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1705577350 陈先生也来看望西蒙斯,他们合作的陈—西蒙斯理论对拓扑学颇有影响,同时也和量子物理有关。我开车接送陈先生,谢天谢地,我的驾驶技术到这时已提升了不少。
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1705577352 星期五下午四时,杨振宁做了一系列关于基本物理的公众演讲。和我一起听讲的有数学家霍华德·加兰(Howard Garland),他是石溪的教授,比我早几年在陈先生手下拿到博士学位。受到杨振宁演讲的感召,他大为兴奋,竟然问陈先生他可否转攻物理。答曰为时已晚,无论好坏,今后他都只能与数学为伍了。加兰遵从老师的话,没有转行,最终成为一位不错的数学家,以在数学和物理之间领域的工作为乐。
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1705577354 我在石溪教书,第一门课是初等微积分。和在伯克利当研究生时的遭遇一样,我又面对了同样的困难,我的口音太重,学生听不明白。第一个星期之后,班上的人数剧减,有的退选了,有的转到其他组别去。到了最后,原来四十人的班,只有四个留下来。虽然如此,这四个学生到了期终考试,成绩都好到不得了,他们高兴地请我吃晚饭以示庆祝。经历这次磨炼后,我算是通过教学的测试了。
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1705577356 那年,年轻的学者莱因哈德·舒尔茨(Reinhard Schultz)来石溪做了一次演讲。他刚在美国数学学会的学报上发表了一篇论文,证明了一个十维的“怪球”必然拥有某种“连续”的对称。怪球在拓扑的意义下等同于一般所谓的同维数的球面,但在更严苛的要求即“微分同胚”的意义下却不等同。所谓“连续对称”则可以用圆来说明,维持圆心不变而转动圆5°、37°或489°,圆形都不会改变,这便是连续的对称,舒尔茨在怪球上找到的便是这类。而对一正方形而言,如转动90°或其倍数,正方形的形状不会改变,但如转动45°的话,形状就变了,其中一角会成了尖顶,就像棒球场的内场一样。是以正方形在连续的转动下不对称。
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1705577358 一般而言,我不会留意舒尔茨这类文章,只不过项武忠前一年在高研院曾跟我说过,他找到一个不具备圆对称的十维怪球。虽然论文尚未发表,但他高度赞扬这成果,说它将流传后世,余生也不需要再做什么了。舒尔茨接着发表了两篇与此有关的文章,证明了圆对称的存在。他的证明直接明白,看来是对的,我想项武忠或许也同意吧,只不过他的文章从来没见发表。
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1705577360 这件事激起了我的兴趣。记得希钦拿了博士后的第一篇论文就是有关十维怪球的,我把希钦的结果应用到上述的问题上,证明了虽然怪球容纳连续的圆对称,却无连续的球面对称。我拿结果和当时也在石溪的劳森讨论,他提出了一些重要的意见,我们把所得汇合成一篇文章。这篇文章对我来说具有特殊的意义,是我首次把几何(具体来说是曲率)用于证明微分拓扑中的结果。其后我更利用卡拉比猜想,那是几何上的构造,去证明拓扑学上的结果。与劳森合作的这篇论文,可说是这方面工作的开端,部分是受项武忠启发的。
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1705577362 在石溪时,我仍然在卡拉比猜想上用功,时而代以其他题目,尤其是极小曲面,当然还有教学上的任务。法国的让—皮埃尔·布吉尼翁1972年到1973年间在石溪访问,我们试用不同的方法去构造卡拉比猜想的反例。别忘了,一个千真万确的反例便足以证明猜想不正确。
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1705577364 工作似乎进展得颇为顺利,到纽约看陈先生时,我说差不多找到一个反例了。起初,他好像不明白我在说什么。经进一步解释后,他对这些进展或可能的进展,并没有表露丝毫兴奋之情。他的反应如此冷淡,令我印象深刻。刚刚看到卡拉比猜想时,我正在伯克利的数学图书馆看书,这个问题立时把我抓住了,我有一种强烈的意愿,不管它对不对都要把它解决,我无法抽身离去。陈先生明显无此感觉,他有他自己的兴趣,自己关心的东西,但不知是何原因,他对这问题始终提不起兴趣。
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1705577366 我总觉得,从莫里那里学来的分析技巧,对破解卡拉比猜想会有很大的价值。在卡拉比猜想中出现的方程式是一条异常非线性的方程,前一年在高研院和现在在石溪,我的首阶段重点乃是导出这方程解的“估计”(estimates),这并不是件易事。方程的解并不是个别的数字,它们是函数。即是说,它们本身也是种方程,你输入一个数字,它便输出另一数字。在目前的情况下,我们并不期望方程具有精准的解,即如用一个公式把函数清清楚楚地表达出来。我们希望做到的,乃是找到某些近似解,或一些估计,通过一步步地把估计精准化,最后使这些近似解收敛于一个真正的解。
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1705577368 在研究某个重要的线性微分方程时,我得到了些估计,可以说是成功的开始,也是关键的一步。这种研究的路子,以后我继续用了四十年。其中有一个估计特别令我自豪,于是拿给柯朗所的路易斯·尼伦伯格看了,他是研究偏微分方程的权威。哪知他也对这估计感到陌生,为此我很高兴。以他在这方面渊博的知识也没有看过,那即是说,这是新的东西了。这个估计在几何分析的很多问题中都用上了,以后我花了不少时间来加强它的内容。
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1705577370 前面已提过,在石溪这年,我也下了功夫研究极小曲面,其中一篇分上下两部分的论文被《美国数学学报》接纳发表了。我当时不认为这文章多么有价值,可它引起了某些人的注意,其中包括斯坦福的罗伯特·奥塞曼,他对极小曲面曾做过巨大的贡献。奥塞曼对这篇论文和其他的预印本印象深刻,他邀请我于次年,即1973—1974年度,到斯坦福去。
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1705577372 那好极了,斯坦福当时已经是著名的学府(现在也是),而且我心仪的友云会在1973年的秋天到那里当博士后。我们已有两年身处美国的两端,她在圣迭戈,我在新泽西或纽约。我们终于有机会生活在同一海岸,实际上是同一校园。想到这,我不禁紧张起来,因为这是对我俩关系的考验。
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1705577374 到斯坦福去,还有个乘便之处,我正在准备参加一个在当地举行的微分几何的重要会议,时间是从1973年7月30日到8月17日,全世界重要的几何学者都会出席,当然我也不会错过这难得的机会。
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1705577376 汽车是加州文化的重要组成部分,正如海滩男孩乐队(the Beach Boys)的几首大热单曲所说的那样,《双门小轿车》(Little Deuce Coupe)、《我到处去》(I Get Around)、《在我车内》(In My Car)。在加州必须有一部车子,换言之,我要开着那部大众方背横跨美国了。以在下的驾驶往绩来看,这是个大胆的尝试。幸好,西蒙斯的研究生项文潮对微分几何有兴趣,他也想参加会议,自告奋勇说可以一起开车。由于缺乏经验,我跑到AAA(美国汽车协会)拿地图、买司机保险和旅行支票,但头几天旅行支票就丢失了,幸好AAA立即补发(这便是使用旅行支票的好处)。项和我选好了一条经过黄石公园和其他景点的路线,我们打算花两星期到达加州,中间有充裕的时间观光。
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1705577378 5月的某一天我们出发了,“看看美国”,正如狄娜·肖尔(Dinah Shore)在老雪佛兰歌曲中高唱的那样。对我而言,这是初次有幸欣赏美国的自然风光,在近五千公里的车程中,可以感受到美国有多大。车子安全地完成了任务,只是有次轮胎在某处泄了气,项替我换了它。
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1705577380 到斯坦福之前,我先绕道伯克利看望郑绍远。他刚结了婚,太太就是我们住在欧几里得街时的邻居。次日早上,我往数学系看伍鸿熙,中途被项武义招到他的办公室。为了迎合他的口味,我告诉他自己近期的工作,利用微分几何中的偏微分方程解决了一个拓扑问题。项武义不以为然,说结果显而易见,用拓扑的方法便足以证明。同样的偏见,曾出现在以后的研讨班中。那次陈先生让我主讲,主题便是用微分几何来解决纯粹拓扑的问题。当时听众有五十多人,大家聚精会神听我讲一个新的用微分几何研究群作用的理论。项武义站起来,说:拓扑学者不需要几何学者来帮忙解拓扑问题,说罢就在陈先生和其他人的面前,拂袖而去。
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1705577382 于是,项武义在办公室的黑板上勾写他的做法,即如何不用几何去解决拓扑的问题,可是差不多过了一个钟头,还是没有找到头绪。他突然离开办公室,说要上洗手间去,可是过了大半个钟头,还没有回到办公室来。我只好和伍鸿熙吃饭去了,此后未闻项再谈此事。
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1705577384 抵达斯坦福时正值6月,即开会前的一个月,我租了一间在大学道的公寓,其实是某大宅的仆人宿舍,美中不足之处是它并无厨房。不久,陈先生和师母来看我,师母看见我把电煮炉放在洗手间旁边,便指着马桶开玩笑说:这叫作量入为出!
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1705577386 公寓的缺点我是知道的,但我仍然喜欢它。不久,我便跟邻家的华人夫妇和他们的子女混熟了。附带一提,他们的女儿后来嫁给了我的朋友陈启宗,他是香港商人,曾慷慨捐助哈佛和我筹划的几个亚洲数学计划。
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1705577388 奥塞曼安排给我的办公室在数学大楼的二楼,办公室不大,但位置很好,利昂·西蒙的办公室就在隔壁。西蒙来自澳大利亚,很快他便成了我的好友。他两年前才从阿德莱德大学取得博士学位,斯坦福的系主任戴维·吉尔巴格(David Gilbarg)独具慧眼,从遥远而不那么有名的大学中把他聘来了。西蒙和我一起担任一位刚来的研究生的指导老师,孙理察只比我小一岁。正是适逢其会,西蒙和理察都是名副其实的具有原创性的数学家,和他们在一起可说是如虎添翼,我们三人合作无间,互相学习,采长补短。我深信以这小组为核心,紧密结合,不出数年,几何分析就会正式成为一门学科,而非一己迷恋的空想。
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1705577390 我很期待斯坦福的大会,那是一个真正国际性的大会,差不多所有做过一些和微分几何有关工作的人都会出席。陈先生和奥塞曼让我做两次报告,都是跟在高研院和石溪时做的极小曲面有关的。劳森则就我们关于怪球的工作做报告。在开会之前,很多事情都要想一想,为两个报告做准备,又看看劳森如何讲述我们的工作。
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1705577392 开会时,我听了芝加哥大学物理学家罗伯特·杰勒西(Robert Geroch)做的报告,留下深刻的印象。他说到了正质量猜想,这是广义相对论的命题,意谓每个孤立的系统,包括我们身处的宇宙,其总质量或总能量必须是正的。物理学者大都认为这是对的,但却无法验证之,杰勒西相信几何学者较具优势去证明它。在场绝大多数的几何学者对这问题兴趣不大,我却一听着迷。杰勒西的问题并非遥不可及,只因它能完全化为几何上的命题。即是说,当孤立的物理系统的物质密度为正时,则这系统源于重力的总质量为正。正的物质密度导至正的纯量曲率(scalar curvature,是曲率张量的一种平均值),而曲率正是几何学者一向重视的概念。我亦对曲率乐此不疲,故此随即思考极小曲面理论中的技巧能否用到这问题上。我把这问题好好记住了,几年之后果然有机会和理察一起研究它。
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1705577394 但在这次会上,发生了另一件令我一生难忘的事情。我跟好些人包括欧金尼奥·卡拉比、罗伯特·格林、路易斯·尼伦伯格、伍鸿熙等谈到几何时,对卡拉比猜想提出一些想法,我指出似乎可以构造出一两个典型的反例。消息一下子传开了,他们请我在晚饭后非正式地说一次。大约有三十人来了,包括卡拉比和他宾夕法尼亚大学的同事,房间里充满了期望,使我感到有点儿紧张,但我仍然充满信心。讲话进行了差不多一小时,过程很顺利,没有人找到论证中有什么漏洞,也没人刁难我的论据,而且我亦从容地回答了问题。
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1705577396 到了研讨会结束,大家都觉得我已经推翻了卡拉比猜想,于是各自散去。卡拉比和陈先生都认为我找到个很好的反例,卡拉比一点也不失望,差不多悬在心上二十年的大石终于放下来了,他的心情顿时轻松了。陈先生则说这讲话是整个会议的高潮,我听后十分受用。
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1705577398 会议在8月中结束了。我可以安顿一下,并准备斯坦福秋季学期的来临。我继续与西蒙和理察合作,亦开始认识系内其他人。我结识了代数几何学者布鲁斯·本内特(Bruce Bennett),他是日本菲尔兹奖得主广中平佑的弟子,本身也有一定的成就。他身材高大,异常健硕,有次硬把洗手间的门拆了下来,原因并非冲动起来搞破坏,只是急着要上厕所而已。加罗·基雷米德津(Garo Kiremidjian)和我同是系里的后进,同样研究复流形,因此有过不少有用的讨论。
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