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活动致辞 Event message

在简短而热情的活动致辞中,省常中党委书记史品南回忆了与校友恽之玮的交往点滴,在向恽教授不辞辛苦再次回母校数学科普表达感激之情的同时,也将恽学长讲过的一句话转达给在场的同学们,“ 失败是常态,成功是偶然”,以勉励大家珍惜面对面的交流机会,向学长学习、向榜样看齐。

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科普报告 Popular report

75分钟的讲演中,恽之玮教授将抽象艰涩的数学定理化为简单直白的事实案例,结合三个问题( 数学是什么?当代数学家在研究什么?数学家需要怎样的素质?)深入浅出娓娓道来,数学科普的同时回应了在场学生的关切。

从偶遇的出租车司机的疑惑入手,恽教授鼓励同学们尝试着给数学本身下一个定义。他说,大众理解的数学往往从数学的研究对象来定义,但随着现代数学的发展,数学研究对象包含着各种各样能够归纳为数学模型的内容,很难再用数或者形来概括。 只要能够给一个确切定义,有一套逻辑规则,在这个逻辑框架下面进行推演,就是数学。发展到现代的数学,跟牛顿时代、高斯时代已经发生了非常大的变化。

在很多人的心目中,只有费马猜想、哥德巴赫猜想、孪生素数猜想等经典问题取得突破的时候,当代数学才有了发展。但解决经典问题显然不是数学的全部,数学也在不断拓展自己的研究领域,尤其在交叉学科领域,如物理和数学的交叉、计算机和数学的交叉,都是近几十年来数学非常主流的领域。恽教授以代数几何为例,从多项式方程的解、图形的不变量到基本群的概念解释,让同学们对数学研究领域的拓展有了直观感知;而同余方程误差项的判断,毫不相关的两个数的系统里面解同样的方程却有着内在关联,有了简单翔实的实例描述, 韦伊(Weil,A.)猜想恰给人以脑洞大开之感,而 格罗滕迪克(Grothendieck)、 德利涅(Deligne,P.)的故事描述,更让同学们对数学家的敬仰之情上升了一个数量级。谈到数学的另外一个显著特点“ 建立不同领域之间的联系”时,恽教授与大家介绍了他自己的研究领域—— 朗兰兹纲领,考察模掉p后方程解的个数,恰可以构建数论和微积分,朗兰兹(Langlands)用群表示论的观点将之提升到了一个更大框架里,正是基于这种联系的发现,数学获得了新生,不断产生新的问题的同时也解决了老的问题,如 谷山志村猜想直接导致了 费马大定理的证明,这是朗兰兹理论框架的价值印证。这样, 当代数学包括三部分内容:一是要解决经典老问题,二是要发展新的研究对象和理论框架,三是建立不同领域之间的联系。

谈到数学家需要一些什么样的素质。恽教授认为 首先得有宽阔的眼界,数学本身的面要尽量宽,如大学阶段的数学分析、代数拓扑、概率论等,只有对这些领域有大致的了解,才有可能发现不同领域之间的联系;对数学领域外的东西也在多一点了解,特别是理论物理,物理学家会提出一些非常奇妙的猜想,并且在很多例子中得以验证,这些猜想给数学家提供了很多可以思考的问题,于是 很长一段时间内物理学家输送问题、数学家沉迷于解决问题,如果数学家也懂一点物理,就可能建立双向研究机制。 其次当知识面建立起来以后,还 需要有很强的洞察力,即犀利的眼光。恽教授以数学家吴宝珠为例,谈到吴的研究突破源于图书馆的无意瞥见,正是查看导师文章后顺带翻阅的文章起到了决定性的作用,因为文章不是看过就算了,脑子当中其实已经开始寻找联系。 再次需要扎实的基本功。 宽阔的眼界、犀利的眼光都是相当于要往上看往远处看,真正脚踏实地的还是基本功,这是现在中学阶段需要磨练的,包括参加数学竞赛。如果想从事数学研究的话,需要夯实基础,还要有超凡的毅力,因为数学研究过程中,一个问题的解决往往不是用小时而是用年来计量的。恽教授回忆了自己的一段亲身经历,曾经讨论的一个问题持续七年毫无进展,顿悟却在2020年的某天早晨,走进办公室换了一张办公桌,仅仅用了一小时就把最关键的步骤想了个明白。 数学研究周期很长,一个很长的时间跨度,没有一个交卷的时间,更没有人告诉你答案,就是一个完全未知的通向未来的一条路,要走多远完全凭自己的毅力,这与竞赛数学不在一个数量级;一方面不用赶时间,没有人要求你在某一年之前把这个问题解决;另一方面 脑子里要长期地放着问题,当外界受到一定刺激时,如听了一个报告,或者跟某一个数学家进行讨论,可能很快联想到你正在做的某一个问题,往往就是在这种轻松的场合,最容易取得突破。谈到毅力,恽教授还举了麻省理工学院的一位非常敬重的同事的案例,有一回读他的一篇文章,里面连着几页都是非常复杂的计算(没有计算过程只有计算结果),于是就问询同事是不是用计算机编程算得的结果;得到的答案很是出乎意料,居然中手工计算,原话是“ you do whatever you have to do”(你该做什么就做什么),因为教授迫不及待的想知道答案背后的内容, 他是奔着最后的问题解决去的,自然不能因为中间遇到一些小的计算障碍而停下来,所以哪怕用最笨的方法也要先把答案做出来。 最重要的是奇思妙想,这是区分一流数学家和超一流数学家的一个分水岭。格罗滕迪克就是其中一个典型的代表,他最初做的数学跟代数几何毫不相关的,属于数学分析,但是他能跳出现有框架之外看到问题的本质,把看上去不相关的两个事情就这样联系起来。所以 我们要有自己的独立思考时间,哪怕是发呆的时间,而不是整天忙于刷题,因为我们虽然不一定有超一流天赋,但至少不要把想象力扼杀。

03

互动交流 Interactive communication

演讲结束后,恽教授与在场学友进行了热烈的互动,就同学们提出的 集合悖论、群与对称性、情绪困扰、持久注意等问题给出了自己的思考。

如集合产生悖论的一个主要原因是集合的大小没有控制,为了避免出现逻辑困难,现代数学中会设定一个集合上界。

又如,群是对称性的一种抽象,有离散对称与连续对称之分,离散对称性比较容易想象,连续对称性其实是朗兰兹纲领背后观察出来的新对象,看上去是离散的数论问题,背后有着连续的对称性,将数学分析的问题和函数论研究的问题建立起了联系,所以连续对称性在现代数学和物理中都非常重要。

“日常学习数学时会遇到困难,有时候困扰很久会产生不良情绪,该如何破?”得到了恽教授的同频共鸣,他说,“ 很大程度一个人的心理素质对于你能不能做好数学研究非常重要,因为你面对的是一个未知世界,你不知道能不能做出来。有时候一个问题会困扰很久,每天想还是想不出很痛苦,然后搁置一年再拿出来,也许还是没有解决,但感觉自己在往上走走, 学习的过程是一个积累的过程,伴随着知识越来越多,能力只会越来越强,这么想你就不会悲观,所以多跟自己的过去比。 ”

当提及“2018年‘新视野奖’的颁奖现场,接受记者采访时没有智能手机没有微信”的时候,恽教授坦言,虽然现在被迫换用了智能手机(电话公司停用了老手机,4G以上手机才能拨打电话),但一样没有微信、 不上网。手机、电脑或者上网确实对注意力有很大影响,尽管平等的接受到海量信息也有好处,但 科学原创需要有超凡的想象力,需要跳出现有框架、走一条不寻常的路,当我们过多的追赶潮流、关注他人的时候也就失去了自己的原创,当然不同的人有不同的做法,只是这当中怎么把握一个“度”是一个非常非常难的问题。至于如何保持注意力,主要还是看做的这件事情本身是不是有吸引力,所以能够很专注地长时间地坐在那儿,主要是数学本身的这样一个感觉,感觉数学有那么多精彩的内容,你越看越发现你懂得少,越看越发现前面还有更开阔的东西。当然真正做研究的时候,其实最难保持的恰是专注力,因为很多时候你会非常的灰心,就是都不知道从哪儿下手。如果你找到了一条路,觉得有希望的话,你也许在那琢磨半天一天,这都是有可能的,因为你已经有了方向。但当你找不到路的时候,我反而觉得,也许散散步,或者看看休闲的书或者是这个运动等等,换一下脑筋,对你整个身体的调节会有好处,不一定非要逼着自己坐在桌子坐前面。

本次活动由常州市数学学会主办,江苏省常州高级中学承办。数学学会副理事长兼秘书长张志勇主持活动,副理事长王峰、副秘书长宋书华、周洁全程参与活动。

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感谢“常州市数学学会”授权和乐数学转载。

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