《小家大事-北京科學榜樣》邱宇：看見、傳遞和深研數(shù)學之美

歲末年初，北京市科學技術協(xié)會、新華網(wǎng)將聯(lián)合推出《小家大事-北京科學榜樣》跨年系列，帶我們共同走近優(yōu)秀科技工作者，走進科學的世界，感受科技的魅力。今天，我們將帶你走近清華大學數(shù)學中心/數(shù)學系教授、第二十五屆茅以升科學技術獎——北京青年科技獎獲得者邱宇。

人物名片：邱宇

清華大學數(shù)學中心/數(shù)學系教授

第二十五屆茅以升科學技術獎——北京青年科技獎獲得者

數(shù)學的理性美需要被看見

“數(shù)學是一門科學，也是一門藝術。”

“與詩歌、音樂等藝術形式相比，數(shù)學呈現(xiàn)出的是一種邏輯美、理性美。但是數(shù)學同樣需要形象思維，需要用可視可感的方式來呈現(xiàn)?！?/p>

在初見清華大學數(shù)學系教授邱宇時，他這樣描述著數(shù)學。

邱宇說，他十分喜歡被譽為“藝術家中的數(shù)學家”的莫里茨·埃舍爾（Maurits Escher），其作品在平面構(gòu)成、幾何體組合、形狀漸變上巧思眾多，在從數(shù)學工作者的角度去欣賞時，常常會有新體驗、新啟發(fā)。

受埃舍爾藝術理念的影響，邱宇在教學中也會思考到如何更好地將數(shù)學進行可視化的呈現(xiàn)。除了在寫文章作圖時，花心思去把一個圖畫得漂亮，盡可能讓它簡潔、和諧、對稱外，邱宇還會考慮到數(shù)學文化的日?；磉_，如將幾何圖形應用到各類文創(chuàng)作品中，包括魔方、鼠標墊、草稿本等。在清華大學數(shù)學系、數(shù)學中心，他與學生們一起設計、制作的草稿本，一直深受大家喜愛。封面上的Hopf fibration、辮子群Br?的多種生成方式與等價形式、尺規(guī)作圖正十七邊形+圓堆砌等，傳遞著數(shù)學的多元與精妙。

邱宇在【代數(shù)0】里講解群(group)時的教具：各種十二/二十面體魔方

這樣的傳遞，不止限于清華大學的校園。邱宇還曾到清華大學附屬小學，向?qū)W生們介紹如何利用數(shù)學知識來理解三階魔方的無公式解法和構(gòu)造，在實操互動中告訴學生，數(shù)學不是枯燥無味的。

邱宇的數(shù)學探索歷程

邱宇對于數(shù)學之美的探索，很早便已經(jīng)開始。

“我一直是數(shù)學奧林匹克的‘職業(yè)選手’。三年級之前，我父親教我學習數(shù)學；三年級之后一直到高中，我跟隨老師們進行奧數(shù)的訓練。雖然沒有得到國際數(shù)學奧林匹克的金牌，但是這種持續(xù)性學習數(shù)學的經(jīng)歷，并沒有讓我感覺到厭倦。相反，我發(fā)現(xiàn)自己非常喜歡數(shù)學，而且確實比較擅長這個事情?！?/p>

因為擅長，數(shù)學專業(yè)也成為邱宇在北大就讀的專業(yè)。大二、大三時，邱宇的科研能力初現(xiàn)，他將相關論文發(fā)表在《Journal Of Differential Equations》(《微分方程雜志》)上。這讓邱宇意識到，自己或許可以成為一名數(shù)學工作者，把研究數(shù)學作為一個職業(yè)。大學畢業(yè)后，邱宇開始了更加深入的數(shù)學研究，他先后前往英國巴斯大學、挪威科技大學、香港中文大學等高等學府深造學習、工作。

回顧出國求學的那些日子，邱宇說，“讀博士后是一件很難熬的事情。與同齡人來比，收入相對較低，可能會有一定落差。從自身來看，博士后的工作不穩(wěn)定，而且學術壓力較大。小時候我們做數(shù)學題、做奧數(shù)，知道會有一個結(jié)果和答案在等你。而做學術、做科研，前面的路是未知的，這種不確定性很‘折磨人’，但是要學會去找到自身確定的事并且堅持下去。這么多年的求學經(jīng)歷告訴我，有時候堅持比天賦更重要?！?/p>

當下數(shù)學存在哪里

邱宇回顧自己的數(shù)學科研之路，始于興趣、長于鉆研、成于堅持。

然而不是所有人都可以將數(shù)學作為自己的職業(yè)選擇。邱宇認為，數(shù)學的高度抽象性，使得其學習價值和意義難以被呈現(xiàn)，所以多數(shù)人會認為深入學習數(shù)學是“無用的”。但不可否認的是，對個人來說，數(shù)學是鍛煉邏輯思維能力最好的工具之一。而且在大數(shù)據(jù)、人工智能技術崛起的今天，數(shù)學的作用已被進一步凸顯。

“以我喜歡的一個數(shù)學分支——拓撲學為例。拓撲是研究幾何圖形或空間在連續(xù)改變形狀后還能保持不變的一些性質(zhì)的學科。作為一門基礎學科，它現(xiàn)在已經(jīng)延展到非常多的應用領域，包括生物學中的DNA、RNA結(jié)構(gòu)分析、化學中的分子結(jié)構(gòu)研究、或是大數(shù)據(jù)中但拓撲數(shù)據(jù)分析等?！鼻裼钫f，數(shù)學是大自然的語言，是一門通用的“語言學科”，在今天，它仍然是在發(fā)揮基底作用的。

談及ChatGPT，邱宇不否認這是一個研究應用上的突破。ChatGPT的搜索與解答能力突出，或成為數(shù)學工作者在內(nèi)的其他方向工作者的助手，來幫助不同分支、學科的學者交流合作。但邱宇也提到，對數(shù)學工作者來說，發(fā)現(xiàn)問題比解決問題更重要，去提出問題，大膽猜測，引領一個新方向是更具有價值和意義的。目前ChatGPT在創(chuàng)造性上的不足，正是數(shù)學工作者未來需要發(fā)力的地方。

做學術需要長期保持自律

邱宇的興趣愛好廣泛，從旅行到玩樂高、收藏魔方……，這種對生活的熱愛，與其對學術研究的熱愛相伴相行。

學術研究上，邱宇專攻代數(shù)表示論和幾何拓撲方面的研究。2018年，邱宇與合作者們結(jié)合代數(shù)表示論與幾何拓撲學來研究穩(wěn)定條件空間，通過構(gòu)造黎曼曲面S上一類帶框二次微分的?？臻g，證明了S上對應的卡拉比-丘范疇上的穩(wěn)定條件空間的單連通性，其結(jié)論對聯(lián)系范疇論與動力系統(tǒng)方向有積極的推動作用，為代數(shù)、幾何與物理建立了新的研究聯(lián)系與方向。2023年，邱宇獲得第二十五屆茅以升科學技術獎—北京青年科技獎。

“我的努力還是不夠的。”邱宇說，“我們數(shù)學中心的丘成桐先生，雖然已經(jīng)年過70歲，但是他的日程安排之滿，工作強度之大都比我還要甚；我的同輩同事們，像李思、于品老師等，也在不斷激勵我保持自律和努力。來到清華之后，我的努力程度雖然還比不上他們，但是比起以前的自己，已經(jīng)翻倍了。”

來源：新華網(wǎng)

實習生：李氏瓊