“數(shù)學(xué)賦予的,是一本讓我在世界各處隨意走動的護(hù)照,同時也是探索這世界強(qiáng)而有力的工具。數(shù)學(xué)擁有神奇的力量,對那些懂得駕馭它的人來說,數(shù)學(xué)能打破距離、語言、文化的隔膜,把他們立時拉在一起,交流共通的知識。數(shù)學(xué)還有另一個神奇之處,那就是不需要什么成本,也能在數(shù)學(xué)的天地大展拳腳。就許多問題來說,所需的只是一張紙和一支筆,再加上專心致志的能耐。有時甚至連紙筆也不用,最重要的工作就在腦海中完成?!?/p>
《我的幾何人生》是丘成桐的個人自傳。書中記錄了他在過去70多年的成長與研學(xué)故事——1949年4月出生于廣東汕頭一個學(xué)者之家,不久后隨父母移居香港,童年的困頓清苦,父親丘鎮(zhèn)英的言傳身教,對數(shù)學(xué)的興趣啟蒙,異國求學(xué)的艱苦卓絕……通過他的講述,我們仿佛經(jīng)歷了一位數(shù)學(xué)大家的生命旅程,進(jìn)而更深刻地理解了“數(shù)學(xué)的國度”何以成為他的“第三個家”。本文即摘選自《我的幾何人生》。
開始時,我對學(xué)校(指由浸信會創(chuàng)辦和管理的香港培正中學(xué))重視學(xué)術(shù)的氣氛有點(diǎn)手足無措,它和以前沙田的舊學(xué)校不同,那時同學(xué)多是鄉(xiāng)下小孩,對讀書漫不經(jīng)心?,F(xiàn)在的學(xué)校比較高級。我穿著陳舊衣服,帶了母親準(zhǔn)備的飯菜當(dāng)作午餐,而非在附近的食肆吃,這些都曾遭到同學(xué)的嘲弄。
學(xué)校的老師中也有不喜歡我的,只因我在課堂上喜歡說話。學(xué)校分四個學(xué)期,每個學(xué)期結(jié)束時學(xué)生都要把老師的評語給家長看,然后簽名確認(rèn)?!岸嘌远鄤印笔俏业谝粋€學(xué)期的評語,第二個學(xué)期差不多,到了第三個學(xué)期,變成了“略有改進(jìn)”。
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頭一年的數(shù)學(xué)課并未引起我的興趣,可能是因?yàn)楹翢o挑戰(zhàn)性。老師易少華只有二十歲,對我們來說,像一個大姐姐多于老師。由于缺乏經(jīng)驗(yàn),她講課不夠生動。幾年后我也當(dāng)上老師,開始時也手忙腳亂,對她倒同情起來。
到了初二,我開始嘗到數(shù)學(xué)的真正滋味。老師梁君偉非常棒,他教授歐氏幾何,由五條簡單的公設(shè)出發(fā),竟然能走得那么遠(yuǎn),證明了那么多條定理,令我驚奇得說不出話來。出于某種當(dāng)時自己也不明白的原因,這種做法令我非常滿足,甚至嘗試自己創(chuàng)造一番。
自以為前人所未見,我提出這樣的問題:只能使用直尺和圓規(guī),如果給出下面任何三種數(shù)量,即三角形的邊長、角度、中線(從中點(diǎn)到對面頂點(diǎn)的線段)的長度或分角線的長度,能否唯一地作出這三角形?這種做法是否一定可行?從開始我便知道最少有一個例外的情況:三個角度并不能唯一地決定三角形,存在無限個大小不同但具有相同角度的三角形。
其他所有可能的情況我都考慮過了,只有一個情況令我苦思不解。那就是:給出三角形的一條邊長、一角和一分角線的長度,僅用圓規(guī)和直尺,能否把三角形畫出來?我花了很多時間想這問題,但進(jìn)展甚慢。走路上學(xué)時,乘火車時,都在苦思,但總不能解決它。表面看來這令人喪氣,但同時也惹人思量,我熱切希望知道這個問題的答案。
同班同學(xué)中有些很頑劣,他們會在吃中飯或運(yùn)動會時嚇唬我。有個肥仔常常捏我前臂,直到刺痛甚至麻木為止。他的動機(jī)不可考,但他的手指給我留下深刻的印象。不過有一事使我不再受這類麻煩事的困擾,那就是當(dāng)發(fā)現(xiàn)我能在數(shù)學(xué)上幫他們時,他們便對我友善起來了。
有次踢球,足球猛地打到臉上,我差不多暈死過去,其他人卻覺得很好玩,他們總拿這件事或其他事來取笑我。有次被他們煩到受不了,我說:“你們這么厲害,這里有道題是我自己想出來的,看看你們能不能解它?!蔽野涯堑览_多時的題目講給他們聽,當(dāng)然沒有人能做出來。后來,連教高一的數(shù)學(xué)老師黃逸樵也聽說了這道題,可是他也沒能解答。
星期一至星期五和星期六上午都是上課的時間。星期六放學(xué)后,離火車到站之間有些空當(dāng),有時我會在九龍一間書店流連。因?yàn)橘I不起書,我只會站在那里看一些數(shù)學(xué)書。有一天,發(fā)現(xiàn)有本書竟在討論我一直在想的那個問題,我一直以為它單純是自己的創(chuàng)造。原來那問題是不能解的,這令我松了一口氣。書中引用了一個較晚近的論據(jù),說明不能夠用圓規(guī)和直尺來構(gòu)造滿足這三個條件的三角形。
知道“我的問題”曾難倒不少人,而它是新近才解決的,我很興奮。我亦意識到這個問題原來跟一個幾百年前的老問題相似,那就是:只用直尺和圓規(guī),能否三等分一角度?那是不能的。另外一個古老的問題是“化圓為方”,即只用直尺和圓規(guī)構(gòu)造出一個正方形,其面積等于給出的圓,也是不可解的??匆娮约禾岢龅膯栴},竟然和這兩個經(jīng)典的難題同屬一類,我感到飄飄然。我解不了這問題并非慘逢敗績,正好相反,解不了的大有人在。
父親嚴(yán)格要求孩子努力讀書,他自己小時候即是如此。五歲時,他已能默記《論語》中的章節(jié),也能默記《孟子》中的篇章。七歲時,他進(jìn)了西式學(xué)校,整個中學(xué)階段的成績都名列前茅。十八歲時,他考進(jìn)了軍校,但不久因健康問題退了學(xué)。后來他到日本早稻田大學(xué)留學(xué),二十二歲時拿到碩士學(xué)位。1944年三十出頭,即在廈門大學(xué)出任講師,教授歷史和哲學(xué)。我家到香港時,父親在九龍和港島找到一些教書的差事。
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每個星期,父親給我們兄弟和附近的男孩講授書法詩詞。他相信每個自重的學(xué)者必須寫得一手好字,這是長久以來的傳統(tǒng)。我們要熟記著名詩人的杰作,并抄寫在廉價的紙上。他教導(dǎo)我們,學(xué)者必須用硯磨墨。我們依法照辦,這可是費(fèi)勁的功夫。不過這種磨出來的墨,要比從店里買的墨油亮得多。
再進(jìn)一步就更難了。父親要我們熟記長篇的詩作,并且在他面前背誦,抑揚(yáng)頓挫,不能讀錯字。他說:“只有高聲吟誦,才能細(xì)味詩歌?!?/p>
雖然背誦詩詞比派對的吵耳喧鬧聲好些,但也有鄰居投訴孩子念詩時的聲浪。父親給的作業(yè),有的很難,但我依然從這些作業(yè)中,學(xué)到了不少中國文學(xué)和歷史的知識。
那時候,我在學(xué)校不算用心,對父親的課卻認(rèn)真得很。他是我那時,甚至直到現(xiàn)在最重要的老師。早期受他的訓(xùn)練,我養(yǎng)成了對中國歷史、文學(xué),特別是詩歌的興趣,一生受惠。他甚至影響了我在數(shù)學(xué)方面的工作。我不是說具體如何解決問題,而是如何去看問題。從他那里,我學(xué)懂了必須了解問題的歷史背景,總結(jié)過去,足以為未來提供線索。
在更廣的層面上,我得益于父親對我的厚望。年輕時并不知如何去實(shí)現(xiàn)它,到了知道時,很可惜,他已去世了。除了父親親授的課和日常的對答,我還喜歡旁聽父親和他的學(xué)生熱烈的討論。這些大專生時常上我家,有時他們會談到哲學(xué),其中的內(nèi)容非小孩子的我所能掌握,但我仍能感受到他們話語中的興奮,從而知道哲學(xué)思想的迷人之處。
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(1963年)父親的猝逝是我一生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從前家中有一個中流砥柱,隨時隨地照顧我們;現(xiàn)在沒有了,是時候掌握自己的命運(yùn)了。這時我有種強(qiáng)烈的欲望,要使父親以我為榮,雖然他已不能親眼看到。十四年來父子在一起的日子,他對我的信心從不動搖,而我卻不能常常符合他的期望。
我開始自然而然地背誦他教過的詩詞,連自己也感到驚訝。也許這樣做,會使我更接近他。以前對那些詩詞只是部分上心,或只在要求下才學(xué)習(xí);現(xiàn)在卻很認(rèn)真地讀和記,就像父親生前教導(dǎo)時一樣。背誦這些詩篇不僅成了我的愛好,它還可以緩解悲傷,并有助于度過未來艱難的日子。
同時,我亦開始閱讀父親書架上的哲學(xué)書,那是非常難懂的。增長知識不是主要的目的,當(dāng)然也會有,但主要是想了解父親喜愛思考什么。從這些書籍中,我看到他絲絲的痕跡,喚起了回憶,得到了慰藉。這些事都是自然而然,甚至是潛意識的。它使我跟父親更密切,縱使他已離開了人間。
1969年9月1日,當(dāng)我一踏足香港的啟德機(jī)場,便覺得周圍一切都是那么新鮮。在這之前,我是個鄉(xiāng)巴佬,基本上沒旅游過。以前到機(jī)場,只是送別親友,從未想過有一天會輪到自己。我從未搭乘過飛機(jī),就連在游樂場或商場的玩具飛機(jī)也沒有試過。我先飛夏威夷,然后轉(zhuǎn)到舊金山。不像那些早已厭倦飛行的旅客,我全神貫注地聽空中服務(wù)員講解機(jī)艙的安全措施,以及緊急降落時的應(yīng)對。
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(在加州大學(xué)伯克利分校讀博期間)通常我早上七時起床梳洗,匆匆吃罷早餐后,便趕回學(xué)校。從公寓走路到數(shù)學(xué)系的所在地坎貝爾樓大約要二十分鐘,通常我沿著著名的電報大道走,那里有不少怪模怪樣的人,穿著顏色鮮明和與眾不同的裝束。他們有的在擺攤子,賣一些香料;有的則在行乞,不住地說請施舍些零錢。但我不理睬他們,我閑錢不多,沒法子做好心。
回到學(xué)校,整天都待在課室、圖書館或者講堂。俗語有云:“只讀不玩,變作悶蛋?!比绻@諺語是對的話,那我便是一大悶蛋了。很快便發(fā)現(xiàn),在小小的崇基(指香港中文大學(xué)崇基書院,丘成桐本科在此就讀)所學(xué)的不算太多,我就像活在小水塘之中。相比之下,伯克利的數(shù)學(xué)系要大許多,各式各樣科目的課都有。心中渴望追回?fù)p失的時間,我一頭栽了進(jìn)去,盡量吸收知識。雖然前景仍未清晰,但時刻以詩人屈原的句子鞭策自己:“路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索?!辈还苣锹酚卸嗦L,只要不乏味便好。屈原是父親心愛的詩人。
如果說還需要什么鼓勵,我想起孔夫子的話:“吾嘗終日不食,終夜不寢,以思,無益,不如學(xué)也?!笨鬃颖惹缟脦装倌?,他的語錄很精警。那時我整天都在艱苦攻讀,沒時間去想;夫子在世,一定會贊賞有加。
除注冊的三門課外,我還旁聽了六門課,此外還參加其他講座和研討班,反正時間塞得下的我便去了。伯克利的資源令人艷羨,系中不乏臥虎藏龍之輩,就是學(xué)生中也有不少明日之星,如我的同學(xué)比爾·瑟斯頓(Bill Thurston)便是未來的菲爾茲獎得主,菲爾茲獎一般被視為“諾貝爾數(shù)學(xué)獎”。除了正式的課程外,數(shù)學(xué)系每星期都會舉辦特別的講座和研討班。
好像一個餓得半死的人,突然面對隨便吃喝的自助餐,我一概鯨吞。這樣做一方面是出于渴望,另一方面能力也容許。我的相識不多,也沒有什么教學(xué)任務(wù),更沒有什么追求來消耗時光。在這階段,數(shù)學(xué)是唯一的焦點(diǎn),我遠(yuǎn)涉重洋即是為此而來,它占據(jù)了我差不多所有時間。我從早上八時起一直上課,有時課與課之間只有五分鐘時間,但要從校園的這一頭走到另一頭。
往往午飯的時間也省了,教授在前面講解,我拿著三明治坐在后排吃,免惹其他人分心。到了五點(diǎn)課完了便回家,途中會在大學(xué)的大書店翻翻新到的數(shù)學(xué)書。離公寓不遠(yuǎn)處有間超市,我會順道買些東西回去。你可以說那些日子的生活十分簡樸,以數(shù)學(xué)始,以數(shù)學(xué)終,中間還是數(shù)學(xué)。
1971年,丘成桐22歲,從加州大學(xué)伯克利分校畢業(yè)。在那時,卡拉比猜想就深深地吸引了丘成桐,“我能感受到一座山峰豹隱其中,靜候我攀登,我稱之為‘卡拉比峰’”。此后,他先后在美國普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)研究所、美國紐約州立大學(xué)石溪分校、美國斯坦福大學(xué)數(shù)學(xué)系任教,但登頂“卡拉比峰”始終是丘成桐真正的興趣所在。時間、毅力、運(yùn)氣……最終,27歲的丘成桐登上了這座世人心目中的數(shù)學(xué)高峰。