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数学王国的凯撒大帝,花十年功夫,把清

来源:笛 时间:2023/3/22
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年3月,在全球著名的世界大学QS排行榜,清华大学数学系位列第25位。但在年,排名还仅是第96位。

十年间,丘成桐先生以一己之力,将清华大学数学系全球排名,提升了71位,这是世界数学系历史上极为罕见的。

央视新推出的纪录片《丘成桐,十年》,细细讲述了这背后令人振奋的故事。

一颗中国心始终未变

新中国成立这一年,丘成桐出生在广东汕头,同年家人移居香港。年他考入香港中文大学数学系,3年修完本科学业。

随后,丘成桐被举荐到美国加州大学伯克利分校,著名华人数学家陈省身教授破格录取为研究生。他22岁获得了博士学位,26岁成为斯坦福大学的终身教授。

年,受当时中科院数学所所长华罗庚的邀请,襁褓中就离开中国大陆的丘成桐,归国进行第一次学术访问。

自此以后,他每年都会回来,帮助中国发展数学。

谈到第一次访华时的心情,他回忆道:“下飞机,我伸手摸了一下北京机场的地,我终于到了中国内地。”

他自幼在香港长大,作为英国殖民地,当时的香港对中国人存在着普遍的歧视。

“到了中国内地就感觉完全不一样,因为这毕竟是中国自己的地方。”

在父亲的教导下,丘成桐从小学习中国的历史和哲学,骨子里是中国传统文化人的思想。对于中国这片土地的深刻感情,从未因离开这个国家而改变。

数学和物理双料学者

年时,意大利著名几何学家卡拉比,于数学大会上提出,在封闭的空间,有无可能存在没有物质分布的引力场。

卡拉比认为是存在的,可是没有人能证实,包括卡拉比自己。

这就是著名的世界数学难题,卡拉比猜想。它悬置了二十余年。

27岁的丘成桐,通过前6年夜以继日的演算,终于攻克了这道难题。一举震动了整个数学界。

一个新的学科随之诞生,被称为“几何分析”。此后,卡拉比的后面永远地加上了丘成桐的姓氏,卡拉比猜想成为了卡拉比·丘定理。

丘成桐用了一句很浪漫的宋词,来形容自己的解题过程:

落花人独立,微雨燕双飞。

他觉得卡拉比猜想,是整个几何发展的拦路虎,必须像大禹治水一般把它解决掉。而解题的过程,几乎就是孤军一人奋战,其他人没法帮忙,全靠自己跟这个空间死磕。

后来,由于证明了广义相对论中的正质量猜想,丘成桐一度遭受质疑,他们觉得:“一个搞数学的,怎么懂得了如此高深的物理?”

而这个理论和霍金的黑洞研究有直接关系,而霍金仔细研读后,对此表示认可,大大减少了旁人的异议。

丘成桐与霍金自此结识,保持了长达四十多年的友谊。

霍金一生中有两次访问中国,都由丘成桐一手邀请促成。

33岁摘得数学界“诺贝尔奖”

由于破解卡拉比猜想的成就,丘成桐33岁时,获得了有世界数学界「诺贝尔奖」之称的菲尔茨奖,成为华人数学家第一个获得这项大奖的数学家。

此后的36年间,他拿遍了各种大奖。

诺贝尔奖是一年评一次,而菲尔茨奖,四年才评一次,而且只授予40岁以下年轻数学家;克拉福德奖,而是7年才颁发一次;沃尔夫奖,是数学界的终身成就奖。

在国际数学界,菲尔茨奖、沃尔夫奖、克雷福特奖,都是世界数学界最为顶尖的大奖。一个数学家终其一生,能获得其中的一项已是非常难得。

在华人数学家中,仅有陈省身、丘成桐、陶哲轩三人,得过这个级别的大奖。陈省身获得过沃尔夫奖,陶哲轩四年前获得菲尔茨奖。

陶哲轩

而在人类历史上,同时得过这三个奖的迄今为止仅有两人,其中一人就是丘成桐。

纽约时报称他为“数学界的凯撒大帝”。

而他把自己所得「沃尔夫奖」奖金,全部捐赠给清华大学,专门用于奖励在数学方面有突出才能的清华学生。

年,在清华校长顾秉林力邀之下,他出任清华大学丘成桐数学科学中心主任,而且不领分文薪水。

十年间,丘成桐以自身为招牌,遍访全世界请到顶级数学家科学家入驻清华数学研究所,请到有潜力的青年学者,再辅助他们教学、研究、发展,他都尽力做到了最好。

年,清华大学数学系的排名还仅仅是第96位。到今年三月,总计十年间,排名竟提升了71位。

千军易得,一将难寻。清华数学系的巨大进步,丘成桐居功甚伟。

直言不讳,批判学术腐败与奥数班

在哈佛数学系当系主任期间,不论是丘成桐还是他的学生,都是华尔街邀约的对象。很多公司打电话来开出十倍高薪来引诱,他却从未动心。

他说自己这辈子不是为了钱的,大房子大汽车都不在意。自己公开表示,立志一生要做好两件事:

第一,做出一等的数学研究。

第二,为中国数学教育服务,帮助祖国成为数学强国。

他也对媒体毫不客气地批评国内教育、学术界的一些弊病,目前中国基础教育质量呈下降趋势,如果再不重视,国内难以培养出一流人才,中国科技将至少后退20年。

“我每年都会收到很多国内学生的推荐信,发现很多都是假的。有一些是学生自己写的,教授只是签个名而已,这些教授很不负责。而且很多中国学生十分骄傲,不愿用功。从前中国留学生考试成绩可以占班级前1/3的位置,这些年顶多排在后1/3。当然有好的,但整体水平是下降的。中国的教授也存在一些问题,一些所谓的“名教授”忙于走穴捞金、捞荣誉,对本科生教育敷衍塞责,导致学生思路、眼界狭窄,只会考试而已;而美国的大学教授会花很多功夫去培养本科生。”

别人问他:“您做这么多努力,还得罪了那么多人,能对这个现状改变多少?”

丘成桐坦然一笑:“能改变多少是多少!总是有人在改变!”

社会对于数学科学重视程度的欠缺,令丘成桐无比担心。在他看来,不少家长急功近利的思想,也扼杀了孩子对于数学的天性和兴趣。

“同为奥数,美国的奥数是从兴趣方面来培养孩子的,假设有几千个美国小孩子学奥数,至少有几十个是对奥数很有兴趣的,但在中国学奥数的小孩子,有两三个感兴趣的就不错了。”

本该从孩子的兴趣出发,提高孩子思维能力和学习素养的奥数培训班,全然变成了一个工厂,只培养了孩子解决奥数的能力,却抹杀了孩子对于数学的兴趣。

兴趣的培养,决定孩子终身成就

丘成桐在北大附中的一次演讲,里面通过自己成长的经历,讲述了家庭教育、读书、兴趣培养、体育锻炼等等对孩子成长的重要性。

童年的教育对一个孩子的影响是重要的,启蒙教育是不可替代的,它往往奠定一生事业的基础。我小学的成绩并不理想,但我父亲培养了我学习的兴趣,成为我一生中永不枯竭的动力,可以学任何想学的东西。相比之下,中国式的教育往往注重知识的灌输,而忽略了孩子们兴趣的培养,甚至有的人终其一生也没有领略到做学问的兴趣。

对孩子的学习,我们也需要有新的能量激发使它跳跃。这种激发除了考试的分数,也来自老师的课堂教学,例如一些有趣的问题,或者非常有名的数学家的故事,都会引起学生的兴趣。

有着40年教学经验的数学特级教师罗芳兰分享说,数学学习并没有捷径可走,但有方法可循。

她在数学讲台上,用到最多的一种讲课方法就是,把数学融入故事中,先吊起孩子胃口,再循循善诱,引导孩子学会数学,且记忆深刻。

她亲自编审了一套丰富有趣的数学故事书,特别适合5-12岁孩子听和读,这套书是叫《万物有数学》,一共有8册,附赠86节音频课,分享给大家。

整套书都是按照“教育部中小学课程标准”编写,包含中小学数学要学习的数字运算、图形、计量、统计概率4大方面的内容,一共涉及93个数学概念。

每个章节内容都包含故事、概念、游戏3个版块,孩子可以边玩边学,一点压力都没有。

比如笛卡尔受蜘蛛网启发,发明了坐标系。

有天他生病躺在床上,突然发现墙角有蜘蛛在结网。他想,怎么来表示这只蜘蛛的位置呢?

经过一段时间的思考,他想到,墙和地面都不动,只有蜘蛛在动,那就以墙和地面为参照平面,用它们之间的交线来确定位置。

然后,他令蜘蛛到两面墙的距离分别为x和y,到地面的距离为z,坐标系就建立起来了。

这套书不是单纯的给孩子们讲数学的故事,还在故事里融入拓展了很多物理、历史等其它方面的知识。

讲到黄金分割这个概念的时候,就提到了达芬奇的《蒙娜丽莎》,以及希腊的巴特农神庙等艺术方面的知识。

讲杠杆原理的时候,说到了阿基米德的故事“给我一个支点,我能撬起地球!”,还有诸多的展示图。给孩子们打下了物理基础。

讲菱形的时候,说到了“三菱”的车标,还讲到了建筑大师贝聿铭设计的卢浮宫玻璃金字塔。

这套书里有将近90个故事,每个故事都配合了幽默简洁的插画,孩子们可以很容易就明白故事在讲什么。

一天给孩子讲懂一个数学故事,三个月之后,中小学阶段所需要的数学概念,孩子的脑子里就全都有思路了。

当然数学也离不开课堂上的长期演算。随着孩子阅读书上这些和实际问题相关的故事,他们的分析和解决问题的能力也会增强,可以从小学一直用到初中。

希望从趣味故事角度提高娃的数学兴趣的朋友,不要错过。

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