我在香港中文大學(xué)接受高等教育。雖然我在香港所受的數(shù)學(xué)及科學(xué)方面的訓(xùn)練不能說是最好的,但是,我有幸能夠比較全面地接受中國文化教育。
優(yōu)美的中國文學(xué)對(duì)我的思維產(chǎn)生的深刻的影響,我為我的祖國不斷發(fā)展的悠久文明而驕傲。在我專心作基礎(chǔ)科學(xué)研究的同時(shí),我也把促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展,特別是祖國科學(xué)的發(fā)展作為終身的責(zé)任。
1969年當(dāng)我離開香港時(shí),我沒有任何國家的護(hù)照。那時(shí),根本看不到中國政府會(huì)和美國建立友好關(guān)系。當(dāng)尼克松訪問中國時(shí),我無比高興。1979年,我受華羅庚教授的邀請(qǐng)?jiān)L問科學(xué)院。高中時(shí),我從華教授的書中學(xué)到了許多東西。我敬佩華教授,當(dāng)被邀請(qǐng)時(shí),我感到非常榮幸。
在到達(dá)北京機(jī)場,走下旋梯觸摸到北京的土地那一瞬間,我為回到祖國而無比激動(dòng)。在接受菲爾茨數(shù)學(xué)獎(jiǎng)時(shí),我驕傲地說,我沒有任何國家的護(hù)照,我理所當(dāng)然應(yīng)該被看作是中國人。 我的確為中國數(shù)學(xué)花費(fèi)了許多精力。 但我依然為不能在中國安頓下來而感到遺憾。無論我為中國數(shù)學(xué)作了什么,都無法和那些在中國生長或那些永久回到中國的中國人相提并論。 作為一個(gè)在外國的土地上擁有永久職位的人,我不敢對(duì)這個(gè)偉大國家的發(fā)展妄加評(píng)論。在這里, 我只是根據(jù)我的觀察,談一點(diǎn)看法。
我們都知道,自孔夫子時(shí)代,中國就開始有了教育體系。甚至平民百姓都可以接觸到知識(shí),這的確是一個(gè)突破。 到了漢代,政府建立制度,選拔受過教育并有良好品德的人才為國家服務(wù)。在鄉(xiāng)下的孩子們都有進(jìn)入中央政府的機(jī)會(huì)。這是個(gè)比較公平的體系。中國在某種程度上就是靠這個(gè)體系的延伸而統(tǒng)一的。非常有趣的是,那些在朝廷的外國人也可以居任高職。這種制度經(jīng)過完善后來成為一種考試制度。在早些朝代,比如唐朝,考試的范圍非常大。數(shù)學(xué)也被納入考試科目。然而,考試的重點(diǎn)主要還是集中在過去的四百年歷史。那時(shí)認(rèn)為,只要掌握了孔子的思想,就可以治理好國家。因此,考試僅限于非常窄的知識(shí)范圍。那時(shí),中國對(duì)于創(chuàng)造性思維的摧殘是極為嚴(yán)重的。
大學(xué)之道,在明明德,在新民,在止於至善。
要認(rèn)識(shí)到孔子是把知識(shí)當(dāng)做德行的:大學(xué)之道,在明明德,在新民,在止于至善。
孔子是以實(shí)踐的方法育人。他的一些學(xué)生成了外交家,一些做了商人,一些當(dāng)上了將軍。希臘哲學(xué)家蘇格拉底也把知識(shí)看成是德行。然而對(duì)真理和美追求,是希臘教育的精髓。在這個(gè)日新月異的新世界,知識(shí)是人類繁榮的根本所在。任何偉大的國家都必定會(huì)對(duì)學(xué)問進(jìn)行長期的研究,否則,社會(huì)進(jìn)步就成為空想。知識(shí)是以四方面為基礎(chǔ)的。這四方面是指:
1 德行
2 人類知識(shí)
3 基礎(chǔ)科學(xué)
4 應(yīng)用科學(xué)
十九世紀(jì)初期,鴉片戰(zhàn)爭失敗,使中國認(rèn)識(shí)到自己在現(xiàn)代技術(shù)方面的落后,隨后,幾經(jīng)嘗試走現(xiàn)代化之路。并在造船、鐵路、采礦及武器制造方面取得了很大進(jìn)展。兩個(gè)世紀(jì)的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),我們最終看到了中國發(fā)展成為強(qiáng)國的機(jī)會(huì)。現(xiàn)在中國的經(jīng)濟(jì)正以中國當(dāng)代史上從未有過的勢(shì)頭增長。但我們一定要牢記,現(xiàn)代化的真正能量來源于知識(shí)的獲取和應(yīng)用。
然而,對(duì)于發(fā)展中國家來說,知識(shí)通常是與應(yīng)用科學(xué)聯(lián)系在一起的。很容易過分強(qiáng)調(diào)短期效益而忽視長期發(fā)展的實(shí)力。應(yīng)該注意到基礎(chǔ)科學(xué)是所有現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ),中國的現(xiàn)代化建設(shè),基礎(chǔ)科學(xué)要起到重要的作用。
英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長阿蒂亞告訴我說,
對(duì)于像中國這樣有志成為世界強(qiáng)國的國家,不能沒有雄心。日本人以完全照搬西方的方式開始,改變了對(duì)基礎(chǔ)研究的投資。美國是經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)國家,對(duì)基礎(chǔ)研究的支持力度相當(dāng)大。 我認(rèn)為中國有條件在所有各方面都和日本和美國競爭。
在本世紀(jì), 有幾個(gè)科學(xué)技術(shù)的分支將扮演重要的角色:
信息科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、金融社會(huì)科學(xué),這些分支之間相互交叉,同時(shí)又強(qiáng)烈地依賴于能夠提供基本原理的基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展。 這些基本原理告訴我們: 萬物為什么運(yùn)動(dòng),如何運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)歷史的進(jìn)程中,學(xué)科之間的相互依賴一直在發(fā)生。 而每一次兩個(gè)不同領(lǐng)域的思想成功結(jié)合,都會(huì)產(chǎn)生出意想不到的結(jié)果。
19世紀(jì),電和磁的統(tǒng)一獲得了巨大的成功。20世紀(jì),量子動(dòng)力學(xué)在化學(xué)上的取得了成功的應(yīng)用。數(shù)學(xué)和物理被用來制造現(xiàn)代計(jì)算機(jī),而計(jì)算機(jī)又成為所有科學(xué)技術(shù)的基本工具。我們正在目睹物理科學(xué)在生命科學(xué)中的應(yīng)用壯景。每一次的統(tǒng)一都是由基礎(chǔ)科學(xué)開始。而每一次的成功統(tǒng)一都帶來了技術(shù)上的重大突破。 并為進(jìn)行這一統(tǒng)一的國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)增長。
在過去的兩個(gè)世紀(jì),歐洲各國通過發(fā)展科技積累了財(cái)富。一戰(zhàn)和二戰(zhàn)導(dǎo)致了一大批各國的科學(xué)家和工程師涌向美國。目前,美國正主宰著世界。美國的經(jīng)濟(jì)空前繁榮,得益于過去50年間對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)的投資。由美國公司和大學(xué)所擁有的相當(dāng)比例的專利權(quán)都得益于基礎(chǔ)科學(xué)的實(shí)力。
一個(gè)世界強(qiáng)國的實(shí)力,依賴于對(duì)大眾基礎(chǔ)科學(xué)教育的能力,以及在世界范圍內(nèi)吸引最優(yōu)秀的人才的能力。以美國為例,相當(dāng)多的外國精英都可能說不了流利的英文。我以為,中國應(yīng)該吸引大量非中國籍的人才,即使在開始他們不懂中國。理由是,科學(xué),特別是純粹科學(xué)是沒有國界的。我們可以跟那些沒有偏見的外國人學(xué)到許多東西。
在21世紀(jì),數(shù)學(xué)將是最基本的學(xué)科。數(shù)學(xué)為所有其它科學(xué)提供基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。這不僅是指數(shù)學(xué)是所有科學(xué)的語言,而數(shù)學(xué)本身就是有生命的。
1 數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)語言
幾何是描述時(shí)空的語言,微積分是天文學(xué)的語言,算子理論是量子力學(xué)的語言,傅立葉分析是波動(dòng)理論的語言。數(shù)學(xué)家認(rèn)為所有這些學(xué)科都是極其美妙的。它們都是按照自己的規(guī)律發(fā)展起來的。但共同的特征是數(shù)學(xué)家深悟了他們的基本特性。于是數(shù)學(xué)家就給出了為什么看起來不相關(guān)的學(xué)科之間應(yīng)該交叉的基本理由。
讓我們看一看共同語言。語言可能是一種標(biāo)記。它傳達(dá)我們對(duì)所描述物體的情感。中國詩歌和西方詩歌不同,因?yàn)榭偟膩碚f,在中國詩歌中每個(gè)字都代表不同的意義。甚至在中國的詩歌中,對(duì)不同的字?jǐn)?shù)的要求都表達(dá)了不同的意義。漢朝每個(gè)句子是五個(gè)字,唐朝每個(gè)句子七個(gè)字,宋詞對(duì)每句都要求有不同的字?jǐn)?shù)。詩歌不同的風(fēng)格反映的是不同朝代學(xué)者的情感。
數(shù)學(xué)研究改變了科學(xué)的發(fā)展。例如, 對(duì)傅立葉分析和小波和深入研究,給出了對(duì)波動(dòng)及圖圖像技術(shù)的不同解釋。 反過來, 現(xiàn)實(shí)世界又影響著數(shù)學(xué)的發(fā)展。波動(dòng)和波譜的美妙是對(duì)它深入研究的主要源動(dòng)力。它們?cè)诂F(xiàn)代技術(shù)上和理論科學(xué)上的應(yīng)用的重要性不論怎么評(píng)價(jià)都不會(huì)夸大的。
很難想象沒有微積分,牛頓能夠發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)。微積分的發(fā)現(xiàn)要追溯到阿基米德。毫無疑問,法拉第精通電和磁。但電磁的完整理論要?dú)w功于麥克斯韋爾方程。這說明對(duì)光,無線電波和現(xiàn)代科學(xué)的認(rèn)識(shí)是極為重要的。
2 數(shù)學(xué)是有序的科學(xué)
數(shù)學(xué)不僅是一種語言,不僅本身美妙無比,它還是一種有序的科學(xué)。哈佛大學(xué)教授Andrew
Gleason說過: “數(shù)學(xué)作為有序的科學(xué),其目的是要尋找、描述并解釋事物在復(fù)雜的條件下的秩序。數(shù)學(xué)最基本的工具是描述這些秩序的概念。準(zhǔn)確地說,數(shù)學(xué)家已經(jīng)花了幾個(gè)世紀(jì)在尋找最有效的概念,財(cái)以描述那些不清晰的現(xiàn)象。這些工具適用于所有的外部世界。而現(xiàn)實(shí)世界,正是大量秩序復(fù)雜交錯(cuò)的縮影!
因此,數(shù)學(xué)能在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域找到很強(qiáng)的應(yīng)用。而經(jīng)濟(jì)正是這樣一門學(xué)科,好幾位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者都是由于他們和數(shù)學(xué)有關(guān)的工作而獲獎(jiǎng)的。我們期待通過數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì),數(shù)學(xué)能應(yīng)用在社會(huì)科學(xué)和歷史上。
3 數(shù)學(xué)是工具
許多重要的數(shù)學(xué)問題都是由研究工程問題中的單一動(dòng)機(jī)演變出來的。例如, Wiener 和他的學(xué)生最先研究了信息科學(xué)。然而, 隨機(jī)微分方程,Wiener度量理論以及熵理論都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他們研究的最初目的。Bucy-Kalman 濾波器是現(xiàn)代控制理論的絕對(duì)基礎(chǔ), S波動(dòng)理論在飛機(jī)設(shè)計(jì)上是非常重要的。
4 數(shù)學(xué)是美妙的科學(xué)
最純粹的數(shù)學(xué)分支是數(shù)論。它可以追溯到古巴比倫,古西臘及其它國家。它是一門無比美妙的學(xué)科。所有偉大的數(shù)學(xué)家都不得不欣賞它。
在過去的20年間,我們見證了它在安全上的應(yīng)用。密碼學(xué)主要依賴于整數(shù)到素?cái)?shù)的分解。自修正密碼的研究依賴于代數(shù)幾何。幾何來自于土地測(cè)量和航海的要求。在幾何還實(shí)現(xiàn)著同樣目的同時(shí),它的作用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了最初的動(dòng)機(jī)。它已成為研究時(shí)空中物理現(xiàn)象的基石。它的應(yīng)用包括計(jì)算機(jī)作圖,晶體學(xué)和照相技術(shù)。
事實(shí)上所有追求美的數(shù)學(xué)分支, 都在現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮了巨大的作用。
5 工業(yè)中的數(shù)學(xué)
1995年,美國工業(yè)及應(yīng)用數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)發(fā)表了一篇報(bào)告。他們通過電話調(diào)查了75位工業(yè)部門的經(jīng)理人。 約一半(49%)的人認(rèn)為數(shù)學(xué)是基本工具, 這些經(jīng)理人的教育背景為
數(shù)學(xué)
工程
物理 |
統(tǒng)計(jì)/生物統(tǒng)計(jì)
商務(wù)/管理
|
計(jì)算機(jī)科學(xué)
化學(xué)/生物 |
報(bào)告發(fā)現(xiàn):
數(shù)學(xué)的應(yīng)用:
代數(shù)和數(shù)論 密碼學(xué)
計(jì)算流體力學(xué) 飛機(jī)和機(jī)動(dòng)車設(shè)計(jì)
微分方程 空氣動(dòng)力學(xué)
多媒體,金融
離散數(shù)學(xué) 通訊和信息安全 |
形式系統(tǒng)和邏輯 計(jì)算機(jī)安全
最優(yōu)化 資產(chǎn)分配
建模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)
并行算法 天氣模型和預(yù)報(bào), |
計(jì)算機(jī)檢驗(yàn)
幾何 計(jì)算機(jī)輔助工程與設(shè)計(jì)
空難模擬 |
統(tǒng)計(jì) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
大型數(shù)據(jù)分析
隨機(jī)過程 信號(hào)分析 |
6 中國實(shí)行的數(shù)學(xué)政策
中國政府非常重視現(xiàn)代技術(shù)。毫無疑問,以文章的產(chǎn)出來看,中國的科學(xué)技術(shù)在過去的十年間發(fā)生了巨大的增長。僅以數(shù)學(xué)為例,我們從下面列表中可以看到在十年間,中國數(shù)學(xué)方面的文章已從占全世界該方面文章總數(shù)的6%增長到10%。
(當(dāng)然,我們應(yīng)該注意到這個(gè)數(shù)據(jù)包括了在世界范圍內(nèi)的中國人,其中有許多是在美國)。北美國數(shù)學(xué)會(huì) 數(shù)學(xué)文摘統(tǒng)計(jì) 中國數(shù)學(xué)家文章產(chǎn)出:
1990-2002年
發(fā)表文章的質(zhì)量的確能夠說明研究活動(dòng)的情況。但對(duì)發(fā)表文章更細(xì)致的研究表明,只有很少一部分中國人的文章發(fā)表在一流的刊物上。
現(xiàn)在中國科學(xué)家主要面臨的問題是,如何提高文章的質(zhì)量。
沒有多少中國人的文章能夠開辟一個(gè)重要的領(lǐng)域或方向。過分強(qiáng)調(diào)數(shù)量對(duì)研究有負(fù)面影響。事實(shí)上, 中國數(shù)學(xué)家是非常出色并具有創(chuàng)造性的。在50年代末60年代初,華羅庚教授和馮康教授開辟了好幾個(gè)數(shù)學(xué)領(lǐng)域,引導(dǎo)世界潮流。那些被與外界隔絕的時(shí)期,使他們看清了自己要作的方向。
政府過分強(qiáng)調(diào)在國外居住的科學(xué)家的領(lǐng)導(dǎo)作用,給那些本國很有能力的科學(xué)家?guī)砹艘环N心理負(fù)擔(dān)。下面是一個(gè)例子,就在去年,數(shù)學(xué)界出了一條重大新聞,一敗涂地就是拓?fù)鋵W(xué)的Poincare問題可能得到解決。這個(gè)問題產(chǎn)生于Hamilton方程。一位名叫Perelman的俄羅斯數(shù)學(xué)家宣稱運(yùn)用Hamilton方法成功解決了問題。他用了七年的時(shí)間致力于研究。在他宣稱之前,沒有幾個(gè)人對(duì)這個(gè)問題的研究給以關(guān)注。
Richard Hamilton和我是好朋友。1996年我認(rèn)識(shí)到他的工作的重要性,所以我回到中國并且告訴所有數(shù)學(xué)方面的領(lǐng)導(dǎo)人Hamilton方程的重要性。
我督促在全國范圍內(nèi)研究這個(gè)方程,并且告訴他們,對(duì)這個(gè)方程的研究會(huì)獲得巨大的回報(bào)。
我選送了兩位我在香港的學(xué)生在北京主持這方面的研討班。令我意外的是,北京的專家聽了在美國的中國數(shù)學(xué)家的話(包括),
認(rèn)為Hamilton的文章太難讀, 不值得。
他們讓討論班轉(zhuǎn)而討論其它的問題去了。
幸運(yùn)的是,在中國南方的數(shù)學(xué)家,沒有受到北方的影響。中山大學(xué)的朱教授當(dāng)時(shí)正在香港中文大學(xué)訪問。他接受了這個(gè)挑戰(zhàn),深入地研究了這個(gè)方程。 他有可能會(huì)成就一流的結(jié)果。 不幸的是, 他直到現(xiàn)在還沒能得到北方的承認(rèn)。
我相信,在這個(gè)新的世紀(jì),許多重要的領(lǐng)域都等待去研究。數(shù)學(xué)將是重要的工具。在這個(gè)發(fā)展過程中,中國的數(shù)學(xué)家將扮演重要的角色。但是他們應(yīng)該公正地創(chuàng)造性的思維。一旦認(rèn)準(zhǔn)了重要的事情
, 就要堅(jiān)持下去,不要受輿論的影響。
中國數(shù)學(xué)面臨的最大問題是,缺乏領(lǐng)袖人物。唯一活著的世界級(jí)數(shù)學(xué)家是陳省身教授,現(xiàn)在他已經(jīng)90多歲了。為了解決領(lǐng)袖人物的問題,許多大學(xué)設(shè)立了許多訪問教授的席位,邀請(qǐng)他們到中國的研究機(jī)構(gòu)訪問期一兩個(gè)月。
然而, 中國的科學(xué)領(lǐng)袖只能在那些全職在中國的人中間產(chǎn)生。許多的大學(xué)非常驕傲并滿足于把著名的名字放在教授的名單上。這些大部分是居住在海外的中國人。他們不可能把太多的精力投入到中國學(xué)術(shù)發(fā)展上。他們中間有些人的工作被中國同行過于抬高了。這種合作的結(jié)果并不象政府所說的那樣成功。當(dāng)然,我堅(jiān)信國際協(xié)作對(duì)中國是十分重要的。
我相信,應(yīng)該鼓勵(lì)邀請(qǐng)那些和中國學(xué)術(shù)界沒有各種關(guān)聯(lián)的科學(xué)家。一個(gè)真正的國際學(xué)術(shù)氣氛將把中國科學(xué)帶到一個(gè)新的層次。 也許,可以模仿普林斯頓高等研究所的模式,愛因斯坦和許多偉大的理論科學(xué)家都曾在這個(gè)研究所領(lǐng)導(dǎo)整個(gè)世界的理論研究。我相信,建立這樣一個(gè)具有高尚的目標(biāo)的研究所是重要的。這個(gè)研究所的永久成員應(yīng)具有國際水準(zhǔn)并應(yīng)該受到政府的重視。不應(yīng)該限制于中國血統(tǒng)的人。我希望在短時(shí)間內(nèi)中國就成就世界級(jí)的研究。
科學(xué)是事實(shí)的積累,就如同一座房屋是由磚塊壘起來的一樣。而科學(xué)的建筑就是數(shù)學(xué)。當(dāng)然,沒有磚塊和運(yùn)用磚塊的知識(shí),就不可能有成功的設(shè)計(jì)。數(shù)學(xué)家和其它科學(xué)家的密切合作將為科學(xué)打好基礎(chǔ)。 應(yīng)該鼓勵(lì)數(shù)學(xué)家和其它分支的相互交叉。數(shù)學(xué)的本性決定了它根據(jù)科學(xué)的需要拓寬,根據(jù)相互的分析加深。因此,在新世紀(jì),數(shù)學(xué)必將成為所有科學(xué)的中心。
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