讓京外學生有機會來北大聽數學課-專訪田剛

讓京外學生有機會來北大聽數學課-專訪田剛

田剛是北京大學副校長、數學科學學院院長、北京國際數學研究中心主任,也是中國科學院院士、著名數學家,解決了一系列幾何及數學物理中的重大問題,特別是在Kahler-Einstein度量研究中做了開創性工作。近年來,他還在低維流形的幾何分析及曲率流等方面做出了重大貢獻。

在田剛最初的記憶中,應該滿是母親帶著他玩數學遊戲的影子。一個人從懵懂時期對世界上的每一樣事物都充滿憧憬,到真正在一個領域取得足慰平生的成績,往往要經歷太多風雨,戰勝太多坎坷。單就學術而言,現任北京大學副校長、數學學院院長的田剛,早就走完了這段旅程,而且過程相當愉快:他獲得過沃特曼獎、維布倫獎,在國際數學家大會上作過一小時報告,先後執教於麻省理工學院和普林斯頓大學等世界一流大學。

但從2005年起,田剛開始在北京大學做新的嘗試,他想建立一個世界一流的數學中心,從接納華人世界中的優秀數學家做起,在幫助北京大學數學學院的學生成長的同時,逐步建成一個具有世界先進水平的研究機構。作為一個從上世紀90年代末就明確表示要把中國從數學大國建設成數學強國的數學家來說,這是非常重要的一步——關乎人才,更象徵變革。

田剛希望這些嘗試能給北京大學數學學院帶來改變。擁有100多名教師的數學學院是北京大學最重要的學院之一,這裡雲集了中國數學研究能力最強的年輕人,田剛早年在這裡輔導過的許晨陽、惲之瑋等年輕人,如今都成了數學界的年輕才俊,有人和這裡的年輕人聊過之後不禁感嘆後者的強大:“有時候,人和人的差距真的不是一點點。”

留下這些年輕人非常重要。通常,北京大學數學學院每年會招收160名學生,但其中只有五分之一左右會選擇基礎數學專業,其中又只有五分之一左右會以基礎數學研究作為自己的終身職業。每年五六個的數量意味著,只是略微的人才流失都意味著數學界遭受了不小的損失。

數學家的另一個特點在於,他們喜好自由,為此甘願忍受孤獨;他們熱愛數學,即便後者不能直接改善生活。1940年,英國數學家哈代(Godfray Hardy)就指出數學家在所有人中最易“出世”:“當世界瘋狂時,一個數學家可以在數學中發現一種無與倫比的鎮定劑。”

曾擔任普林斯頓大學校長、後來成為美國總統的威爾遜(Thomas Wilson)就因為這點非常不喜歡數學,甚至在決定要將普林斯頓大學建成帶有研究生院的真正大學時,仍然試圖拒絕“在這裡不會有任何用處”的數學,這差點讓普林斯頓錯失很多數學大師,他的理由是“普通人不可避免地會背叛數學,因為它是一種形式溫和的折磨,只有經歷痛苦練習才能掌握”。

但田剛覺得,這正是數學的迷人之處,也是用“無為”理念管理數學家的關鍵所在。在北京國際數學研究中心,他嘗試讓獲聘的數學家們只在年終上交一份只有一頁紙的年終總結和未來的研究計劃,同時為這些科學家提供全世界一流的行政支持。他讓這些數學家高頻率地曝光在全世界最重要的學術活動中,讓這些人有足夠的自由和機會做出世界一流的成果。

以此作為標準,北京國際數學研究中心——這個未名湖旁的機構可謂名將雲集、成果斐然。36歲的許晨陽獲得過拉馬努金獎、入選了“龐加萊講座教席”、受邀在四年一度的世界數學家大會上作45分鐘報告,2017年又獲得了未來科學大獎;同齡的劉若川也在世界頂級期刊上發表了論文;更年輕一點的關啟安則是“求是獎”重新啟動後第一個完全在本土培養起來的數學家。

但田剛認為,“特區”仍然剛剛起步。生活不像他小時候經常玩的數學遊戲那樣每一步都有準確的概率,甚至也不像他小時候看的童話那樣必然有一個完美的結局,他必須勇敢向前也必須小心翼翼,他必須熱情倡導自由也必須冷靜分析結果,他必須堅守中心特質也必須讓它具備普適意義,他必須讓北京國際數學研究中心這堆火焰越燒越旺。

這一切當然充滿挑戰,但冷靜面對所有挑戰正是數學家們的共同特質,田剛也不例外。

《環球科學》:聽說你父母親都是新中國成立後培養出來的科學家,那麼,家學淵源對你的個人成長是不是有很大的幫助?這是你選擇從事數學研究的重要理由嗎?

田剛:我想我受母親影響更大。我父親做植物學研究,母親做數學研究,她1953年大學畢業。當時,中科院數學所還在籌備,她就到北京工作學習了四年時間。然後在1958年,她回到南京大學繼續做常微分方程定性理論的研究,在上世紀70年代末到80年代初其實做出了非常傑出的工作。我想,儘管她沒有直接帶著我走上數學研究的道路,但確實是她培養了我的數學興趣,是她告訴了我獨立思考無論在什麼樣的行業裡都是提高自己的最重要路徑。在那個連今後有沒有機會上大學都不知道的時代,母親的循循善誘確實讓我受益終身。

《環球科學》:你提到了那個連能不能上大學都不確定的年代。從那時算起,我們國家的教育發生了巨大變化,學習的選擇越來越多但樂趣似乎越來越少了,數學這樣的學科尤其如此,越來越少的人提到對數學的喜愛和做數學研究的願望,你上學時有沒有感到過數學的枯燥?

田剛:我沒有過這樣的經歷。我們是特殊年代的學生,我們沒有那麼大的高考壓力,也沒有那麼多的作業要完成,我們更加自由,更能體會到學習的樂趣,更有時間做廣泛的涉獵。我從來不覺得數學難,我非常願意做數學題,我還在課外看了歐幾里得的《幾何原本》,當然那時的我沒能理解其中的深刻性。而且,我當時覺得學習化學和物理也充滿樂趣,那種感覺可能就像現在的學生玩網遊一樣。但這有利有弊,這種教育環境下培養出來的學生,他的知識結構肯定是不健全的。例如物理,我們只學習了力學部分,電磁學知識幾乎完全沒有涉及。

《環球科學》:我知道你是新中國恢復高考後的第一批大學生,那一批大學生中出了很多優秀科學家,他們正是今天中國科學界的中流砥柱。那麼,是不是寬鬆的環境反而成就了你們?

田剛:寬鬆的環境肯定對一個人的成長是有好處的。如果一個人恰恰有某方面的天賦,他也願意去運用這樣的天賦,那這樣的環境肯定要比填鴨式的教育更有利於他的成長。但是,儘管我們也認為以前的高考不是完美的選擇,但教育的本質絕對不是寬鬆的環境,嚴格的訓練對於學生的成長從來都是有積極的影響的。我想,教育最重要的還是要因材施教,教師要根據不同的學生和他們的特點來挖掘他們的能力,激發他們的興趣,幫助他們獲得成長。

《環球科學》:所以,學習根本沒法擺脫辛苦?聽說你大學做了兩萬多道題,這是真的嗎?

田剛:這是真的,兩萬多道肯定有,而且這些都有筆記。但後來我也發現,還有人做的題比我還多。我覺得我在做數學研究方面的天賦還可以,但在我的合作者中,天賦比我出色的大有人在。這也是我一直想要表達的觀點,對於做學術來說,天賦永遠不是最重要的因素,瞭解所在領域的全面視野、有助於問題發現的獨特視角和鍥而不捨的追求精神一定更加重要。

《環球科學》:過去20多年,你最重要的身份是數學教育工作者,你怎麼培養學生?

田剛:我一直在延續一些前輩們的做法,為研究生和本科生設置不同的目標。

在我看來,本科生階段的主要任務就是打牢基礎,人們經常低估基礎的價值。那兩萬多道題就幫助我在代數、幾何和拓撲方面都打下了很好的基礎,這對我開展研究非常有好處的。很多次,當我遇到困難,過往積累的知識就會帶來靈感,讓我克服困難並繼續自己的研究。

一旦到了研究生階段,最主要的工作就是培養獨立思考的能力。人遲早都要獨立,只是有早有晚,不獨立就沒有辦法成為一個優秀的數學家和科學家。例如,我在研究生教學中會刻意加強學生之間的學術交流,我現在每個禮拜都有四個小時的學生討論班進行學術討論,我會鼓勵他們閱讀文獻、發現問題、增強信心。我盡最大努力給他們提供學術發展的機會,給他們提供指導和幫助,建議一些科研方向,自己尋找具體的研究課題,這樣培養他們獨立思考能力。

《環球科學》:說到數學教育,就不能不提一個重要概念——奧賽。早在上世紀90年代,關於是否應當舉辦奧林匹克數學競賽的爭論就一直非常熱烈。這源於一個很有意思的事實,那就是那些參加奧林匹克數學競賽的學生並沒有都成為出色的數學家,你怎麼看這個問題?

田剛:近期獲得未來科學大獎的許晨陽、現在在國際數學研究中心工作的劉若川和剛剛獲得新視野獎的惲之瑋等,原來都曾經參加過奧賽集訓隊,培養了他們對數學研究的興趣。我認為奧林匹克數學競賽這種形式對於發現和培養數學人才是有益的。

當然,奧林匹克數學競賽說到底還是競技比賽,它的最大問題在於似乎不能找到足夠數量的對數學感興趣的高中生,所以很多在中學時期取得很好成績的學生最終都沒有從事數學研究。

我們也嘗試其他的方式,吸引更多的學生加入到數學研究的行列,提高他們的研究興趣,比如舉辦“數學之星”夏令營和中學生“英才計劃”等系列活動。當然,我們也有自己的困難。我們想盡量不讓我們的夏令營和高考掛鉤,因為我們不想這個夏令營最後變成又一個奧林匹克競賽。但是不和高考掛鉤,家長們可能又沒有那麼大的動力讓孩子參加這樣的活動。其實,不只家長,孩子們有時候可能也有這樣的傾向。

這可能是中國教育世界裡的一個大問題。父母都望子成龍,他們有時還特別希望孩子能繼續自己沒能實現的理想和事業,但他們不知道其實這不但會影響孩子的發展,還有可能影響到孩子的幸福。孩子們也是,我們的孩子太希望儘早過上穩定安逸的生活,但只要稍微回顧一下過去,你就會發現,未來充滿不確定性,那麼早就想那麼安穩究竟有什麼意義呢?

《環球科學》:在這之後,你做了一件非常不容易的事情,那就是在北京大學開設數學特別講座,這是在1998年,為什麼要這麼做?

田剛:那時候,國內的經濟條件遠不如現在,這帶來的一個重要影響就是學術交流不夠。所以,當時我和幾個數學家朋友就希望把國際前沿研究或者與這些前沿研究相關的基礎知識帶到國內,讓青年教師和學生有更廣的學術視野,這就是我們舉辦數學特別講座的初衷。當時,我們的每個講座持續時間是一個月,一直堅持到最近幾年,講座才停下來。

之所以停下這個講座,也不是因為我們覺得目的已經達到,而是因為隨著經費的增加,我們有了更大的能力;同時,我們也發現了新的問題,這促使我們用更好的方式來推動數學學科的發展。那時候,北大的數學教學水平已經很高,但很多地方院校,尤其是西部高校甚至連很多非常重要的課程都沒有辦法開設,這會影響到這些高校中那些優秀學生的發展。

我覺得對於這些學生,我們這些中國最好的科學家是有責任的。作為北京大學的一份子,北京大學數學學科爭創國際一流是我回國工作的巨大動力,是我在這個崗位上應盡的義務。但是為中國數學事業的發展貢獻自己的力量,也是我應盡的義務,我必須承擔起這樣的責任。

讓京外學生有機會來北大聽數學課-專訪田剛

這件事情做起來並不容易。因為北大的住宿緊張,對校外學生的管理也沒有先例可循。但我想正確的事情就有必要去做,而學校也非常開明地給我們提供了巨大的支持,幫助我們解決了20多個京外學生的住宿問題,我想這是這項事業最終能夠成功的最重要因素之一。

《環球科學》:你提到了很多次北京國際數學研究中心,這個中心成立至今已經超過12年。我知道你之所以推動建立這個中心,是因為您希望採用一些新做法做出一些新成績,然後用這些新做法去帶動老機構——例如數學學院做出改變。那麼,你在這裡採用了哪些新做法?

田剛:我是希望通過這個中心的建立為那些希望從事數學研究工作的科學家提供一個寬鬆的環境。這個機構中,學術是對一個人最重要的衡量標準,因為我知道很多一時看來非常重要的因素在更長的時間跨度內都會失去價值。寬鬆的環境需要優秀的支撐體系,也需要出色的評價機制,我們希望有理想的年輕人在這裡能夠繼續發展,或者至少維持比較高的研究水平。錢對生活來說很重要,但你要知道,優秀的人願意到一個地方工作絕對不僅僅是因為錢,他一定更是因為這裡的環境很好、同事很棒、自己的學術發展會獲得裨益.

另外,我希望這個中心能真正培養好北大的學生。我記得,當初對於這個中心究竟放在校內還是校外,我們曾經有過猶豫,也有過討論。但我一直主張要將中心安排在校內,因為數學是一個重視人的學科,而北大的學生對於我們這些人來說是巨大的財富,不利用好這些財富就意味著嚴重的浪費。如果說我從普林斯頓回到國內有什麼遺憾的話,那最大的遺憾也許就是不能繼續面對全世界最好的學生。但也正是因為這個原因,我們更要教好北大的學生。

中心成立至今超過12年,正式開始招聘至今也已經有六七年,我想我們在人才引進上還是很成功的。而且,這些人才都承擔教學工作,北大已經有越來越多的學生願意在國內上學直到博士畢業,但數量還不夠。我真的希望,能有一批北大自己培養的學生成為棟樑。

《環球科學》:說到國家數學能力的建設,我想起一個故事。差不多世紀之交的時候,你和陳省身先生都提出希望中國從數學大國變成數學強國,那麼後者怎樣定義?而且,我們知道,數學強國的建設需要歷史機遇,例如美國就得益於歐洲大陸的科學家在二戰期間和之後紛紛逃往美國,而美國又在這段時間加大了對科學的支持。那麼,你認為這樣的機遇,我們有嗎?

田剛:我覺得我們正處在這樣的機遇之中,我們一定有把數學強國的理想變成現實的機會。當然,我們面臨著很多挑戰,例如我們的文化還不適合母語非漢語的學者在這裡長期生活,我們的自然環境還不適合最優秀的人才長期在國內,尤其是北京定居,我們的社會保障系統還沒有辦法保證這些科學家的社會福利等等。這是一個系統性問題,但現在有了解決它的機遇。

至於說什麼是數學強國,我想所謂數學強國的最大標誌不是這個國家有多少數學家,而是這個國家的數學家能對數學這個學科產生什麼樣的影響。這裡是不是有很多有高度的研究,是不是有很多優秀的領軍人才,是不是有屬於這個國家的數學學派,從而可以在一定時間內通過提出問題引領一個方向的發展,又有很多優秀學者願意沿這個路線深入研究下去。

當我們真的成為數學強國的時候,我們可以從很多細節判斷出來。例如,全世界所有希望在數學領域有所建樹的年輕人是不是都會想到中國,他們知道來這裡工作生活一段時間會對他們的一生有所幫助,這就是數學強國形成的標識。顯然,今天的我們還沒有做到這一點。


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