數學對中國有多重要?
中國要在科技上成為強國,必須掌握科技根源,也就是我們所說的基礎科學。基礎科學多姿多彩,但是基礎科學中的基礎,是數學科學和理論物理。而數學既是物理學的基礎,也是一切工程理論的基礎。
因此,任何一個強大的現代化國家,數學的成就必須名列前茅。
老牌發(fā)達國家怎么搞數學
縱觀歷史,老牌發(fā)達國家都有著雄厚的數學科學實力。
英國數學大盛于牛頓時期,此后低沉約80年后,在19世紀復興。法國數學興盛始于費馬、笛卡爾等人,歷久不衰。德國數學發(fā)展則始于萊布尼茨時期,大師屢現。
美國為了發(fā)展數學,從1880年就開始派留學生到歐洲。到了20世紀,又利用兩次世界大戰(zhàn)的機會,吸收了大量的歐洲數學家,到了1960年前后,美國數學水平已經領先世界。
俄羅斯數學的快速發(fā)展始于18世紀,瑞士“數學之王”歐拉來到圣彼得堡工作,真正生根則在19世紀中葉。到了20世紀中葉,俄羅斯在數學方面已可以與美國抗衡。蘇聯解體后,大量俄羅斯學者移居美國和歐洲。目前俄羅斯數學研究雖大不如前,但還有相當實力。
日本則是在明治維新時期,派了不少學者到了英國、法國和德國留學,其中最重要的學者叫高木貞治。他在19世紀末到德國哥廷根大學跟隨一代數學大師希爾伯特學習,回國后改革了日本的教學方法,并于1915年在數論方向作出了極為重要的突破性工作。到上世紀40年代末,日本已經出現近10個影響世界的數學科學家。
從中可以發(fā)現,每個國家數學研究的興起背后,都有一位引領性的、能夠影響學壇百年之久的大學者。
中國也有可以比肩世界水平的學者,比如堪稱20世紀最偉大數學家之一的陳省身教授。
1946年,陳省身回國,在中國培養(yǎng)出一批杰出的數學家。后來,他再次赴美,又在那里帶出一批優(yōu)秀的華裔數學家。上世紀80年代中葉,陳先生回國,始終致力于中國頂尖數學人才的培養(yǎng)工作。
走出一條自己的路
未來3年將是中國數學崛起的關鍵時刻。
經過20多年的努力,目前中國核心數學——包括數論、代數幾何、微分幾何和表示論——的研究水平開始追上時代。只要上下一心,中國數學相關方向就有希望在5-10年趕上歐洲各國,但這不會是一件容易的事情。
與此同時,組合數學、概率論和統計學還是中國的短板,亟待充實。應用數學的發(fā)展也需要建立在基礎數學發(fā)展的前提下,加強與工程的結合。
更重要的是,一個國家數學的真正興起,不在于蕭規(guī)曹隨,跟著其他國家的學者做一些修補工作,而在于自己走出一個重要的科研方向,其他國家的學者就會有濃厚的興趣來跟隨學習。
我們已經開始嘗試帶領中國數學在國際上走出一條自己的路。
從2022年9月起,在北京市的支持下,我和清華大學數學科學中心、北京雁棲湖應用數學研究院的同事們開始籌備舉辦“國際基礎科學大會”,邀請了全世界在數學、理論物理和工程上有重要貢獻的學者,討論最前沿的學問。
大會設立了一個極為重要的國際獎項——最佳論文獎。
我們把數學、理論物理和工程的主要研究方向分解為大約40個分支方向,每個方向中找到5位最活躍的國際頂尖專家,一共160多位評委,一起評選出過去5年發(fā)表的最佳論文。
這160多位評委中,有5位菲爾茨獎(數學領域的國際最高獎項之一)得主、兩位諾貝爾獎得主、兩位圖靈獎(計算機與人工智能界的國際最高獎項之一)得主,還有20多位獲得過其他國際大獎的專家和60多位來自世界各地的科學院院士,評選出的論文應能夠準確代表數學和其他基礎學科真正的發(fā)展方向。
我希望,中國的年輕學者要立志成為世界一流的學者,探索突破性的工作,成為影響未來幾十年發(fā)展的大家。
培養(yǎng)中國的頂尖數學家
世界上沒有一個國家的學問是靠他國培養(yǎng)的。中國實現科技自強的根本解決辦法,是在中國本土培養(yǎng)出一批世界一流的學者。
2021年,“丘成桐數學科學領軍人才培養(yǎng)計劃”設立,并成立清華大學求真書院,每年招收100名有志于數學科研的杰出學生,聘請世界一流的學者教學,為中國培養(yǎng)一批能夠引領世界數學發(fā)展的領軍人才。
從歷史上看,幾乎所有數學大師都是在十三四歲時開始發(fā)力的。成功培養(yǎng)了一大批頂尖科學家的蘇聯數學大師蓋爾范德認為,未來頂級數學家的專業(yè)培養(yǎng),應當從13-16歲期間開始。
美國數學界的很多優(yōu)秀學者,也都來自美國50多所中學——這些中學的學生都是十三四歲入學,受到極為嚴格的數學訓練,最后兩年使用大學本科的教材,由有大學教授水平的教師教導。
求真書院目前運作不到兩年,已經培養(yǎng)出了一批世界水平的一流學生。
我還發(fā)起了“丘成桐中學科學獎”和“丘成桐大學生數學競賽”,激發(fā)廣大中學生對于數學的好奇心,鼓勵大學生自主學習課堂內未涉及、教材上未覆蓋的基礎數學內容,培養(yǎng)起真正做學問的能力。
培養(yǎng)中國的頂尖數學家是陳省身先生的夢想,也是我們需要繼承的理想。
(丘成桐為著名數學家,菲爾茨獎得主,清華大學講席教授。本文根據他在復旦大學第二期“浦江科學大師論壇”的演講整理。)
編輯:李華山