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如何爱上数学?数学家们的答案如出一辙

2020-11-04 11:28:11

纯粹数学,是一门研究数学本身的规律,不以实际应用为目的的学问。如果将数学分为两大阵营——纯粹数学和应用数学,数论便是纯粹数学的典型代表。

10月29日~11月1日,由西湖大学理论科学研究院联合主办的首届西湖数论会议如期举行,这也是该研究院自9月成立以来举办的首个学术会议。

几天来,西湖大学的云栖校区里,聚集了一群痴迷于纯粹数学的专家学者坐而论道。在他们眼中,什么是数学之美?数学又是一门怎样的学科?我们在会议间歇对其中几位进行了快问快答,来看他们的答案 ——


田刚

在9月24日西湖大学理论科学研究院的成立仪式上,田刚教授正式受聘为研究院首任院长,他也是此次西湖数论会议的主要发起人。

1. 在您眼里,什么是数学之美?

我的母亲就是数学家,从小耳濡目染地长大。但我自小喜欢数学的另一个很重要的原因是——简单。数学是简单的,这里是说在数学的世界里,对错是绝对的,它的标准很简单,不会掺杂数学之外的因素进来。

2. 在您看来,数学作为基础学科是如何发挥作用的?

数学无处不在。西湖大学的生命科学很好,但这个学科的研究中所用到的、包括电镜在内的很多仪器设备,数学都在背后发挥了很重要的作用。除此之外,量子计算、人工智能等,其基础都有数学的身影,但数学作为基础学科很多时候是在幕后发挥作用。

从文化的角度讲,数学这门学问的一步步发展,很多时候并不是以有用作为起点的,起点是人类在思考问题、在开发智力。如果要问我们研究的东西在当下有没有用,我可以说没有用、暂时用不上。但我们在强调一个事物重要性的时候,不一定是看它有没有用,更何况有没有用也是要放在一个时间阶段上来评价的。在人类历史长河中,数学一定是有用的、有价值的。


孙斌勇

孙斌勇也是此次西湖数论会议的主讲嘉宾之一,来自浙江大学数学高等研究院,去年刚刚当选中国科学院院士。

1. 在您眼里,什么是数学之美?

证明一个定理的过程。往往成功证明一个定理,过程中的每一步都非常“巧合”,都是正正好的,最终把整个逻辑打通。证明的过程是完美的,结论也是完美的。在我们研究纯数学的过程中,经常能体会到这种酣畅、过瘾的感觉。

2. 在您看来,数学作为基础学科是如何发挥作用的?

纯数学是自然科学的语言。我们纯数学的研究,是去建立数学的理论体系,其他领域可以拿去用。就像中文,是我们中国人之间互相交流的语言,数学就是自然科学之间交流的语言。


刘若川

刘若川是北京大学北京国际数学研究中心的研究员,也是此次西湖数论会议的主要组织者之一,是2019年“科学探索奖”获奖者。

1. 在您眼里,什么是数学之美?

对小孩来讲,对数学是否有兴趣,往往来自于荣誉感和成就感。我从小算术就很快,班里速算比赛总是拿第一。后来去了奥数学校,记得有一年生了一场病,缺课了整个学期,但期末还是靠自学考了第二名。长大后,深入到了数学这个领域,慢慢有了积淀,对数学之美的鉴赏力每一天都在发生变化。

2. 在您看来,数学作为基础学科是如何发挥作用的?

我们通常觉得看得见、摸得着的东西才有意义,我认为我们不光要从科学技用的角度来说数学多有用,而是换一个视角,从文明的角度来看数学。如果说人类文明中有几项本质的东西,这其中一定有数学的一席核心位置。

假如有一天,外星人来了地球,我们怎么和他们交流?用具体的某一项科学技术吗?我觉得不是,得用一些文明的本质的东西,比如数学。


陈苗芬

此次西湖数论会议共邀请了16位来自国内外高校及科研机构的主讲嘉宾。其中,华东师范大学数学科学学院的陈苗芬老师,是主讲阵容中唯一一位女性数学家。

1. 在您眼里,什么是数学之美?

我从小就比较喜欢数学,对数字非常感兴趣,特别是觉得逻辑推理真的非常美。另一方面,其实我的记性比较差,所以文科学不了。而数学完全是靠逻辑推理,并不需要记忆,只要理解它的结构之后,你就能推理出来。

2. 在您看来,数学作为基础学科是如何发挥作用的?

数学是一个基础学科,和方方面面都有十分紧密的关系,比如物理、信息、计算机等领域。究其本质,其实都是数学在发挥重要的作用。具体来说,我们现在到处都需要密码,要进行加密、解密,而这些都是以数论为基础的。


陈曼

陈曼并不是此次西湖数论会议的主讲人,她是一位基础数学专业博士二年级的学生,目前在中国人民大学念书。她的导师、同样来自中国人民大学的郑志勇,是11月1日当天的主讲人之一。

1. 在您眼里,什么是数学之美?

我很小的时候就发现自己算得比别人快,心算能力比较强,对此有点小自豪,可能也是由此产生了对数学的兴趣。在中学阶段,跟同学比赛做数学题也比较有优势,所以大学专业就直接选了数学。

和中学不一样的是,上了大学后,我就发现数学理论真的非常美。比如,在学高等数学或者数学分析的时候,我们了解到运用洛必达法则去求极限会变得非常简单。我就很佩服那些数学家们能发现这么妙、这么聪明的方法去解决问题。慢慢地,我也变得很喜欢去思考、研究、感受。

2. 在您看来,数学作为基础学科是如何发挥作用的?

数学是基础学科,所以它真的非常重要。现在很多重要的成果,比如物理、计算机等领域的很好的成果,都是依赖于数学的。比如说,我现在对研究密码学有非常大的兴趣,而数论在密码学里就是非常重要的。