所以國家強盛的話,經濟好了,他們并不是很高興,見到你有所發展就想破壞一下;再比如今年的“西藏事件”,如果沒有我們強大的人民解放軍的話,說不定這次西藏就像當年八國聯軍打進北京一樣,境外反華勢力就有可能直接開到西藏來,支持那些藏獨分子,用武力來獨立。這兩件事情我感觸很深。
我覺得,如果離開科技和教育的發展,經濟的強盛、國防的進步是不可能的。科技靠別人是不行的,就要有自己獨創的地方。正規來講,不管是生命科學,還是基礎理論,要有很強的后備力量,這才算真正的強大;有多少飛機,有多少潛艇,固然很好,但還遠遠不夠,這些一定要有很強大的后備的科技力量才能立足于世界強國之林。
科學本身也是文化,沒有很強的科學隊伍,包括基礎理論科學隊伍是不行的。比如我們現在知道的原子彈,那與愛因斯坦的相對論密切相關,還有計算機,與布爾代數有關。所以我們國家的自然科學要想站得住,基礎科學的研究首先要過硬。我這里要強調一下基礎科學理論研究的重要性。基礎科學理論的研究,對于國家的長治久安是很有必要的。也許理論科學我們現在看沒有用,但說不定什么時候就是靠這個贏別人。
比如說數論,開始的時候看上去它是個沒有用的東西,但后來發現,它能在編碼中起很大的作用。近期的社會很多發展說不定就要靠數論去推動的。現在不是經常提到的黑客,打到了美國國防部,大概也和這個有關。所以我們不能光看著技術和眼前的應用,要有長遠的打算。用長遠的眼光來看,沒有強大的科學力量,國力絕對不強,別的都靠不住的。像美國為什么這么強,它的基礎科學和理論科學是很發達的,所以它才可以稱王稱霸。所以我們的科學研究,不管哪一方面不保持很高水平,國家沒有辦法強大的,是沒有辦法保障的。因此我們要發展科學技術,所以我覺得從科教興國的角度來看,要重視基礎科學和基本理論的研究。
任何學科的發展都是相似的。下面我就結合數學談談。數學的發展分兩個方面,一個方面是數學的應用方面,與其他學科,比如物理,化學,力學等結合的發展,從他們中發現問題,為它們提供營養,對其產生影響,由此再提出一些問題來再促進數學的發展;還有一個方面,數學既然是一門科學,那么它就有其本身發展的規律,所以數學也有它自身的基本問題和規律。如果沒有這些,就不能稱之為數學,就并到別的學科去了。
作為一個最為典型的例子就是希爾伯特的23個問題。現代數學經歷17世紀,18世紀,19世紀到20世紀初,數學形成了很多各種各樣的學科,其中碰到了很多問題沒解決,到20世紀初1900年,希爾伯特,大家都知道他是20世紀最偉大的數學家,根據各個學科的發展,以及當時的情況提出了23個問題,都是純數學問題,但分布的學科很廣,每個基礎學科都有,數論問題,函數論問題,以及大家都知道的黎曼猜想等等,還有很多很多。
這23個問題,實際上就規劃了20世紀數學的科學研究,20世紀的純數學基本上就是按照這23個問題進行的。到了20世紀末,這些問題大部分都解決了,還有幾個吧,但以黎曼猜想最著名。20世紀過去以后,大家肯定就不能按照希爾伯特這套搞了,有了新的形勢,新的情況了,當然現在沒有像希爾伯特那么大的數學家了,沒有哪一個人敢像希爾伯特那樣規劃21世紀的數學問題,所以怎么辦呢,美國有一個Massachusetts州,有一個大企業家,叫克雷(Clay),是個業余數學愛好者。他就拿錢,建立了一個克雷研究所,沒有希爾伯特,他就靠集體的力量,招了很多各方面的專家,規劃21世紀的數學應該主要研究什么問題。這就是所謂的7大難題,也就是克雷的7大難題,叫千年難題。
我下面就講講這幾個問題。當然在希爾伯特時代解決了一個希爾伯特問題,名氣會很大,成為大數學家,但是沒有錢。但現在,每個克雷難題解決了都能有100萬美元的獎金,這也叫作物質刺激。
頭一個就是黎曼猜想,這個是從希爾伯特的23個問題留下來的,是希爾伯特第8問題,一直沒解決。所以大家覺得這個問題還是非常重要。
第二個,是楊-米爾斯(Yang-Mills)的存在性和質量缺口假設,這個是物理方面的數學問題。你看,和希爾伯特的23個問題很大的不一樣的地方是什么呢,他這些問題還不單是純數學問題,物理學的交叉問題也關注,這是數學和物理學的交叉。
第三個是計算機科學的問題,是P對NP問題。
第四個問題就是Navier-Stokes方程,Navier-Stokes方程是我們搞的東西。
第五個是龐加萊猜想,大家都知道,龐加萊猜想已經解決了,雖然鬧哄哄的,但是大家還是承認已經解決了。
第六個也是個數論問題,叫貝赫(Birch)和斯維納通-戴爾(Swinnerton-Dyer)猜想。
第七個是霍奇(Hodge)猜想,和幾何有密切的聯系。
這七個問題,牽扯到7個不同的學科,但與希爾伯特的23個問題不同的地方是牽扯到很多與物理、力學相關的,如Yang-Mills方程、
Navier-Stokes方程以及高維的Poincare猜想等等,全是交叉學科的研究。我們物理數學研究所,特別是數學物理方程這個方向強調
的是數學物理,有很強的物理背景,是屬于交叉學科,是千年難題,很值得在相當長的時間里集中研究。
我以數學物理所方程組為例。方程的研究方向哪來的,不是憑空掉下來的,記得是1986年我來當時的數學物理所當所長時,我們自己不好定,數學物理所的方向,就開了一個洪山會議,我們就把全國最好的、第一流的數學家請來,有李國平院士,吳文俊院士,許國志院士,陸啟鏗院士,林群院士,李邦河院士等,還有王柔懷教授,齊民友教授等,把他們請來幫我們確定未來研究的方向。所以這個方向不是隨便定的,也不能隨便改動。方向這個東西就怕隨便改,一旦改了就前功盡棄。到一定程度了需要改,要么是我們自己知道這個方向沒有前途,或者是我們要往更高的、更有效點的地方發揮作用。這些是自己知道要改方向,否則,你指揮他改方向,是揠苗助長。所以我們要深深吸取過去的經驗和教訓,洪山會議的確幫助我們取得很大的成績,如果沒有這個方向,搞什么?知道了這個方向我們培養了很多人,比如朱熹平啊,他用他的強項搞幾何,他搞幾何靠的就是偏微分方程,他的幾何不比別人強,他自己講的,很多工具就是在我們武漢數理所受到的訓練,他在武漢數理所做偏微分方程最后拿到杰青,后來搞到幾何上,恰好和偏微分方程聯系上了,他這個東西比搞幾何的人強,這就是他的一個特長。所以他能把這個龐加萊猜想完整證明。
這就說明武漢數理所,我們這個方向定下來以后是行之有效、有成就的,這個方向我們還有很多強人:陳貴強現在是海外杰青、長江學者,在守恒律方面在國際上有極高聲望;陸云光現在在哥倫比亞,還拿了個院士;曹道民,“百人計劃”入選者,杰青;黃飛敏
,王振都是那個時候培養起來的,他們后面做的方程是等溫流,等溫流做得極好,我自己覺得他們那個東西比我們等熵流的工作還要好。為什么?簡單。他們的工作,整理以后都可以寫到教科書上去。SIAM,叫美國工業與應用數學學會,給了他們2004年的獎,從2004年算起,2001,2002,2003前三年,SIAM所有的十幾本數學雜志,里面所有的文章,選一篇理論的,做得好的,評一個獎,一篇計算類的評一個獎,還有一個應用的。他們就是那個理論的獎,說明人家欣賞他們的這個東西,也說明我們這樣做下來肯定有成績,而且我們這是一個系統,很多出去的都是骨干。所以就是按照我們那個方向做,不要隨便觸動它,就像說的,數學伯樂和千里馬,千里馬常有而伯樂不常有,認識人才,解放人才的人不常有,因此我們就要注意,不能隨便瞎指揮,人才要愛護,方向也要愛護,不能隨便給他打斷,我們過去有很多這樣的經驗教訓
。
我們剛提到Yang-Mills方程還有Navier-Stokes方程都是很大的交叉問題,如果對物理很感興趣,我建議可以搞搞Yang-Mills方程看看,那也是有可能出大成果的。所以說Navier-Stokes方程我們一直在干,從50年代一直圍繞著,不管是壓縮的不可壓縮的,粘性的或者沒有粘性的,一直到現在我們還要堅持,也做了不少的工作,所以這個東西不能放棄,從根本上對我們國家有利。
還有一點應該說一下,馮康院士過去說過,如果單科搞不上去,交叉也搞不好。
今天講Navier-Stokes方程講了不少了,黎曼猜想我也講兩句,黎曼猜想也是一個很難的問題,我過去講過,黎曼猜想現在國內也沒有人在認真搞,他和素數分布是密切相關的,素數分布是一個很古老的問題,前人做的問題我們要關注,主要是函數論的東西。
中國人搞這個東西是有歷史的,但是這個問題到現在還是解決不了。希爾伯特一開始不知道這個問題很難,所以他把這個問題給他的一個學生做博士論文,當然做不出來,但是搞出來了一套基本的積分方程的理論,是經典的。
哈代的六大愿望
還有一個就是英國數學家哈代(Hardy),他也對黎曼猜想特別有興趣,他說他有六大愿望,
第一個就是解決黎曼猜想,一心想證明黎曼猜想。
另一個呢就是打球,他想在某一場板球比賽里得到冠軍。
第三個呢,就是要證明上帝的不存在性,用數學去證明上帝的不存在性,這跟牛頓恰好相反,牛頓功成名就以后是要用數學去證明上帝的存在性,這當然是證明不出來的啊。
第四個心愿呢,就是做第一個攀登珠穆朗瑪峰的人。
第五個心愿就是要當蘇聯,英國,德國的總統,哈代這個人搞數學的怎么想當總統呢,真是莫名其妙。
第六個心愿呢,就是要刺殺墨索里尼,墨索里尼是意大利法西斯頭子啊。
希爾伯特也說過一句話,他說我死了以后,一千年以后,如果再活過來以后,我第一個感興趣的問題就是問黎曼猜想解決了沒有。
大數學家都很關心這個問題,對我們來講,黎曼猜想還不是我們最感興趣的,Navier-Stokes方程才是我們現在需要搞的,是交叉學科的大問題。我就講這些吧,謝謝大家。
(根據錄音整理修改,并經本人審閱) |