你见过凌晨四点的香港贫民窟吗?
铁皮屋漏风,没水没电。一个少年蜷在角落,脑子里反复滚动着父亲生前那些关于哲学与文学的对话。他听不懂,但他全记住了。多年以后,这个曾在街头带队打架的“混混”,成了第一位斩获菲尔兹奖的华人数学家,让爱因斯坦的广义相对论找到了几何学的出口,更让中国数学在世界面前第一次真正挺直了腰杆。
他叫丘成桐(Shing-Tung Yau),一个用方程式写诗、用几何破解宇宙密码的人。
少年丘成桐
父亲死后,他才知道什么叫“活着”
1949年4月,丘成桐出生在广东汕头。那一年,整个中国都在变天。
父亲丘镇英是个读书人,早年留学日本学经济,战乱时回国给联合国分发救济粮。1949年后,他带着全家逃到香港。“一开始差点饿死,”很多年后丘成桐回忆,“但家里永远坐满学生,跟我爸聊哲学、聊文学。”
十岁出头的丘成桐听不懂那些高深的话,父亲就让他背——长篇古文,唐宋诗词,先记住,以后再慢慢消化。他照做了。多年后他承认,正是那段“死记硬背”的时光,让他习惯了抽象思维。日后那些艰深的数学证明,在他眼里竟有了诗的结构。
可生活不讲诗。
一家人住在新界农村,没电,没自来水,母亲熬夜织毛衣换米,丘成桐逃学打架,当街童头子。父亲那时压力很大——有人逼他去大陆做眼线,他拒绝,辞掉大学教职,日子更紧巴了。
1963年,姐姐病死。1964年,哥哥脑部重伤。1965年,父亲突然离世。
少年丘成桐
十四岁的丘成桐,站在那个连灯都点不起的家里,看着母亲佝偻的背影,忽然意识到一件事:这辈子,没人能替他活了。
多年后他写了一首诗悼念父亲:
跌宕一生堪钦仰,
中西学问遗篇章。
未能尽孝留遗憾,
青春已逝鬓如霜。
字里行间,全是一个少年来不及说的懊悔。
一个美国讲师,改写了中国数学史
父亲去世后,丘成桐开始当家教,扛起养家责任。但他没扔下书。
培正中学毕业,他考入香港中文大学崇基学院。两年后,一位叫斯蒂芬·萨拉夫(Stephen Salaff)的年轻讲师改变了他的人生。
萨拉夫是美国人,哥伦比亚毕业,伯克利博士,因为妻子研究需要来香港,顺道教数学。他很快注意到那个沉默寡言、眼神却像刀的学生。“这孩子不对劲,应该去伯克利。”
可丘成桐连本科都没读完。萨拉夫直接写信给伯克利的老友唐纳德·萨拉森,又托人找到正在那里的数学泰斗陈省身(Shiing-Shen Chern)。1969年,伯克利破例录取丘成桐,还给了他一份IBM奖学金——每月300美元。
问题是,去美国的机票钱还没着落。
丘成桐硬着头皮找朋友借钱,凑够了单程票。那年9月,他揣着几十美元飞到旧金山,和三个陌生人合租一间公寓,每月把一半奖学金寄回香港。剩下一半,吃饭、买书、活下去。
“第一学期我拼命上课,”他后来回忆,“因为我什么都不会,什么都想学。”
丘成桐
他在图书馆泡了整个圣诞假期,把能找到的论文全啃了一遍。有一天,他读到约翰·米尔诺(John Milnor)一篇关于曲率如何影响流形基本群的文章——写得极其清晰。顺着参考文献,他又找到更多旧论文。读着读着,他忽然冒出一个念头:这些结果,能不能推广?
那一年,他才入学三个月。
遇见陈省身,撞上卡拉比
1970年,陈省身从外地回到伯克利。丘成桐鼓足勇气找他当导师,陈省身没多话,点头。
陈省身
那会儿伯克利数学系挤在破旧的坎贝尔楼里。人挤人,反而热闹——讨论会场场爆满,学生和教授在走廊上就能吵起来。就在那间拥挤的复印室里,丘成桐认识了后来的合作者阿瑟·费舍尔(Arthur Fischer)。两人聊起各自的兴趣:一个在整理广义相对论的哈密顿结构,一个在研究曲率与拓扑的关系。聊着聊着,眼睛都亮了。
真正让丘成桐着迷的,是尤金尼奥·卡拉比(Eugenio Calabi)在1954年提出的一个猜想:在紧致凯勒流形上,能不能找到一个度量,让它的里奇曲率刚好等于你事先指定的某个东西?
尤金尼奥·卡拉比
这个问题卡了二十年。丘成桐一盯上,就放不下了。
1971年,他拿到博士学位,论文题目是《非正曲率紧致流形的基本群》。那一年他22岁,已经发表三篇论文。之后他去普林斯顿高等研究院待了一年,又去纽约州立大学石溪分校当助理教授。1974年转斯坦福,一年后升正教授。
丘成桐
斯坦福的同事约翰·科茨(John Coates)还记得那时的丘成桐:
“我半夜偶尔回办公室,总看见他在那儿——要么在算东西,要么跟一群学生聊。他什么课都听,连我讲的岩泽理论那种技术性特别强的课,他都坐得住。”
一个人,和卡拉比猜想死磕
1976年,丘成桐做了件大事。
他证明了卡拉比猜想。
这个过程,他花了将近五年。最难的部分,是解一个高度非线性的复蒙日-安培方程——当时几乎没人相信它有解。卡拉比自己后来都动摇了,一度想证伪它。可丘成桐偏不信邪。
他用的是“老派”方法:先验估计。一步一步逼近,把方程的解“挤”出来。每一步都像走钢丝,稍有不慎,全盘皆输。他后来坦言:“有好几年,我每天都在想它。有时候觉得快摸到了,一伸手,又没了。”
最后那个解出来的时候,他并没有欢呼雀跃。只是放下笔,盯着满纸的符号,长长出了口气。
这个结果后来被称为丘成桐定理。它不仅是几何学的胜利,更打通了几何与物理之间的一条秘道——那些解出来的度量,后来成了弦论里“卡拉比-丘流形”的基础。简单说,宇宙可能蜷缩在某个你根本看不见的六维空间里,而那个空间的形状,就由这组方程决定。
丘成桐
因政局动荡,华沙国际数学家大会推迟了一年,到1983年才得以召开,但菲尔兹奖还是颁给了他。评语写得克制,但分量十足:
“他对偏微分方程、卡拉比猜想、广义相对论正质量猜想、以及实与复蒙日-安培方程,做出了决定性贡献。”
那年他33岁。
颁奖前一年,他已经拿了美国数学会的奥斯瓦尔德·维布伦奖。颁奖词里有一段话挺有意思:“他是一位分析学家的几何学家——或者说是几何学家的分析学家,拥有惊人的技术能力和深刻洞见。”
翻译成人话就是:这个人两边通吃,还能两头创新。
从黑洞到极小曲面,他不挑食
丘成桐这辈子没只守着一个问题过日子。
他跟W·H·米克斯(W. H. Meeks)合作,解决了普拉托问题里一个遗留几十年的老难题——道格拉斯那个经典解,到底是“浸入”还是“嵌入”?1980年,他们给了答案。
他又跟学生一起搞广义相对论里的正质量猜想——简单说,就是证明一个有质量的物理系统,总质量不会是负数。听起来像废话,但在弯曲的时空里,这事不显然。他们用极小曲面当工具,一层层剥开时空结构,最后给出了一个漂亮证明。这个结果后来被用来研究黑洞的形成机制。
还有那些年他顺手解决的零碎问题,随便拎一个出来,都够别人吃一辈子。
1997年,他拿到美国国家科学奖章。领奖时有人问他,当年做卡拉比猜想最难的是什么?他想了想,说:“最难的不是技术,是你不知道它到底是对是错。每天都在赌。”
丘成桐
夏天他就往回飞
1987年,丘成桐去了哈佛,后来成为威廉·卡斯帕·格劳斯坦数学教授。
他在哈佛待了三十多年。带的学生里,出了无数菲尔兹奖、沃尔夫奖得主——包括后来解决“庞加莱猜想”的佩雷尔曼,虽然两人后来的关系挺复杂。
2022年春天,他从哈佛退休,头衔换成“荣誉教授”,然后回到北京,在清华大学全职任教。
有人说他是回国养老。他没回应,只是继续上课,继续带学生,继续在每个学期末的讨论会上,把年轻人的论文从头撕到尾——然后再一点点教他们怎么补。
说起来,他这辈子最费心力的地方,其实不是那些方程。是建学校、拉人、筹钱、撑场面。
每年夏天,哈佛一放假,他就拎着箱子往回飞。香港、北京、杭州,到处跑。他跟杨振宁(Chen-Ning Yang)是几十年的老交情——杨振宁也是那批最早帮他撑腰的人。有一回两人聊天,杨振宁问他,你这么来回跑,累不累?他说,累啊,但不跑不行。
2015年,清华的丘成桐数学科学中心揭牌。他在台上讲话,底下坐着一屋子人。他没打官腔,说了几句实在话:
“这些年我在中国建了好几个数学中心,想法很简单,就想看着中国把数学这门基础学科做起来。我很感激,国内大多数数学家跟我一个想法。杨振宁教授是老朋友了,几十年一直给我们撑腰。还有全世界各地很多人,都在帮中国的数学往前拱。从中科院开始,我在国内陆续建了研究中心和研究组,在国外也带了几十个中国学生。有些今天就在现场。我一直鼓动他们回来——咱们一起,把中国的数学往上抬抬。”
丘成桐
这话听着平,但真做过的人知道有多难。
他那些学生,后来散在世界各地。有人留下,有人回来,有人跟他走得很近,有人渐行渐远。圈里人都知道,他带出了将近50个博士——这数字放在纯数学领域,有点吓人。更吓人的是,那些学生里,后来出了不少大牌,菲尔兹奖、沃尔夫奖,都能从他这根藤上摸到瓜。
但师门大了,是非也多。
那桩公案,到现在还有人提
2003年,一个俄国人干了一件大事。
格里戈里·佩雷尔曼(Grigory Perelman),性格孤僻,住在圣彼得堡的破公寓里,啃着面包,把庞加莱猜想的证明思路扔到了网上——扔完就完了,没投期刊,没开新闻发布会,甚至懒得解释细节。
庞加莱猜想是什么?简单说,就是问:一个没有洞的封闭三维空间,能不能连续变形成球面?这问题从1904年挂在那儿,一百年没人能彻底搞定。佩雷尔曼的办法,是用里奇流——一种让空间形状随时间“流”变的技术——把整个问题拆开揉碎。
佩雷尔曼
但佩雷尔曼的写法太简略了。很多数学家看不懂。
这时候,丘成桐的团队动了。他跟几个学生、合作者扑上去,花了一年多,把佩雷尔曼的论证一点点补全、解释、展开。最后出了一套完整的证明。圈里人终于能读懂了。
问题是,功劳算谁的?
有些人觉得,丘成桐的团队在“抢功”。2006年《纽约客》那篇《流形的命运》,话讲得很重,几乎是在指控他故意淡化佩雷尔曼的贡献,想让自己人分一杯羹。
丘成桐没怎么公开吵。但他的朋友坐不住了。
理查德·汉密尔顿
哥伦比亚大学的理查德·汉密尔顿(Richard Hamilton),也是里奇流这个领域的奠基人之一,写了一封公开信。信的措辞挺重:
“《纽约客》那篇文章对丘成桐的描写太不公平,我很不舒服。下面这些话,是想把事实摆正。如果对丘成桐有帮助,你们可以拿给《纽约客》,也可以公开。”
汉密尔顿在信里说了几件事:
第一,丘成桐从来没抢过credit。这么多年,他们俩在里奇流问题上熬了无数个晚上,丘成桐经常把想法扔给他——比如最早注意到“颈部收缩”那个现象——但从不说“这该算我的”。汉密尔顿有一次把憋了好多年的问题证出来,想把他名字加上,他摆摆手,没要。
第二,佩雷尔曼自己,对谁最客气?就是丘成桐。佩雷尔曼多次公开说,汉密尔顿和丘成桐的工作是他的基础。说丘成桐想抢功,逻辑上就拧着。
第三,里奇流这套东西,最早是谁撑起来的?是丘成桐。他出钱、出力、拉人,把这个领域从一个小众方向做成后来的显学。佩雷尔曼能拿菲尔兹奖,根子就在这儿。
汉密尔顿最后写了一段话:
“丘成桐建起来的,是一个人才的集合,不是一个权力的帝国。大家是被他的精力、他的点子、他对一流数学毫无保留的支持吸引过来的。他把这些人拢在一起,去啃最难啃的骨头。”
这话后来被不少人引用。但争议并没消失。佩雷尔曼本人倒是一句话没说——他拒绝了菲尔兹奖,从数学界消失了,住在母亲那间破公寓里,再也没露过面。
这事到最后,谁赢了?没人赢。只是留下一地鸡毛,和一个永远解不开的谜:那个俄国人,到底在想什么?
门徒、江湖和那些散了的人
丘成桐带人的方式,圈里人都知道:狠。论文拿过来,从头撕到尾,批得你怀疑人生。但撕完,他再一点点教你怎么补。有人在回忆里写,有一回熬了三个月的证明,拿给他看,他扫了一眼,说“这儿,那儿,全错”。当场崩溃。但第二天他又来找你,带着几页笔记,说“试试这个方向”。
这种带法,有人撑不住,有人撑住了就成了大牛。
丘成桐
他亲自带出来的,像刘克峰、李骏、林芳华这些人,后来都在各自领域成了角儿。但也有人跟他走散了。
学术圈这种事不稀奇。师徒反目、同门相争,哪个大腕门下没几本烂账?只不过丘成桐的江湖太大,动静也跟着大。有人骂他霸道,有人替他喊冤。真相到底在哪儿,外人说不清。能确定的是,几十年来,他那根藤上结的果子,比谁都多。
有一回,有人问他,你带了这么多学生,最满意的是谁?他想了想,没直接回答,说:“我希望他们都比我强。”这话听着像套话,但熟悉他的人知道,他真是这么想的。他对学生那些狠,说到底是因为他见过真正的好数学是什么样子,他不允许自己带出来的人凑合。
那些看不见的事
还有一件事,圈外人很少知道。
他这些年,自己掏钱设过奖学金,给数学系学生。给教育机构捐过几万本书——不是象征性地捐几本,是几万本。帮着筹了上千万美元,推数学教育、数学研究。还拉钱去搭桥,让不同国家、不同领域的科学家能凑到一块儿聊聊。
黄本新和潘日新,加州大学河滨分校的两位数学教授,2007年在《美国数学会通讯》里写过一段话,说的就是这些事:
“丘成桐在数学上的成就,圈里人都知道。他带出将近50个博士生,合作者遍布全球,这些也是大家眼里的常态。可能没那么多人知道的是——他自己掏钱给数学系学生设奖学金,往教育机构捐了几万本书,帮着筹了上千万美元推数学教育和研究,还拉钱去搭桥,让不同国家、不同领域的科学家能凑到一块儿聊聊。”
这些事,他从没拿出来讲过。你要是只看新闻,只知道他拿奖、吵架、站C位。那些书、那些钱、那些熬到半夜跟学生磨论文的日子,没人看见。
有一回,一个学生问他,老师,你捐那么多钱,图什么?他看了那学生一眼,说:“我当年来美国,机票钱都是借的。有人拉过我一把,现在轮到我拉别人。”
这话没往大了说,但意思在那儿了。
丘成桐
数学和诗,是一个东西
丘成桐喜欢写诗。
这习惯是从小养成的——父亲让他背的那些古文,后来都长在他身上了。他给父亲写过悼诗,也给数学写过。在他眼里,那些公式和证明,和唐诗宋词没什么两样,都是人用最精简的语言,捕捉世界的真相。
他妻子郭玉云是物理学家,两人1976年结婚,两个儿子后来也都走了学术路。他在自传里写过一段话:
“我很幸运,娶了一个和我一样的人——我们都觉得,这世上比钱和奢侈品更有意思的东西,多得是。”
2002年,他在北京写过一首《时空》。那首诗最后几句是:
测时,测空
无人能尽。
管窥蠡测
所学无尽。
一个一辈子跟方程打交道的人,最后写下的,是“无人能尽”。
这倒不是谦虚。是他真这么想。他在哈佛的办公室里,挂着一幅字,写的是“学然后知不足”。有人问这是什么意思,他说,你学得越多,越知道自己不知道的东西有多少。
这话从他嘴里说出来,分量不太一样。