史上最难计算的算法(一个人就是一个数学系)

从中国到美国,数学大师丘成桐先生的名字如雷贯耳,他是这个时代最具影响力的华人数学家,27岁时因证明了卡拉比猜想一举成名,33岁就获得了世界数学最高奖项菲尔兹奖,也是首位获得该奖项的华人。

丘成桐自1987年就一直执教于哈佛大学,国际数学大师辛格曾说:“即便是在哈佛,丘成桐一个人就是一个数学系!”《纽约时报》评论他为“当之无愧的数学之王”。

今年4月,丘成桐离开哈佛回国,全职任教于清华大学。他在接受第一财经记者独家专访时透露,清华数学科学专业QS排名由2009年的96名,上升到2021年排名第18位,在全国高校中排名第一。

史上最难计算的算法(一个人就是一个数学系)(1)

数学与人工智能的融合

在上海2022年世界人工智能大会上,第一财经记者第一次见到丘成桐,他只是穿了一件不能再朴素的白衬衫,当他开口说话时,言语虽然锐利,却能让人感受到异常平静的内心。

谈起数学,丘成桐从骨子里散发着热爱,并为此而骄傲。数学是万物的基础,从天文学到经济学,任何学科的发展,都离不开数学的支撑。而对于方兴未艾的人工智能领域的发展,丘先生也是极为关注的。

“人工智能能够取得成功,其实对于每个人来说都是很奇妙的经验,但是至今仍然没有人能够解释人工智能为什么能成功。”丘成桐告诉第一财经记者,“很多时候我们就是靠很多次尝试,运气好就能发掘成功,同时不停的重复也好像能够成功,但是对于为何成功以及为何失败,我们好像还是不清楚的,这一点对人工智能来说是一个重要的问题,数学应当想办法找到其中深奥的原理。”

他举例称,比如人工智能在下围棋方面就成功了,但是人工智能在应用到自动驾驶的时候好像还是不太行。“这就是因为我们对整个人工智能成功的原因还没有真正了解,那么我们需要了解最糟糕的情况下会是什么样的,有没有办法解决,这就要用到很多历史储存下来的数据,让我们可以算出人工智能什么时候会产生问题,让它为我们所用。”丘成桐对第一财经记者表示。

在丘成桐看来,人们不仅是对人工智能成功的原因不在乎,更大问题是人们不愿意去证明人工智能什么时候会不成功。“因为工业上都是为了追求成功,证明不成功在商业上看似没有意义,而且可能会比证明成功更加困难,需要花更多的功夫。”他对第一财经记者表示。

丘成桐认为,恰恰是证明人工智能的失败才会最终给人类带来更大的益处。他提到了清华大学著名的计算机学家、图灵奖得主姚期智。

“姚期智是一个很著名的学者,他做了很多工作来证明有些算法是不可能的,虽然这对于工业而言没有很大的好处,但是正是这些工作能让人更深入地了解计算,最后会有很大的用场,但这个用场不是很快能看到。”丘成桐对第一财经记者说道。

数学家还在读几百年前的古典论文

近日丘成桐访问科大讯飞成为媒体关注的焦点。他告诉第一财经记者,之所以对科大讯飞的语音识别感兴趣,是因为了解到人工智能在外文的翻译方面已经取得了很大的进展。

“要知道,尽管今天的知识进步那么快,但是数学与很多学科不同,我们数学家还在读几百年前的古典文章,很多数学或者物理的文章是用拉丁文或者德语写的,这些文章很多还没有被翻译出来。”丘成桐对第一财经记者表示。他还说道,世界上最伟大的数学家之一欧拉,他用拉丁文写了1000多篇著名的论文,但只有两三百篇文章是后人读过的。

“今天的一些问题,科学家在两三百年前都已经在思考了,很多还是非常有价值的,有一些开创性的看法。所以了解这些论文,对于很多学者而言有很大的帮助。”丘成桐说道,“我建议讯飞的工程师们可以在拉丁文方面的翻译上有所突破,虽然这些工作可能没有太大的应用市场,换句话说商业驱动力可能不足,但是我还是希望他们能够把这些古典的学问发现出来,去科大讯飞也主要跟他们谈这个事情。”

丘成桐坦言,“数学很奇怪,每个国家都有自己的风格,数学家的文化水平以及交流的能力很重要。所以我们一定要去了解欧洲一流学者的论文,现在中国的数学家都没有重视这件事,与全球学者的交流不够深刻,如果没有交流,就不会有进步。”丘成桐对第一财经记者表示。

只有大师才能培养大师

丘成桐不仅以自己从事一生数学事业自豪,而且还对自己培养的学生感到自豪。他告诉第一财经记者:“我一共培养过70多名博士,他们没有一个人找不到工作的,家长不要认为孩子学习数学将来没有出路,应该改变对数学家的刻板印象,以孩子的兴趣为主。”在丘成桐的博士毕业生中,不少留在高校,从事研究和教学工作,还有一小部分毕业生去了华尔街。

尽管自己是数学大家,但丘成桐自己的两个孩子并没有从事数学,而是学习了生物。丘成桐告诉第一财经记者:“我发现孩子对数学的兴趣还不够,所以没有强迫他们非要学习数学,当然现在数学和生物也能很好地结合,只是还没有到一个非常成熟的发展阶段,主要原因是人们对生物学还有太多未知,需要通过分析更多的数据来加深了解。”

丘成桐认为,国内的数学人才培养和学科发展应重视两方面的问题,一是加强对基础研究的投入,一切应用归根结底是基础研究;二是重视跨学科的合作。

“以量子计算为例,IBM的量子研究团队汇聚了数学、物理、计算机等各个领域的上千名研究人员,只有将所有学科的顶尖人才汇集起来做一件事情,才有可能做成功。”他对第一财经记者表示,“而国内往往是一个学科只顾做自己的事情,这样就不容易做大。”

多年来,丘成桐都将很大精力投入国内数学人才的培养,他认为应该从小培养孩子的想象力和创造力,而不是“做题机器”。“国内一些数学竞赛,做的还是别人的题目,做得再好也是别人出的题,没有自己创造的东西是培养不出大家的。”丘成桐对第一财经记者说道,“所谓的大家,就是你所做的研究,会对几十年后的学术依旧产生影响。”

丘成桐始终相信,只有大师才能培养大师,因此他坚持要在国内引进顶尖的数学人才。在他的鼓励下,清华大学已经引进了包括菲尔兹奖获得者考切尔·比尔卡尔在内的多名世界顶尖数学家。

菲尔兹奖牌正面刻有古希腊科学家阿基米德的头像浮雕,并印着一圈拉丁文,意为“超越人类极限,做宇宙的主人”,这是一种西方的哲学。

丘成桐尽管受到西方的教育,但他的骨子里流淌的是东方的血脉。在他撰写的诗文集中,有一篇题为《几何颂》的诗歌写道:“先哲思而念远兮,奚术算之久留。形与美之交接兮,心与物之融流。”这代表了一种东方的文化传承。

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