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我写了封信给项武忠(他当时刚从耶鲁转到普林斯顿),问他我可否在普林斯顿以斯隆学者的身份至少待上半年。几天后,他告诉我数学系并没有足够的办公室。时隔多年,人也比较世故了,知道项武忠和其他人如果愿意我来,办公室总是可以找到的。我写信给系主任可能有不同的结果,但已经太迟了。依靠相识的人是个错误,因你不知道他是否欢迎你。(不无讽刺地,几年后情况完全改变了。普林斯顿的系主任请项武忠打电话来,说要请我去当教授。我当下推却了。那不是报复,只是当时还不是去的时机。)
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幸好,尼伦伯格毫不犹疑就说,我应该在1975年秋天访问纽约大学的柯朗研究所,那儿距离普林斯顿不远。尼伦伯格对我到曼哈顿一事十分热心,午餐快完时,事情也差不多敲定了。
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一当狄利克雷问题(弱形式)告一段落,我立即向卡拉比猜想发起进攻。我的策略很直接,就是把从实蒙日—安培方程学到的东西,尽量套用在复蒙日—安培方程上。绍远对做复几何的兴趣不大,这时就鞠躬退场,转战他感兴趣而又更熟悉的题目去了。附带一说,他也会到柯朗所去,我们还有机会在那儿聚首,并且一起为几何分析这门新的领域添砖加瓦。
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1975年8月,我到了纽约。这次纽约之行还有个好处,斯隆学者是不用教书的,我可以全心全意地破解卡拉比猜想和其他数学难题。
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我一心要充分利用这个机会,然而首要的事,却是在曼哈顿找一个落脚的地方。那儿租金很贵,一个单身公寓,月租最少也得二百美元,这不适合我的预算。幸好,于尔根·莫泽伸出援手。莫泽当过柯朗所的所长,也是陈先生的朋友。他的朋友在泉水街租了一间租金管制下的公寓,月租只需五十美元,简直妙极了。莫泽可没有权利把公寓租出,因为租约上不是他名字,所以他嘱咐我不要跟房东接触。刚巧那房东是个不通晓英语只讲粤语的华人,我当然能讲粤语,却要假装一句也听不懂他说的话。如果公寓出了什么问题,我只管跟莫泽说,他会把问题弄妥。莫泽愿意为一个可说是萍水相逢的人这样做,可见他为人仗义。
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柯朗所给我如此理想的工作环境,然而,我到那里而非其他地方的主要目的,却是要亲近友云。她离开斯坦福已差不多十五个月了,我们之间没怎么联络。如果要约会她,带她到校园外的地方去,车子是必需的。可是很不幸,我当时没有信用卡,而在纽约租车子非信用卡不可。我请斯坦福替我开了证明,说我是斯坦福的教员,现正在柯朗所访问,但租车公司依然不为所动。
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我不禁慌起来了,没有车子,跑到东岸来,整个陪伴友云的计划都要泡汤了。幸运地,我遇上一位老同学,他在纽约的旅行社工作。他告诉我有一种低廉的“租一部破车”的地方,只要拿出一笔较高的押金,便可以租到车子。租来的车可勉强开动,外表平平,但也够用了,毕竟我的选择不多。
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车子虽残破,但开到普林斯顿绝无问题。我尽量抽时间去看望她。她做研究忙得不亦乐乎,而我心中常记挂着卡拉比猜想,工作一直在进展,虽然还未到达攻顶的时刻,但可行的攻顶路线已渐渐露出眉目了。
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为了对付这条关键的复蒙日—安培方程式,我把整个证明分拆成四个不同的估计,那就是所谓零阶、一阶、二阶和三阶估计。前面说过,蒙日—安培方程的解是个函数,我们要做的乃是找出对这函数的界,说明它沿正的方向不能太大,沿负的方向不能太小,即是说,该函数不可能变成无限大。零阶的估计说明函数的极大值能够达到,一阶估计则给出函数一次导数的大小。具体而言,必须证明一阶导数的绝对值不会变得很大。换句话说,函数本身的振幅不能过大。类似地,二阶估计有关函数的二阶导数的最大绝对值,我们需要证明它是有界的,即一阶导数不能有快速的振动。同样的想法可用于三阶或更高阶的情况。这些高阶的估计提供了函数如何变化的讯息,如变化有多大和多快等。
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1974年时,我已经知道如何处理三阶估计。到了1975年的夏天,我要到纽约前,成功导出了二阶估计。在柯朗所这几个月,我在概念上想通了,原来有了零阶和二阶估计,就可以推导出一阶的估计。换句话说,整个证明就剩下一个估计,即零阶估计。我只需要证明函数不能变得太大,即它的极大值不能超过某个既定的常数。到了这一步,这个复杂的猜想,原来只有少数数学家明白的难题,一下子变成了一个看似水到渠成的命题了。可是,要建立这估计,即是在函数上面找到一个隐藏的天花板,实际上并不好办。
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在纽约逗留期间,这个最后的障碍一直无法跨越。不过,失之东隅,收之桑榆,绍远和我在另一方面却成功了,我们解决了高维的闵可夫斯基问题。其实早在年初,在这问题上已有些进展。莫泽知道我们的工作后十分兴奋,反正柯朗所的人,看到所中有人解决了某些难题,都会兴奋莫名。他请我们在研讨班上做了报告,大家的反应非常不错。
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可是不久之后,就知悉苏联几何学家阿列克谢·波戈列洛夫(Aleksei Pogorelov)独立地解决了同样的问题,他采用的方法跟我们的完全不一样。他的文章比我们早面世,不过那是用俄文写的,而且发表在不甚著名的学报上,所以我们并不知晓。我们的论文纵然不是首发,但它并非多余之作,除结果本身外,其中所用的方法很重要,后来也用于解决其他问题上。
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且说一些数学之外的事吧。在纽约这三四个月是非常愉快的,我在柯朗所跟埃里克·贝德福德(Eric Bedford)交上朋友,他刚从密歇根州拿了博士。他教我如何搭地铁。我们在这城市到处逛,边走边谈复蒙日—安培方程,他正在研究这类方程式,但方法和我偏重几何的思路截然不同。
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每天从苏豪的公寓,穿过格林威治村,走向柯朗所是很好玩的一程,途中不乏有趣且出乎意料的景况。例如,好几天都经过一部停在泉水街的车子,开始时车子外观无恙。可是一天后,车胎就不翼而飞了。再过了几天,车身所剩的东西愈来愈少。到了最后,整部车子就不见了。原来的位置给停上一部簇新的车,大家都不知它能待在那里多久。
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小意大利距离我的公寓很近,节庆的巡游多得很,我很爱看。空闲时我常和绍远、他太太和他们的幼子小兵在一起,我抱着小兵和他们一起在唐人街或其他地方闲逛(小兵后来在哈佛做了我的研究生,2004年拿了博士)。邻近唐人街是桩美事,一方面有五花八门的餐厅可供选择,另一方面也可以在书店中浏览书籍。到了周末,我便到普林斯顿看友云。总的来说,在纽约的日子是颇为适意的。
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可是,到了12月底,我便要返回加州。我陪友云飞往洛杉矶,到大型科技公司TRW(后被诺斯罗普·格鲁曼公司兼并)求职。过程很顺利,不久她便被雇用了。
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在此之后,友云回到普林斯顿,而我则返回斯坦福,继续埋首于卡拉比猜想之中,我意识到破解已近在咫尺,巅峰已经在望,只差跨过最后的障碍,只要再坚持一下,就能登上顶峰。
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不过,另一件事我也时刻记挂在心上。1976年夏天,斯坦福春季学期过后,我到普林斯顿看望友云,此行的目的就是向她求婚,这距离伯克利图书馆那刻骨铭心的一瞥已有五年半了。在这段不短的日子中,我俩的关系有起有落,但足以告慰的是,她答应了。我们正式订婚,弟弟成栋从石溪来到普林斯顿,我们一起吃晚饭庆祝。
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友云不仅答应了我的求婚,她也接受了TRW的工作,工作从这年秋天开始,即是说,我们要搬到洛杉矶去了。为了此事,我接触了UCLA的朋友、几何学者罗伯特·格林,说希望到那里访问一年,我的斯隆学者奖足以支付秋季学期的薪金,希望大学能支付冬天和春天两个学期,我可以教书。格林说这事容易办,这样友云和我便可以在洛杉矶住在一起了。她知道我这么快就把事办好之后很惊讶,要知道,那段日子找教职并不容易。直到如今,我还是很感激格林的帮忙,UCLA的工作环境很理想。
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我一直留在普林斯顿,到了7月初,友云和她实验室中的同事告别。我们收拾行装,和她爸爸妈妈一起,打算做一次横跨美国之行。第一站到了首都华盛顿,正赶上庆祝美国建国二百周年的国庆烟火表演。当时和百万群众在一起,很多人满怀激情,欢呼喧闹,我们欣赏了国家广场的烟火,华盛顿纪念碑和国会山庄成了璀璨烟火的背景,更显壮观。
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接着,我们开车去波士顿探访友云的表姐,她的丈夫刚刚过世。这是我第一次到这个城市,觉得挺不错,没想到不久之后会以此为家,至今生活了四十多年。
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接着我们在纽约州的伊萨卡停下来,去看友云的另一位表亲。之后我们便开始横跨美国的旅程,路上风光不绝,友云父母目不暇接。我们到了黄石国家公园,沿着落基山脉向南到了大峡谷,之后我们在亚利桑那州的弗拉格斯塔夫市上了40号州际公路,一直开到加州的巴斯托市,然后转上15号州际公路到达洛杉矶。沿途风景极其壮观,我当时正沉醉于爱情的甜蜜之中,向往着未来的婚姻,心情尤为兴奋。
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然而,在差不多整个旅程之中,我的心思不时悄悄移向数学。在驾车时,我想到一个拓扑学上的古老难题庞加莱猜想,至今没有人能找到解决它的途径。原来的庞加莱猜想和如何在拓扑上刻画球面有关,猜想断言任何“紧”的三维曲面(或流形)在拓扑的意义上等价于球面的条件是:在这曲面上任一闭曲线能在连续的变形下缩成一点。所谓“紧”是指这曲面只占着有限有界的空间。满足上述条件的曲面叫“单连通”,或是说,它不像甜甜圈般,有一个或多个的洞。依照这样的定义,猜想可以这样陈述:是否每一个紧而单连通的三维曲面在拓扑上等价于球面?这猜想看起来不是那么难解决,然而自从1904年提出后,一直没有多大的进展。
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大家或者以为我会把精力放在卡拉比猜想上,毕竟这猜想占据了我的心思好多年了。我对它特别关注,乃因它较为普遍,而且能帮助人们找到一大类未知的流形。但我一直喜欢同时考虑几个题目,当一个题目过不去时,便可以转到另外一个上去。如果这些题目具有某些共通之处,那么从某题目中得到的新想法,或许可以应用到原来的题目上去。
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况且,解决卡拉比猜想关键的零阶估计,需要用纸和笔做大量的计算,试问双手放在驾驶盘上的我,如何能安全和有效地做计算呢?这就是我会选一个较具思考性的题目的原因,庞加莱猜想是个好的选择,这样我脑子中负责数学的部分就不用闲下来了。具体如何求解这个猜想还有待探索,或者,目前能做的只是幻想一番。这样,至少在路上也有些思想性的东西可做。
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