译自纽约客,原文载于2006年八月二十八日
作者: Sylvia Nasar / David Gruber
丘成桐当时也在向汉密尔顿询问有关里奇流的问题。他俩相识于七十年代,尽管出身性情大不相同,却成为知交。一位圣地亚哥加大的数学家恰好认识他俩,称他俩是彼此“数学人生的至爱”。
四十年代末,在他五个月大的时候,丘的家庭夹在几十万难民中来到香港。他的父亲曾经是联合国属下的赈济人员,就在此前一年,因为生意失败而几乎将家产损失殆尽。来到香港,为了养活妻子和八个孩子,他开始为大学生辅导中国古典文学和哲学。
丘十四岁的时候,他的父亲死于肾癌,他的母亲不得不依赖于教会捐助和贩卖手工艺品而赚的微薄收入。在这之前,丘本是个心不在焉的学生。从此之后,他开始专心读书,并为其他学生辅导数学以补贴家用。“他要弥补父亲的遗憾,这是他的驱动力之一”,麻省理工学院的数学家斯楚克认识丘已有二十年,他这样评论,“丘的父亲好比是一个眼睁睁看着自己孩子挨饿的古代大学问家。”
丘后来进入香港中文大学学习,在那里他引起了著名数学家陈省身的注意,陈帮助他取得了伯克利加大的奖学金。陈曾提出著名的贯通拓扑和几何的定理,他大部分的学术生涯是在伯克利渡过的。为了推动数学和科学研究,他时常访问香港和台湾。后来也访问大陆,在这些地方,他被尊为华人学术成就的象征。
一九六九年,丘进入伯克利研究生院学习。他每学期注册七门课程,同时旁听若干课程。他将一半奖学金寄给远在香港的母亲。他的毅力给教授们留下了深刻的印象。当他发表第一个重要成果的时候,得知另有两位数学家也在同一个问题上做出了工作,只好分享了荣誉。一九七六年他证明了一个提出已有二十年的猜想,该猜想涉及的一类流形,目前在弦论中至关重要。这个猜想称为卡拉比猜想,曾有一个法国数学家给出了证明,丘的证明则更具普遍性,因此也更有力。(物理学家称这类流形为卡拉比-丘流形)几何学家,前高等研究院主任格里菲斯说,“与其说他找到了审视这个问题的全新方法,不如说他依靠纯粹的智力和意志力解决了一个只有他有能力解决的极度困难的技术问题。”
一九八零年,在丘只有三十岁的时候,他成为获取高等研究院终身职位的最年轻的数学家,并开始吸引优秀的学生。两年后,他成为第一个获得菲尔兹奖的华人。这个时候,陈省身已经七十高龄,即将退休。陈的亲属说,“丘觉得他是下一个华人数学大家,陈省身应该靠边站了。”
哈佛一直试图邀丘加盟。当八三年该校再次向他发出敦请的时候,格里菲斯给教务长引述了一个改写版的中国经典“三国演义”里面的故事。公元三世纪的时候,一位军阀试图创建帝国,但是当时最优秀的将军却在为他的对手效力。他三次深入敌方去探访这位将军。将军深为打动,投靠了他,他们联手成功地缔造了一个王朝。受到故事的启发,教务长亲自乘飞机到丘当时居住的费城,面递邀请,即便如此,丘也不为所动。直到八七年,他才加入哈佛。
丘的开创热忱扩展到跟同事和学生的合作,除了自己的研究工作以外,他又开始主办讲座。他频频跟最富创造力的数学家结盟,比如理查德肖恩和威廉米克斯。而最让丘佩服的却是汉密尔顿,既是因为他的狂傲,也因为他的想象力。在北京的弦论会议上他告诉我们:“我跟汉密尔顿很开心。我可以跟他去游泳,或是跟他和他的女友出行。”丘坚信汉密尔顿能够使用里奇流解决庞卡莱和瑟斯顿猜想,因而敦促他把注意力集中在这些问题上。一位两人共同的友人这样说到汉密尔顿:”结识丘成桐改变了他的数学生涯,这是他第一次对付一个超大的题目,丘给了他勇气和方向。“
丘相信,如果他能够助力于解决庞卡莱猜想,这将不仅是他个人的胜利,也是华人的胜利。九十年代中期开始,丘和其他几位华人学者开始和当局讨论如何重建在遭到严重破坏的中国科研体系。中国的大学都是情势窘迫。因在高维度解决庞卡莱猜想而获得菲尔兹奖的斯马尔,从伯克利退休后,曾执教于香港,他说,”北大的教研楼弥漫着尿味,所有讲师共用一间会议室,一间办公室。“教师薪酬也非常低。丘说动香港一位地产大亨为科学院捐助一个数学研究机构,并出钱设立类似菲尔兹的奖项,奖励国内四十五岁以下的数学家。在国内期间,他向中国年轻数学家们标榜他和汉密尔顿在里奇流和庞卡莱猜想方面的携手工作,称之为范例。他在北京说,”他们都在说全国应该向什么大人物学习,我说大家都该向汉密尔顿学习。“
佩尔曼已经在向汉密尔顿学习了。一九九三年起,他开始在伯克利作为期两年的访问。在这期间,汉密尔顿几度来校报告,曾提到他在进行庞卡莱方向的工作。汉密尔顿的里奇流策略有极高的技术要求,很是刁钻。某次报告后,他跟佩尔曼谈起他面临的最大障碍。当里奇流将空间平滑化的时候,一些区域会化为数学家所称的”奇点“。有些称为”颈“的区域则变得太细而具有无限大的密度。更让汉密尔顿烦恼的是一类称为”雪茄“的奇点。汉密尔顿忧虑的是,雪茄一旦形成,就有可能无法得到均匀的几何。佩尔曼意识到,他写的一篇关于亚列山德洛夫空间的文章可能会帮助汉密尔顿证明瑟斯顿乃至庞卡莱猜想,只要汉密尔顿解决了雪茄问题。佩尔曼说,”有一回,我问汉密尔顿是否知道我证明但没有发表的某个塌缩结果,这个结果变得相当有用。后来我才意识到他并不知道我在说什么。”麻省理工的斯楚克说,“佩尔曼可能从丘和汉密尔顿那里学到了东西,他俩却没从佩尔曼那里学到什么。”
在伯克利呆满一年,佩尔曼已经发表了数篇有惊人独到之处的文章。他受邀在一九九四年苏黎世国际数学家大会上发言,并且受邀向斯坦福,普林斯顿,高等研究院,特拉维夫大学等处申请教职。和丘一样,佩尔曼也是个解决问题的强手。他并不成年累月构建精密的理论框架,或是规划新的研究领域,而是专注于得到个别结果。著名的俄国几何学家格罗莫夫曾和佩尔曼合作,据他说,佩尔曼曾尝试攻克跟亚列山德洛夫空间有关的技术难题,但是一筹莫展,“他做不出来,看来希望渺茫。”
佩尔曼告诉我们,他喜欢同时研究好几个问题。可是在伯克利,他却一再回到汉密尔顿的里奇流这里,以及那个汉密尔顿试图借之解决的问题。佩尔曼的若干朋友注意到他变得越发像苦行僧了。寄住他公寓的圣彼得堡访客为其家徒四壁而吃惊。其他人则担心他试图将生活收缩到几条僵硬的公理。斯坦福招聘委员会的一位成员曾向他索取简历,以便在征求推荐信的时候附上,佩尔曼却不愿提供,他说,“如果他们了解我的工作,就用不着我的简历。如果他们需要我的简历,他们就不了解我的工作。”
最终他拿到了好几个职位,他却全部推拒了。九五年夏天,他回到了原来的单位,圣彼得堡斯特拉夫研究所,每月领取不到一百美元的薪水。(他跟一位朋友说,在美国攒下的钱足够他用一辈子了。)他父亲两年之前搬去了以色列,他妹妹也准备大学一毕业就过去。他母亲则决定留在圣彼得堡,佩尔曼于是搬去跟她同住。他跟研究所的同事说,“我意识到在俄国我能更好地工作。”
二十九岁的佩尔曼作为数学家已经成名,却不必承担额外的职业负担。他又充分自由去钻研喜欢的题目,而且知道只要他发表成果,就一定会引起认真关注。斯坦福的亚里斯伯格在伯克利认识了佩尔曼,他认为佩尔曼返回俄国是为了研究庞卡莱猜想。我们向佩尔曼询问亚里斯伯格的直觉是否正确,他回答说,“当然。”
互联网使得佩尔曼在单枪匹马的同时,也可以不断汲取共享的讯息。佩尔曼搜索了汉密尔顿的文章,试图追踪他的思路,并以他的工作为题作了几次报告。格罗莫夫说,“他不需要任何帮助,他喜欢独行。他让我想起牛顿,为一个想法而执着,独自钻研,不顾虑他人的看法。牛顿比较可憎,佩尔曼是个好人,只是非常执着。”
九五年,汉密尔顿发表了一篇文章,讨论了关于完成庞卡莱猜想证明的几个思路。读后佩尔曼发现汉密尔顿在攻克雪茄和颈等几个难点上毫无进展。佩尔曼告诉我们,“九二年以后,我就没有看到任何突破的迹象,也可能他早就卡壳了。”不过佩尔曼觉得自己找到了绕开难关之路。九六年他写了一封长信给汉密尔顿,阐释自己的见解,期待合作。佩尔曼说,“他没又给我回音,于是我决定自己来。”
丘成桐并不知道汉密尔顿的庞卡莱工作停滞了。他正为自己在数学界,尤其是中国数学界的地位而焦虑。他担心一位年轻学者将取代他称为陈省身的衣钵传人。丘上次发表重要成果已是十年之前,尽管他专业方面产出一直颇丰。石溪的几何学家安德生说,“丘想当几何之王,他觉得一切号令必须从他而出,他有监管之责。他不喜欢别人蚕食他的领地。”为了牢牢掌控自己的领域,丘指示他的学生迎战重要问题。他在哈佛经管一个因高难而知名的微分几何讲座,每周三次,每次三小时。每个学生都被分派一个最近发表的证明,要求学生重建这个证明,改正其中的错误,填补遗失步骤。他认为数学家应该明白无误,并向学生们强调步骤严格的重要性。
在数学界,要得到原创认可有两条途径。第一条是给出原创的证明。第二条是指出他人证明中的缺失,给出弥补。不过弥补的必须是真正数学意义上的步骤缺失或错误才算是原创。弥补表述的省略或缩写,或是让证明更高效,都不能算数。九三年当威尔斯公布费马大定理证明的缺陷时,人人都可以试图填补,直到第二年,威尔斯自己填上了缺陷。多数数学家都会同意这样的说法,当一个证明的隐含步骤被某个专家写明时,缺失仅仅是表述性的,原有证明应当被认为是完整并正确的。
个别情况下,数学性的缺失和表述性的缺失可能很难分辨。起码有过一回,丘和他的学生混淆了二者,声称原创但是不符实情。在九六年,一位伯克利的年轻几何学家基维塔证明了一个关于镜像对称的数学猜想,这是弦论中的一个根本性概念。尽管其他数学家觉得基维塔的证明不好懂,他们仍然乐观地认为这个问题确实被解决了。正如一位几何学家所言,“当时没人觉得这个证明不完整,或是不正确。”
九七年秋天,丘的学生,执教于斯坦福的刘克峰作了一次关于镜像对称的报告。两位在场的几何学家说,刘当时展示了一个跟基维塔惊人相似的证明,说这是他和丘以及丘的另一名学生共同完成的。其中一位几何学家说,“刘提到了基维塔的名字,但只是在一长串有贡献者名单中的一个。”(刘坚持说这个证明跟基维塔的差别很大。)
大约同时,基维塔收到了一封丘署名的电子邮件,说他的证明很难读懂,采用的符号也令人困惑,于是他们另外给出了一个证明。他们对基维塔的“创见”给予高度赞扬,并提到“在文章定稿时,我们会提到你的贡献。”
几周之后,这篇题为“镜像第一原理”的论文出现在“亚洲数学期刊”上,丘是该刊的编辑之一。丘和合作者在文中称,这是镜像猜想的第一个完整证明。基维塔的工作文中只是一带而过。文中写道,“基维塔的证明经过很多知名专家审阅,遗憾的是,证明并不完整。”但是他们没有具体指出任何一个遗失的步骤。
基维塔感到非常诧异。他跟我们说,“我只是想知道他们的不满究竟何在,我并不想戳穿他们或为自己辩护。”九八年三月,他发表了一篇带三页脚注的文章,其中指出了丘的证明和他的之间一系列相似之处。数月之后,芝加哥大学一位受资深同事委托调查这一争辩的年轻数学家得出结论,基维塔的证明是完整的。丘说他和学生们花了几年时间致力于这个证明,他们得到的结果跟基维塔无关。他说,“我们有自己的想法,我们把它付诸文字了。”
就在此时,丘跟陈省身和中国数学界的掌门发生了第一次严重的冲突。多年来,陈希望国际数学家大会能在北京召开。据几位当年活跃于数学家大会的学者说。丘在最后关头试图让大会移师香港。但是他没能说服足够多同行接受他的建议,最终大会决定二零零二年在北京召开。(丘否认他曾试图让大会转到香港。)为大会挑选发言人的小组中,有一位成员是丘最有成就的学生田刚,他曾和佩尔曼同时在纽约大学,眼下在麻省理工任教。北京大会的主办委员会也邀请田刚为大会做全体会议发言。
丘吃了一惊。二零零年三月,他发表了一篇自己领域近期研究的调查,其中对田刚以及他们之间的合作不乏溢美之词。作为报复,二零零二年八月,在北京数学家大会开幕之前的几天,他在北京组办了第一个自己的弦论会议。他说动了霍金和几个诺贝尔奖获得者出席,几天之内,国内报纸频频出现知名科学家的照片。丘甚至安排了他这一批人跟主要领导见面。一位参与组织数学大会的数学家回忆说,连接机场市区的公路两侧,“广告牌上霍金的照片比比皆是。”
那年夏天,丘没有太把庞卡莱放在心上。尽管汉密尔顿步履维艰,丘对他充满信心。丘在北京对我们说,“汉密尔顿是个很棒的朋友,他不仅仅是个朋友,他是个英雄。他太有创造力了。我们正在完成他的证明。汉密尔顿在这上已经花了二十五年。什么事情一直做,就会疲倦。他大概是有点累了,得歇一歇。”
二零零二年十一月十二号,丘收到了一封来自俄国数学家的电子邮件,发件人的名字不太熟悉。邮件说,“请您关注我的论文。”
(待续)