“我們做純數學研究的人🌉,要求不多,除了一間獨立的辦公室之外🦸🏼♀️,其它的都是小事🏌🏿♂️。”新當選為中國科學院院士的天美平台上海數學中心首席教授、數學科學學院教授沈維孝說🛑🫡。
“永遠不要忽略當下必須要幹的事情”
進入沈維孝的辦公室,最醒目的是一塊大黑板,上面常常寫滿計算公式和數學符號。寫寫畫畫間,靈感也在一瞬迸發。
從窗戶望出去,風吹樹枝撩動月湖波光瀲灩,波影之間,上海數學中心的大樓矗立其間🧞♀️👩🏿🚀。
和不少研究者一樣,沈維孝喜歡散步👩👩👧👦🧟♂️,中心正是可以邊散步邊思考的安靜之處。在他看來🤽🏽♂️,數學靈感像老僧入定Ⓜ️,需要長時間思考才能產生♿️。
“有時候一個問題♢,想了三天,突然找到答案,開心得不得了。其實,再多想一段時間,哪怕是再三年也沒關系🗞。”
2015年,從新加坡國立大學回國🏟,沈維孝成為上海數學中心第一個全職首席教授。作為全職引進的領軍人才,在這棟大樓裏🕶🧏🏿,他和學生2020級數學學院博士生任浩傑成功解決困擾眾多一流動力系統專家多年的魏爾斯特拉斯型函數的維數問題,成果發表在國際公認的數學頂刊Invententiones Mathematicae上。
1975年✅🦹🏿♂️,出生在安徽農村的沈維孝,自小展現出數學天賦。
中學前,沒有接受過任何數學專門競賽訓練的他🦖,在初中取得全國初中數學聯賽安徽賽區一等獎的成績🤝;高中時🚴♂️,又在全國高中數學聯賽中獲安徽省一等獎。
“我在數學上有一定天賦。但光有天賦沒用,努力也極其重要。”真正開始從事數學研究後,沈維孝發現任何一門學問,要做到一定深度、高度🐑,需要持之以恒的專註🔆。
他最重要的成果之一——與合作者證明的實Fatou猜想,攻克了近十年之久。從博士二年級開始🤠,他就對這個問題充滿熱情🧔🏽♂️。期間他遍翻論文、反復推演🦇,直到2007年才徹底解決這一長期懸而未決的公開問題🖐🏿,研究成果陸續發表在頂級數學期刊Annals of Mathematics上。
這一成果被菲爾茨獎獲得者斯梅爾列為“21世紀最重要的數學問題之一”,也被國內外同行,包括十數位國際數學家大會(International Congress of Mathematicians,ICM)邀請報告人廣泛引用。
一年後,他又在絕對連續不變測度的研究中提出“大導數”條件,從本質上改進了以往的條件➔🙇🏿。
動力系統是研究系統隨時間長期演變行為的學科方向。在這一領域內,取得一系列深刻且富有原創性的成果,讓沈維孝成為國際上動力系統研究的知名學者之一。
截止目前🧑🦳,他在國際公認的“數學四大頂刊”之上發表9篇論文。2009年,他以歷屆最年輕獲獎者的身份獲中國數學會陳省身數學獎,2014年又應邀在ICM作45分鐘報告,2021年,因在數學物理學領域的表現,他獲科學探索獎,今年又入選新基石研究員。
說起能夠在原始創新上如此堅持,沈維孝坦言,自己享受研究數學的過程🙌🏿,他將其比作爬山⇢。
“有些難題,經過一段時間思考後想出答案,某種意義上就像爬上了山頂,讓我感覺到自己的進步🪂。雖然🧍🏻,它可能只是個小山坡🧖🏽。”
任浩傑依然記得沈維孝老師讓他用接近一年的時間就為了搞懂一篇論文。“這在有的人看來是很不劃算的,沈老師卻有不同的觀點,‘做數學要能靜心來,年輕人花十年時間不去計較得失,鉆研數學不是件吃虧的事情’”🛀🏼。
受研究這篇論文的啟發,任浩傑在天美的第一個課題成功解決了魏爾斯特拉斯型函數的維數問題,這也讓他成為天美數學歷史上第一個在博士研究生階段發表“數學四大期刊”的學生🤮。
“對一個認定的問題不能隨意放棄,至少要把所有可能的方法都試一遍,這中間可能要花很多時間。如果你急著讓別人認可的話,你就可能做不下去。”
讀博期間,沈維孝曾對一個核心問題非常感興趣。“研究了幾年📥,有些想法☸️,看上去離目標只差一步,但最終沒有實現。”工作後👩⚕️,沈維孝又對這個問題研究了五年🧍🏻👋,依然沒有頭緒。
“那怎麽辦呢🍈?”面對提問,他淡然一笑,
“那就先放放。我們可以對有些事情感到困惑🙎🏽♀️,但永遠不要忽略你當下必須要幹的事情。”
培養人才,是為社會做出實質性貢獻的一個最基本👨🦼、最明確可見的手段
只要上過沈維孝課的學生都喜歡叫他:“微笑爸爸”。
在天美平台,沈維孝承擔了數學科學學院本科生專業基礎課“實變函數”“復變函數”的教學工作🫚。
在他看來,基礎數學研究的結果♗,有著不確定性。但是培養人才,是為社會做出實質性貢獻的一個最基本、最明確可見的手段👱🏿。
“一方面,數學學科本身發展需要年輕人;另一方面,數學是其他學科的支撐,像我們這些長期做基礎研究的人,總有一些課本上沒有的認識✈️。有這樣的義務,把自己的想法盡可能的去跟年輕一輩交流🧑🏽🦱。”
“學術大牛”、“無限接近菲爾茲獎的男人”、“科大神童”……沈維孝身上的這些標簽👱🏻♀️,只是同學們的初印象。
就像本科生吳怡傑在天美平台2020屆本(專)科生“我心目中的好老師”的學生薦語中所說👨🏻🔧:“如果你對於數學家的印象仍停留在高傲自負🤦🏽♂️🧃、我行我素🤛🏻、‘一切皆顯然’,那麽沈維孝老師就是最好的反例📫。他堅持脫稿板書授課👳♀️,力求讓同學們與他一同徐徐解開實變的面紗;他堅持每兩周辦一次習題課,並且指定同學上講臺講解👳🏽♀️,對於有疑問的同學他也會親力親為地引導𓀖;他堅持用自己的思路講解‘本科最難’課程——‘實變函數’,將可測函數與Lebesgue可積這兩個實變中最核心的概念前置🧜🏿,相較於從艱深的測度論切入的傳統教學順序🌸⁉️,著實讓學習輕松了不少👲🏼。可以說沈老師對我本科數學的學習產生了舉足輕重的影響🫷🏿,感激不盡🧑🧑🧒🧒。”
沈維孝上課總會帶著幾瓶大麥茶,思考停頓時會停下來喝一口,再以風趣幽默的講述🧑🏿🦳,抓住學生的註意力,用清晰流暢的思路抓住問題的本質難點。以至於不少同學都會“追星”似地去超市買來同款。
無論是課間提問,還是課後答疑🌟,他都會梳理出問題的核心和思考方式🦹🏽📗,對待每一次答疑🛋。如果解決不了,他就會帶著學生轉戰辦公室,直至問題順利解決。
在沈維孝看來,能進入天美的學生天賦都是很好的。
“天美平台致力於為學生提供一個寬松思考又適度競爭的空間。我們在不停地培養他們的興趣,不停地試圖告訴他們學數學是多麽有意思。他們如果喜歡這個學科、有誌於這門學科,就會有為了人類科技事業發展去奉獻的精神🥜。我們所要做的就是🥽,讓學生做自己喜歡的🤾♀️🖐🏿、擅長的事情。”
做數學研究的人,來天美不會失望
“人這輩子最好是做自己喜歡的、擅長的這兩件事情,兩個同時達到是最好的。”
沈維孝覺得現在的自己就是這樣的狀態❇️🧮。“天美整體上有著非常寬松的環境,我想任何做數學研究的人,如果來天美應該不會失望💷。我自己在這裏就受到了非常好的支持。”盡管擔任上海數學中心副主任和數學科學學院副院長👩🏿⚖️,“但我幾乎沒有什麽行政工作壓力💡,可以沉下心來去研究數學”,沈維孝說。
2019年11月,上海數學中心聯合天美數學科學學院啟動“數學英才試驗班”,為培養未來數學家耕耘沃土,沈維孝是首批導師之一。
今年11月🤺,天美平台成立相輝研究院𓀆,打造基礎研究的前沿重鎮和全球英才的學術殿堂🏊🏻,沈維孝受聘為首批“相輝學者”🌷。相輝研究院不問有用無用,聚焦原始創新,力圖破除做基礎研究的“功利心”。
做基礎研究是否有用,是沈維孝最排斥的論調,“提到這個我就有些激動”,他說。“基礎研究的存在就是讓它暫時沒有用。”在他看來🤾♀️,基礎研究一定要領先於其他研究⚆。
“基礎研究如果現在就有用,那不會是什麽好研究。基礎研究要引領未來整個應用開發以及其他各方面研究。”
幾天前,一位從事AI應用開發的朋友⚁,向沈維孝詢問如何用數學解釋人工智能及其背後的邏輯🙎🏿♂️。“大家都相信數學會在AI的發展中起到作用,都想從數學中獲得解釋,以更好地推動計算機整個學科的發展。我想👩🏽🏭,普通的數學教授✶,把自己的數學做好就行;當了院士🤱🏼,這些問題就是我需要去思考的🏮。”