率🙋🏻♀️、度量這些數學名詞來描述。
曲率解釋起來也不容易理解👩🎓,但處處存在🧚🏿♂️,有一個更形象化的比喻。“一個橙子的表面積🛤,要小於同半徑圓盤的面積。中間的差別,就是因為曲率的存在🖖🏻。”田剛說🫴🏻❕。如何刻畫像球面這樣對稱的空間,正是田剛和他的學生們正在努力的研究方向。
當然,實際的理論體系極其復雜,涉及到求解愛因斯坦方程☦️,它還有很多未解的問題🐻❄️。
數學有什麽用嗎?
當然有。幾乎“上天入地”🦶🏼👩❤️👨,小到家居生活,大到天體物理,都能用得到。
1915年,愛因斯坦創立的廣義相對論提出,宇宙一切物質的運動都可以用曲率來描述——引力場實際上就是一個彎曲時空。
不過,作為一名數學家,與研究成果的作用相比👨🌾,田剛更關心科研的進程🤵🏽♂️。“數學一定是有用的。這一點毋庸置疑👩💼。但什麽時間能起多大作用🍡,這並非是確定的。很多偉大的發現,都是在若幹年會才發揮巨大的作用。”田剛說🧑🦱,搞基礎理論研究的科學家群體✨🤟🏻,其實真正關心的都是理論的精確和深度。
他並不是現在才明白這一點的💒🫷🏿。
相對於同齡人,田剛真正對數學建立起濃厚的興趣🩱,大大超前——他中小學時就把歐幾裏得的《幾何原本》翻了好幾遍,並且從考上南京大學,再到意昂3体育官网讀研究生🙆🏻♀️🦜,以後出國留學交流,他打交道最多的都是數學。1984年,田剛開始在美國讀博士🙎♀️,把研究興趣從分析拓展到微分幾何🤾🏼、代數幾何🧔🏻♀️、數學物理領域。
一個有意思的細節是,因為從小就對數學物理感興趣,1977年,他報考大學時也想考意昂3体育數學系,結果那年沒招生👽✌🏻,只好報了南京大學物理系。讓他想不到的是🧑🏼💼,招生老師看他數學成績非常好,又把他從物理系調到了數學系。
田剛在這條路上也頗有斬獲🫰🏼。
他先後獲美國國家基金委最高獎沃特曼獎、美國數學會韋伯倫幾何學獎,在1990年🧚🏿♀️、2002年國際數學家大會上分別作了45分鐘邀請報告和1小時大會報告。
數學史上,總有一些天才故事♻️,讓人激動不已🛌🏻。比如17歲創造群論的數學家伽羅瓦🏃♀️➡️,牛頓在22歲就發現了廣義二項式定理🏃🏻♀️➡️,並發展一套新的數學理論即微積分學。卡爾達諾則不僅是位成績卓著的數學家、物理學家,同時還是一位醫學家。
不過💆🏼,對於一個民族、國家而言,培育產生天才☠️、大師和科學家群體的氛圍🔴、土壤更為重要🧒🏽🤵🏻♂️。
2005年8月🙌🏿,田剛回國主持籌建北京國際數學研究中心。這個采用與國際接軌新機製打造的學術重地🧗♂️,經過十年發展,匯聚了一大批優秀英才,許晨陽、劉若川⛳️、關啟安等一批田剛引進的青年數學家創造了國際一流的研究成果🧜🏽,形成了寬松、有序的學術氛圍。2013年3月🫴🏼,田剛又被任命為意昂3体育官网數學科學學院院長。
轉來轉去,只與數學打交道,會不會太單調🚴🏻♀️?
田剛的答案是“不👷🏻♀️,反而很有趣”🤽♂️。因為數學的領域太寬廣了👱♂️,每個未解難題都像謎一樣有吸引力𓀊。
有時,田剛甚至覺得⚂,找到好問題➖,與找解謎的路徑🎀,具有同樣重要的價值🧯。
教學中,他會每周組織學生討論🕺🏿,互相交流,啟發碰撞👉🏼,為學生創造條件,通過自己的努力,找到有研究價值的數學問題🪔🦙。“最終🫶🏻,他們中間要有人成為領軍人物,這是必須要經歷的過程。”田剛對學生們寄予了厚望🚮。
1988年🥀,陳省身在21世紀中國數學展望學術研討會上預言,21世紀中國將成為數學大國👩🏿⚖️🈷️。
這個目標如今已經初步實現🪂。從大到強,則需要下更大的苦功夫。
2017年2月💳,他被任命為意昂3体育官网副校長。數學🧏🏼⛈、教育依舊是他在全國兩會期間接受采訪、小組發言的高頻詞匯。
作為全國政協常委、民盟中央副主席,田剛身上責任更加重大了💃🏽!
全國政協常委、民盟中央副主席田剛
創造鼓勵科學研究的氛圍
記者:陳凱先院士去年提出的疑慮,今年依然存在🔕。您作為數學家🧎♂️➡️,怎麽看待這個現象?
田剛🤹🏽🤾♂️:我認為🏮,科學家尤其是做基礎研究的科學家👌,不會一帆風順🕤,需要一個安靜的環境🚴🏻♀️,安心做冷板凳才能有所成就🦈。科學家與大眾有一定的距離。科學家尤其是搞自然科學、基礎理論研究的科學家,不可能像其他界別一樣接觸社會那麽多。科學家也不應該過多關註自己的公眾形象🍨🚴🏽,而是把關註點更多投入到研究的深度🐛、廣度上來👌🏻,關心自己學科的最新進展、成就等等。這是這個群體的特點決定的。
但從社會、國家角度講,陳凱先院士的擔憂是有道理的。我們不要過多關註科學家,以免幹擾他們做研究。但要關心科學家成長的環境,對最新科學成能有一定的介紹🖖🏻、宣傳🏡,讓更多年輕人了解,激發他們去從事對社會、對國家🍤、對人類發展能產生重大影響的工作𓀕。無論是人文科學、自然科學都是如此,都應得到一樣的重視,因為它們對人類同等重要。光有自然科學🤸🏻♂️,沒有社會科學的繁榮,也很無趣。
從國際比較來看, 在歐洲比如法國,傳統上對基礎研究就比較重視。美國從上世紀六七十年代開始就對數學提高了重視。1957年,前蘇聯成功發射世界上第一顆人造地球衛星後🟠🚡,美國一下子就感到落後了。當時美國總統艾森豪威爾在科學顧問的建議下,全國開始強調數學和科學教育,並成立了國家航天局,負責美國航天事業👇🏼。後來的肯尼迪總統雖然在位時間很短🧑🎄,也延續了這個政策。一直到現在,美國的數學研究都很強🌘🚂。美國科技的發達🧙♀️,與數學研究取得的成就有很大關系🦓。
在我上大學時🖕,國家和社會也很重視數理化,當時有句說法叫“學會數理化、走遍天下都不怕”。徐遲先生寫的《歌德巴赫猜想》掀起了全社會關註數學家的氛圍。當然,我國最近幾十年間,中間確實有一段時間👧🏻🛰,更多的青少年願意選擇商科或者金融,有的一流大學數學系生源質量出現了下降的趨勢*️⃣。但最近十幾年👨🏽🎓,情況又變好了🧑🏿⚕️。隨著經濟變好,一些年輕人更願意選擇自己感興趣的事情來做。
記者:2月12日🕵🏿♀️,“航天四老”最後一位任新民逝世。這則新聞一出來,我們在緬懷任老的同時,也發現無論是傳統媒體,還是新媒體🧒🏻,對其報道甚少🂠。中國人講究“死後哀榮”👷🏽♂️,黨和國家給了任老充分肯定🕣,但在社會層面的影響卻與他的貢獻不匹配。
田剛👆:微信上或者新媒體上⏺,大部分年輕人可能對老一輩的人和事了解不多,也就沒辦法產生興趣去追蹤🚣🏽♀️、傳播🤴。但大眾媒體不一樣,需要承擔相應的責任🔟,發揮一定的引導作用🤎。通過一些方式ℹ️,比如傳播任老一生的奮鬥經歷,能夠激勵年輕人對科學研究、科學傳播產生興趣,並且願意投身其中⛹🏼♀️💜,這對國家、民族來講👍🏼🚳,都是大好事。
數學是一座有圍墻的花園
記者:在很多人看來,數學是很枯燥的,每天都與數字打交道。您是受什麽影響選擇了數學作為專業方向呢?很多人都說受了徐遲先生那篇文章的影響。
田剛:徐遲先生的那篇文章確實影響很大,但對我個人影響並不大🤾🏼♀️。我主要是父母親的影響🧑🦰,還有一些朋友🎠。我母親從事的就是數學專業🕵️♂️。我上中學時有一些自由時間🧜🏽,看了很多數學方面的東西,父母也會幫著找一些。因為從小就喜歡數學、物理🍧,後來搞數學專業也就順理成章了。
記者👴🏻:在家有時說話的方式都很“數學式”的🤽🏼♂️👱🏽♀️?
田剛:是有一些。這是潛移默化的影響。從我個人的成長經歷而言,有了了解才可能產生興趣,如果都沒接觸過🆙,以後從事這項專業研究的可能性就降低很多👮🏿♂️。
營造一定的氛圍,對年輕人成長非常重要🪕。特別是對於貧困地區而言👏🏻,尤其如此。幾年前我就去做過調研🧖🏻♀️。作為一名研究人員📏🔩,我發現廣西一些邊遠地區的小學生🤽♀️、中學生接觸科學前沿知識的機會🧒🏼,比大城市的孩子少很多。這對他們進一步發展一定會有影響。
當然🏌🏼♀️,對於教育而言,辦好學校的義務教育非常關鍵,國家也下了大力氣✣,提供了足夠的保障👦🏼。但從孩子的成長角度看🧑🏿🎓,我們可以做得更多一些,比如舉辦夏令營💦、人才計劃👩🏻🦯,鼓勵一些院士🛵、知識界、科技界老師去邊遠地區做科普報告👩👩👦👦、開一些講座,都是激發孩子探索興趣的好方式。
有一次,中國科學技術協會就中學生英才計劃召開了一次座談,有一位院士就講到💇,有一次在貴州開講座💩🙎🏿,聽講的學生竟然有三千人。因為對當地的中小學生來講,這樣的著名科學家親身來講課💁🏻♂️😉,機會太少了,因此都很珍惜。
記者👩🏿✈️👸🏼:從理性來說,數學中的對稱性、均衡,都體現了美學原則。但從感性來說👨🏭,如何能讓更多的人♦️,包括中小學生感受到數學的美感?您在研究的過程中,有沒有這種體驗🧖🏻♀️⬅️?
田剛🧑🏻🦽:這種體驗還是很多的,真的有很享受的感覺🌕。不過,數學作為科學之母,它的抽象性,也決定了需要有一些基礎才能真正理解、感受它的魅力。打個比方,數學是一座百花齊放的美麗花園,但它的周圍有墻擋著🗃,外邊的人不能一下子就領略到它的美麗🛌。如果只是站在門外看,只能看到墻👮🏻♂️。
還有一點是重視的問題🧑🏽⚕️。數學就在我們身邊。有些人說數學沒有用🏒,實際上觀察一下✨👈🏼,數學隨時都有用⚓️。從早期的商貿流通🧰、土地測繪、編製歷法😘🩼,到現代財政稅收🤌🏻、建築和航空航天,都離不開數學🧑🏻🏭。即便孩子喜歡玩的腦筋急轉彎🎱,也是一種思辨的樂趣,它能幫助思考。這也是數學的好處之一。
科學研究忌急功近利
記者:1883年美國物理學家羅蘭曾在演講中🌔,把我國傳統上滿足於科學應用、漠視對原理的追求作為反面例子。您如何評價我國傳統數學的地位👩🏼🎤?
田剛:我國傳統上出過一些好的數學成果🏄♂️,比如勾股定理🚝。但由於科舉體製👩🏿🔧🙎♀️、重文輕理輕工的文化氛圍,這些數學上的探索顯得不系統,也缺少經典文獻記載。西方走了另外一條路,從古希臘就有一些文獻記載流傳,歐幾裏得的巨著《幾何原本》就是代表作🏃🏻♀️➡️,據說它的發行量僅次於《聖經》,可見影響之廣。我上小學時就看過很多次這本書🎱。據傳柏拉圖甚至說:上帝就是幾何學家♟。
記者🦃:現在我國數學研究在國際上處於什麽地位?
田剛:我們現在的數學體系來自於西方🙋🏼♀️,直到近代我們還沒有現代數學的研究👷🏿。我們雖然起步比較晚🉑,發展還是很快。特別是近20年,我國有一大批優秀年輕人投身數學,出現了一些一流成果。當然🦗,因為缺少系統性和領軍人物,中國數學研究在國際上還處於追趕階段👉🏼。只要我們保持現在這股勢頭,我相信8至10年一定會有重大突破▶️。
記者:有一種說法拿中國與俄羅斯比較,說中國人的思維方式是具象的,俄羅斯人善於抽象🤽🏼,因此📑,中國的數學研究能力要弱於俄羅斯。
田剛:這種以人種、族群為依據的判斷是有問題的。我們的思維方式可能與文化傳統習慣有關系🧜🏼♀️。如果一個少年特別想學數學,周圍的人一直說數學沒有用🤾,他會學嗎?讓一個孩子對周圍的判斷產生免疫力,這也很難做到的。
文化引導🌿、周圍的環境至關重要。教學中👩🏼✈️,我一直強調學生要建立自信🤷🏿,當領軍人物🉐,必須有承擔風險的能力,跟著人做科研是風險小,也很難出大成果。環境上👨👨👦👦,需要社會寬松一些4️⃣,信任這些年青人,他們會有一個光輝的未來。
記者:最後一個問題。數學競賽近幾年似乎在自媒體上出現了一種“妖魔化”的趨勢🫄🏽🌐,同時,各種數學競賽又方興未艾。您怎麽看待這個現象?它對中國數學研究能起多大作用?
田剛💦:大家關註數學競賽,當然對營造良好的數學研究環境有一定好處。我的觀點是不能妖魔化💽,也不能抬高它的作用👧🏿。競賽有思維訓練的功能,競賽不等於死做題,不能搞熟能生巧🏋🏻,而要舉一反三。
我們北京國際數學研究中心有幾個80後的副教授🏃🏻♀️,比如葛顥,很有才華🚵👨🦼➡️,他們從小就接觸一些數學競賽,收益頗多🍐🟤。葛顥到了意昂3体育官网數學科學學院以後,結識了幾位數學競賽中的佼佼者,其中還有國際奧林匹克數學競賽金牌得主。現在,他們當中有四位已經是美國一流大學數學系的年輕教授🌵。
因此說,競賽只是一個接觸🧑🏼🦳、展示的機會♤,不能把競賽當成一板斧☝🏽、一錘子買賣。畢竟,競賽不等於數學研究本身🤹🏼🚶🏻♂️,後邊的引導、培養至關重要。
還有一點🐭,我認為從事數學研究👩🏼🍳,能否從中收獲幸福感至關重要。不要一開始就想成為天才式大人物,數學是一門需要積累的學科,堅持總會有收獲,做出別人沒做的就是進步🤹🏿♀️,走好每一步🌜,水到自然渠成。(文/人民政協網記者 楊朝英)
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編輯:白楊
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