学报主编的新职并不妨碍我在高研院的研究工作。我收了一批优秀的研究生,第一位是来自澳洲的罗伯特·巴特尼克(Robert Bartnik),而我的第一个博士后于尔根·约斯特(Jürgen Jost)则是斯特凡·希尔德布兰特的博士,他头脑非常灵活。过去二十多年,他一直在莱比锡的马克斯·普朗克数学研究所担任所长。
在1982年,JDG发表了另一篇重要论文,即克利福德·陶布斯有关杨—米尔斯场论的文章。再过了一年,学报又刊登了西蒙·唐纳森(Simon Donaldson)的重磅文章,这篇文章最终使作者获得菲尔兹奖。同一年即1983年,JDG又刊登了爱德华·威滕的论文《超对称和莫尔斯理论》,此文影响深远。开始时,有些几何学者对它嗤之以鼻,我找的三位审稿人一致提议退稿,但作为主编,我推翻了他们的决定。现在回头看,很高兴当时做对了。这篇论文不只在数学和物理上具有重大的影响,同时它的刊登也提升了JDG的地位。学报在我接手时已到了山穷水尽的地步,几年之间发生了一百八十度的转变,现在它已是一本核心学报了。
我让学生组织了一个研讨班。有些上了年纪的同事却嘀嘀咕咕,他们认为高研院只需要高级研讨班,讨论最新的进展。但我不这样看,培育后进也应该是研讨班的目的。他们又投诉学生讨论所引起的嘈杂声,其实最吵闹之处只在我办公室方圆之地、学生聚集之所。这使我回忆起小时在香港,邻居也曾因父亲教授自己和附近的小孩诗词而抱怨。人常常为这样或那样的事情恼怒,但无论如何,年轻人为学习数学或诗词的热情,都不应当是抱怨的理由。
甚至是伯克利的拓扑学者罗比翁·柯比(Robion Kirby),他和此事无直接关系,也对我处理弗里德曼论文一事表示不满。世界中颇有些人,一见别人用非标准的方法来解决问题,心中就不爽。柯比属于那种领地意识很强的人,他要赶走所有入侵者。我对这种态度不以为然,这样做太小气了,同时也不符合数学的求真精神。过去我曾多次和这类心态的人发生摩擦,自己不免也受到损伤。但我不会向现实低头,尤其是当传统的方法毫无效果之时。
有个天资聪颖的华裔研究生,他父亲替他找指导老师,最后在阿提耶的推荐下找到了我。项武忠当时任普林斯顿数学系的系主任,他知道后颇为不满,说:“你从高研院过来,把我们的好学生都抢走了!”我平静地告诉他,我没有抢走或硬逼他,是他自己跑来跟我的。
这些话最后令弗里德曼没有改变初衷。他的论文《四维流形的拓扑》于1982年发表于JDG,并凭此文获得菲尔兹奖。为了此事,普林斯顿大学《数学年刊》那些人对在下颇有微词,纵使我在高研院上班,离大学只有不到两公里。
争吵发生在一次晚餐席上,当时我们在乔·科恩家中做客吃饭。科恩虽是数学系的人,却十分赞成学生跑到所里找指导老师,因此整件事有些好笑。后来我跟博雷尔谈及此事,他亦有类似的经验,并指出数学系和研究所之间存在着竞争。
普林斯顿的人很快便发觉他们要错失成果了。他们断言,文章应该在普林斯顿出版的《数学年刊》上发表,这是天下第一的数学学报。那里的拓扑学家比尔·布劳德(Bill Browder)以及他的同事项武忠都打电话给我,说拓扑学中最好的文章应该在最好的学报,即《数学年刊》上发表,这才是正路。但我不为所动,平静地解释说,已经跟弗里德曼谈过多次了,这是他的决定。如他要撤回文章,我会二话不说立即应允。在最后关头,我跟弗里德曼说,他的文章对JDG十分重要,会大大提升学报的地位,由此也对微分几何这科目有利。
但是这位研究生碰了钉子,他在资格口试中被刷下来了。我向考试委员会中的一位成员查问他答错了什么,他说该考生答不出辛几何和力学的联系。我请教当时负责研究生事务的代数几何专家尼克·卡茨(Nick Katz),他说这道题他也不大了解。从历史上看,辛几何(微分几何的一个分支)导源于牛顿的运动定律,而这些定律正是经典力学的基础。这种联系始于1830年代威廉·罗恩·汉密尔顿(William Rowan Hamilton)的观察,他发现物体的位置和动能存在一种深刻的数学对称。差不多一个半世纪之后,辛几何已经发展到这个地步,大家都忘了它的根源其实来自经典力学,就好像大家也许不知道保妥适原是眼药,而万艾可则是降血压用的。
普林斯顿的好些拓扑学者对弗里德曼的方法不以为然。他们倾向于运用米尔诺创立的割补手术技巧,我却对弗里德曼的方案感兴趣。他利用一种叫必应拓扑(Bing topology)的方法。当工作接近尾声时,我问他结果可否在JDG上发表,他同意了。
我据此要求重考。乔·科恩和我再给他口试,这回他的表现不错。但是,那次不及格对他是很大的挫折。他回家休养了半年,再回来跟我念完了博士,现在事业还不错。
我一直努力使自己和数学的重要进展不脱节,在微分几何的领域尤其如此。现在,更有新的动机这样做,我无时无刻不在留意有什么文章适合JDG。友云和我会在圣迭戈度过夏天的日子,因此之故,UCSD给了我一个办公室。在多次访问中,我认识了迈克尔·弗里德曼(Michael Freedman)。那时弗里德曼还是系里的年轻小伙子,正在努力破解四维空间的庞加莱猜想。我们曾经多次讨论这问题,有时就在他家后院的游泳池里面或者旁边。
莫毅明生于香港,1980年来到普林斯顿,当时刚刚从斯坦福拿到博士学位,师从萧荫堂。他到来不久之后,我们开始合作,一同研究萧跟我在专题年中的工作之后衍生的问题。当时我们研究非紧的凯勒流形,这种流形是无穷无界的,故难以处理。我们找到一种方法将之闭合起来,用以考察它在无限远处的结构。博雷尔、芒福德、让—皮埃尔·塞尔(Jean-Pierre Serre)、卡尔·路德维希·西格尔(Carl Ludvig Siegel)等人利用代数方法来考虑这类问题;而我则创新用解析的方法,通过微分方程和各种几何方法来处理。萧和我首次对一个重要的特殊情况,即在流形具有强负曲率时,解决了问题。
不过,到了我接手时,学报的情况却不太好。虽然我的专长是微分几何,并因此受托执掌学报,但对主办数学学报全无经验。我曾对是否接受这个任务犹豫不决,不过陈先生、卡拉比和尼伦伯格都鼓励我,熊全治明智地提议加强阵容,把菲利普·格里菲思和劳森都请进编委会中。
大概一年后,华罗庚的弟子钟家庆来访问普林斯顿。我提议他跟莫毅明一起,研究某些复几何上的问题。在我的指导下,他们进展良好,并得到一些有趣的结果。可是,正如前面说过,萧喜欢和我竞争较量,当他知道我在指导莫和钟的合作,有时也加入时,就紧张起来了,他建议莫不要和我合作。从那一刻开始直到现在,我再没有和萧或他的弟子合作。这样的结局使我不快。萧荫堂是位卓越的数学家,我们曾一起做了些好的工作,如果能继续下去该多好啊。
JDG于1967年面世,是第一份专注于数学某单一而非所有领域的学报。学报的开局很好,刊登了莫尔斯、阿提耶、辛格、米尔诺和其他重量级人物的文章。米尔诺的论文《有关曲率和基本群的一个注记》于1968年发表在该学报的第二期,我当时正在伯克利念研究生二年级,这篇论文给我很深的印象。
在这期间,我和萧荫堂又另有瓜葛。彼得·萨那克(PeterSarnark)是菲尔兹奖得主保罗·科恩(Paul Cohen)的学生,毕业之后一直留在斯坦福。科恩希望在短短几年之内将他提升为正教授,这是十分不寻常的,萧托我向普林斯顿的同事朗兰兹寻求专业意见。我不想应允,一方面我不认识萨那克,另一方面我不熟知萨那克专精的那类数论。可是萧找了我多次,我不得不向朗兰兹求助。萨那克毕业没几年,朗兰兹并没有觉得萨那克的工作有多了不起,这是可以理解的,于是我把这些颇为草率的意见转告了萧。
就在这个时候,我忽然闯进了编辑及出版数学学报的陌生世界中。1980年,我同意出任《微分几何学报》(JDG)的主编。它的创刊兼首任编辑,来自理海大学的熊全治教授出生于中国,是陈先生的朋友。
不久之后,就传来在斯坦福的一次系务会议上,有人说我反对萨那克的升职。真相是我什么都没说过,只是在反复的要求下,转达了朗兰兹的某些初步看法而已。这样一来,得罪了一向和我关系不错的科恩,另一方面也搞砸了和萨那克的关系,他们都说升职一事由我一锤定音。虽然其后萨那克和我还是客客气气的,但从这件事中,我上了宝贵的一课。就是在学术上,人际关系十分微妙,有时还会被人在背后捅一刀。此后对不相干的事情,我总是“避之大吉”,但于这方面只算是部分成功而已。
回到我较喜欢的现实世界吧。博雷尔要求我把专题年的讲话和文章编为两册,一册和微分几何有关,另一册则是极小曲面,由普林斯顿大学出版社出版。我把两册都差不多编完了,可以付印。六十多页有关几何分析的导引,主要是在霍普金斯医院等候时写好的。我主编的有关微分几何的那册于1982年面世,有关极小曲面的那册,我也已经准备好了。但是有一天,邦别里跑到我的办公室来,要求他做主编。我将全部收集来的文章交给他,没有想到他拖了两年,才原封不动地交给出版社。由于长期的推迟,很多作者对我颇有微词。
1981年3月21日,我赶上最后一班飞机前往圣迭戈,友云通知我孩子可能要比预期早出生。长子明诚在我抵达医院八个小时后出世。友云生产的过程非常不顺利,阵痛持续了二十四小时。她忍受了巨大的痛楚,坚决不吃任何药物以免胎儿受影响,最后婴儿平平安安地生了下来。当婴儿最后露出头来,哭叫并睁开眼睛四望时,我们都开心得说不出话来。
由于兄长不分日夜需要别人照顾,母亲绝大部分时间留在家中。郑绍远和王彬等友人得空会上门跟她打麻将,以打发时间解闷,我在时也会加入战圈。多年后,这再简单不过的事,竟在互联网上惹来了一连串对我的人身攻击,指责我逼学生陪母亲打“麻雀”。当时我正在责问某弟子在学术上的一些不当行为,这些流言就出现了。流言明显与事实不符,这些朋友自愿来访乃是出于好意,他们是成年人,又不是我的学生。麻将共一百四十四张牌,估计世界上有几亿人在玩这桌上游戏。我竟要为这样的事申辩,说起来也啼笑皆非。
我尽量逗留在圣迭戈,然后赶回高研院完成学期最后那几个星期。幸好友云的母亲来了,帮忙照顾这个胖娃娃,直到夏天我回到圣迭戈为止。我俩都是照料婴儿的新手,我对自己的耐性也感到吃惊。数学上我躁动急于求进,顷刻也不能停下来,现在却可以花上几个小时,抱着明诚什么也不做,非常满足(只要他不高声哭闹)。这种宁谧的感觉似乎有些神秘,或许只因我念的是数学而非生物学吧。
成煜出院后,母亲和他住在普林斯顿刺槐径那套我购置的房子里,当时那是郊区的一条普通的街道,现在已属高档住宅区了。
当然,还是要回到普林斯顿工作,这是忙碌而又多姿多彩的一年。数学家卡伦·乌伦贝克来访三天,我们夜以继日地研究有关埃尔米特—杨—米尔斯(Hermitian-Yang-Mills)方程的数学,它是量子场论的中心,粒子物理的基础。
不久,我又赶回巴尔的摩看望兄长。朗大夫花了十个小时进行手术。肿瘤生长在大脑的中部,因此非常复杂。手术后的康复过程漫长,我哥最终可以稍稍步行,但平衡还是不很好。他的颅骨曾被移除,因此必须长期戴头盔来保护。
汉密尔顿出其不意地通知我,他研究里奇流终于有了初步的突破。他证明了庞加莱猜想的一个特殊情况,即对所有具有正里奇曲率的三维紧流形,庞加莱猜想成立。他的攻略进展得如此顺利,令人喜出望外。这项工作美丽而激动人心,结果要比两年前理察和我得到的强得多。尤有进者,他似乎找到一条能打开从未开启之门的钥匙,我立刻意识到,汉密尔顿的路走下去会开花结果。
回美的机票可不便宜,我得买三个连在一排的座位,好使成煜能躺下来。我们先飞旧金山,然后转飞芝加哥,母亲和我们一起从芝加哥飞往巴尔的摩。数学家王彬是我中学同学,他当时在约翰斯·霍普金斯大学访问。他来机场接我们,直接把兄长送到医院去了。母亲和我在医院附近找了一套公寓,这不是个很好的小区,母亲一句英语也不会说,但她懂如何坐公交车到医院看儿子。我必须赶回普林斯顿,马上要在高研院上班了。
我请他来高研院做了一系列的演讲,同时也花了大量时间,和他探讨里奇流的潜力。我跟他说,这些技巧可以借用来证明三维空间的庞加莱猜想,这是自20世纪以来就悬而未解的老大难题。同样的方法,也足以解决比尔·瑟斯顿的几何化猜想,把三维的拓扑空间分成八大类。瑟斯顿的猜想包含着三维的庞加莱猜想,是以证明前者,后者会随之成立。想到这里,我连忙让三个弟子:日本的板东重稔、中国的曹怀东和美国的周培能(Ben Chow)立即着手研究里奇流。
友云在旅程中已怀孕,并开始有反应了。开始晨吐时,她决定先回圣迭戈,而我则南下香港。我到领事馆替兄长拿签证,领事馆的官员并不愿意放行,反对的理由填满两三公分厚的文件。但由于来自高层的命令,一切都给推翻了。若是真的如此,我只能感谢辛格和他的朋友,可幸辛格打的是网球,而不是曲棍球或板球呢。
汉密尔顿从康奈尔来访一个星期。他离开后,数学部的大秘书气炸了,因为汉密尔顿把公寓弄得一团糟,清洁工花了很长的时间才清理干净。另一方面,他的演讲十分有意思,汉密尔顿、我的学生还有我自己从这时开始合作。总的来说,这是一次超成功的访问,汉密尔顿虽然给清洁工添了不少麻烦,却给数学家提供了极丰富的远景,我和我的学生都兴奋地接受了挑战,探索这远景。
接着我们到了杭州,杭州在上海的西南约一百六十公里。我们在风景如画的西湖乘船游览,还到了名刹古寺参观,可惜它们都在“文化大革命”中被破坏殆尽。一片又一片的狼藉残垣,是那个狂飙时代的标志。不到几个十年,这些美丽而富含历史的建筑物被拆卸,代之以难看的水泥结构,美之名曰进步。
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。
会议结束后不多久,友云和我便到了上海。黄浦江是长江的支流,它流经上海。我们在黄浦江畔闲逛,只见数以千计的成双男女在江边凭栏,喁喁细语,形成一道奇异的风景。他们没有钱光顾饭店,其实,就算有钱,你还需要有许可证,当时叫粮票的,才能从食店买到食物,这是“文化大革命”过后不久的现象。友云和我都爱散步,我们在著名的外滩,沿着风景美丽的黄浦江溜达,看着其他人谈恋爱。
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。
在北京,时间并没有通通花在数学还有和各种手段打交道上,友云和我见了一些想移民美国的亲戚,我们没法子帮忙。在这次旅程中,类似的要求陆续提出,但都被我们委婉地推掉了。
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。
依我琢磨,陈先生想用一封信反击NAS的报告,由十位他请来的北京的著名数学家联署,说明数学所及所里人其实不行。
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。
回顾一下,我怀疑陈先生的动作,实质上是在反击1977年美国国家科学院(NAS)的一份关于中国数学现状的报告。这报告以小册子的形式出现,编者中有芝加哥大学的数学家桑德斯·马克·莱恩,他曾带领一个由美国数学家组成的代表团,在成书前的一年到中国访问。马克·莱恩带领的理论和应用数学代表团,特别提到陈景润关于哥德巴赫猜想和华林问题的工作,还有杨乐和张广厚有关值分布理论的贡献,这些研究人员皆出自数学所。他们的事迹在中国家喻户晓,深入人心,连小学课本也教导小孩要努力学习,以陈叔叔、杨叔叔和张叔叔为榜样。
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。
最后,我打破缄默,说:我们都是中国请来的客人,我们只是来访问,不宜喧宾夺主,这样做不恰当。博特同意我的看法,其他人也纷纷表态支持,对陈先生的提法都不愿沾手。
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。
一天晚上,陈先生在晚饭后,请了十位受邀来华的重要客人参加茶会。他先请各人坐下来,听取大家对中国数学现状的看法。他批评华罗庚领导的数学所,尽管那是中国数学主要活动之处,并敦促把它关掉。他提议在座十人联名上书,吁请中国政府把数学所永远关闭,话毕全场鸦雀无声,于是他又重复说了一遍。
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。
我把几个月前在高研院讲过的公开问题再次讲了一遍,希望它们在中国数学家当中能引发一些回响,后来知道确实有效。陈先生安排了一些不错的在北京城内外的观光节目。很不幸,这次访问却因一次不愉快的会面而扫了兴。吴文俊的门人又登门求见了,他咄咄逼人地要求我推荐他拿一个重要的奖项,我拒绝了,大家便争吵起来,愈来愈激烈,以致我的血压飙升,差不多要昏倒了。经此可怕的一幕,当地负责接待的老一辈数学家小心翼翼,不让我再受到不速之客的骚扰。
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。
为了显示整个会议级别的尊贵,车子载着我和妻子以及其他同行人员从机场驶向酒店时,总是沿着马路的中线走,其他的车辆只能回避两旁。幸好当时北京路上的车子不多,我们的车子不断鸣笛,驱使大量自行车让出路来。
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。
1980年,与拉乌尔·博特(右)及拉尔斯·戈丁(后)同游长城。
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。
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。
陈先生组织的微分方程和微分几何会议在北京的友谊宾馆召开,好些大人物如阿提耶、邦别里、尼伦伯格、博特、拉尔斯·戈丁(Lars Gårding)、拉尔斯·赫尔曼德(Lars Hörmander),当然还有他自己也都来了。当时中国不及现在发达,这个会议可说花费不菲。陈先生的目的,乃是向中国的学生和研究人员显示几何的吸引力。他了解到中国迫切需要派遣学生和学者到海外学习,是以和海外研究机关建立联系至为重要,故此把伯克利理论及应用数学中心的主任默里·普罗特(Murray Protter)也请来了。
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。
高研院计划结束之后那个夏天,我和妻子在圣迭戈休息了好几个月。到了8月,我们便一起到中国去了,陈先生在北京办了一个会,我应邀参加。友云和我打算看望亲友,并四处走走,之后我会到香港陪伴患病的兄长赴美。
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。
因此之故,我提了一百二十个问题。这些问题大多数曾在演讲中论及,大部分问题是我想出来的,别人的也有,有的甚至早见于文献之中。无论如何,这些问题流播很快,差不多每个工作和几何分析有关的人都知晓。到了今天,其中约三十个已完全或部分解决,其他的都得到广泛的关注。我清楚明白这些局限于几何一角的问题,绝不能与1900年希尔伯特提出的二十三个问题比肩,后者在数学上的影响至为深远。无论如何,这些问题在几何分析中确能引起关注,刺激研究活动。因此之故,在这个高研院规划结束的时刻发表它们,也算是适当的闭幕词吧。
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。
回到原来的话题,几何分析专题年于4月结束了,好几位与会者都向我提议,整理一份这学科中的公开问题。记得十年前,我刚当了一年的研究生,陈先生出席尼斯的国际数学家大会。他在演讲中讨论了好些悬而未决的问题,以期借着破解它们,从而开辟新的数学领域。我清楚记得,他说这样做对同行大有帮助,也记得美国发明家查尔斯·凯特林(Charles Kettering)曾说:“问题问得好,就是成功的一半。”
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。
最后,我决定留在高研院,其中一个原因是它数学部中有博雷尔、哈里什—钱德拉(Harish-Chandra)、米尔诺和阿特勒·塞尔伯格(Atle Selberg)等杰出人物,在那里我有宾至如归之感。而且,高研院的所长哈里·伍尔夫(Harry Woolf)原任约翰斯·霍普金斯医学院的院长,他跟我保证,我哥能到巴尔的摩的约翰斯·霍普金斯医院医治。当时霍普金斯神经外科的主管是名医唐林·朗(DonlinLong),他愿意主诊,部分是由于他对我哥的病例感兴趣,而且和他的研究计划相符合。更有甚者,成煜的治疗基本上免费。这样难得的机会当然要好好把握,我至今还感谢朗大夫把他的诊金免了。我们决定一旦他的签证落实后,便立即出发。后来他于1980年夏末到达美国。
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。
差不多同时,高研院果然如博雷尔所言,给我送来了终身教授的聘书。这一下子为难了。我喜欢斯坦福,同时也对哈佛印象深刻。见过拉乌尔·博特、广中平佑、芒福德和哈佛其他睿智的学者,你很难不见贤思齐。当然,高研院也有辉煌的过去,教授的阵容也超强,它总是把研究放在首位,加之过去得到的大量成就,高研院被全球数学家视为就算不是最好,也是最好的几个地方之一。
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。
柳暗花明,友人辛格当时是美国总统的科学顾问,他和一位国务院的高级官员是网球球友。通过这位朋友的帮助,我哥终于拿到了美国的签证。
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。
于是我请求当时崇基书院的副院长芮陶庵帮忙,他儿子芮效俭是美国外交部的高官,后来出任美国驻华大使。芮陶庵替我写了一封情词并茂的信,可是他的儿子和领事馆依然不为所动。
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。
我们都不满意治疗他的医生,他不肯把医疗记录给我们选定的外科医生看,于是我决定把大哥送到美国治疗。可是,事情说时容易办时难,头一次申请签证未能成功。我向高研院的高层求助,他们找了一个新泽西州的众议员替我们出头,但是也不得要领。
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。
然而,从香港传来的也有不好的消息。大哥成煜跟脑癌搏斗了差不多十年,近来情况恶化了。他本来在杂货店工作,现在住进了医院。X光显示肿瘤生长在大脑深处,外科医生也束手无策。我在当年12月到香港看望他两星期,了解到他得到的和得不到的治疗。
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。
另一件值得纪念的,是1979年底,有一天博雷尔突然走进我的办公室,告诉我哈佛要给我下聘书(其后知道是真的),但不要迫不及待地答应,高研院也会给我下聘书(后来知道也是真的)。此外,香港的友人也传来消息,说香港中文大学准备在来年向我颁赠荣誉学位,这也是好消息,尤其是我在母校从来没有获颁本科学位。
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。
起初,我对成为年度科学家没有什么感觉,这个奖闻所未闻。我甚至跟斯蒂尔说,一个小小的委员会,怎能真正评价别人的工作呢。又不无自大地继续说,只有历史才能下定论。但另一方面,母亲笑得合不拢嘴,她和住在加州的表亲一起出席了授奖仪式。她经过多年的辛劳,把我养育成人,现在还出人头地,想到这里,我也由衷地开心起来了。
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。
除了高研院的专题年外,1979年还发生了几件事,使这一年对我来说变成名副其实的“特殊”。我被选为加州年度科学家,这是首次有数学家获此殊荣,我也是这奖项二十多年来最年轻的得奖者。迈克尔·斯蒂尔早在斯坦福当研究生时已和我很熟,他提议我添置一套正式的礼服,不要再去租了。他说,这是个开始,你今后还有一大堆机会要穿呢。我依他的话买了一套礼服。果然两年后的1981年,美国科学院颁奖给我,这个奖叫卡蒂奖(Carty Award),直到今天只有三位数学家拿到过这奖项。当时我在普林斯顿当教授,就穿上这礼服,和母亲、弟弟一起到华盛顿出席颁奖礼。以后我体形渐丰,这礼服再也穿不下了。
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。
这个想法固然绝妙,但有关的微分方程(后来称为汉密尔顿方程)则非常难以对付。我对如何克服这方程的种种困难并无把握,但汉密尔顿以一往无前的精神,坚毅地工作了几十年,不久之后他就得到惊人的进展。多年来我一直紧贴他的工作,与他紧密联系,而且定期向他推荐研究生和博士后。
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。
1979年秋天,我应邀到康奈尔做报告,很期望跟那里的理查德·汉密尔顿见面,他并没有参加普林斯顿的专题年。他正开始从事“里奇流”(Ricci flow)的研究,这是个雄心万丈而又非常困难的工作。在几何流中,人们研究空间或曲面细微连续的形变。举例来说,我们可以通过充气,使泄气的棒球变回完美的球体。同样,我们可以利用微分方程来诱导几何对象发生形变,毕竟说到底,微分方程所描述的,就是一种无限小的形变。汉密尔顿开创的里奇流是一种形变的过程,使在复杂空间或曲面中,大范围或“全局”的不规则性变得光滑。然而在这个过程中,一些小范围或“局部”的不规则却可能会出现。故此,这套理论最大的困难,在于弄清楚这些在形变过程中形成的不规则点,它们如何出现及应该如何处理,或干脆就找出一些条件保证它们不会形成。
此事在中国教育界酿成相当大的风波。国内一众学者为了平息陈先生的愤怒,请求我在第一次口试时,和格里菲思及戴维·本尼一同参加。我也不愿意过分激怒陈先生,同时我参加也表示美国数学学会没有全面控制中国大学生出国。所以我同意参加这一次的口试。
高研院数学大楼通常一派肃穆,但现在颇有些大型派对,酣饮狂舞。别人告诉我,不知巧合还是别的原因,这类狂欢中最酣畅者,竟发生在我的两房公寓,当我到外地之时。这也难怪,毕竟和我同住的是一个研究生,趁着我不在时,总会大开门户,大家的心情会特别轻松。
回顾一下整个事件,不无讽刺地,这对我造成长久伤害的事件,竟源自我获得数学界至高无上的菲尔兹奖后一次酒后庆祝的交谈。
他们在四十二街溜达,带他看了音乐剧《噢!加尔各塔!》。这剧中有不少裸体场面,一众演员不穿衣服大解放,演着男女爱做的事儿。这类题材公开演出,在中国固然闻所未闻,就是在美国也颇招人非议。郑绍远担忧这剧会令他不快,幸好出人意表地,他竟能欣赏这出长寿的百老汇歌舞剧。
赢得奖项固然兴高采烈,却被传来的坏消息泼了一头冷水。就在华沙和妻子与众多宾客把酒言欢之际,兄长成煜又病倒了。送院后,大夫发现他大腿的血管出现了血栓,因此开了薄血药给他。成煜服了薄血药一段日子,不久就脑出血,陷入昏迷,在昏迷了六个月后去世。兄长年轻时即患病,从无机会一展所长,令人痛惜。在华沙时,我不时念及他脆弱的身子,但谁能料到,世事竟会如此发生。
陆启铿是华罗庚手下,中科院数学所的副所长。在专题年期间,他到了高研院,打算访问几个星期。他在多复变函数论中有过出色的工作。作为华最出色的一个弟子,他不幸也牵扯进华、陈的争斗之中。1979年,他安排了我的“回家”之旅,所以这次我也以介绍他参观纽约市为回报,郑绍远和萧荫堂比较熟悉纽约,全程由他们当向导。
从这次和多年来同行间的摩擦,可见世事从来就不是一帆风顺的,就算拿到菲尔兹奖,人生也不会就此步步高升。地心吸力会发挥作用,拖你后腿,有时甚至拖垮你。
当然,这里的人专注于数学,但也不忘忙中取乐,营造出今天所说的工作和生活的平衡,令人精神抖擞,我敢说还提高了工作效率。我们不时外出就餐,星期六早上玩排球。我们也打乒乓球,邦别里比我强,但他打不过西蒙,每次输了球,他都能找出些新的借口,如手臂痛呀,手腕僵硬呀,等等,不一而足。
虽然有幸拿到不少奖项,个人对获得数学奖项的感觉却苦乐参半。我从来不为拿奖而工作,坚信做好数学本身就是回报,尤其是工作顺利时。另一方面,努力工作得到认同,自然是开心的事。但得到世人的认可(或者可称之为名声)也有缺失之处。我不再是一个寂寂无名的研究工作者,欢喜时可以整天埋首于数学之中;现在我成了某个权威,句句话都有分量。人们要我对事情发表意见,在政策上、行政上、政治事务上扮演比较重要的角色。如此一来,难免被扯进那些原本与我无关的纷争之中。
差不多所有演讲者都由我邀请,有的早已参加了专题年。正如预期,我们成功营造了一种畅所欲言、无所不谈的气氛。出于对数学的激情,而非受到什么压力,大家努力工作。很多当时完成的工作,都在会上报告,这是我乐于见到的。专题年以我的报告开始,在演讲中对整个几何分析做了概括性的描述。接着卡拉比谈了他最近有关凯勒流形的工作,这类流形和卡拉比猜想有着密切的关系。布吉尼翁和劳森谈到杨—米尔斯场的几何属性。彭罗斯谈到经典广义相对论中一些和几何有关的悬而未决的问题,相信会引起几何学者的兴趣。理察和我在这期间证明了庞加莱猜想的一个变体,那是有关带正里奇曲率的非紧三维空间的。
首个华人赢得菲尔兹奖的消息传得很快,我在中国瞬间变成民族英雄。但有些人很不高兴,他们五味杂陈,甚至心怀妒忌。或者,他们觉得得菲尔兹奖的应是他们而非本人。
按照博雷尔的说法,这是高研院历来主办规模最大的数学计划。虽然高研院指派他来共同领导整个计划,他却放手让我干。我安排了每个星期举办三个研讨班:微分几何、极小曲面、其他题目(以广义相对论和物理数学为主)各一,后者由彭罗斯和霍金的学生佩里负责。博雷尔曾说,数学家跟物理学家在这水平的合作,恐怕是研究所创所以来前所未见的。
恼怒我者另有一人,理由则完全不同。明诚现在两岁了,每次我离开圣迭戈往普林斯顿时,他都非常不开心。他激烈抗议,用力踩着地,有时甚至把头碰在地上。数学圈子中有些人不喜欢我,对我饱含敌意,我都能处之泰然,但我不能不顾儿子的感受,尤其是表现得如此直接和激烈之时。
我邀请了好些出色的学者参加这专题年,他们大部分会访问一段日子,中心人物包括卡拉比、郑绍远、孙理察、西蒙和卡伦·乌伦贝克,还有奥班、布吉尼翁、罗伯特·布莱恩特(Robert Bryant)、多丽丝·菲舍尔—科尔布里(Doris Fischer-Colbrie)和李伟光。好几位我的研究生,包括安德烈斯·特雷贝里斯(Andrejs Treibergs)以及高研院的菲尔兹奖得主恩里科·邦别里(Enrico Bombieri)也来了。短程访问的则有杰夫·奇格(Jeff Cheeger)、斯特凡·希尔德布兰特、劳森、尼伦伯格、彭罗斯、马尔科姆·佩里(Malcolm Perry)和萧荫堂。
或者是后知后觉,到了此刻,事态已再清楚不过,自己住在东岸而把家庭留在西岸是不可能的,必须有所行动,使整个家庭能够团聚。友云不想来普林斯顿,那我只得另觅一枝而栖了。
回顾历史,数学上的突破皆来自个人或小组的合作,重要的难题从来不靠成立委员会,把工作分拆,然后摊派开去如做作业般完成。纵使如此,我仍然相信,把不同领域但相关的精英聚在一起做思想交流,仍然是可取的。他们会有充足的空间和资源,依照兴趣而进行研究,不受时间的约束。回顾自己的工作,也得益于类似的环境。期望从1979年9月到1980年4月的八个月内,能得到丰硕的结果。我会尽力使这个几何分析专题年,变成名副其实的“特殊年”。
戴维·芒福德常常来高研院,他和格里菲思在筹办一个代数几何的工作计划。我告诉他正在考虑离开,芒福德把消息告诉哈佛的文理院长亨利·罗索夫斯基(Henry Rosovsky)。他跑到费城我的公寓来,试图说服我去哈佛。罗索夫斯基富于魅力兼且博学,他甚至引用中国名著《三国演义》的某些段落,来说明我到哈佛去的好处。现在已无法详细记得他说的理由,还有他如何把我跑到哈佛,和一千七百年前汉末三国争雄的故事联系起来。反正他说得天花乱坠,头头是道,使我怦然心动。然而,底牌却是,哈佛只能付我现在薪水的四分之三,这就没法子了。当时的经济状况是:友云和我有两个孩子要照顾,再加上她父母、我母亲和已病入膏肓的兄长,有鉴于此,只能再一次婉拒哈佛的好意。
人类的活动也依赖协同效应,17世纪中期新阿姆斯特丹,即后来易名为纽约的殖民城市,其突击拯救队扑灭了火灾。三百五十年后,我期望在普林斯顿的几何分析年中集思广益,利用协同效应来解决一些数学上的难题,当然这不再是生死攸关的紧急问题了。
离开斯坦福时,我十分难过,罗伯特·奥塞曼、系主任汉斯·塞缪尔森和许多人待我都很好,我对斯坦福毫无挑剔之言。但苦思良久,终究认为UCSD才是理想之地,妻子和孩子住的房子就坐落在校园不远处。认识的人当中,以辛格最富人脉,他把我引荐给他的朋友,UCSD的校长理查德·阿特金森(Richard Atkinson),他开出非常吸引人的条件。
协同效应指出两种或多种事物的相互作用,成效会多于每个独立事物成效的总和,或是各独立事物根本不能产生任何结果。协同效应在自然界比比皆是,例如,两个氢原子和一个氧原子结合生成一氧化二氢(H2O),即水,构成地球表面71%。水十分神奇,它能维持生命,但是把氢和氧分开,这些神奇作用就消失得无影无踪了。蜜蜂和蚂蚁亦是如此。个别的蜜蜂或蚂蚁能做的事情有限,只有它们联合起来,才能完成种种任务。神经元亦复如此。一个神经元做不到什么,但当一千亿个神经元由一百兆个突触联结起来之后,便形成了大脑,其功能非当今科技所能仿效,简直望尘莫及。
我把决定跟博雷尔说了,他体谅地向高研院要求,并得到同意,把我的职位保留两年,随时可以回来。UCSD具有其他学校不能比拟的优点,首先也是最重要的,是我的家在那里,而且友云在圣迭戈有份颇为惬意的工作。其次,大学答应让我在系里聘请两位额外的研究人员,好使我能和理想的人合作。对我而言,这点十分重要,理察答应从伯克利搬过来,而汉密尔顿也愿意离开康奈尔,我们会形成一个很强的团队。汉密尔顿深信UCSD能提供一个理想的环境,让他好好地发展里奇流的理论。他视圣迭戈为理想之地还有一个另外的原因;他是个狂热的冲浪者和帆船手,热爱亲近海洋,而在吉尔曼路的UCSD数学大楼,按直线距离算,离海滩不过一公里多而已。
——《剑桥中秋佳节感怀》选句,2016年
虽然高研院对我而言是安逸之所,但不足之处是不易招研究生,个人一直认为和年轻人交流不只是健康而且必要,它令你思想保持活跃,源源不绝的研究生也令研究源源不绝。在规模大如UCSD的学校,找学生并非难事。
偃仰左右寻,始得月皎洁。
再者,汉密尔顿、理察和我已形成几何分析的核心,德国几何学家格哈德·赫伊斯肯(Gerhard Huisken)不久也会来当访问教授。我开始有了这样的想法,就是请来更多的高手。圣迭戈自诩有着全世界最好的天气,我要把它建成数学家的乐土。
皓月映冰心,冰心不可夺。
弗里德曼还在UCSD,四维流形的工作之后荣誉纷至沓来,那里也有好几位有成就的人。既然得到大学管理层的鼓励,我即着手在数学系大展拳脚,对可能出现的烦恼,要面对的阻力,以及潜在的争吵视而不见。此刻回顾,我应该明智地只管好自己的研究。不过,人有时要从诸般挫折中学习;而对我而言,无论是吉是凶,事情都不会是一帆风顺的。