“一个国家数学的真正兴起,不在于有能力去萧规曹随,跟着其他国家的学者做一些修补工作,而在于自己走出一个重要的科研方向。”4月7日下午,浦江科学大师讲坛第2期开讲,著名数学家丘成桐以《中国数学的现状与未来》为题发表演讲。


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【“中国数学,要追上,还有很长的路要走”】

“任何一个强大的现代化国家,数学的成就必须名列前茅。”丘成桐说,中国要在科技上成为强国,必须掌握科技的根源,也就是基础科学。基础科学多姿多彩,但是基础科学中的基础是数学科学和理论物理。而数学既是物理学的基础,也是一切工程理论的基础。

丘成桐对“中国与世界数学发展”历史娓娓道来——

中国魏晋南北朝以前,中国数学在世界古文明中不算差,以应用为主。隋唐至宋朝末年,欧洲处于黑暗时代,中国数学在某些方面比西方进步。明中叶,西方文艺复兴,世界数学发展势不可挡。“中国数学,要追上,还有很长的路要走!”

以西方各国发展为鉴,英国数学大盛于牛顿时期,低沉约八十年后,在十九世纪复兴,直到现代;法国数学始于费马、笛卡尔等人,历久不衰;德国数学始于莱布尼茨,大师屡现,领导西方数学,直到两次世界大战后,1950年代复兴。

美国为了发展数学,从1880年开始派留学生到欧洲,到了1910年间,在伯克霍夫领导下开始有了突破,他们利用两次世界大战的机会,大量吸收欧洲数学家。到了1960年,美国数学已经占据世界领导地位。

俄罗斯的数学历史始于十八世纪欧拉,但真正生根在十九世纪中叶,到了二十世纪中叶,已可以和美国抗衡了。苏联解体后,经济不景气,大量学者移居美国和欧洲,虽然大不如前,势力还是不小。

日本和中国文化比较接近。明治维新时,派了不少学者到英国、法国、德国留学。最重要的学者叫高木贞治,他在十九世纪末到德国哥廷根大学跟随一代大师希尔伯特,回国后改革日本的教学方法。他于1915年在数论方向做出了极为重要的突破性工作,使日本学者信心大增。到了1940年代末期,日本在世界数学界已经崭露头角,差不多有十个影响世界的数学家出现。

【“中国数学界对处在世界前沿什么位置不十分清楚”】

丘成桐认为,一个国家数学的真正兴起,不在于有能力去萧规曹随,跟着其他国家的学者做一些修补工作,而在于自己走出一个重要的科研方向,其他国家的学者就会有浓厚的兴趣来跟随学习。“未来三年是中国数学崛起关键时期,达不到国际上最前沿,恐怕引进的学者会逐渐离开,前功尽弃。这不是危言耸听,因为有能力的学者到中国来,还是希望在世界数学舞台上占一席之地。中国必须提供足够优良的学术环境,才能留住国际大师级学者。”

丘成桐说,所谓良好的学术环境,必须要有浓厚的、前沿的、实质的学术内容,让学者在中国的研究环境下,感觉到兴奋,感觉到他们在这个环境中大有可为,可以解决学术上悬而未决、举世瞩目的大问题。

“直到目前为止,中国数学界对我们国家的数学水平处在世界前沿什么位置,并不是十分清楚。”丘成桐说,中国评估奖项、评估晋升,较少征求国际专家的意见。即使是国际评估,很多学校都是以论文多少、影响因子高低等来做决定。“这样的方法对于一般学问还算靠谱,但是对于最前沿的学问却是远远不够的。”

当下,丘成桐正牵头筹办国际基础科学大会,设立了“最佳论文奖”,评委包括五位菲尔兹奖得主、两位诺贝尔奖得主、两位图灵奖得主,还有二十多位获得其他国际大奖的专家及六十多位世界各地的科学院院士。他们在数学学科中选出了87篇最佳论文,其中包括了5篇国内大学教授的作品,以及70多篇海外学者论文。华裔作者的论文有24篇入选,表现很不错。

“这个现象值得我们花时间去反思。”丘成桐说,由于缺少国际权威评估,大家对于学者在科学上的成就,不是夸大其词,就是言不及义。年轻人不敢去做最前沿的学问。“许多年轻学者为了‘帽子’而奋斗。我们不能让年轻人一生的志愿,就是拿‘帽子’。做学问的目标,是要找到大自然的奥秘,找到一切有意义的规律。”

【几乎所有数学大师都在十三四岁开始发力】

“历史上几乎所有数学大师都是在十三四岁时开始发力。”丘成桐说。

美国数学界很多学者来自五十多所中学,这些中学的学生都是十三四岁入学,受到极为严格的训练。苏联数学大师盖尔范德认为,应当在13-16岁对未来顶级职业数学家进行专业培养。

清华大学求真书院每年招收一百名有志于数学科研的杰出学生,并聘请了世界一流学者来教导他们,包括全职引入的菲尔兹奖得主考切尔·比尔卡尔。“这些知名教授遇到求真书院的优质学生,都十分兴奋。”

【中国核心数学的研究水平开始追上世界前沿】

“经过十余年努力,清华大学数学学科在全球的排名由2009年的第96位跃升到2022年的24位。”丘成桐还提及一个可喜的现象,三年来,很多重要学者和优秀留学生开始全职回国。

中国核心数学的研究水平开始追上世界前沿,包括数论代数几何、微分几何和表示论。主要研究人员分布在清华大学、北京大学、中国科学院、复旦大学、中国科学技术大学和香港中文大学。中国学者在上述学科取得的成就胜于许多亚洲国家。还有一些学科方向,包括分析、微分方程和数学物理等,也是同样的情形。

“如果能够制定有效政策,大力支持这些研究方向,上下一心,我们国家数学相关方向就有希望在五到十年后追上世界数学强国,但这一定不会是件容易的事情。”丘成桐说。

组合数学、概率论和统计学还是短板,亟待充实。应用数学的发展需要建立在基础数学发展的前提下,并加强与工程结合。“正如人工智能这个学科,真正创新仍然不多,究其原因正是:中国的应用数学家对基础数学没有足够深入的认识。”

“我们求真,我们会知道”,丘成桐引用这句名言作为演讲的结尾,“这是科学的基本精神,希望我们的年轻人努力。苟真理之可知,虽九死其何可悔!”

丘成桐简介:中国科学院外籍院士、美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士、首位华人菲尔兹奖得主。现任清华大学讲席教授、丘成桐数学科学中心任、求真书院院长,北京雁栖湖应用数学研究院院长。

栏目主编:徐瑞哲

本文作者:黄海华

题图来源:黄海华 摄

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