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1975年我在柯朗所访问时,于尔根·莫泽对我很好,后来他去了苏黎世的联邦理工学院(ETH)。他邀请我于1981年秋到那里访问两周,并在国际数学联合会讲学,博士后于尔根·约斯特陪我同行。有他在一切都很方便,他来自德国,而我不懂德语。除了数学活动外,约斯特和我在山中健行,所传不虚,瑞士的风景确是美不胜收。
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在苏黎世的时候,有晚我受邀出席在一家高级餐厅的晚宴,同席者除莫泽外,还有出生于印度的数学家科马拉沃路·钱德拉锡克朗(Komaravolu Chandrasekharan),他有份创办苏黎世研究所的数学部。二人皆是国际数学联合会的高层,后者在1970年代曾任联盟的主席,而莫泽则是后任主席。钱德拉锡克朗催促我坐在餐厅某一座位,并说好几个坐上那座位的人,后来都拿了菲尔兹奖。我不好猜他话中玄机,他似乎知道了某些消息,而我仍蒙在鼓里。
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不用在这方面多费心神,我不久便遇到许多别的事情。1981年秋,物理学者加里·霍罗威茨成为我的博士后,虽然在高研院其职位是助手。他跟芝加哥大学的罗伯特·杰勒西,有志于推广两年前理察和我证明的正质量猜想。他到了高研院不久,便与普林斯顿的佩里合作,但开始时我对他们的合作一无所知。
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质量这概念在经典力学中清楚明白,但在广义相对论中却不然。由于其中方程的非线性,质量变得异常复杂。在大部分的情况下,质量只能够在孤立的系统的极远处,本质上是无限远的情况下,才能有定义。而且,“质量”也有不同的定义,不同的场合采用不同的定义。在一些情况中,甚至没有公认的定义。故此,一旦你在爱因斯坦的理论里说质量,就无可避免地身陷泥沼,寸步难行。
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理察和我的证明中,质量是指所谓ADM质量,因其引进者理查德·阿诺维特(Richard Arnowitt)、斯坦利·德塞尔(Stanley Deser)和查尔斯·米斯纳(Charles Misner)而得名,这定义严格而广泛为人们所接受。(事实上,在比较不严格的状况下,这个定义爱因斯坦本人早就提出了,他也希望知道,在这个定义下质量为正值。)霍罗威茨和佩里则希望把证明推广至邦迪(Bondi)质量,这种质量的定义没那么清楚,很多物理学者认为它等于ADM质量减掉由引力波所带走的能量。引力波即重力的辐射,爱因斯坦于1916年预言重力辐射的存在;一百年后,人们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)的观测结果,证实了他的预言。
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正质量猜想指出每个物理系统的能量必为正,即是说其ADM质量不会被引力辐射完全带走,所以邦迪质量亦应取正值,这就是理察和我致力去证明的。
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上面说过,我并不知道霍罗威茨和佩里正在合作,直到有次巴特尼克漫不经心地提到,他们的工作已接近尾声。我对霍罗威茨不跟我说的做法有些不快,但也以这消息作为动力,和理察赶快把工作完成。
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当时理察在柯朗所,次日早上到了他那里。我们不休止地工作,直到晚上六点半才把所有计算完成。这时才突然想起当晚弗朗索瓦·特雷夫(François Trèves)在家中请吃饭,而我正是晚宴的主客。主人是有名的法国数学家,他正在罗格斯大学任教。要出席晚餐是不可能的了,晚餐已经开始了,而我距离新布朗斯维克还有一小时的车程。主人家早在两个月前就跟我讲,而且中间还提过数次,这次失约令我尴尬不已。
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三十五年后直到现在,我还在为这次爽约深深抱歉。但当时除了在电话上说了多次对不起外,还能做什么呢,我留下来和理察把工作完成。我们的论文《邦迪质量为正的证明》数月后在《物理评论》发表,紧接着的是霍罗威茨和佩里的文章《引力能量不能变负》。这两篇文章给宇宙的稳定性提出进一步的证据,同时亦保证了它不会崩塌。
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这次我竟和自己的助手竞争,是不是有点儿奇怪呢?不是的。据个人经验,在数学或其他科学领域,当你正倾注心力从事某项工作,突然发现别人在同一个问题上已占先机,于是受驱使而奋力向前,这是司空见惯的事。只要不牵涉抄袭或其他不当的行为,竞争是有益的。事实上,有竞争,才有进步。
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差不多同时,我认识了高志勇。他来自复旦大学,得到杨振宁的帮助来了石溪,正跟随劳森攻读博士学位。我们合作,解决了一个令几何学者困惑已久的重要问题,那是有关负里奇曲率的。简单来说,就是能否构造出具负里奇曲率的单连通(即没有洞)的流形。里奇曲率跟宇宙常数有关,后者包含在爱因斯坦方程之中,和宇宙自大爆炸后的加速膨胀有关。负里奇曲率对应于负宇宙常数,这是和膨胀的宇宙相容的。
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高志勇和我利用瑟斯顿早前的一些成果,构造了一个具有这些性质的流形,实际上它是个三维球面。我认为这是一项非凡的成就,为此替他写了封极强烈的推荐信,使他最终在莱斯大学取得终身教席。
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可是,高志勇拿到终身教席后,文章就渐渐少了,数学会议上也愈少见身影,对数学的热诚已减退了,这令我很失望。类似的情况也在其他某些中国学生身上出现,他们热衷于找好工作,对数学却不大热心。或者这是中国教育系统始料不及的后果,过分重视把课程背得滚瓜烂熟,却把做学问的精义丢失了。
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1982年4月,高研院的学期结束了,就在庆祝明诚一周岁后几个星期,我飞回圣迭戈,和友云、明诚团聚。这时,弟弟成栋正在高研院访问一年,他打电话来,说收到国际数学联合会寄给我的信,通知我是本届菲尔兹奖三位得奖者之一,得奖工作是卡拉比猜想、正质量猜想、实和复的蒙日—安培方程,我是首位出生于中国的获奖者。其他两位得奖者是IHES的阿兰·科纳(Alain Connes)和普林斯顿的比尔·瑟斯顿,前者的工作是算子代数和其他项目,而后者则“彻底改变了二维及三维拓扑学”。颁奖典礼原本定于1982年在波兰华沙的国际数学家大会上举行,但当时波兰政府正因镇压亲民主的团结工会下了戒严令,有鉴于此,国际数学联合会决定把大会推迟一年。幸运地,戒严令于1983年7月取消,是以一个月之后,国际数学家大会便召开了。
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友云向公司请了三个月假,好使1982年秋与明诚和我在一起。她喜欢费城多于普林斯顿,因此我们在卡拉比家不远处找到一间公寓。卡拉比人很好,他把婴儿床和其他育儿物品借给我们,有时甚至花时间替我们准备东西。从公寓到普林斯顿需要一小时的车程,我花了两百美元买了部车子。车子虽陈旧,但仍然可用,只是外貌寒碜了些,而且没有了顶皮。高研院的秘书们都觉得教授开这样子的破车很丢脸,不仅如此,还斗胆把车停在所里的停车场里。
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现在明诚是个一岁半大的胖娃,我有时带他到所里的餐厅。一直十分支持我的博雷尔教授,对我不分工作和照顾婴孩的乐趣颇有微词,我知道后,便不再这样做了。普林斯顿是个正经八百的地方,在西岸随意生活了多年,使我和东岸拘谨的社会规范格格不入。
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1983年,陈先生在伯克利组织了一个几何分析的计划,4月我到了那里访问三个月。理察和我开了一门几个星期的课,专门讨论有关正纯量曲率流形的一些新定理,以极小曲面作为工具。好几位在石溪的中国研究生告诉我,劳森一位已毕业的学生做了一份详细的笔记,那些笔记可能给格罗莫夫和劳森看了。事关他们不久之后写的一篇论文,理察看了预印本后指出,其中似是袭用了我们的一些想法。理察写了一封申诉信给劳森,他把信寄到伯克利的埃文斯楼的信箱。但信箱封闭了,几个月后信退回给理察,到那时再寄信已来不及了,事情只好不了了之。由此可见,说到底,数学也是讲究竞争的。
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次子正熙于1983年6月出生,再一次欢欣喜悦。新生命的来临永远令人振奋,激动犹如初次。不过,两个月后,友云和我把孩子留给岳母照料,一同赴华沙参加菲尔兹奖的颁奖典礼。在华沙,游行示威仍然持续,瑟斯顿告诫我不要接受记者的访问,我无所谓,很多记者不懂英语,我根本不明白他们在说什么。
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典礼过后,萧荫堂、项武忠及其他人,邀请友云和我去喝一杯,其间谈到一个话题,最后导致某些对我而言尤其严重的后果,真的是始料不及。
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萧、项两人都强烈反对陈先生和格里菲思筹划中的录取中国学生赴美留学的计划。此计划参照“中美联合培养物理类研究生计划”(CUSPEA)这个由诺贝尔物理奖得主李政道几年前创办的著名计划,目的是帮助中国的物理学生考取美国和加拿大的研究院。“文革”后,学校的成绩单、老师的推荐信和类似的文件都难以找到,同时也不见得可信。于是李政道(当时在哥伦比亚大学)就和其他美国物理学者设计了一项考试,每年挑选优秀中国学生赴海外留学。
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陈先生也想对数学学生按方抓药,由于实验设备价格高昂,不需做实验的数学学生要比物理学生多得多。萧、项和我对派留学生出国没有异议,但是根据陈先生和格里菲思提出的计划,主要的考官由美国数学学会决定。举例来说,1984年的考试,纯粹数学由格里菲思主考(后来为了要我改变想法,他们坚持将我也拉进来参与这个考试),应用数学则由麻省理工的戴维·本尼(David Benny)负责,代表美国数学学会的教授们对哪个学生到哪所学校行使很大的决定权。
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我们对这个中国学生的计划心中不踏实,因为它的规章使权力落到少数外国学者手上。我们三人都认为参加这个计划的学生,与原计划相比,应对择校有更大的自主权,我们倾向让学生直接申请美国的学校,这样选择会较多,并且比较不受美国数学学会的束缚。
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我曾前后三次询问陈先生,美国数学学会在计划中的角色是不是他的主意,每次他都否认了,说和此事无关。由此可见,我们对学会原计划的疑问,不应该被视作对陈先生、格里菲思或本尼的攻击,我并没有反对他们。
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虽然项、萧和我都十分关注此事,他们还提议不如给中国教育部写信,表明对这计划不同的意见,不过他们这封信始终没有写。几个月后,我和郑绍远、学生曹怀东和正在高研院访问的林长寿再次谈起这事,这次我们坐言起行,起草了一封信,内容基本上和上次跟萧、项谈的差不多。这封信本来是由项、萧和我一起署名的,于是我把信(其实是手写的未定稿)寄给萧,看他有何意见。在没有询问我的情形下,萧迅速将它译成英文,送给格里菲思。不久之后,陈先生也看见了。
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听说陈先生对这个草稿大不高兴,他和我的关系也从此走了下坡路。我一向抱着“自反而缩,虽千万人吾往矣”的原则做人,但情况比事实更糟糕,项、萧两人最初和我一同构思上书,此时却加油添醋,使陈先生更加愤怒,而责任却由我一力承担。
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