沈維孝,1975年5月生。今年11月新當(dāng)選中國科學(xué)院院士。他是復(fù)旦大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授、副院長,上海數(shù)學(xué)中心首席教授、副主任,數(shù)學(xué)中心動力系統(tǒng)科研團(tuán)隊(duì)帶頭人,復(fù)旦大學(xué)相輝研究院首批相輝學(xué)者。
他長期從事基礎(chǔ)數(shù)學(xué)中動力系統(tǒng)理論的研究,工作深刻且富有原創(chuàng)性和影響力,是國際上該領(lǐng)域的知名學(xué)者之一。
他在低維動力系統(tǒng)的研究中獲得了一系列國際公認(rèn)的突破性成果,這些成果發(fā)表在頂尖數(shù)學(xué)雜志上。他的研究工作還引發(fā)了許多后續(xù)研究。
■本報(bào)記者 儲舒婷
“數(shù)學(xué)研究面臨的挑戰(zhàn)很多,絕大部分都沒有解決。我希望超越自己,往更廣的方向走、擴(kuò)展不同的研究領(lǐng)域,探索一些新方向。”復(fù)旦大學(xué)上海數(shù)學(xué)中心、數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院教授沈維孝今年新當(dāng)選中國科學(xué)院院士。
沈維孝是國際動力系統(tǒng)研究領(lǐng)域的頂尖學(xué)者。截至目前,他在國際公認(rèn)的“數(shù)學(xué)四大頂刊”上發(fā)表了9篇論文。他與合作者證明的實(shí)Fatou猜想,不僅在“實(shí)一維情形解決了Smale的猜想”,也為更一般的Palis猜想的解決開辟了道路,被菲爾茨獎獲得者斯梅爾譽(yù)為“21世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)問題之一”。早在2009年,他就以歷屆最年輕獲獎?wù)呱矸莴@中國數(shù)學(xué)會陳省身數(shù)學(xué)獎;2014年,他到國際數(shù)學(xué)家大會作邀請報(bào)告。
沈維孝的辦公室,布置得非常簡單,最引人注目的是一大塊黑板。與黑板、粉筆相伴二十多年,他不僅是數(shù)學(xué)家,也是復(fù)旦大學(xué)學(xué)生“心目中的好老師”。再加上他的名字與“微笑”的諧音,不少學(xué)生還親切地稱呼他為“微笑爸爸”。
近日,沈維孝接受了本報(bào)記者專訪,暢談數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育。
數(shù)學(xué)家也要輔導(dǎo)孩子作業(yè),這可比給學(xué)生上課難
問:作為一位數(shù)學(xué)家、教師和父親,您親自輔導(dǎo)孩子功課嗎?對教育又有哪些心得?
答:即便我是數(shù)學(xué)家,也要輔導(dǎo)孩子做作業(yè)。而且,輔導(dǎo)孩子的作業(yè)比給學(xué)生上課難多了。
我有兩個孩子,老大讀高中,老二上小學(xué)。老大的數(shù)理化成績都不突出。我教育孩子的原則是不要因?yàn)樗麄兛嫉貌缓镁团u他們,所以親子關(guān)系還不錯。但不得不說,現(xiàn)在的教育確實(shí)比較“卷”,且有些“卷”并沒有太大必要。比如,孩子拿回來的六年級英語題目,有的很難,就以我在海外留學(xué)、工作多年的英語水平尚且不會做。
我認(rèn)為,教育最重要的是幫助孩子建立良好的、受益終身的習(xí)慣,這也是我在教育自己的孩子時重視的目標(biāo)。我最關(guān)注孩子的專注力培養(yǎng),目前,我認(rèn)為自己已經(jīng)達(dá)到了教育的目標(biāo)。
作為老師,同樣要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣。比如對研究生,我要求他們保持的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣,包括定期開組會、定期學(xué)術(shù)交流、討論,一旦我發(fā)現(xiàn)學(xué)生沒有提前好好準(zhǔn)備或者態(tài)度不端正導(dǎo)致錯誤百出,那是一定會嚴(yán)厲批評的。
問:您曾被本科生評為“我心目中的好老師”,能否分享一些數(shù)學(xué)教育的秘訣?
答:平時我和學(xué)生的相處比較輕松。
對本科生而言,最重要的是激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的興趣。他們基本都是數(shù)學(xué)的初入門者,在學(xué)習(xí)中更需要鼓勵。復(fù)旦的學(xué)生大部分基礎(chǔ)扎實(shí),也不缺探索精神。和他們在課后討論交流是一件很快樂的事。有時學(xué)生會為終于做出一道題而高興,不管這道題是否“高明”,我都會為他們高興,有時還會“假裝”興奮,因?yàn)槔蠋煹姆磻?yīng)也會影響學(xué)生的學(xué)業(yè)興趣和動力。
教學(xué)上,數(shù)學(xué)專業(yè)老師的傳統(tǒng)是寫板書,而不是用PPT。我自己更傾向于通過板書來控制上課的節(jié)奏,讓學(xué)生跟著我一起思考。因?yàn)槲移綍r聽學(xué)術(shù)報(bào)告時發(fā)現(xiàn)PPT通常會放得過快,導(dǎo)致聽眾很難跟上主講人的思路。同時,書上的內(nèi)容學(xué)生自己會看,我作為老師,和學(xué)生分享的是與別人不一樣的想法,包括個人研究數(shù)學(xué)的方法、體會等。
在復(fù)旦,本科生的數(shù)學(xué)課程分為每星期3小時的教師授課和1小時的習(xí)題課。我的習(xí)題課,通常會組織學(xué)生自己到黑板上講題,看上去,我只要“旁聽”就可以了,不過這不是偷懶,而是鍛煉學(xué)生學(xué)術(shù)思維和表達(dá)的一個重要途徑。當(dāng)學(xué)生在講臺上從頭到尾講過幾次自己如何解題后,他們的推理和表述都會變得更規(guī)范。
同時,我也會隨時關(guān)注他們的準(zhǔn)確程度。對數(shù)學(xué)來說,不準(zhǔn)確會產(chǎn)生很嚴(yán)重的“副作用”。比如,一篇論文中某一個正負(fù)號寫得不準(zhǔn)確,看似問題不大,一旦被后人引用,將導(dǎo)致其后所有相關(guān)研究都出現(xiàn)問題。數(shù)學(xué)不像有些學(xué)科可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對推理過程的要求很嚴(yán)格。
從事數(shù)學(xué)基礎(chǔ)研究,幾乎每一天都會遭遇挫敗感
問:多年來從事數(shù)學(xué)研究,您仍然對數(shù)學(xué)抱有濃厚興趣嗎?
答:我非常享受純粹的數(shù)學(xué)研究。但是幾乎每一天,我都有挫敗感,因?yàn)槲覐氖碌氖腔A(chǔ)研究,每天的經(jīng)歷就是“絕大多數(shù)問題還沒做出來”。且數(shù)學(xué)基礎(chǔ)研究的問題,如果未能100%完成,就不算解決,它不同于工程技術(shù)的推進(jìn)有嚴(yán)格的時間節(jié)點(diǎn)、可以在應(yīng)用過程中逐步改善,基礎(chǔ)研究的時間線拉得很長。
有時候,我的研究也會長時間沒有進(jìn)展。每當(dāng)此時,我會把這個研究暫時放一放,當(dāng)有了新的辦法再去嘗試。
比如,我有一個努力了20多年、至今也沒解決的問題。我已經(jīng)把能試的方法都試了一遍,都失敗了,但這個問題不會被我束之高閣,一旦有新方法我會再次嘗試。有好幾次,我甚至做夢都夢見自己成功了,但醒來后只記得那種興奮的感覺,卻怎么也想不起解題的方法,甚至我還為此懊惱過一段時間。不過,現(xiàn)在我釋然了,因?yàn)閴糁懈緵]有解出來,只是日有所思夜有所夢罷了。
每個數(shù)學(xué)家都有自己的特點(diǎn)。比如,有些數(shù)學(xué)家思維縝密,棋下得很好,做研究也常常一氣呵成。而我下棋就很差,因?yàn)榱?xí)慣了像做研究一樣不斷回頭修改?,F(xiàn)實(shí)中,我如果順利解出一個難題,一般會獨(dú)自興奮5分鐘,因?yàn)榧词乖跀?shù)學(xué)中心,也只有很少幾個人能理解。然后我就會著手寫論文,和同行分享這一成果。數(shù)學(xué)家,也需要來自同行的激勵。
問:作為頂尖數(shù)學(xué)家,從您自己的經(jīng)歷來看,對于學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),興趣和天賦哪個更重要?
答:想學(xué)好數(shù)學(xué),興趣和天賦缺一不可。我在安徽農(nóng)村長大,5歲讀書,16歲考入中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),早早就發(fā)現(xiàn)了自己的數(shù)學(xué)天賦。我初中和高中時分別參加過全國數(shù)學(xué)聯(lián)賽,都獲得了安徽省一等獎。那時可沒有上什么培訓(xùn)班,我的數(shù)學(xué)老師從城里帶回一本數(shù)學(xué)輔導(dǎo)書,我發(fā)現(xiàn)自己不僅能看懂,還覺得很有意思,就把整本書都啃完了。
雖然我對數(shù)學(xué)很有興趣,但數(shù)學(xué)系并非我高考時填報(bào)的第一志愿。說實(shí)話,我當(dāng)年文科理科成績都不錯。高考前,我參加全國高中生數(shù)學(xué)競賽冬令營,成績卻并不好。我本來準(zhǔn)備報(bào)考中科大理科實(shí)驗(yàn)班,最終未能如愿,被保送進(jìn)了數(shù)學(xué)系。當(dāng)然,現(xiàn)在我認(rèn)為,數(shù)學(xué)家可能是最適合我的工作之一。
除了天賦,興趣同樣重要。成為好的數(shù)學(xué)家,必須對數(shù)學(xué)始終感興趣,不能為了發(fā)論文而做研究,否則,只會讓人感到工作太枯燥。在復(fù)旦,由于轉(zhuǎn)專業(yè)政策比較寬松,每年都有不少學(xué)生轉(zhuǎn)專業(yè)時報(bào)考數(shù)學(xué)系,最終成功轉(zhuǎn)入的學(xué)生大約有20人,這些學(xué)生對于數(shù)學(xué)往往都很有興趣,他們的表現(xiàn)通常高于平均水平。
問:如今,已有一些數(shù)學(xué)家使用AI輔助研究,您認(rèn)為這是挑戰(zhàn)嗎?
答:確實(shí)有一些同行已經(jīng)開始嘗試使用AI輔助自己的研究。我是比較傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)家,一張紙、一支筆就夠了。
如果AI真的能輔助數(shù)學(xué)基礎(chǔ)研究,對數(shù)學(xué)家將是極大的挑戰(zhàn)。AI的發(fā)展速度驚人,比如,同樣解一道分解質(zhì)因數(shù)的題目,AI比一般高中生水平高、思路更開闊。但目前AI究竟能否解決數(shù)學(xué)的重要問題還不甚清楚。
對于我的研究領(lǐng)域來說,目前由于算力不夠,AI應(yīng)該仍處于初級階段。我認(rèn)為,未來數(shù)學(xué)學(xué)科不能只關(guān)心基礎(chǔ)研究,和其他學(xué)科比如AI等融合發(fā)展,同樣值得進(jìn)一步研究。
希望更多年輕人出于非功利目標(biāo)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)
問:您三十多歲就在國際公認(rèn)的“數(shù)學(xué)四大頂刊”連續(xù)發(fā)表論文,此后還獲得了不少重要獎項(xiàng),為什么能如此高產(chǎn)?對青年數(shù)學(xué)人才的成長又有何啟示?
答:和很多科學(xué)家一樣,我三十歲左右迎來了自己的學(xué)術(shù)高產(chǎn)期,特別是2006年到2009年,連續(xù)發(fā)表了多篇重要的文章。在研究方面,我往往能找到一些別人想不到的地方。我有義務(wù)把自己的想法盡可能地和年輕人交流,培養(yǎng)更多青年人才。因?yàn)閿?shù)學(xué)基礎(chǔ)研究有不確定性,但是培養(yǎng)人才是為社會做出的最基本、最明確可見的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。
就年輕人而言,我的建議是,首先要保持對數(shù)學(xué)的興趣,然后要靜下心來、甘坐冷板凳,只要堅(jiān)持,都能取得一定的成就。有一些人在研究的過程中,也許會“坐不住”,這可能會影響在學(xué)術(shù)研究上的成功。
復(fù)旦有非常寬松的學(xué)術(shù)環(huán)境,任何做數(shù)學(xué)研究的人都不會失望。我自己在這里就得到了很多支持?,F(xiàn)在我擔(dān)任上海數(shù)學(xué)中心副主任和數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院副院長,幾乎沒有什么行政工作壓力,仍然可以沉下心來研究數(shù)學(xué)。
問:近年來,大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)的招生分?jǐn)?shù)年年走高,您怎么看“數(shù)學(xué)熱”和青年數(shù)學(xué)人才培養(yǎng)?
答:在我讀大學(xué)的那個時代,可以說,國際數(shù)學(xué)界并沒有什么大的進(jìn)展和突破,愿意學(xué)數(shù)學(xué)的人也很少。2001年俄羅斯的天才數(shù)學(xué)家佩雷爾曼解決了龐加萊猜想,并且拒絕領(lǐng)取菲爾茨獎,這讓數(shù)學(xué)重新受到越來越多的關(guān)注。隨著近年來數(shù)學(xué)被認(rèn)為和很多學(xué)科密切相關(guān),大學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè)也變得熱門起來,現(xiàn)在成為錄取分?jǐn)?shù)最高的專業(yè)之一。
事實(shí)上,大部分人學(xué)數(shù)學(xué)并非為了以后進(jìn)行純數(shù)學(xué)研究,況且,大學(xué)也提供不了那么多教職。就以復(fù)旦為例,數(shù)學(xué)專業(yè)本科每個班80人左右,研究生每年200人左右,其中真正成為數(shù)學(xué)家的很少。雖然大部分畢業(yè)生不從事學(xué)術(shù)研究,但扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式能幫助他們適應(yīng)各行各業(yè)的需求。
在我看來,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的年輕人多是好事,但年輕人不應(yīng)該出于對數(shù)學(xué)的功利看法而選擇是否學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),因?yàn)樘^功利的選擇,從長遠(yuǎn)來看是得不償失的。每個人都有自己的天賦,做自己感興趣或最擅長的事情,才能做到最好,也才能享受到自己所做事情的快樂。
(原標(biāo)題:基礎(chǔ)研究有不確定性,人才培養(yǎng)卻作用明確——新當(dāng)選中國科學(xué)院院士沈維孝暢談數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)教育)
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