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

本文作者：汪思穎

2017-09-14 17:07

專題：CNCC 2017

導語：為你介紹哈佛大學終身教授、菲爾茲獎獲得者丘成桐教授

雷鋒網(wǎng) AI科技評論按：由中國計算機學會（CCF）主辦，福州市人民政府、福州大學承辦的2017中國計算機大會（CNCC2017）將于10月26-28日在福州舉行。

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

圖1：丘成桐教授

少時成名

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)英是哲學教授，來往的客人常常談希臘哲學，談康德，談中國文學，幼小的丘成桐懵懂地聽著，這些知識都對他起著潛移默化的作用。但他最喜歡的還是數(shù)學。

1966年，17歲的丘成桐考入香港中文大學崇基書院數(shù)學系，大學三年級時，獲 Stephen Salaff 教授推薦前往美國加州大學伯克利分校深造，師從一代宗師陳省身。在柏克利期間，丘成桐如饑似渴地學習，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、概率及動力系統(tǒng)等學科。在伯克利讀書的第二年，陳省身教授就認為他的論文已足夠成為博士論文。當時，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)學會舉行的微分幾何大會上做了三個學術(shù)報告，以卓越的能力和杰出的貢獻，向數(shù)學界顯示了自己在微分幾何領域的領先水平。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用分析方法的基本思想和技巧。此后，他在數(shù)學領域脫穎而出，25歲便成為斯坦福大學副教授。

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

成就與榮譽

除了代表性的卡拉比猜想，他在數(shù)學領域高歌猛進，成就一個又一個：

閔科夫斯基問題

與鄭紹遠合作證明實與復的 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用于幾何與拓撲研究的先河。通過對極小曲面在時空中行為的深刻分析，與理查·舍恩合作證明廣義相對論中的正能量定理，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著名的問題，即一條極值約當曲線的極小圓盤的 Plateau 問題的 Douglas 解，當邊界曲線是一個凸邊界的子集，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。

鏡對稱猜想

丘成桐與連文豪、劉克峰合作證明弦論學家提出的鏡對稱猜想，這些公式給出了用對應的鏡像流形上的 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。

劉孫丘度量

丘成桐與劉克峰、孫曉峰合作證明曲線模空間上各種幾何度量的等價性，被命名為劉孫丘度量。

伴隨這些成果，他也獲得諸多榮譽：

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

值得一提的是，他囊括菲爾茲獎、沃爾夫數(shù)學獎、克拉福德獎這三個世界頂級大獎，其中沃爾夫數(shù)學獎與菲爾茲獎獲同被譽為數(shù)學界的最高榮譽。

國際數(shù)學大師、菲爾茲獎獲得者唐納森稱他是“近四分之一世紀里最有影響的數(shù)學家”。國際數(shù)學大師、阿貝爾獎獲得者辛格說：“即使在哈佛，丘成桐一個人就是一個數(shù)學系！”

讓中國成為數(shù)學強國

即使長在香港，學成于美國，但丘成桐深受中國傳統(tǒng)文化的影響，并堅信幫助中國推動數(shù)學發(fā)展是自己的責任。1979年，30歲的丘成桐應華羅庚的邀請第一次回國訪問，此后，就是不斷的訪問與講學。

這些年間，他在兩岸促進成立多個科研中心：

香港中文大學數(shù)學研究所

1993年，香港中文大學校長高錕找到他，希望能幫助母校成立數(shù)學所，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，請來多位教授，取得了不少重要的成果。

北京晨興數(shù)學中心

晨興數(shù)學中心成立于1996年，當時，他提出要設立一個高級別的數(shù)學獎、建一個國際數(shù)學中心，為中國培養(yǎng)一批世界一流的數(shù)學家，這得到了當時中科院路甬祥院長的支持以及香港晨興集團董事長陳啟宗的資金捐助，最后商定由晨興集團出資設立晨興數(shù)學獎，同時和中科院合作創(chuàng)辦晨興數(shù)學研究中心。晨興數(shù)學中心算是國內(nèi)第一個開放式的研究所，培養(yǎng)出了很多知名的數(shù)學家。

浙江大學數(shù)學科學中心

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

清華大學數(shù)學科學中心

2009年，清華大學前校長顧秉林來哈佛訪問時，非常誠懇地邀請他去清華大學進行學術(shù)傳播。清華大學的聲望、生源質(zhì)量以及足夠的經(jīng)費讓他相信可以將研究中心做好，于是成立清華大學丘成桐數(shù)學科學中心。

除了設立科研中心，致力于學術(shù)傳播，他還促進成立多項大會和賽事的成立和發(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)學家大會，會議每三年一屆，旨在增進華人數(shù)學家的交流與合作。目前，大會設立并頒發(fā)多個獎項——晨興數(shù)學獎、晨興應用數(shù)學獎、陳省身獎，其中，晨興數(shù)學獎被譽為“華人菲爾茲獎”。

2008年，他發(fā)起設立丘成桐中學生數(shù)學獎，鼓勵激發(fā)中學生對于數(shù)學研究的興趣和創(chuàng)造力，鼓勵中學生在數(shù)學方面的創(chuàng)造性，并希望借此培養(yǎng)和發(fā)現(xiàn)年輕的數(shù)學天才。如今，這個賽事發(fā)展成為丘成桐中學生科學獎，涵蓋數(shù)學、物理、化學、生物、計算機五個學科。參賽的團隊需要選擇適當?shù)臄?shù)學研究題目，進行獨立研究，經(jīng)過三輪評審和答辯，由諾貝爾獎、菲爾茲獎和圖靈獎獲得者領銜的國際評審委員會有選出最優(yōu)秀的項目。

2010年，他發(fā)起并設立丘成桐大學生數(shù)學競賽，該競賽旨在全面測試大學生的數(shù)學綜合知識、能力及修養(yǎng)，促進國內(nèi)大學數(shù)學教育與改革。在他和國內(nèi)外知名數(shù)學家的大力支持下，該項賽事日益發(fā)展成為一個具有良好社會影響力的賽事活動。

令人感動的是，每年舉辦中學生、大學生的競賽的費用和獎金都是由丘教授向熱愛教育事業(yè)的企業(yè)家募集的，甚至用自己個人的錢做學生的獎金。

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圖2：第八屆丘成桐大學生數(shù)學競賽上，丘成桐教授上臺致辭

丘成桐教授一直引導著世界數(shù)學發(fā)展的潮流，并致力于中國數(shù)學的進步，他培養(yǎng)出眾多的華人數(shù)學家，他們在學術(shù)領域大放異彩。

數(shù)學與計算機

數(shù)學是計算機的基礎，奠定計算機科學基礎的學者，如圖靈、馮諾依曼等都是杰出的數(shù)學家。丘成桐教授不僅是偉大的數(shù)學家，還致力于將現(xiàn)代數(shù)學應用于計算機和工程科學領域。他和學生合作將微分幾何，代數(shù)拓撲，黎曼面理論，偏微分方程與計算機科學相結(jié)合，創(chuàng)立了跨領域?qū)W科-計算共形幾何，并應用計算機圖形學、計算機視覺、幾何建模、無線傳感器網(wǎng)絡、計算力學、可視化和醫(yī)學圖像等領域，解決了任意拓撲曲面參數(shù)化、動態(tài)曲面追蹤和結(jié)構(gòu)化六面體網(wǎng)格自動生成等著名難題。今年的3月29日，丘成桐教授還在《Nature》上合作發(fā)表論文，首次提出運用計算隨機游走合并次數(shù)的演算法來預測不同群體結(jié)構(gòu)合作的可能性，引起較大的反響。

你想不想更進一步，當場聽丘成桐教授講述他的學術(shù)成果和數(shù)學理念？2017年10月26-28日，2017中國計算機大會（CNCC2017），丘成桐教授將作為特邀講者出場。在未來的一段時間，雷鋒網(wǎng)將陸續(xù)放出嘉賓介紹，敬請期待。

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