近日,一则消息震动国际数学界。34岁的中国数学家王虹与一位国外学者合作,在开放学术平台arXiv上提交论文,宣告攻克“三维挂谷猜想”。这一难题已困扰数学界一个多世纪。2011年,王虹毕业于北京大学数学科学学院,如果这篇论文最终通过同行评议,王虹将极有可能成为首位获得菲尔兹奖的中国籍数学家。
菲尔兹奖被誉为“数学界的诺贝尔奖”,每四年颁发一次,旨在奖励全球40岁以下的杰出青年数学家。作为该奖得主,清华大学讲席教授、数学中心主任丘成桐对此也难掩激动。“第一个拿菲尔兹奖的华人是我。若王虹能够成功问鼎2026年的菲尔兹奖,将是第一个在国内接受本科教育的中国人获奖。”近日在接受《中国新闻周刊》专访时,丘成桐这样说道。
丘成桐今年75岁,除了斩获多项国际顶级数学大奖,他还创办了清华大学求真书院,致力于培养大批优秀数学人才。近日,他率领中国数学界,向国际数学联盟提出中国主办2030年国际数学家大会(ICM2030)的倡议。ICM就像“数学奥运会”,每四年举办一次,会上将宣布当届菲尔兹奖的归属,是国际数学界规模最大、水平最高的大会。他预计,2030年前后,菲尔兹奖、陈省身奖等多项国际顶级数学大奖很有可能花落中国。
今年2月,丘成桐所著新书《我的教育观》发布,书中涵盖了他的成长经历、治学与育人经验。谈及孕育未来数学新星的“土壤”时,丘成桐仍不乏忧虑。“学生是为了考试而学,不是为了兴趣而学,这是很大的问题。”
丘成桐 图/受访者提供
“缺乏创造力会让学生手忙脚乱”
《中国新闻周刊》:为什么想要申办ICM2030?进展如何?
丘成桐:1900年,巴黎举办的第二届ICM上,德国数学家大卫·希尔伯特发表了著名的演讲,提出了23个数学问题,对世界数学界的影响绵延至今。ICM上将展露全球数学研究的最前沿,这些研究方向往往决定了未来很长一段时间内的研究方向。申办ICM的初衷,就是让国内数学家能“走出去”,让他们的成果和才华被看见。中国目前已拥有了一批一流的年轻学者,希望他们能够以ICM2030为目标而努力。
ICM也是重要的国际交流场合。大环境下,西方世界对中国科技崛起一直怀有戒心。通过办会,能一定程度上改变国外学者对中国的观感,也就会有更多资源向国内伸出橄榄枝。
ICM对基础数学教育也有着深远影响。目前国内基础教育的拔尖机制仍集中于学科竞赛,但拿了竞赛金奖的学生并不一定能一辈子做数学研究。竞赛在数学研究者的眼里只是“刚懂得爬”,爬得很快不代表能跑。真正的大数学家需要大视野、大学问。ICM能让更多人了解什么是大学问。
目前,ICM2030申办委员会成员涵盖了国内2/3以上的数学界领军人物。除中国外,日本东京、英国格拉斯哥等也在筹办中。压力肯定是有的,不过我对申办成功非常乐观。前几日,我和申办委员会面向国内外数学家发起了“支持中国申办ICM 2030联合签名活动”,目前累计签名数已超5000。
《中国新闻周刊》:王虹的论文能够获得最终认可吗?
丘成桐:我注意她很久了。去年的世界华人数学家联盟2023年会上,王虹就获得了最佳论文奖。这次她宣布攻克“三维挂谷猜想”,证明了挂谷集的维度一定是3(这一猜想源于“挂谷之针”问题:长度为1的线段在平面上转动和平移,转过180度并回到原位置,扫过的最小面积是多少?挂谷集即针扫过的集合),可以说解决了一个大问题。包括陶哲轩在内的许多菲尔兹奖获得者都曾挑战这一难题,却铩羽而归。
王虹120多页的论文,逻辑清晰、语言干净,业内人能很快看懂她在说什么。她将自己的想法通过学术论文有效地表达出来,能力很强。如果王虹最终被证明是正确的,国内数学界将会受到很大鼓舞。
从国际权威奖项看,虽然我们在崛起,但还未触及最高处。菲尔兹奖每届获奖人不超过4个,希望在2034年至少有一两个能被中国学者,尤其是中国本土培养的学者收入囊中。中国本土培养起来的数学家获得菲尔兹奖,将是最重要的历史时刻。
《中国新闻周刊》:为什么重大成果不容易被中国学者做出?差距在哪儿?
丘成桐:我在美国生活超过50年,指导的博士生70多个,其中2/3是中国人。坦白地说,我带过的最好的学生是外国学生。
我24岁开始带博士生。拿我的第一个学生孙理察举例,他是美国人,只比我小两岁,如今已拿了沃尔夫数学奖(和菲尔兹奖同被誉为数学界的最高荣誉,陈省身和丘成桐曾获该奖),成为一代大师。刚开始时,我们只是师生间的指导关系,熟悉后,很快变成了很好的朋友。我们很多研究一起做,文章一起写,晚上常出去吃饭聊天,因此非常清楚对方的想法。
优秀的学者最重要的特点在于思想是否足够开放,是否会问问题,是否有能力将一些重要的想法通过数学语言构造出来。这些都是创造力的要素,而我在中国学生身上很少看到。
缺乏创造力会让他们在遇到问题时显得手忙脚乱。我遇到很多中国学生,面对难题时,第一反应不是钻研问题的根本。他们的普遍解题模式是,问题来了先查资料,看看国内外有没有学者已在这个领域有所突破,然后跟随前人的想法和方向走,“萧规曹随”。这是两种截然不同的研究思路,后者的创造力明显要弱。
丘成桐新书《我的教育观》。 图/中信出版社
“考试选不出我们想要的人才”
《中国新闻周刊》:是什么影响了学生的创造力?
丘成桐:国内的应试教育曾令我十分震惊。学生是为了考试来学习,而不是为了兴趣来学习,这是最大的问题。
我在哈佛大学曾指导过几个中国博士后学生,他们自己发掘科研方向,做出了一些成果。回国之后,他们告诉我,他们做的研究国内同行都不懂,导致申请科研经费都有困难。他们成了同行眼中的“奇葩”。后来他们改变了研究方向,就为了和各种基金、奖项的评委“熟一点”,让对方明白自己的研究。有的时候,仅因为评委不懂,学者想做有创造性的东西就举步维艰。
在国内,学者需要想办法让自己和自己的工作受人“赏识”,这本身就是一种应试思维。中国学生拿了博士学位以后,仍不停地期待他人赏识,竞争各类“帽子”,把“帽子”看得很重。最有趣的是,一般来讲,国内学者要自己准备材料去申请这些“帽子”。我拿过很多国际奖项,是许多国家科学院的院士,但我从没主动申请过这些头衔。在国内,申请后的答辩就像是一场“高档的考试”。我认为,做学问不是为了满足几个评委眼中的标准,而是看我们真的解决了什么重要的问题,对数学有何贡献。
这是应试思维造成的最深远的负面影响。考试选拔不出我们想要的人才。
《中国新闻周刊》:哪些学生需要比考试更科学的选拔体系?
丘成桐:考试是重要的衡量指标,但不是唯一的。无论多天才的学生都需要从做习题开始习惯一个学科。我并不反对考试,我反对的是准备考试的方法。
目前,为了应付中高考,学生只需要做一件事,就是刷题,直到形成类似条件反射的解题模式。对于一类问题,学生只限于某种解决方法,其他可能的解法思路学生很难接触到。虽然考试是一种有效且普适的水平检测,但不能满足专业水平检测的需求,而且反复刷题磨灭兴趣,也磨灭了学科之间的关联。
中学阶段,真正对创造力训练有益的部分,可能只占据教学的一小部分。在《我的教育观》中我提到,中小学平面几何是非常有效的逻辑思维训练模块。平面几何有五条公理,任何一个几何上需要被证明的事情,都可以从这五条公理推演发展而来。但平面几何在中学数学内容中的占比并不高。
每年,国内参加高考的学生超过1000万人,而且有逐年增加的趋势,其中大部分人都没有做研究的雄心壮志。他们在社会上从事各种各样的工作,这是社会需要。这些工作也需要不同程度的训练,高考能够筛选出符合这些要求的人,但无法筛选出最有创造力的学者。我的建议是,中学教育系统中上游5%—10%的学生,他们有学习数学和其他基础学科的兴趣和才华,他们应拥有高考之外的升学渠道。这些学生的培养目标应以激发创造力和学科研究为主。
《中国新闻周刊》:学科竞赛仍是基础教育“火拼”的赛道之一,它对于创造力的培养是否有益?
丘成桐:“卷竞赛”本身就不合理。孩子对某个学科有兴趣,自己想学,不能称为“卷”。在中学,我们应培养学生自发地学习,也就是学会问问题,学会有序地挑战不同难度的问题,在这一过程中获得持久的兴趣。兴趣和思考是相伴的,有兴趣才会思考,思考有了结果就更有兴趣。
竞赛也一样。假如竞赛能引发学生兴趣,当然是好事。国外参加竞赛的人都是业余的,有兴趣就去考。国内因为有竞赛金牌保送之类的升学机制,很多家长出于升学压力让孩子拼命“卷竞赛”,反而不利于发展数学思维和兴趣。从这一角度而言,我反对学科竞赛。
“AI会一定程度改变教学样态”
《中国新闻周刊》:我们应如何发现那5%—10%的数学人才?
丘成桐:我从2021年起开始在各地中学设立丘成桐少年班,选拔有数学才华的中学生进行培养,目前一年的学生规模全国约3000人。几年观察发现,小学阶段对于数学长期兴趣的探索还是太早了一点,初一也就是12岁左右是一个比较合适的时间点。
我常去中学调研,和学生老师见面交流。我发现少年班尤其初一的学生,活泼得很。下课时有的孩子会疯跑、满地打滚,但只要一上课,他们愿意问问题,也知道怎么想办法去解答问题,有些初中生甚至比高中生的数学思维还要活跃。我想这就是拔尖人才培养希望看到的结果。我们需要尽早发现这些孩子身上的才华。
选拔与培养同样重要。少年班期望培养数理拔尖人才,但也要培养他们的通识知识,不能忽视语文历史等科目的积淀。同时,大学资源也在尝试向中学倾斜。求真书院的许多线上课程都向中学开放。为了让学生对数学有宏观的视角,我们正开展每周一次的数学史课程,讲述200年来最伟大的数学家的成长、经历和研究,学生们都很受启发。
丘成桐数学科学领军人才培养计划是从本科到博士的贯通培养渠道,每年从中学招收100个学生,无须高考,直通求真书院。有孩子13岁就被求真书院录取,这样的例子还会越来越多,今年就有12个初三毕业生进入求真书院学习。未来,我希望看到这类贯通培养的更多模式。
目前来看,招收的学生中90%以上都有很好的发展,但每年总有一两个学生仍然沉迷游戏。有的可能是进来之前不了解我们的培养机制,有的可能单纯是没有学习的兴趣,对于这部分学生我们只能“劝退”。随着视野的拓宽,兴趣往往会改变,这也是人之常情。
《中国新闻周刊》:如何才能让学生维持对数学的长期兴趣?
丘成桐:目前的困难很多都存在于不够灵活的规定中。有学生在初中就表现出了明显的天赋,但因为学制限制没有办法越级培养,兴趣也就无法完全开发。
师资是另一个显著的问题。我们当然希望所有拔尖人才都有符合自身特点的培养路径,但在教师资源不够、教育投入仍有欠缺的情况下,“一生一策”较难达成。况且,中小学减负后,孩子玩的时间变多了,但考试题目不变,就可能出现减负导致考试考不过的情况。于是家长不得不让孩子上培训班,弥补在学校没学够的差距,于是又陷入了刷题循环。
此外,家庭因素也不可忽视。我认为家长还是应付出更多时间陪伴孩子,让孩子有更多培养兴趣的空间。从这一意义上说,家长也需要减负。许多有数学才华的学生,没有沿着自己的兴趣走,受家庭影响选择了更容易就业的计算机、金融等专业,与数学研究失之交臂。
《中国新闻周刊》:今年DeepSeek爆火,对于教育领域会带来哪些变革?
丘成桐:DeepSeek等模型的涌现有其必然性。它们的运算能力超越人类,但无法代替人类思考和品味。AI的基础理论研究与数学息息相关,原理和观念的突破还需要人来完成。AI会帮助数学的发展,会一定程度上改变教学样态,但目前还不会改变数学本身。
《中国新闻周刊》:数学究竟有什么魅力,能让人一辈子感兴趣?
丘成桐:数学家一辈子做的事情,就是解决不同方向的问题。什么是“好数学”?一是在不计其数的数学问题中,找到重要的问题;二是产生一系列创造性的方法;三是开创新思路、颠覆原有观念。这些都需要融合不同的学问,学习各个分支以及交叉学科的工具,长时间的潜心钻研与付出。
至于数学的魅力,我先举一个物理的例子。牛顿以前,世界上所有事物都各自为政,互相没有关联。牛顿三大定律问世之后,小到身体和沙砾,大到宇宙天体,一切事物的运动都有了一个简洁、优美的解释。数学也一样。平面几何五大公理就可以衍生出几百个定理,这本身就是一件很美的事。
学科间的融合发展是另一种魅力。我在“卡拉比猜想”中的突破,意外地可以用在量子力学的超弦理论中,为高维空间提供了一种优美的解释。这种超出预见的学科联动,正昭示了我们也许正在触及宇宙最深刻的真理,这很难不令人着迷。
发于2025.3.10总第1178期《中国新闻周刊》杂志
杂志标题:丘成桐:AI目前不会改变数学本身
记者:周游
编辑:杜玮