打字猴:1.705577711e+09
1705577711
1705577712 回到1978年的8月,我拿到法国、德国和芬兰的签证,最后也到了英国与霍金和他的同事见面。我停留的第一站是巴黎,在法国高等科学研究所(IHES)我跟布吉尼翁、尼古拉斯·凯珀(Nicolaas Kuiper)和其他数学家见面。
1705577713
1705577714 我也遇见劳森,他从石溪来此地访问。我告诉他正质量定理的一些后续工作,其中包括有关具正纯量曲率流形的定理,以及理察和我有关这类流形结构的深入研究。特别地,我提到利用米尔诺和其他人引入的割补技巧,足以构造一大类几何上相似的三维流形。这种方法在数学上称为割补手术(surgery),因为它和人体器官的移植相似。它的基本想法是先把流形的某一部分(如一球面)移除,然后接上其他东西(如不同位置或维数的嵌入球面),手术前后不改流形纯量曲率为正的性质。这一点很要紧,因为我们可以大量利用拓扑的方法,来构造这纯量曲率为正的空间。在广义相对论中,由于物质密度必须为正,理察和我证明了黑洞以外的空间都存在纯量曲率为正的黎曼尺度,所以上述的拓扑方法可以用来了解宇宙的拓扑性质。
1705577715
1705577716 我们同时也证明了,如果拿两个同是三维的具正纯量曲率的流形,即如两个不同的宇宙,用一根管子或一座桥连在一起,可以造出一个新的三维流形或宇宙,其纯量曲率保持为正值。我详细地把方法跟劳森解释了,并且阐明如何在正纯量曲率空间中去完成割补手术的方法。
1705577717
1705577718 一年后即1979年,理察和我的文章发表在一份名声稍逊的学报《数学手稿》上。文中阐述的割补手术方法,后来成了研究具有正纯量曲率的流形的重要工具。现在大家都知道,每当割补手术使用得当,很多拓扑结果都会水到渠成。我们并没有在上文中探讨这些性质,毕竟当时的兴趣在于正质量猜想和更一般的广义相对论上。
1705577719
1705577720 在这期间,劳森和格罗莫夫合作,探讨这种割补蕴含的拓扑性质。他们的文章紧接我们的论文,发表于《数学年刊》上。
1705577721
1705577722 几何学家凯珀当时是IHES的院长,他邀请我和罗伯特·康奈利一起吃饭。来自康奈尔的康奈利一年前有一个重要的发现。当时他在研究大数学家欧拉于1766年提出的问题:“在空间中封闭的形体,除非把它撕开,否则它是不会变形的。”三维空间中的封闭曲面有“可塑”的概念;如果曲面能连续地变形,而其内在结构包括它的几何却始终不变的话,则称该曲面为可塑的曲面。
1705577723
1705577724 试以一简单例子说明这概念。把一张平放的纸逐渐卷起来成一圆筒,在这过程中纸作为一个曲面不断地在改变,但它的几何却是不变的,事关纸上两点在曲面上的距离,无论它是扁平或管状时,都没有改变。在这个例子中,纸张是可塑(但不是封闭)的。
1705577725
1705577726 1813年,法国数学家奥古斯丁—路易·柯西(Augustin-Louis Cauchy)论证三维空间中的凸多面体具有“刚性”,即是非可塑的。多面体由若干个多边形接合而成。凸多面体即其表面每点皆向外突出,如一个充了气的足球。可是,凹的多面体,如泄了气的足球,原则上是可塑的。
1705577727
1705577728 1977年,康奈利找到了第一个可塑的闭多面体,它由18个三角形作为面构成。每个三角形都是坚实不可拗弯的,但每一对相接的三角形的边就像铰链,可以向外或向内弯曲。就如前面例子中的纸张,多面体表面任何两点之间的最短距离,和这些三角形接边拗出或拗入无关。康奈利的多面体具可塑性,欧拉两个多世纪前的命题,数学家一直找不到的例子,终于给找出来了。其后康奈利和其他人更进一步,证明这些多面体虽然不断变形,体积却保持不变。
1705577729
1705577730 这个多面体后来被称为康奈利球面。他带了一个模型到巴黎,凯珀很喜欢这个模型。不久之后,他和当时也在IHES的皮埃尔·德利涅(Pierre Deligne)修改了它,又得到另外一种可塑的、具有18个面的多面体。
1705577731
1705577732
1705577733
1705577734
1705577735 1760年代欧拉猜测所有多面体都具有刚性,但到了1970年中期,罗伯特·康奈利找到一个反例,即一个可塑的多面体。这类多面体必须是非凸的,并具有某些特殊的几何属性。这个建于IHES的“康奈利球面”建基于康奈利较早前的工作。其后,人们找到了更简单的可塑多面体。(感谢让—皮埃尔·布吉尼翁和IHES,图片引自康奈利和西蒙·格斯特的新书Frameworks, Tensegrities and Symmetry:Understanding Stable Structures)
1705577736
1705577737 在访问期间,凯珀邀请我、康奈利和美国数学家肯·里贝(Ken Ribet)一起去探访巴黎的艺术家,把康奈利的模型也拿上了。我们十分惊讶地发现,这些艺术家早就创造了可塑的多面体,并且制成了雕像。纵使并未正式学过几何,他们对几何具有极深刻的体会。艺术家和数学家的出发点大异其趣,方法截然不同,然而大家追求的都是美。恐怕创造美丽之物,或揭露大自然隐藏之美,乃是人类的通性,和职业与国籍并无关系。
1705577738
1705577739 那次逛巴黎挑起我的兴趣,虽然IHES离巴黎三十多公里之遥,我尽可能往城里走走。一天晚上,我和一位在IHES的斯坦福研究生在巴黎溜达,我们打算去看一部叫《希特勒》的电影,怎料在街上碰到法国数学家伯纳德·圣多纳(Bernard Saint Dona),他建议我们和他一起去听歌剧。可是,那位研究生坚持要看电影。失望的圣多纳只能慨叹两个美国来的乡巴佬,竟为了看一部讲述疯子和暴君的电影,而放弃城中更高雅的表演艺术。不过也要辩解一下,我稍后也参观了不少出色的博物馆,而且以后每次到巴黎,也会这样做。
1705577740
1705577741 下一站到了波恩,希策布鲁赫邀请我做报告。弗里德里希·希策布鲁赫是伟大的代数几何学家,我很钦佩他的工作,并从他的书《代数几何中的拓扑方法》中首次认识陈类。在波恩我还结识了斯特凡·希尔德布兰特(Stefan Hildebrandt)和威廉·克林根贝格(Wilhelm Klingenberg),他们后来都向我推荐过很出色的学生。我也有幸周游德国其他充满数学史迹的名城,德国是数学巨人高斯、黎曼、希尔伯特等人的家乡,它丰富的数学传统令人难忘。
1705577742
1705577743 我从波恩乘火车到法兰克福,打算从那里再乘飞机到赫尔辛基,参加国际数学家大会。邻座是同样前往大会的日本数学家盐田彻治,途中我们交谈了颇长的时间,其中谈到汉字。盐田坚定认为汉字完全没有用,部分原因是它不能用于打字机。我则持反对意见。争辩虽然时而变得激烈,但始终没有过火。三十五年后在东京重遇盐田,喜见他终于改变了看法,承认汉字确是具有一定价值的了。
1705577744
1705577745 1978年芬兰之旅,我受邀在国际数学家大会发表主题演说。除我之外,发表主题演说的还有拉斯·阿尔福斯(Lars Ahlfors)、罗伯特·朗兰兹(Robert Langlands)、罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)和安德雷·韦依。我当时只有二十九岁,是所有人中最年轻的。
1705577746
1705577747 就在大会召开前几天,斯坦福那边传来可怕的消息,一个精神错乱的研究生西奥多·斯特莱尔斯基(Theodore Streleski),闯进了卡雷尔·德莱乌(Karel deLeeuw)教授的办公室,用锤子杀害了他。德莱乌是三个孩子的父亲,为人和善,他的办公室距我的只有两门之遥。他的被杀是个惨剧,与会者闻此莫不痛惜。大会还是如期举行,只是不免蒙上一层哀伤的气氛。
1705577748
1705577749 我打算把主题演讲作为几何分析的导引,当时这科目仍未广为人知。我尝试解释它的理念及阐述其发展,指出非线性微分方程如何能应用于几何。但是一看见讲演厅这么大时,之前的准备就明显不足以应付了。我一直以为自己能在黑板前讲话,就像教书一般,但讲堂是如此之大,在黑板前讲话实在不行。斯坦福聘萧荫堂时我出了点力,他那时已鼎鼎有名,也要在会上做报告。在普林斯顿当研究生时,他曾替米尔诺的书准备奇点的图像。他拔刀相助,替我的演讲配了些图。
1705577750
1705577751 一个生于美国但住在加拿大已久的数论学者比尔·卡斯尔曼(Bill Casselman)也帮了忙,他把腕表借给了我,让我在演讲时能知道时间,不要过时。一待讲完,卡斯尔曼就一个箭步冲上来,我以为他听完演讲后心情激动,要祝贺我或要问些问题——原来他只是要把腕表拿回去。
1705577752
1705577753 多年后,他对这次大会最清晰的记忆不是我的演讲,也不是他自己的报告(《实约化群的Jacquet模式》),而是那位每天早餐时为我们服务的、身高一米八以上的金发芬兰女郎。
1705577754
1705577755 无论如何,我的讲话在一些人心中留下印象。大会结束之后,我从赫尔辛基飞往伦敦,打算跟霍金见面。在飞机上,我坐在陈先生的旁边,他的另一边则是李普曼·伯斯(Lipman Bers),一位来自哥伦比亚大学的知名数学家。他带点嘲讽地恭维说,我的演讲是“整个会议次佳的演讲”,而瑟斯顿的演讲“三维空间的几何和拓扑”才是最好的演讲。我同意这位伯克利同窗的工作十分重要,但同时也对自己报告的工作深有同感,不过对于演讲技巧的名次并不看重。
1705577756
1705577757 霍金早已由于他关于黑洞,尤其是黑洞辐射(或称霍金辐射)的研究,而成为闻名全球的科学家,我很期望跟他会晤。到了剑桥的第一个早晨,我们就在大学房舍外面的花园见面。他向我提了不少有关正质量猜想的问题,由一位学生担任传译。因患上ALS即肌肉萎缩性侧索硬化症,他说的话已难以分辨了。
1705577758
1705577759 当时霍金还只三十五六岁,精力充沛,思维敏捷如电,只是行动因疾病带来的肌肉退化而愈形不便。心知见面机会之可贵,我亦在他可应付的情况下,向他请教。霍金机智而富吸引力,治学出色,这次见面我获益匪浅。(霍金于2018年3月逝世,我和世界其他人一起悼念他。他告诉全世界,纵使躯体残损,一个人依然能够有如此的成就,以及圆满的人生。)
1705577760
[ 上一页 ]  [ :1.705577711e+09 ]  [ 下一页 ]