星期三的下午，數(shù)學(xué)系理科樓一個(gè)報(bào)告廳內(nèi)，一名博士生將推演算式寫滿整面黑板，接著擦除、再寫滿，書寫的同時(shí)講述著他的推演過程。臺(tái)下的同學(xué)們認(rèn)真聆聽著，人群中坐著一位背影高大的長(zhǎng)者，他是這個(gè)學(xué)術(shù)討論班的組織人——清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系教授、2022年“北京市優(yōu)秀教師”獲得者丘成棟。
丘成棟教授近照
回國(guó)執(zhí)教是最好的決定
丘成棟從小在父親丘鎮(zhèn)英的督促下熟背古文，讀中學(xué)時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣，經(jīng)常和大自己三歲的哥哥丘成桐討論數(shù)學(xué)問題。此后，勤奮刻苦的兄弟倆先后踏上了數(shù)學(xué)科學(xué)求索之旅。
在美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校、普林斯頓高等研究院、哈佛大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校求學(xué)及工作期間，丘成棟完成了復(fù)幾何中Kohn-Rossi猜想的證明、代數(shù)幾何領(lǐng)域Mather-Yau定理的證明、與兄長(zhǎng)合作解決了非線性濾波理論的中心問題等一系列重要問題，對(duì)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
身處異國(guó)他鄉(xiāng)的歲月中，丘成棟吟誦著父親留下的愛國(guó)詩詞，思考自己如何能為國(guó)家做點(diǎn)事情。2011年，丘成棟辭去美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校杰出教授一職，全職加入清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系，帶著一身成就回國(guó)執(zhí)教，他說這是“人生中最好的決定之一”。
本科生畢業(yè)小組答辯現(xiàn)場(chǎng)師生合影
加入清華十余年來，丘成棟全身心投入教學(xué)科研一線工作，堅(jiān)持為本科生和研究生親授課程，迄今為止已經(jīng)指導(dǎo)了60余名學(xué)生。他先后主持了10余項(xiàng)科研項(xiàng)目，利用奇點(diǎn)理論證明了CR流形之間的CR同態(tài)的剛性，證明了可嵌入的CR流形的非常值自同態(tài)必為自同構(gòu)，利用Kohn-Rossi上同調(diào)給出CR同態(tài)存在性的一個(gè)判別準(zhǔn)則；在定義方程的度數(shù)足夠大的情況下證明了Halperin猜想和Wahl猜想；深入研究了非最大秩情形的有限維估計(jì)代數(shù)問題，解決了有限維估計(jì)代數(shù)的分類、新型有限維濾波器的構(gòu)造等重要公開問題；將與丘成桐合作的Yau-Yau算法推廣到了一般的時(shí)變?yōu)V波系統(tǒng)，并結(jié)合本征正交分解等方法實(shí)現(xiàn)了中低維度非線性濾波問題的實(shí)時(shí)求解；改進(jìn)了卡勒曼線性化技巧，得到了穩(wěn)定有效的次最優(yōu)濾波算法；設(shè)計(jì)出基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高維濾波算法，有效解決了高維濾波問題；提出了基于全基因組的快速序列表示法，對(duì)海洋微生物基因組進(jìn)行了分類預(yù)測(cè)與進(jìn)化分析等。
丘成棟以豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和深厚的學(xué)術(shù)造詣悉心培養(yǎng)了一批批優(yōu)秀青年學(xué)子。在他看來，清華數(shù)學(xué)科學(xué)系日新月異，數(shù)學(xué)科學(xué)中心不斷培養(yǎng)和引進(jìn)一流人才，清華數(shù)學(xué)學(xué)科的國(guó)際影響力顯著提高。
學(xué)術(shù)沒有假期
“坐飛機(jī)時(shí)我通常會(huì)思考問題。”丘成棟對(duì)待學(xué)術(shù)和研究猶如日常呼吸般自然而然，他坦言，“學(xué)術(shù)是沒有假期的。”
在每學(xué)年64課時(shí)的常規(guī)授課之外，為培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)思維，丘成棟帶領(lǐng)課題組的師生每周固定舉辦3個(gè)方向?qū)W術(shù)討論班：基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、控制論與非線性濾波、生物信息學(xué)。他認(rèn)為學(xué)術(shù)思考應(yīng)具有持續(xù)的活力，因此他的討論班無論寒暑從不間斷。如果正趕上在外地出差，他也會(huì)線上參與，認(rèn)真給出評(píng)價(jià)和建議。
丘成棟在學(xué)術(shù)討論班上指導(dǎo)學(xué)生的研究
培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力是丘成棟組織討論班的初衷。他讓每位學(xué)生自己找感興趣的理論進(jìn)行獨(dú)立思考和研究，遇到實(shí)在想不明白的問題再予以指導(dǎo)，最終在討論班上由學(xué)生帶來理論推導(dǎo)的講述。每次討論班由一名學(xué)生主導(dǎo)，在一個(gè)小時(shí)左右的講述過程中，學(xué)生必須思路清晰、講述清楚，而后需要面對(duì)在座師生的探討與評(píng)價(jià)。學(xué)會(huì)清晰地表達(dá)問題，是丘成棟在普林斯頓高等研究院、哈佛大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校等地工作時(shí)學(xué)到的重要經(jīng)驗(yàn)。通過這種方式，學(xué)生的思維與表達(dá)能力得以快速提升，這是他培養(yǎng)學(xué)生的渠道，也是師生共同成長(zhǎng)、相互成就的重要場(chǎng)域。
積極互動(dòng)，是讓學(xué)生快速融入課題組的關(guān)鍵。丘成棟認(rèn)為師生之間應(yīng)該坦誠相待，才能相互促進(jìn)。老師在教育學(xué)生的過程中不斷完善自身，學(xué)生也在老師的指導(dǎo)下不斷成長(zhǎng)，最終成為能立足于新時(shí)代的優(yōu)秀人才。
為國(guó)育才是丘成棟曾經(jīng)的夢(mèng)想、如今的堅(jiān)守。他指出，今天的中國(guó)仍然需要更多高水平的教師去培育大量數(shù)學(xué)人才，所以常常鼓勵(lì)學(xué)生走科研道路，圍繞國(guó)家重大戰(zhàn)略需求、瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿問題開展研究。
勇于進(jìn)入 敢于質(zhì)疑
身為知名數(shù)學(xué)家，丘成棟跨專業(yè)進(jìn)入生物信息學(xué)領(lǐng)域施展拳腳，最初是受到身為生物學(xué)家的夫人的影響。看著夫人每天去做生物實(shí)驗(yàn)，丘成棟開始思考數(shù)學(xué)能在生物學(xué)研究中發(fā)揮什么樣的作用，逐漸開啟了對(duì)生物信息學(xué)的問題研究。他認(rèn)為，一旦選定研究問題和方向，就不會(huì)有多少阻礙，擁有肯去做的勇氣最為重要。
丘成棟為學(xué)生授課
對(duì)于剛剛接觸專業(yè)學(xué)習(xí)的本科生來說，挑戰(zhàn)一些專業(yè)性較強(qiáng)的內(nèi)容會(huì)有困難，丘成棟鼓勵(lì)學(xué)生去了解各個(gè)領(lǐng)域的目標(biāo)和問題，去聽高水平的講座，看不懂、不理解沒有關(guān)系，這些都會(huì)對(duì)一個(gè)研究者一生的學(xué)術(shù)研究產(chǎn)生積累效應(yīng)，了解得多了便知道自己要走的方向。除了生物信息學(xué)，丘成棟當(dāng)前研究的方向還包括奇點(diǎn)理論與復(fù)幾何、CR幾何、控制與非線性濾波理論等。
勇于進(jìn)入、敢于質(zhì)疑，丘成棟致力于啟發(fā)并引領(lǐng)學(xué)生探索學(xué)科交叉領(lǐng)域，為國(guó)家、為人類去思考大問題，不畏艱辛。他還鼓勵(lì)學(xué)生要有挑戰(zhàn)權(quán)威的勇氣，對(duì)已有的觀點(diǎn)重新進(jìn)行獨(dú)立推斷，鉆研新的、更優(yōu)的解法。
三寸粉筆，三尺講臺(tái)系國(guó)運(yùn)；一顆丹心，一生秉燭鑄民魂。丘成棟正以家國(guó)情懷和學(xué)術(shù)熱愛為動(dòng)力，在教學(xué)科研中不斷為國(guó)家發(fā)展和重大戰(zhàn)略勤力貢獻(xiàn)。
人物簡(jiǎn)介：
丘成棟，清華大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)系教授、博士生導(dǎo)師，校學(xué)位委員會(huì)數(shù)學(xué)分委會(huì)主席。1976年獲美國(guó)紐約州立大學(xué)石溪分校博士學(xué)位。在Mather-Yau定理證明、Yau代數(shù)研究、復(fù)普拉托問題研究、CR同態(tài)的剛性、超共形場(chǎng)論（SCFT）研究、Halperin猜想研究、最大秩有限維估計(jì)代數(shù)分類問題解決、Mitter猜想證明、Yau-Yau濾波算法、次最優(yōu)濾波算法、基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高維濾波算法、自然向量法、凸包原理、新冠病毒的溯源研究等方面作出突出貢獻(xiàn)；已發(fā)表論文400余篇。
丘成棟當(dāng)前研究領(lǐng)域?yàn)槠纥c(diǎn)理論與復(fù)幾何、CR幾何、控制與非線性濾波理論、生物信息學(xué)等。曾獲斯隆研究獎(jiǎng)（Alfred P. Sloan Research Fellow）、古根海姆獎(jiǎng)（John Simon Guggenheim Fellowship）、電氣與電子工程師學(xué)會(huì)會(huì)員（IEEE Fellow）、美國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員、伊利諾伊大學(xué)“杰出教授”、國(guó)際華人數(shù)學(xué)家大會(huì)陳省身獎(jiǎng)、北京市優(yōu)秀教師等榮譽(yù)。
