《小家大事-北京科學(xué)榜樣》邱宇：看見(jiàn)、傳遞和深研數(shù)學(xué)之美

歲末年初，北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、新華網(wǎng)將聯(lián)合推出《小家大事-北京科學(xué)榜樣》跨年系列，帶我們共同走近優(yōu)秀科技工作者，走進(jìn)科學(xué)的世界，感受科技的魅力。今天，我們將帶你走近清華大學(xué)數(shù)學(xué)中心/數(shù)學(xué)系教授、第二十五屆茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)——北京青年科技獎(jiǎng)獲得者邱宇。

人物名片：邱宇

清華大學(xué)數(shù)學(xué)中心/數(shù)學(xué)系教授

第二十五屆茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)——北京青年科技獎(jiǎng)獲得者

數(shù)學(xué)的理性美需要被看見(jiàn)

“數(shù)學(xué)是一門(mén)科學(xué)，也是一門(mén)藝術(shù)?！?/p>

“與詩(shī)歌、音樂(lè)等藝術(shù)形式相比，數(shù)學(xué)呈現(xiàn)出的是一種邏輯美、理性美。但是數(shù)學(xué)同樣需要形象思維，需要用可視可感的方式來(lái)呈現(xiàn)?！?/p>

在初見(jiàn)清華大學(xué)數(shù)學(xué)系教授邱宇時(shí)，他這樣描述著數(shù)學(xué)。

邱宇說(shuō)，他十分喜歡被譽(yù)為“藝術(shù)家中的數(shù)學(xué)家”的莫里茨·埃舍爾（Maurits Escher），其作品在平面構(gòu)成、幾何體組合、形狀漸變上巧思眾多，在從數(shù)學(xué)工作者的角度去欣賞時(shí)，常常會(huì)有新體驗(yàn)、新啟發(fā)。

受埃舍爾藝術(shù)理念的影響，邱宇在教學(xué)中也會(huì)思考到如何更好地將數(shù)學(xué)進(jìn)行可視化的呈現(xiàn)。除了在寫(xiě)文章作圖時(shí)，花心思去把一個(gè)圖畫(huà)得漂亮，盡可能讓它簡(jiǎn)潔、和諧、對(duì)稱(chēng)外，邱宇還會(huì)考慮到數(shù)學(xué)文化的日?；磉_(dá)，如將幾何圖形應(yīng)用到各類(lèi)文創(chuàng)作品中，包括魔方、鼠標(biāo)墊、草稿本等。在清華大學(xué)數(shù)學(xué)系、數(shù)學(xué)中心，他與學(xué)生們一起設(shè)計(jì)、制作的草稿本，一直深受大家喜愛(ài)。封面上的Hopf fibration、辮子群Br?的多種生成方式與等價(jià)形式、尺規(guī)作圖正十七邊形+圓堆砌等，傳遞著數(shù)學(xué)的多元與精妙。

邱宇在【代數(shù)0】里講解群(group)時(shí)的教具：各種十二/二十面體魔方

這樣的傳遞，不止限于清華大學(xué)的校園。邱宇還曾到清華大學(xué)附屬小學(xué)，向?qū)W生們介紹如何利用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)理解三階魔方的無(wú)公式解法和構(gòu)造，在實(shí)操互動(dòng)中告訴學(xué)生，數(shù)學(xué)不是枯燥無(wú)味的。

邱宇的數(shù)學(xué)探索歷程

邱宇對(duì)于數(shù)學(xué)之美的探索，很早便已經(jīng)開(kāi)始。

“我一直是數(shù)學(xué)奧林匹克的‘職業(yè)選手’。三年級(jí)之前，我父親教我學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)；三年級(jí)之后一直到高中，我跟隨老師們進(jìn)行奧數(shù)的訓(xùn)練。雖然沒(méi)有得到國(guó)際數(shù)學(xué)奧林匹克的金牌，但是這種持續(xù)性學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的經(jīng)歷，并沒(méi)有讓我感覺(jué)到厭倦。相反，我發(fā)現(xiàn)自己非常喜歡數(shù)學(xué)，而且確實(shí)比較擅長(zhǎng)這個(gè)事情?！?/p>

因?yàn)樯瞄L(zhǎng)，數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)也成為邱宇在北大就讀的專(zhuān)業(yè)。大二、大三時(shí)，邱宇的科研能力初現(xiàn)，他將相關(guān)論文發(fā)表在《Journal Of Differential Equations》(《微分方程雜志》)上。這讓邱宇意識(shí)到，自己或許可以成為一名數(shù)學(xué)工作者，把研究數(shù)學(xué)作為一個(gè)職業(yè)。大學(xué)畢業(yè)后，邱宇開(kāi)始了更加深入的數(shù)學(xué)研究，他先后前往英國(guó)巴斯大學(xué)、挪威科技大學(xué)、香港中文大學(xué)等高等學(xué)府深造學(xué)習(xí)、工作。

回顧出國(guó)求學(xué)的那些日子，邱宇說(shuō)，“讀博士后是一件很難熬的事情。與同齡人來(lái)比，收入相對(duì)較低，可能會(huì)有一定落差。從自身來(lái)看，博士后的工作不穩(wěn)定，而且學(xué)術(shù)壓力較大。小時(shí)候我們做數(shù)學(xué)題、做奧數(shù)，知道會(huì)有一個(gè)結(jié)果和答案在等你。而做學(xué)術(shù)、做科研，前面的路是未知的，這種不確定性很‘折磨人’，但是要學(xué)會(huì)去找到自身確定的事并且堅(jiān)持下去。這么多年的求學(xué)經(jīng)歷告訴我，有時(shí)候堅(jiān)持比天賦更重要。”

當(dāng)下數(shù)學(xué)存在哪里

邱宇回顧自己的數(shù)學(xué)科研之路，始于興趣、長(zhǎng)于鉆研、成于堅(jiān)持。

然而不是所有人都可以將數(shù)學(xué)作為自己的職業(yè)選擇。邱宇認(rèn)為，數(shù)學(xué)的高度抽象性，使得其學(xué)習(xí)價(jià)值和意義難以被呈現(xiàn)，所以多數(shù)人會(huì)認(rèn)為深入學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是“無(wú)用的”。但不可否認(rèn)的是，對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)，數(shù)學(xué)是鍛煉邏輯思維能力最好的工具之一。而且在大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)崛起的今天，數(shù)學(xué)的作用已被進(jìn)一步凸顯。

“以我喜歡的一個(gè)數(shù)學(xué)分支——拓?fù)鋵W(xué)為例。拓?fù)涫茄芯繋缀螆D形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學(xué)科。作為一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，它現(xiàn)在已經(jīng)延展到非常多的應(yīng)用領(lǐng)域，包括生物學(xué)中的DNA、RNA結(jié)構(gòu)分析、化學(xué)中的分子結(jié)構(gòu)研究、或是大數(shù)據(jù)中但拓?fù)鋽?shù)據(jù)分析等?！鼻裼钫f(shuō)，數(shù)學(xué)是大自然的語(yǔ)言，是一門(mén)通用的“語(yǔ)言學(xué)科”，在今天，它仍然是在發(fā)揮基底作用的。

談及ChatGPT，邱宇不否認(rèn)這是一個(gè)研究應(yīng)用上的突破。ChatGPT的搜索與解答能力突出，或成為數(shù)學(xué)工作者在內(nèi)的其他方向工作者的助手，來(lái)幫助不同分支、學(xué)科的學(xué)者交流合作。但邱宇也提到，對(duì)數(shù)學(xué)工作者來(lái)說(shuō)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要，去提出問(wèn)題，大膽猜測(cè)，引領(lǐng)一個(gè)新方向是更具有價(jià)值和意義的。目前ChatGPT在創(chuàng)造性上的不足，正是數(shù)學(xué)工作者未來(lái)需要發(fā)力的地方。

做學(xué)術(shù)需要長(zhǎng)期保持自律

邱宇的興趣愛(ài)好廣泛，從旅行到玩樂(lè)高、收藏魔方……，這種對(duì)生活的熱愛(ài)，與其對(duì)學(xué)術(shù)研究的熱愛(ài)相伴相行。

學(xué)術(shù)研究上，邱宇專(zhuān)攻代數(shù)表示論和幾何拓?fù)浞矫娴难芯俊?018年，邱宇與合作者們結(jié)合代數(shù)表示論與幾何拓?fù)鋵W(xué)來(lái)研究穩(wěn)定條件空間，通過(guò)構(gòu)造黎曼曲面S上一類(lèi)帶框二次微分的?？臻g，證明了S上對(duì)應(yīng)的卡拉比-丘范疇上的穩(wěn)定條件空間的單連通性，其結(jié)論對(duì)聯(lián)系范疇論與動(dòng)力系統(tǒng)方向有積極的推動(dòng)作用，為代數(shù)、幾何與物理建立了新的研究聯(lián)系與方向。2023年，邱宇獲得第二十五屆茅以升科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)—北京青年科技獎(jiǎng)。

“我的努力還是不夠的?！鼻裼钫f(shuō)，“我們數(shù)學(xué)中心的丘成桐先生，雖然已經(jīng)年過(guò)70歲，但是他的日程安排之滿(mǎn)，工作強(qiáng)度之大都比我還要甚；我的同輩同事們，像李思、于品老師等，也在不斷激勵(lì)我保持自律和努力。來(lái)到清華之后，我的努力程度雖然還比不上他們，但是比起以前的自己，已經(jīng)翻倍了。”

來(lái)源：新華網(wǎng)

實(shí)習(xí)生：李氏瓊