丘成桐

丘成桐

丘成桐:美國現代數學家,菲爾茲和沃爾夫獎得主。原籍廣東蕉嶺,1949年4月4日生于廣東汕頭,後全家移居香港。早年喪父,家境清貧,母親克服種種困難供其上學。在香港培正中學就讀時勤奮鑽研數學,成績優異。1966年入香港中文大學數學系,1969年提前修完四年課程,為美國伯克利加州大學陳省身教授所器重,破格錄取為研究生。在陳省身指導下,1971年獲博士學位。1983年,他被授予菲爾茲(Fields)獎章——這是世界數學界的最高榮譽。後在斯托尼布魯克的紐約州立大學、斯坦福大學等校任教,並為普林斯頓高級研究所終身教授,曾于聖地亞哥加州大學任教,現任教于哈佛大學

  • 中文名
    丘成桐
  • 外文名
    Shing-TungYau
  • 國籍
    美國
  • 民族
    漢族
  • 出生地
    廣東汕頭
  • 出生日期
    1949年4月4日
  • 職業
    哈佛大學教授,數學系主任
  • 畢業院校
    香港中文大學數學系
  • 籍貫
    廣東省梅州市蕉嶺縣文福鎮白湖村
  • 其他成就
    數學界最高榮譽菲爾茲獎得主

人物生平

求學階段

​丘成桐,漢族客家人。蕉嶺丘鎮英之子。

丘成桐丘成桐

丘成桐的母親梁若琳,是梅城最後一位秀才梁伯聰之女,出身書香門第,未出閨門就受到傳統中華文化的熏陶,後來時常規勸與告誡子女不可對做人準則有任何逾越,希望他們將來名留史冊。這樣的激勵,伴隨了丘成桐的成長,丘成桐後來的刻苦自勵與其父母良好而深刻的影響不無關系。

丘成桐早年喪父,家境清貧,母親克服種種困難供其上學。在香港培正中學就讀時勤奮鑽研數學,成績優異。1966年入香港中文大學數學系,1969年提前修完四年課程,為美國伯克利加州大學陳省身教授所器重,破格錄取為研究生。在陳省身指導下,1971年獲博士學位。後在斯托尼布魯克的紐約州立大學﹑斯坦福大學等校任教,並為普林斯頓高級研究所終身教授,時下哈佛大學任教。

父親曾在香港香讓學院及香港中文大學的前身崇基學院任教。父教母慈,童年的丘成桐無憂無慮,成績優異。但在他14歲那年,父親突然辭世,一家人頓時失去經濟來源。盡管丘成桐不得不一邊打工一邊學習,卻仍然以優異成績考入香港中文大學數學系。

美國階段

19歲的時候來到美國伯克利。"21歲畢業時就註定要改變數學的面貌"這不是作者的話,這是幾年前加州大學洛杉磯分校希望把丘教授聘請過來的時候,系裏討論時一個年紀很大的幾何學家引用陳省身先生說的一句話。在伯克利學習期間他證明了卡拉比猜想、正質量猜想,開創了一個嶄新的領域:幾何分析。當年他隻有28歲。也就是說,從入學伯克利到他在世界數學家大會做一小時報告之間相隔還不到10年。在他作報告的那一年,陳景潤先生也同時被邀請做45分鍾的報告。

20世紀70年代左右的伯克利分校是世界微分幾何的中心,雲集了許多優秀的幾何學家和年輕學者。在這裏,丘成桐得到IBM獎學金,並師從著名微分幾何學家陳省身。數學是奇妙的,也是生澀的。即使是立志在數學領域建功立業的年輕學生,能堅持到最後並出成果的,也是寥若晨星。丘成桐正可謂這樣一顆"晨星"。常常有這樣的情景--偌大的教室中,聽課的學生越來越少,最後竟然隻剩下教授一人面對講台下唯一的學生悉心教誨。這唯一的學生,就是丘成桐。到伯克利分校學習一年後,丘成桐便完成了他的博士論文,文中巧妙地解決了當時十分著名的"沃爾夫猜測"。他對這個問題的巧妙解決,使當時的世界數學界意識到一個數學新星的出現。

1976年,丘成桐被提升為斯坦福大學數學教授。

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1978年,他應邀在芬蘭舉行的世界數學大會上做題為《微分幾何中偏微分方程作用》的學術報告。這一報告代表了20世紀80年代前後微分幾何的研究方向、方法及其主流。這之後,他又解決了"正質量猜測"等一系列數學領域難題。

丘成桐的研究工作深刻又廣泛,涉及微分幾何的各個方面,成果累累。

1981年,他32歲時,獲得了美國數學會的維布倫(Veblen)獎--這是世界微分幾何界的最高獎項之一;

1982年,他被授予菲爾茲(Fields)獎章--這是世界數學界的最高榮譽;

1989年,美國數學會在洛杉磯舉行微分幾何大會,丘成桐作為世界微分幾何的新一代領導人出任大會主席。命運是公平的,獎章、榮譽,授予了那個在教室中堅持到最後的人。但這並不會讓丘成桐止步不前,他繼續進行著大量繁雜的研究工作,並不斷取得成就。堅韌、堅持、鍥而不舍,這就是丘成桐的精神。著名數學家鄭紹遠先生回憶說,對于許多艱深的數學問題,丘成桐已思考近20年,雖然仍未解決,他還是沒有輕易放棄思考。

1994年,他又榮獲了克勞福(Crawford)獎。大學期間,他以三年時間修完全部必修課程,還閱讀了大量課外資料。他的突出成績和鑽研精神為當時的美籍教授薩拉夫所賞識,薩拉夫力薦他到美國加利福尼亞大學伯克利分校攻讀博士研究生。

2010,獲得沃爾夫數學獎,這是在阿貝爾獎出現前最接近諾貝爾獎的獎項,是數學界的終身成就獎。

培育中國學生

丘成桐對中國的數學事業一直非常關心。

從1984年起,他先後招收了十幾名來自中國的博士研究生,要為中國培養微分幾何方面的人才。他的做法是,不僅要教給學生一些特殊的技巧,更重要的是教會他們如何領會數學的精闢之處。他的學生田剛,也于1996年獲得了維布倫獎,被公認為世界最傑出的微分幾何學家之一。

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30年來,丘先生不僅時刻把握著數學與物理跳動的脈搏,引導著世界數學發展的潮流,還一直懷著一顆赤子之心,關心和幫助著中國數學的進步。他培養了眾多的華人數學家。他的學生和博士後在國外各個重要的大學裏都有。

主要成就

數學成就

丘成桐是公認的當代最具影響力的數學家之一。他的工作深刻變革並極大擴展了偏微分方程在微分幾何中的作用,影響遍及拓撲學、代數幾何、表示理論、廣義相對論等眾多數學和物理領域。

丘成桐丘成桐

解決Calabi猜想, 即一緊Kahler流形的第一陳類≤0時,任一陳類的代表必有一Kahler度量使得其Ricci式等于此陳類代表。這在代數幾何中有重要的套用。

與蕭蔭堂合作證明單連通Kahler流形若有非正截面曲率時必雙全純等價于復歐氏空間, 並給Frankel猜想一個解析的證明。

在各種Ricci曲率條件下估計緊黎曼流形上Laplace運算元的第一與第二特征值。

1976年解決關于凱勒-愛因斯坦度量存在性的卡拉比猜想,其結果被套用在超弦理論中,對統一場論有重要影響。第一陳類為零的緊致凱勒流形稱為卡拉比-丘流形,在數學與弦論中都很重要。作為套用,丘成桐還證明了塞梵利猜想,發現Miyaoka-丘不等式。丘成桐對c1> 0 情形的凱勒-愛因斯坦度量存在性也作出了重要的貢獻,猜想了它與代數幾何中幾何不變數理論意義下的穩定性的關系。這激發了Donaldson 關于數量曲率與穩定性等一系列的重要工作。

與鄭紹遠合作證明實與復的Monge-Ampère 方程解的存在性,並證明高維閔科夫斯基問題,擬凸域的凱勒-愛因斯坦度量存在性問題。

丘成桐開創了將極小曲面方法套用于幾何與拓撲研究的先河。通過對極小曲面在時空中行為的深刻分析,1978年他與R.舍恩合作解決了愛因斯坦廣義相對論中的正質量猜想。

丘成桐與Karen Uhlenbeck 合作證明了任意緊致凱勒流形上穩定叢的Hermitian-Einstein 度量的存在性,推廣了Donaldson 關于射影代數曲面,以及Narasimhan 和Seshadri 關于代數曲線的結果。

丘成桐與Meeks 合作解決了三維流形極小曲面一個著名的問題,即一條極值約當曲線的極小圓盤的Plateau 問題的Douglas 解,當邊界曲線是一個凸邊界的子集,那麽它在三維空間中是嵌入的。他們接著證明這些嵌入極小曲面在有限群作用下是等變的。他們的工作與Thurston 的工作相結合,可以推出著名的史密斯猜想。

丘成桐與連文豪、劉克峰合作證明了弦論學家提出的著名的鏡對稱猜想。這些公式給出了用對應的鏡像流形上的Picard-Fuchs 方程表示的一大類卡拉比-丘流形上有理曲線數目的顯式表達。

丘成桐與劉克峰、孫曉峰合作證明曲線模空間上各種幾何度量的等價性,被國際學術界命名為劉孫丘度量。

1984年與Uhlenbeck合作解決在緊Kahler流形上穩定的全純向量叢與Yang-Mills-Hermite度量是一一對應的猜想,並得出陳氏的一 個不等式。

丘成桐正研究的鏡流形, 是Calabi-丘流形的一特殊情形, 與理論物理的弦理論有密切關系, 引起數學界的廣泛註意等等。

對中國貢獻

丘成桐教授是第一位榮獲菲爾茲獎的華裔人士。他熱心于幫助發展中國的數學事業。自1979年以來多次到中國科學院進行高質量的講學。由科學出版社出版了專著《微分幾何》,內容主要是他的研究結果。他還直接指導培養中國的數學博士生,至今已有10餘人,成績顯著。1994年6月8日當選為首批中國科學院外籍院士。

雖然丘成桐是在香港長大的,但他出生于中國大陸,深受中國傳統文化的影響,並堅信幫助中國推動數學發展是自己的責任。在二十世紀七十年代中國對外開放後,丘成桐受到中國著名數學家華羅庚的邀請,于1979年訪問中國。

為了幫助發展中國數學,丘成桐想盡了各種辦法,與他鑽研數學問題頗為相似。他培養來自中國的留學生,建立數學研究所與研究中心,組織各種層次的會議,發起各種人才培養計畫,並募集大量資金。

丘成桐建立的第一個數學研究所是1993年成立的香港中文大學數學研究所。第二個是1996年建立的北京晨興數學中心。中心建立與運作的大部分經費都是丘成桐從香港晨興基金會籌得的。第三個是建立于2002年的浙江大學數學科學中心。第四個2009年建立的清華大學數學研究中心。

丘成桐是這三大研究機構的主任,經常例行工作視察,作報告,指導學生,組織學術會議與暑期學校等。除了這三個研究中心,丘對于台灣理論科學中心的建立以及台灣數學的發展作出了重要的貢獻。1997年,他受台灣新竹清華大學校長劉炯朗邀請,作為講席教授訪問一年。若幹年後,他建議已是台灣國家科學委員會主席的劉炯朗,建立理論科學中心。正式成立是在1998年。他擔任理論科學中心顧問委員會主任直到2005年。

為了增進華人數學家的交流與合作。丘成桐發起組織國際華人數學家大會。會議每三年一屆。除了邀請報告外,還邀請幾位非華裔數學家作晨興講座。每次大會的焦點是頒發晨興數學獎,陳省身獎。第一屆大會于1998年12月12-18日在北京晨興數學中心召開。來自世界各地華人數學家的反響與支持非常熱烈,有400多人與會。這是第一次在中國舉行的重要數學國際會議。第二屆大會于2001年在台灣召開,第三屆大會2004年在香港舉行,第四屆大會2007年在浙江大學舉行,第五屆大會于2010年在清華大學舉行。第六屆大會于2013年在國立台灣大學舉行。從第三屆大會開始正式設立面向大學生,碩士與博士生的新世界數學獎。

為了激發中學生對于數學研究的興趣和創造力,培養和發現年輕的數學天才,2004年,丘成桐首先在香港成立了面向香港中學生的兩年一屆的"恆隆數學獎"。2008年,丘成桐中學數學獎正式成立,第一屆和第二屆頒獎儀式已分別在2008年10月和2009年12月舉行。第三屆丘成桐中學數學獎頒獎儀式將于2010年12月在北京舉行。

主要榮譽

院士

2008年

印度科學院外籍院士

2005年

義大利Lincei 科學院外籍院士

2005年7月

中國國務院華人事務辦公室顧問組的海外專家

2003年

俄羅斯科學院外籍院士

1995年

中國科學院外籍院士

1993年

美國科學院院士

1993年

美國科學促進協會會員

1990-1992年

美國數學理事會成員

1989年

美國伯克利數學科學研究中心學術委員會成員

1989年

美國科學院數學科學委員會成員

1985年

美國物理學會會員

1985年

美國工業與套用數學學會成員

1984年

台灣中央研究院院士

1983年

美國紐約科學院院士

1982年

美國藝術與科學院院士

1980年

中國科學院數學研究所學術委員會名譽委員

1971年

美國數學會會員

獲獎

2010年

以色列沃爾夫數學獎

2003年

中華人民共和國國際科學技術合作獎

1997年

美國國家科學獎章

1994年

瑞典皇家科學院克拉福德獎

1991年

德國Humboldt 基金會研究獎

1985年

麥克阿瑟獎

1984年

《科學文摘》評選的美國100位40歲以下最具影響力的科學家

1983年

國際數學家大會菲爾茲獎

1981年

美國科學院Carty 獎

1981年

美國數學會韋布倫獎

1980年

John Simon Guggenheim 獎

1979年

美國加州年度傑出科學家

1975-1976年

斯隆研究獎

榮譽博士

2010年6月5日

台灣成功大學

2009年5月18日

美國Lehigh 大學

2005年11月15日

國立台灣大學

2004年11月

香港科技大學

2004年7月

國立中央大學

2003年5月

浙江大學

2002年

澳門大學

2000年

台灣清華大學

1997年

台灣交通大學

1980年

香港中文大學

名譽教授

2009年

湖南師範大學名譽教授

2009年

西北大學名譽教授

2009年

中北大學名譽教授

2006年

華中科技大學名譽教授

2002年

浙江大學名譽教授

1999年

中國科學技術大學名譽教授

1998年

北京大學名譽教授

1993年

華南理工大學名譽教授

1987年

清華大學名譽教授

1987年

杭州大學名譽教授

1983年

復旦大學名譽教授

1983年

中國科學院名譽教授

受邀講座

2010年

加拿大滑鐵盧大學數學系

2007年

傑出系列講座,加州大學洛杉磯分校

2005年

華羅庚數學講座,中國科學院數學與系統科學研究院

2005年

國際弦理論大會,加拿大多倫多Fields 數學研究所

2005年

Andrewesky 講座,德國哥廷根

2004年9-12月

Eilenberg 講座,美國哥倫比亞大學數學系

2004年5月

Bloomberg 講座,美國得克薩斯州奧斯丁大學

2003年

華南理工大學理學院

2003年

Andre Aisenstadt Chair 系列講座,加拿大蒙特利爾大學數學系

1999年

Hans Rademacher 講座,美國賓夕法尼亞大學數學系

1999年

Stefan Bergman 講座,美國斯坦福大學數學系

1998年

邵逸夫傑出學者講座,中國香港中文大學

1997年

Rufus Bowen 講座,美國加州大學伯克利分校數學系

1988年

美國數學會研討會

1983年

James K.Whittemore 講座,美國耶魯大學數學系

1982年

Alexander Ziwet 講座,美國密歇根大學數學系

1982年

國際數學家聯合會特邀講座,瑞士蘇黎士

1981年

第33屆英國數學研討會,倫敦數學會

1979年

Milton Brockett Porter 講座,美國萊斯大學數學系

1978年

國際數學家大會,一小時報告,芬蘭赫爾辛基

丘成桐與霍金

丘成桐在1976年對卡拉比猜想的證明闡明了"萬有理論"所要求的十維時空大部分都卷曲起來,消失于現在被稱為卡拉比-丘空間的視野之外。1973年,丘成桐又證明了另外一個關于愛因斯坦廣義相對論的重要結果:愛因斯坦方程的任何解都必須具有正能量。從此,丘成桐開始了他跨學科的研究生涯,也因此與史蒂芬·霍金結成好友。1978年,丘成桐與霍金第一次見面。已經聲名遠揚的霍金,懷著很大的興趣,認真傾聽了丘成桐解釋正在做的愛因斯坦猜想(正質量猜想),這個理論跟霍金的黑洞研究有直接關系。此後開始了兩人長達三十多年的友誼。由于對霍金的欽佩,丘成桐兩次邀請霍金來中國。他這樣描述霍金:"我第一次見到他時,他雖然有殘疾,但還可以活動,話也還能講得出來。10年後再見到他時,他幾乎完全不能動了,話也講不出來。在這樣情形下能戰勝殘疾,進行思考,我覺得這個人有無比的勇氣,很值得尊重。他必須有無比的毅力、無比的集中、無比的興趣才能做自己的學問。他的學問是第一流的,年齡已經七十多歲了,這樣的年紀還在做很好的學問,我覺得很值得佩服。他很風趣,也很認真,人家請他看的文章他也真的去看,不是馬馬虎虎敷衍了事。很多身體好的數學家,都沒有他這麽負責任。他也很有天賦,很多數學家或者物理學家都比不上他。"

個人生活

丘成桐的父親丘鎮英是一位哲學教授,父親經常要求兒子背誦古文詩詞。父親離世那年,丘成桐才14歲。為了緩解悲傷,他發憤苦讀,還當起了家教,以維持家裏的生計。

丘成桐丘成桐

由此家境陷入赤貧,還背負債務。有親戚建議讓孩子們輟學,養鴨子貼補家用,但43歲體弱多病的母親梁若琳斷然拒絕,毅然承擔起家庭的重負。年逾古稀的母親去世後,丘成桐回憶當年為了趕功課,睡眠不足,還要早起上學,母親叫他起床的聲音,既溫柔又不忍,總不免黯然神傷。

丘成桐是一個模範丈夫,一個慈父。1976年,丘成桐與台灣套用物理學家郭友雲結婚。他的家人比他先搬到了美國聖地亞哥。研究所的同事驚奇地發現,有一個時期,丘成桐每晚都會對著電話唱中文歌。原來,他在給他的孩子們唱搖籃曲。時下,兩個兒子都長大成人,研究生物。丘成桐指出"作者希望他們為人忠厚。"

丘成桐喜好中國古典文學,少年時就喜歡閱讀《紅樓夢》,《三國演義》等古典小說,也喜愛閱讀《史記》,《漢書》等歷史。1982年獲得數學界的"諾貝爾獎"-菲爾茲獎,是迄今為止僅有的兩個獲得該獎的華人數學家之一。

人物評價

美國《紐約時報》將其稱為"數學王國的凱撒大帝",其中暗含對他個性的概括:不屈不撓,勇往直前。這種個性顯然是他成功的重要基石。

丘成桐丘成桐

美國《紐約時報》曾刊登過丘成桐的人物報道,標題是《數學界的國王》。這是《紐約時報》歷史上篇幅最長的科學家報道。文章這樣說:"丘成桐的故事就是展示中國的一個視窗,通過他可以看到一個擁有五千年歷史傳統的國家,欲與現代科學結合在一起,如果這種交融獲得成功,那麽最後可能就會重塑世界科技的平衡。"

浙江大學黨委書記張浚生緩緩而悠揚地吟誦著丘成桐的《浙江大學數學科學研究中心志》,他指出,短短的一篇文章,就已經充分體現了丘成桐對中國經典文學著作的自如引用。"丘先生的古文功底哪怕是如今的中文系教授也沒幾個人比得上,若這是一篇聯考作文,估計也能得滿分了。"

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