數(shù)學(xué)王國的凱撒大帝：哈佛大學(xué)終身教授丘成桐 | CNCC 2017

本文作者：汪思穎

2017-09-14 17:07

專題：CNCC 2017

導(dǎo)語：為你介紹哈佛大學(xué)終身教授、菲爾茲獎(jiǎng)獲得者丘成桐教授

雷鋒網(wǎng) AI科技評(píng)論按：由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)（CCF）主辦，福州市人民政府、福州大學(xué)承辦的2017中國計(jì)算機(jī)大會(huì)（CNCC2017）將于10月26-28日在福州舉行。

延續(xù)2016年大會(huì)的頂級(jí)嘉賓陣容，CNCC 2017 將會(huì)迎來更多國內(nèi)外知名學(xué)術(shù)專家。在未來的一段時(shí)間，雷鋒網(wǎng)AI科技評(píng)論將陸續(xù)放出嘉賓介紹。今天要介紹的是哈佛大學(xué)終身教授，美國國家科學(xué)院院士、中國科學(xué)院外籍院士、菲爾茲獎(jiǎng)獲得者丘成桐教授。

圖1：丘成桐教授

少時(shí)成名

丘成桐于1949年4月出生在廣東汕頭，不久即隨父定居香港。他的父親丘鎮(zhèn)英是哲學(xué)教授，來往的客人常常談希臘哲學(xué)，談康德，談中國文學(xué)，幼小的丘成桐懵懂地聽著，這些知識(shí)都對(duì)他起著潛移默化的作用。但他最喜歡的還是數(shù)學(xué)。

1966年，17歲的丘成桐考入香港中文大學(xué)崇基書院數(shù)學(xué)系，大學(xué)三年級(jí)時(shí)，獲 Stephen Salaff 教授推薦前往美國加州大學(xué)伯克利分校深造，師從一代宗師陳省身。在柏克利期間，丘成桐如饑似渴地學(xué)習(xí)，每天在圖書館里度過，他攻讀了拓樸、幾何、微分方程、數(shù)論、組合學(xué)、概率及動(dòng)力系統(tǒng)等學(xué)科。在伯克利讀書的第二年，陳省身教授就認(rèn)為他的論文已足夠成為博士論文。當(dāng)時(shí)，陳省身教授在送他的書上題字曰：余生六十矣，薪傳有人，愿共勉之。

他于1971年（22歲）即獲得博士學(xué)位，此后便是一年的博士后研究以及兩年的助理教授生涯，在這期間，他在1973年美國數(shù)學(xué)會(huì)舉行的微分幾何大會(huì)上做了三個(gè)學(xué)術(shù)報(bào)告，以卓越的能力和杰出的貢獻(xiàn)，向數(shù)學(xué)界顯示了自己在微分幾何領(lǐng)域的領(lǐng)先水平。也是這一年，他完成了題為《完備黎曼流形上調(diào)和函數(shù)》的著名論文，這篇文章奠定了他應(yīng)用分析方法的基本思想和技巧。此后，他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域脫穎而出，25歲便成為斯坦福大學(xué)副教授。

1976年，在斯坦福任職期間，年僅27歲他便解決了當(dāng)時(shí)世界著名的數(shù)學(xué)難題——卡拉比猜想，這是他最重要、最有影響的工作之一，在當(dāng)時(shí)引起轟動(dòng)。他用強(qiáng)有力的偏微分方程估計(jì)解決了這一問題，在解決“卡拉比猜想”的同時(shí)，作為應(yīng)用，他還證明塞梵利猜想，發(fā)現(xiàn)宮岡－丘不等式。

成就與榮譽(yù)

除了代表性的卡拉比猜想，他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域高歌猛進(jìn)，成就一個(gè)又一個(gè)：

閔科夫斯基問題

與鄭紹遠(yuǎn)合作證明實(shí)與復(fù)的 Monge-Ampère 方程解的存在性，并證明高維閔科夫斯基問題，擬凸域的凱勒－愛因斯坦度量存在性問題。

正能量定理

他開創(chuàng)了將極小曲面方法應(yīng)用于幾何與拓?fù)溲芯康南群印Ｍㄟ^對(duì)極小曲面在時(shí)空中行為的深刻分析，與理查·舍恩合作證明廣義相對(duì)論中的正能量定理，因此表明愛因斯坦的理論具有一致性與穩(wěn)定性。

埃爾米特－愛因斯坦度量

與凱倫·烏倫貝克合作證明任意緊致凱勒流形上穩(wěn)定叢的埃爾米特－愛因斯坦度量的存在性，推廣唐納森關(guān)于射影代數(shù)曲面，以及 Narasimhan 和 Seshadri 關(guān)于代數(shù)曲線的結(jié)果。

史密斯猜想

與米克斯合作解決三維流形極小曲面一個(gè)著名的問題，即一條極值約當(dāng)曲線的極小圓盤的 Plateau 問題的 Douglas 解，當(dāng)邊界曲線是一個(gè)凸邊界的子集，那么它在三維空間中是嵌入的。他們接著證明了這些嵌入極小曲面在有限群作用下是等變的，他們的工作與威廉·瑟斯頓結(jié)合可以推出史密斯猜想。

鏡對(duì)稱猜想

丘成桐與連文豪、劉克峰合作證明弦論學(xué)家提出的鏡對(duì)稱猜想，這些公式給出了用對(duì)應(yīng)的鏡像流形上的 Picard-Fuchs 方程表示的一大類卡拉比－丘流形上有理曲線數(shù)目的顯式表達(dá)。

劉孫丘度量

丘成桐與劉克峰、孫曉峰合作證明曲線?？臻g上各種幾何度量的等價(jià)性，被命名為劉孫丘度量。

伴隨這些成果，他也獲得諸多榮譽(yù)：

1975－1976年，斯隆研究獎(jiǎng)
1979年，美國加州年度杰出科學(xué)家
1980年，John Simon Guggenheim 獎(jiǎng)
1981年，美國數(shù)學(xué)會(huì)韋布倫獎(jiǎng)
1981年，美國科學(xué)院Carty 獎(jiǎng)
1983年，國際數(shù)學(xué)家大會(huì)菲爾茲獎(jiǎng)
1984年，《科學(xué)文摘》評(píng)選的美國100位40歲以下最具影響力的科學(xué)家
1985年，麥克阿瑟獎(jiǎng)
1991年，德國Humboldt 基金會(huì)研究獎(jiǎng)
1994年，瑞典皇家科學(xué)院克拉福德獎(jiǎng)
1997年，美國國家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?/p>
2003年，中華人民共和國國際科學(xué)技術(shù)合作獎(jiǎng)
2010年，以色列沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)

值得一提的是，他囊括菲爾茲獎(jiǎng)、沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、克拉福德獎(jiǎng)這三個(gè)世界頂級(jí)大獎(jiǎng)，其中沃爾夫數(shù)學(xué)獎(jiǎng)與菲爾茲獎(jiǎng)獲同被譽(yù)為數(shù)學(xué)界的最高榮譽(yù)。

國際數(shù)學(xué)大師、菲爾茲獎(jiǎng)獲得者唐納森稱他是“近四分之一世紀(jì)里最有影響的數(shù)學(xué)家”。國際數(shù)學(xué)大師、阿貝爾獎(jiǎng)獲得者辛格說：“即使在哈佛，丘成桐一個(gè)人就是一個(gè)數(shù)學(xué)系！”

讓中國成為數(shù)學(xué)強(qiáng)國

即使長(zhǎng)在香港，學(xué)成于美國，但丘成桐深受中國傳統(tǒng)文化的影響，并堅(jiān)信幫助中國推動(dòng)數(shù)學(xué)發(fā)展是自己的責(zé)任。1979年，30歲的丘成桐應(yīng)華羅庚的邀請(qǐng)第一次回國訪問，此后，就是不斷的訪問與講學(xué)。

這些年間，他在兩岸促進(jìn)成立多個(gè)科研中心：

香港中文大學(xué)數(shù)學(xué)研究所

1993年，香港中文大學(xué)校長(zhǎng)高錕找到他，希望能幫助母校成立數(shù)學(xué)所，后來經(jīng)過多方洽談，得到郭鶴年、李嘉誠、蒙民偉等多位人士的資金捐助。在科研所成立之后，他們舉辦了多次活動(dòng)，請(qǐng)來多位教授，取得了不少重要的成果。

北京晨興數(shù)學(xué)中心

晨興數(shù)學(xué)中心成立于1996年，當(dāng)時(shí)，他提出要設(shè)立一個(gè)高級(jí)別的數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、建一個(gè)國際數(shù)學(xué)中心，為中國培養(yǎng)一批世界一流的數(shù)學(xué)家，這得到了當(dāng)時(shí)中科院路甬祥院長(zhǎng)的支持以及香港晨興集團(tuán)董事長(zhǎng)陳啟宗的資金捐助，最后商定由晨興集團(tuán)出資設(shè)立晨興數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，同時(shí)和中科院合作創(chuàng)辦晨興數(shù)學(xué)研究中心。晨興數(shù)學(xué)中心算是國內(nèi)第一個(gè)開放式的研究所，培養(yǎng)出了很多知名的數(shù)學(xué)家。

浙江大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)中心

1999年，浙江大學(xué)校長(zhǎng)潘云鶴等訪問哈佛時(shí)找到他，意圖要在浙大辦數(shù)學(xué)中心，希望他能主導(dǎo)。他答應(yīng)之后，在浙大校友湯永謙的資助下，2002年浙大數(shù)學(xué)中心正式成立招生。在浙大，他培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的大學(xué)生和研究生，他的學(xué)生解決了好幾個(gè)國際上有名的數(shù)學(xué)難題，得到了極有影響的數(shù)學(xué)大獎(jiǎng)，同時(shí)他們也在浙大舉辦了很多大型學(xué)術(shù)活動(dòng)。

清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)中心

2009年，清華大學(xué)前校長(zhǎng)顧秉林來哈佛訪問時(shí)，非常誠懇地邀請(qǐng)他去清華大學(xué)進(jìn)行學(xué)術(shù)傳播。清華大學(xué)的聲望、生源質(zhì)量以及足夠的經(jīng)費(fèi)讓他相信可以將研究中心做好，于是成立清華大學(xué)丘成桐數(shù)學(xué)科學(xué)中心。

除了設(shè)立科研中心，致力于學(xué)術(shù)傳播，他還促進(jìn)成立多項(xiàng)大會(huì)和賽事的成立和發(fā)展。

1998年，丘成桐教授和陳啟宗共同發(fā)起組織世界華人數(shù)學(xué)家大會(huì)，會(huì)議每三年一屆，旨在增進(jìn)華人數(shù)學(xué)家的交流與合作。目前，大會(huì)設(shè)立并頒發(fā)多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)——晨興數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、晨興應(yīng)用數(shù)學(xué)獎(jiǎng)、陳省身獎(jiǎng)，其中，晨興數(shù)學(xué)獎(jiǎng)被譽(yù)為“華人菲爾茲獎(jiǎng)”。

2008年，他發(fā)起設(shè)立丘成桐中學(xué)生數(shù)學(xué)獎(jiǎng)，鼓勵(lì)激發(fā)中學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)研究的興趣和創(chuàng)造力，鼓勵(lì)中學(xué)生在數(shù)學(xué)方面的創(chuàng)造性，并希望借此培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)年輕的數(shù)學(xué)天才。如今，這個(gè)賽事發(fā)展成為丘成桐中學(xué)生科學(xué)獎(jiǎng)，涵蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、計(jì)算機(jī)五個(gè)學(xué)科。參賽的團(tuán)隊(duì)需要選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)研究題目，進(jìn)行獨(dú)立研究，經(jīng)過三輪評(píng)審和答辯，由諾貝爾獎(jiǎng)、菲爾茲獎(jiǎng)和圖靈獎(jiǎng)獲得者領(lǐng)銜的國際評(píng)審委員會(huì)有選出最優(yōu)秀的項(xiàng)目。

2010年，他發(fā)起并設(shè)立丘成桐大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽，該競(jìng)賽旨在全面測(cè)試大學(xué)生的數(shù)學(xué)綜合知識(shí)、能力及修養(yǎng)，促進(jìn)國內(nèi)大學(xué)數(shù)學(xué)教育與改革。在他和國內(nèi)外知名數(shù)學(xué)家的大力支持下，該項(xiàng)賽事日益發(fā)展成為一個(gè)具有良好社會(huì)影響力的賽事活動(dòng)。

令人感動(dòng)的是，每年舉辦中學(xué)生、大學(xué)生的競(jìng)賽的費(fèi)用和獎(jiǎng)金都是由丘教授向熱愛教育事業(yè)的企業(yè)家募集的，甚至用自己個(gè)人的錢做學(xué)生的獎(jiǎng)金。

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圖2：第八屆丘成桐大學(xué)生數(shù)學(xué)競(jìng)賽上，丘成桐教授上臺(tái)致辭

丘成桐教授一直引導(dǎo)著世界數(shù)學(xué)發(fā)展的潮流，并致力于中國數(shù)學(xué)的進(jìn)步，他培養(yǎng)出眾多的華人數(shù)學(xué)家，他們?cè)趯W(xué)術(shù)領(lǐng)域大放異彩。

數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)

數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，奠定計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)者，如圖靈、馮諾依曼等都是杰出的數(shù)學(xué)家。丘成桐教授不僅是偉大的數(shù)學(xué)家，還致力于將現(xiàn)代數(shù)學(xué)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和工程科學(xué)領(lǐng)域。他和學(xué)生合作將微分幾何，代數(shù)拓?fù)洌杪胬碚?，偏微分方程與計(jì)算機(jī)科學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)立了跨領(lǐng)域?qū)W科-計(jì)算共形幾何，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺、幾何建模、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算力學(xué)、可視化和醫(yī)學(xué)圖像等領(lǐng)域，解決了任意拓?fù)淝鎱?shù)化、動(dòng)態(tài)曲面追蹤和結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格自動(dòng)生成等著名難題。今年的3月29日，丘成桐教授還在《Nature》上合作發(fā)表論文，首次提出運(yùn)用計(jì)算隨機(jī)游走合并次數(shù)的演算法來預(yù)測(cè)不同群體結(jié)構(gòu)合作的可能性，引起較大的反響。

你想不想更進(jìn)一步，當(dāng)場(chǎng)聽丘成桐教授講述他的學(xué)術(shù)成果和數(shù)學(xué)理念？2017年10月26-28日，2017中國計(jì)算機(jī)大會(huì)（CNCC2017），丘成桐教授將作為特邀講者出場(chǎng)。在未來的一段時(shí)間，雷鋒網(wǎng)將陸續(xù)放出嘉賓介紹，敬請(qǐng)期待。

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