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专访 张圣容及杨建平教授 (上)

好玩的数学  · 公众号  · 数学  · 2019-12-05 22:10

正文



策划:刘太平
访问:刘太平、郑日新、陈俊全
时间:民国 2013 年 2 月 5 日
地点:中央研究院数学研究所
整理:黄馨霈
原载于《数学传播》39 卷 1 期,pp. 3-15,好玩的数学获授权转载,在此感谢!


张圣容 (Sun-Yung Alice Chang) 教授 1948 年生于中国西安市。1970 年国立台湾大学毕业,1974 年加州大学柏克莱分校博士。曾先后受聘于美国多所知名大学,1998 年起任教普林斯顿大学,专长是几何分析及偏微分方程,近年的研究兴趣在保角几何。张教授为美国国家科学院士及中研院院士,曾获美国杰出女数学家奖及美国艺术与科学院士等殊荣。

杨建平 (Paul C. Yang) 教授 1947 年生于台湾彰化。1969 年毕业于加州大学柏克莱分校,1973 年获得加州大学柏克莱分校博士学位。曾先后受聘于美国多所知名大学,2001 年起任教普林斯顿大学。研究领域为微分几何及偏微分方程,近年的研究兴趣在保角几何及柯西黎曼几何。

刘太平 (以下简称“刘”): 开始吧!我们要用英文进行,因为未来想出英文版。用英文谈数学比较容易,至少对我来说是这样。

张圣容 (以下简称“张”): 是啊,因为在台湾是用英文来教数学名词的,但现在大陆则是用中文。

刘: 好,那我们开始吧!首先,真的很高兴你们这次待在这里的时间比较长。通常我们刚开始会问一个比较制式的问题,但或许今天我们改变一下:两位是怎么认识的?

杨建平 (以下简称“杨”): 我们是研究所同学。

张: 在柏克莱的时候。

杨: 那时我正在修代数拓朴,但有问题不知道怎么做,就问她。

张: 哈哈,我怎么不记得。

陈俊全 (以下简称“陈”): 这个招数不错。

刘: 有点像中国白蛇传的故事,那把伞,白娘子故意忘了带伞。

张: 我们系里有另一对夫妇,Rahul Pandharipande [Rahul Pandharipande (1969∼), 印度裔美国数学家,研究兴趣在曲线模 (moduli of curves)、Gromov-Witten 不变量及模层(moduli of sheaves)。] 因为问了他太太 Ana 辛几何 (symplectic geometry) 的问题,因此开始交往。我不记得建平你问过我问题。哦,可能是研究所上 Spanier 课的时候。一年级的时候我好像有修他的课。

郑日新 (以下简称“郑”): 所以你们同班?

杨: 没有,我们不同班,只是我不知道怎么做一些问题。在台湾的教育下,学生很会计算谱序列 (spectral sequence)。

刘: 所以其实你们当时不在同个数学领域。建平,你是陈省身 [陈省身 (1911∼2004), 旅美中国数学家,在微分几何及拓朴学的工作上有重大贡献。] 的学生吧?

杨: 不,我是伍鸿熙 [伍鸿熙,数学家,现任教加州大学柏克莱分校数学系,研究兴趣为复几何。请参看本刊第 37 卷第 3 期 (147 号) 两篇关于伍鸿熙教授教育工作的文章(注:【1】 K-12数学教育的危机——伍鸿熙谈美国中小学数学教育 ;【2】伍鸿熙《数学家讲解小学数学》简介, 上篇 中篇 下篇 )。] 的学生。

张: 建平大学也在柏克莱念。

刘: 柏克莱现在已经变了很多,是不是?

张: 当时的老师大部分都退休了。

刘: 印象中你们在柏克莱的时候,柏克莱在学术上是全球顶尖的。

杨: 是啊,柏克莱那时在学术上非常活跃,如今也是。

张: 学术气氛非常蓬勃,有很多研究生。事实上现在柏克莱的研究生很少,对整个数学界来说是个损失。听说现在柏克莱每年有 20 30 位研究生,但在我们念研究所的时候,学校每年录取 100 位新的研究生,有些是国外的学生,其中有许多人有国家科学基金会 (National Science Foundation, NSF) 的补助,有些人甚至是自费。那时他们收学生的标准比较低,所以学生很多,最后都有不错的成就。据说 Thurston [William Thurston (1946∼2012), 美国数学家,1982 年获颁菲尔兹奖,是低维拓扑研究的领导人物之一。本期同时刊登 W. Thurston 谈美国数学教育的文章(注: W. Thurston谈美国数学教育 )。] 那时候并不是最优秀的学生,不过也被柏克莱录取了,而且最后还成就非凡。

刘: 他们用的是大数法则 (Law of large numbers)。

张: 是啊,因为数量之大所以不时可以冒险一试,录取一些特别的学生。现在柏克莱数学系没有这样的自由了。

杨: 那时候他们会想办法尽量运用经费。每位研究生修了两季的课,第三季就不用注册,不需缴学费,也没有奖学金。系里就是这样让经费发挥最大的功效。

张: 对,我当研究生的时候,通过资格考变成助教后,接下来一季就不必再注册。当时是学季制,只要注册前两季,第三季就不用注册,不必缴学费。

刘: 系里的教授用心良苦。

杨: 是啊。

张: 这样一来他们就可以补助更多学生。

刘: 柏克莱那时候是很开放自由的地方,某方面来说是在致力于普及教育。

陈: 相较之下,普林斯顿每年都收多少学生?

张: 普林斯顿完全相反。我们的传统就是收的学生很少,至今仍是如此。每年录取约 12 15 位学生,过去 20 30 年来都是这个样子,学生人数非常少。史丹佛呢?

刘: 我其实并不知道。但我想整体来看我们随时大概都有 60 位学生,也就是说每年我们收 15 位学生。

张: 嗯,学生人数很少。补助学生很花钱,学校要学生缴学费,也就是说每一位学生我们都要确保有足够的补助,支付他们的学费和生活费。事实上,补助研究生比补助博士后来得花钱,我们算过,补助 2 位博士后的钱能够补助 3 位研究生,但这 3 位研究生在你有 NSF 补助的情况下,学校只收一半的学费。如果不用 NSF 的经费,要全额补助学生,会花非常非常多的钱。

刘: 因为研究生这么多,那时研究生的生活应该很不一样。虽然柏克莱有很多教授,但学生太多很难每个都关照到,不是吗?

杨: 大都是高年级带低年级,对吧?

张: 我想到我的指导教授,这其实因人而异。我的指导教授是 Donald Sarason [Donald E. Sarason, 美国数学家,研究兴趣在复数函数及算子论。], 那时他同时有 6 7 位学生,基本上都是我们组成讨论班,彼此切磋学习,效果很好,也因为人多,就有那个气氛。记得柏克莱的学术演讲,每个研究生都参加,很大的房间全部塞满了人,我们总得坐在阶梯上,来晚了就没有座位,一直都是这样的。那个气氛就是,人人似乎都把学数学当作是最重要的事。这应该跟学生人数多有关。

刘: 你们待过很多学校机构。有州立大学,像是马里兰大学 (The University of Maryland), 那时我们同事,后来圣容你到加州大学洛杉矶分校 (UCLA), 这所大型的州立学校,现在你们在昂贵的私立大学任教。建平,你觉得呢?

杨: 我们跟一般人相反。年轻的时候我们到了非常大型的公立学校,通常一般人走的是另一个方向,在拿到博士学位、有知名指导教授加持后,能取得重要的职位。我想我们走的是比较艰难的路。

张: 我们也走错了方向,我觉得生活过得比较优裕的时候到美西很合理,至少对一些像我们这样背景的人来说是如此。但我们却搬到东岸,比较冷的地方。

刘: 我们已经谈了柏克莱,那么普林斯顿呢?

杨: 普林斯顿是个竞争非常激烈的地方,每天到学校去都会感受到来自同事的压力,但在西岸基本上没有那样的压力。

张: 在西岸你不会感受到压力。现在的情况跟我们当学生的时候没两样,在 UCLA 的确比较放松。

杨: 我想,搬到东岸对我们在数学上有很大的帮助,待在西岸的话,我们可能比较放松。

张: 日子过得比较好

杨: 但我不确定我们是否比较健康。我想严寒的气候和四季的变换,真的会让人工作得更卖力。

刘: 说不定有益健康。

杨: 是啊,说不定有益健康。

刘: 我觉得你们俩看起来整体状况挺好的。

张: 我很喜欢柏克莱,很享受在柏克莱的那几年。但在那里的时候我是研究生,当学生和当老师是无法比较的。

刘: 我在某处读到,普林斯顿的数学系和理论物理很有名,校方似乎煞费苦心维护这份声誉,我也听说 Lefschetz [Solomon Lefschetz (1884∼1972), 俄裔美国数学家,在代数拓朴方面有开创性的工作。] 对数学系的创立帮助很大。关于这点有没有什么可以说的?

张: Lefschetz 确实对数学系的成立有很大的贡献 出于历史的因素,每个人自觉要维持数学系的卓越,要让它成为校内或全球顶尖的系之一。大家都有这样的自觉。

刘: 你是指在所有数学系之中吗?

张: 对,在所有数学系之中和在学校里都是,学校有这个传统,数学系和物理系都是。

刘: 除了这些自觉产生的压力之外,在聘任政策上有些什么样的作为?每年我们都会谈到如何聘人,让系所更好。你们有这方面的讨论吗?

张: 建平你觉得呢?

杨: 其实我有点不认同妳说的,我觉得那是他们希望你对外说的话。我认为和 20 年前相比,学校现在并没有那么支持数学系和物理系。

张: 那是建平的想法。

杨: 嗯,那是我的看法。

张: 因为我当过系主任,必须要强势一点。

刘: 或许这是美国整体的趋势?

杨: 现在的大学基本上是以 MBA 的形式经营,每个地方都是这样,如果学校正好在数学物理上有杰出的传统,校方会要求维系下去,但尽可能花最少的钱。

张: 两校在营销上有点不同。UCLA 和普林斯顿的经验相比,我觉得普林斯顿给数学系较多的支持,并且更以数学系为荣。举例来说,在 UCLA 即便是工学院的系主任要见他们的院长都不容易,系主任见院长是件大事,必须要先预约。普林斯顿因为是小型的学校,很容易就见得到院长,如果要讨论事情,拨通电话就可以。见校长也不是那么困难,如果有事情商讨,约一下时间就可以和校长会面。这在 UCLA 几乎是不可能的事,我在 UCLA 待了 15 年以上,我想我从来都没有见过校长。但在普林斯顿,每位新进教授都会受邀到校长家共进晚餐,校长会说:“嗨,建平,你好吗?”

杨: 真的是这样。

张: 校长认得每个人、每位教授,这也和学校规模有关系。我们试着向学校强调,我们在全世界大学数学系里排名数一数二,每次看到排名,就会向校方强调这个事实:我们是顶尖的科系。

刘: 的确,要维系这样的名声很不容易。

张: 一点也不容易,我们持续而且有意识地努力。大家都意识到要和芝加哥、史丹佛、麻省理工学院、哈佛等学校竞争。几乎每位教授的聘任和留任,我们都极力的争取、尝试。

刘: 你当系主任的时候在聘人上做了哪些努力?是怎么成功的?

张: 首先,愿意前来任教背后当然有许多因素 薪水、待遇等等,但大多数人看的是系里与他/她的接触。举个例子,假如我们想聘数论领域的人,相对来说很容易,因为我们在数论这方面很强。近几年我们试着聘概率方面的人,因为这是重要的领域,不过我们没有这个领域的教授,就很难。所以第一个要素是你的系本身就有的强项,依着这个强项聘人会比较容易。机率这方面,现在我们在讨论要同时聘 2 或 3 人,建立一个强大的团队。另一个愈来愈重要的因素是夫妻双生涯的考虑。普林斯顿是个小镇,一直以来另一半的工作机会不多,早期数学这方面 99% 聘的都是男性,妻子会跟着丈夫一起搬来,因为这个小镇很适合小孩成长。但现在妻子也工作,因此另一半的工作机会变得很重要。

刘: 所以现在聘人不是只在数学系而已,还会跨到其它系所。

张: 没错,我们必须考虑到女性的工作机会和很多因素,因为绝大多数我们聘的都是年轻一辈的人,这点变得越来越重要,说不定史丹佛也有同样的问题。

刘: 我们的问题是房价太高,这是个因素。

张: 没错,可以想见史丹佛有房价的问题。

刘: 几年前 Donaldson [Simon Donaldson (1957∼), 英国数学家,1986 年获颁费尔兹奖,研究领域为四维微分流形的几何与拓扑。] 到史丹佛去,看了看,发现房价实在太高了。

张: 但史丹佛这所学校有很多地,为什么不建一些房子给教授住呢?

刘: 盖房子给教授住,房子还是学校的。一方面大家不想付那么多钱,另一方面希望转卖时可以获利,所以是有困难的。

张: 但在台湾,台大说不定也有同样的问题,在这里短暂的停留,我就注意到附近的房价出奇的高,你们用年轻人、新人的时候会不会也有这样的问题?会吧?居住的问题会成为越来越重要的考虑。

陈: 去年我们考虑要用陈子轩,但最后他去了交大。我想房子是一个因素。

张: 但是台大有很多地。

刘: 这是同样的问题,你可以有出租的宿舍 这是现在的情形,但很多人都说:“我想要有自己的房子。”

张: 退休之后,总要有个地方住吧?

刘: 对,通常他们不允许退休教职员继续居住。以前可以但现在不行了。

杨: 普林斯顿是两者的综合,买房时以市价打折,卖房时也是同样,所以房价涨的话可以赚一点。

张: 普林斯顿有不同的房屋买卖型式,我们有 85% 的房屋所有权,买房时负担市价的 85%, 卖房时必须同样以市价的 85% 卖给学校其他同事。

郑: 你们怎么开始保角几何 (conformal geometry) 的工作?记得你们本来不是这个领域的,对吧?

杨: 我们刚开始做的是 Nirenberg problem。

郑: 那是你们合作的第一个问题

张: 我们描述高斯曲率 (Gaussian curvature)。

杨: 对,那时她刚和 Carleson [Lennart Carleson (1928∼), 瑞典数学家,以在分析上的重大贡献得到许多殊荣,包括 2006 年的阿贝尔奖。] 完成 Moser-Trudinger 不等式的工作,所以做 Nirenberg problem 是很自然的事,我们真正是从这里起头,渐渐的对保角几何知道的越来越多。

张: 建平在研究所是做复几何的问题,对吧?

杨: 对。

张: 这是非常几何的问题。我做的是非常分析的问题,后来他开始问我一些问题。保角几何有点介于几何和分析之间,讨论这个问题对我们是很自然的。

刘: 这是什么时候开始的?

杨: 大概是 1985 年。

刘: 你什么时候拿到 PhD?

杨: 1974 年。但这是很自然的,她做了 Trudinger-Moser 不等式方面的工作。那时有种感觉,如果你能够把谱 (spectrum) 掌握得很好,说不定我们可以一起做一些问题。

张: 我想这是我们的一项优势 我们起步不同,他的论文和我的论文方向不同,我们的研究方向后来才趋于一致。如果我们很早就开始合作,不知道会如何,我们刚开始的研究方向不同有一点点优势,在我们合作之前,大家就知道我们是两个独立的个体。如果一开始我们就合作,特别是对女性,别人可能会认为你是在丈夫的庇荫之下。大家都认为我懂的几何不多,也许是对的,但另一方面,至少我们在合作前已经各有独立的研究,建平有他的领域而我有我的领域,因此我们合作起来更有信心。

杨: 我认为知己知彼会影响我们对问题的选择,我知道她擅长哪类的分析,选问题的时候就会有意无意的朝向那个方向。

陈: 我读了你们 Nirenberg problem 的论文,还有其它高维相关的论文。标准球面的保角群让这些问题的解失去紧致性。你们引进适当的限制来控制保角群,再利用群本身来定义一个“度”用以消除额外限制带来的拉格朗日乘数。这样的想法很吸引我,你们是怎么想出来的?对我来说,这不是一般会想到的。在你们的工作之前,我从来没看过这么漂亮的想法。

张: 我想这个想法现在已经广泛运用在不同的地方,看起来比我们开始的时候来的自然。我们开始做 Nirenberg problem 时有过很多讨论,那年我们在苏黎世,不用教书,每天讨论这个问题。我仍然认为我们这个在二维球面 上早期的工作,可说是我最好的研究之一。我们每天心无旁骛,花很多时间思考和讨论这个问题。

陈: 所以,大致说来是这样的:你们起初无法解的 PDE 问题,后来加上某些限制之后可以解决。然后用群作用来去除拉格朗日乘数 (Lagrange multiplier), 让它变成零,于是得回原来的方程。太妙了!

张: 这是我们引以为傲的工作,虽然后来引用的人相对来说不多,但这是我们研究的基石,我们的第一个共同研究。

杨: 是啊,我们俩对变分学 (calculus of variation) 都懂得不多。

张: 我们从头开始学,没有受他人影响,所以整个来龙去脉都想过。此外,我们也不懂完全非线性 PDE, 如果我们懂的话,说不定就会受到其他人影响。

杨: 我想,同样问题的解法 如果用现在的技巧会更容易。但我们的方法就像在钓问题的答案,抛饵、钓鱼然后试着抓鱼。是的,我们发明了自己的解法,现在没什么人用,但在当时却很有效。

刘: 那是什么时候的事?

张: 1980 年代 是吗?

杨: 88 年,就在我们从苏黎世回来后完成。

张: 85、86 年 我女儿是 85 年生的,那年我们在苏黎世 87 年发表。

陈: 家里有两位数学家很不错,是吧?

张: 有好有坏,是一体的两面。譬如我们可以一起旅行走访各地,有相同的时间规划,因为我们都在同个圈子,这是个优点。但也意味着,我们圈子里的所有朋友都局限在这个领域。我女儿常抱怨我们的生活范围实在太狭隘了,在同个领域工作的人真的会这样。

刘: 孩子小的时候,对夫妻两人都工作的家庭来说要兼顾很不容易,对吧?你们俩都工作得很卖力。

杨: 我们真的很幸运,圣容的爸妈在关键时刻帮了我们,否则我想我们应该无法完成

张: 真的很难

刘: 他们来帮你们多久?

杨与张: 五年或者六年。

张: 他们轮流来帮我们照料小孩,如果没有他们,我们可能只有一个小孩。有两个小孩是因为得到家里很多的帮助。

刘: 这是很中国人的做法,对吧?在台湾阿公阿嬷多半会帮忙带小孩,我是这么觉得。

张: 比较普遍

杨: 对小孩也是好的。我儿子女儿常回来看外公外婆,因为孩子们记得他们。

刘: 建平,你高中就到美国吗?

杨: 初中。

刘: 所以那时候中文的底子已经很扎实了。

杨: 我不确定。

张: 口说还可以,建平喜欢读金庸小说、武侠小说,他用这样的方式持续学中文。

刘: 但是金庸小说的中文不简单,有很多很难的中文。

杨: 现在读起来比较容易,可以上 Google 查。

刘: 我可以问一下你的大学生活吗?传记文学有篇文章 [陈省身, 记几位中国的女数学家 ,传记文学,66 卷 5 期 (1995)。] , 你应该有印象,讲的是女性数学家的崛起。

张: 我认为是陈省身先生的主意,执笔的人是杨忠道 [杨忠道 (1923∼2005), 中研院院士,曾任美国宾州大学数学系教授,中研院数学所所长。] 先生的夫人,她和我们每一个人联系,我们提供一些信息给她,最后她整理之后写就这篇文章。

刘: 文章是关于你的五位同学,对吧?

张: 对,包括李文卿 [李文卿 (Wen-Ching Winnie Li), 数学家,现任教美国宾州州立大学数学系。] 、金芳蓉 [金芳蓉 (Fan Chung Graham), 数学家,现任教美国加州大学圣地亚哥分校数学系及电算系。] 、我自己、滕楚莲 [滕楚莲 (Chuu-Lian Terng), 数学家,1971 年台大数学系毕业,小 1970 年毕业的张圣容、李文卿、金芳蓉及吴徵眉一届,现任教美国加州大学尔湾分校数学系。] 还有吴徵眉 [吴徵眉 (Jang-Mei Wu), 数学家,现任教美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校数学系。] 。

刘: 我从你们班上男同学那边听到他们说过类似这样的话:“虽然我们不像女生那么优秀,但我们还是很不错的!”你的大学生活怎么样?

张: 我觉得我的大学生活很精彩,其中一个原因可能是我们班女生很多,那时候我还没了解到这点,直到后来到了柏克莱,才发现女性数学家很少。我们大学那班很特别 我记得刚开始有 10 个女生,后来有一位还是两位转系生,我们班上大概有 35 个人,女生占了 10 到 12 位,所以我们形成一个很好的团体。

刘: 很强的团体。

张: 非常强。我们有五个人一起念书。从大一开始就组了讨论班,有一幕我还历历在目,我们上缪龙骥教授的高等微积分,他用的是 Apostol 这本很难的教科书 ,作业通常是每章后面习题的奇数题,但在我们的讨论班我们每题都做,我们每个人都回家做习题,没有课的时间,类似周六下午,我们一起念书、一起讨论作业。有人可能会说:“这题我只知道第一步,就不知道怎么做了。”另一个人说:“我看出另一个要点,但我不懂你的想法是什么。”就这样讨论,问题有时就迎刃而解。我们有很多这样的经验,最后每个人都做了所有的习题,但我们不只念书,我们还一起吃晚餐、一起看电影、一起去公园郊游,一起爬山。真的很好玩!这样的经验对我们帮助很大,后来我们讨论班的很多成员,都继续念研究所或从事学术工作,我觉得跟这样的经验是有关系的。我们都觉得数学很有趣,当时的小组活动对我们有很大的帮助。我的班上有你们应该都知道的李文卿,金芳蓉、吴徵眉、胡守仁 [胡守仁,淡江大学数学系教授。] 以及刘小咏,小咏很年轻就去世了。吴徵眉也待在学术界,还有梁润葵,她是马来西亚大学的教授,当时她是侨生。我们有很多人待在学术界,很特别,真的很特别。

刘: 可说是很成功的一班。

张: 跟我们组织讨论班和彼此鼓励很有关系。

陈: 她们好像被称为台大五虎将。

刘: 五侠客?

陈: 大概是那样吧。

刘: 五女侠。

张: 即便到了美国很久我们还有联络。

刘: 建平,你听过妻子大人的这些故事吗?

杨: 听过,真的,年轻人相互学习非常重要。同侪相互学习比起自己摸索,学习成效更好。

刘: 只要一旦有过这样的经验,就知道那是很愉快的事。

杨: 你会了解总有人看事情的观点和你不同。

张: 这跟我们讨论班的成员都有强烈的学习动机有关,所以我们每个人在讨论之前都会做足功课,不想让别人知道我懂的比较少。

刘: 所以每个人都有所贡献。

张: 嗯,每个人都试着有所贡献,跟这也有些关系。

刘: 建平,你大学生活过得比较轻松是吧?

杨: 其实我在大学学到的数学不多,那是柏克莱活动很多的时期。我大部分的数学,甚至是大学的数学都是在研究所时期学的。

张: 我觉得男生没有组讨论班可能没那么要紧,因为研究所的时候可以认识很多其他男生,有很多机会交往互动。但女生因为人数不多,缺乏这样的机会,所以一开始的讨论班对我们很重要。







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