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專訪|未來科學(xué)大獎(jiǎng)得主彭實(shí)戈:數(shù)學(xué)是一旦對(duì)了,到處都對(duì)
9月6日中午十二點(diǎn),73歲的彭實(shí)戈如約坐到了電腦前打開視頻,身后背景是滿滿當(dāng)當(dāng)?shù)臅?。就?個(gè)小時(shí)之前,他的名字作為“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”得主,出現(xiàn)在了2020未來科學(xué)大獎(jiǎng)新聞發(fā)布會(huì)的現(xiàn)場(chǎng)大屏幕上。獎(jiǎng)金為100萬美元,使用方式不受限制。
談起非線性數(shù)學(xué)期望,彭實(shí)戈的語氣是驕傲的:“這是我工作、或者說我開創(chuàng)的領(lǐng)域。”這個(gè)領(lǐng)域站在概率論的肩膀上創(chuàng)立,卻比概率論更為普遍和廣泛,從而能更好地分析現(xiàn)實(shí)世界中的預(yù)期問題,例如金融風(fēng)險(xiǎn)。
1993年,彭實(shí)戈調(diào)研后發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)絕大部分企業(yè)、機(jī)構(gòu)對(duì)期貨、期權(quán)的避險(xiǎn)功能了解甚少,在不清楚這種金融工具的巨大風(fēng)險(xiǎn)的情況下便盲目投資,進(jìn)行境外期貨、期權(quán)交易。為此,他寫了兩封信,一封交給時(shí)任山東大學(xué)校長(zhǎng)潘承洞,另一封遞交國家自然科學(xué)基金委。信中,他陳述了自己對(duì)國際期貨、期權(quán)市場(chǎng)的基本看法,建議從速開展對(duì)國際期貨市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)分析和控制的研究,加強(qiáng)對(duì)金融高級(jí)人才的培養(yǎng)。后來,山東省立即停止了境外期貨交易。國家自然科學(xué)基金委也很快發(fā)文將彭實(shí)戈的建議信轉(zhuǎn)呈中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組,避免了國內(nèi)金融資產(chǎn)的大量流失。
1996年,彭實(shí)戈成為國家自然科學(xué)基金會(huì)重大項(xiàng)目 “金融數(shù)學(xué)、金融工程和金融管理”的第一負(fù)責(zé)人,這是國內(nèi)金融數(shù)學(xué)從無到有、再后來走向國際前列的起點(diǎn)。
2010年,他走上國際數(shù)學(xué)家大會(huì)的報(bào)告臺(tái),成為全職在大陸工作的數(shù)學(xué)家中,作“一小時(shí)報(bào)告”的第一人。

線性與非線性的數(shù)學(xué)人生
彭實(shí)戈祖籍廣東海豐,母親彭平是彭湃烈士的侄女。1947年,身懷六甲的彭平從廣東跋涉到山東,不久,彭實(shí)戈在濱縣呱呱墜地,而他的父親黃顯群卻在1948年的濟(jì)南戰(zhàn)役中犧牲。
從山東這片土地上,彭實(shí)戈開啟了他的數(shù)學(xué)人生。他的主要研究成果包括一般隨機(jī)最大值原理、倒向隨機(jī)微分方程、非線性Feynman-Kac公式和非線性數(shù)學(xué)期望理論。
名字聽起來很可怕,但近年來,他試圖向高中生解釋這些理論。彭實(shí)戈相信希爾伯特的說法:一個(gè)好的數(shù)學(xué)工作,在大街上拉個(gè)人講上15分鐘,對(duì)方也能大概聽懂。
這一串成果的關(guān)鍵詞是“非線性”。一旦涉及到?jīng)Q策,人們總是需要對(duì)未來做出預(yù)期。然而,真實(shí)的世界不像數(shù)列一樣有著簡(jiǎn)潔的規(guī)律,也不像理想中的拋硬幣實(shí)驗(yàn)一樣具備明確的概率。如果將理想條件下才有的線性預(yù)期套在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用上,往往行不通。
彭實(shí)戈發(fā)展了比概率論更為普遍的非線性數(shù)學(xué)期望理論體系,相比起線性期望體系,相當(dāng)于從隨機(jī)世界的歐幾里得幾何公理體系跨到了非歐幾何,從而更準(zhǔn)確地刻畫人類社會(huì)面臨的復(fù)雜預(yù)期問題。
有趣的是,這一串“非線性”研究從因果關(guān)系上看卻是“線性”發(fā)生的。從1989年在復(fù)旦大學(xué)做博士后,突然找到并證明了一般隨機(jī)最大值原理開始,每一個(gè)發(fā)現(xiàn)都導(dǎo)向另一個(gè)靈感,美妙的數(shù)學(xué)旁邊總是隱藏著更為美妙的數(shù)學(xué)。
彭實(shí)戈稱自己是幸運(yùn)的。這種幸運(yùn)不是中彩票式的,而是頓悟式的,只可意會(huì),不可言傳。經(jīng)歷了無數(shù)次提筆而毫無結(jié)果、鎩羽而歸, “總是不對(duì),總是不對(duì),一旦對(duì)了,到處都對(duì)?!?/p>
當(dāng)然,人生的變幻莫測(cè)不亞于金融風(fēng)險(xiǎn),彭實(shí)戈的數(shù)學(xué)探索之路看似一氣呵成,足夠“線性”,但推敲細(xì)節(jié),還是逃不過“非線性”的意外因素。
在敘述時(shí),彭實(shí)戈喜歡用“突然”這個(gè)詞。故事的開頭,他在山東大學(xué)物理系讀《熱力學(xué)》時(shí),就是靈感突發(fā),寫下一篇數(shù)學(xué)論文而因而被山東大學(xué)數(shù)學(xué)系點(diǎn)名調(diào)入,走上數(shù)學(xué)之旅;在一個(gè)寒冷的早晨抓住一閃而過的念頭,跳下床寫下倒向隨機(jī)微分方程,也是突然;再后來在法國遇到一位教授,提起非線性Feynman-Kac公式應(yīng)該可以用于彭實(shí)戈毫不熟悉的金融,更是突然。
他相信,對(duì)于未知的數(shù)學(xué)難題,方向找錯(cuò)了是常有的事,關(guān)鍵在于不能悶頭就往自己認(rèn)準(zhǔn)的方向走,而是保持對(duì)大環(huán)境的察覺。真正重要的想法往往一閃而過,抓不住就會(huì)消失的無影無蹤?!胺凑矣泻脦状问亲プ∷?。”
大樹的根,大樹的果
彭實(shí)戈覺得數(shù)學(xué)很有意思,一般來說如果做出來的結(jié)果非常漂亮,那它肯定有應(yīng)用之處。
非線性期望理論就很漂亮,而且,它很基礎(chǔ)。一般都說數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科中的基礎(chǔ),而他提醒道,基礎(chǔ)中還有特別基礎(chǔ)的沒有做完,就像非線性期望理論這塊。
這些“特別基礎(chǔ)”就是數(shù)學(xué)這顆大樹的根,它們會(huì)影響到大樹后續(xù)的分杈,在各種各樣不同的環(huán)境下生出美麗的花,結(jié)出復(fù)雜的果。
從歐幾里得幾何到黎曼幾何,連黎曼本人也不會(huì)想到后來愛因斯坦會(huì)用它來發(fā)展出了廣義相對(duì)論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。那么,從線性期望到非線性期望,這門新興的理論又將給數(shù)學(xué)中的其他領(lǐng)域,乃至其他科學(xué)帶來什么樣的變化?彭實(shí)戈自己也不能看得太遠(yuǎn)。
為此,他在2018年成立了山東大學(xué)數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)研究中心,就是希望將非線性期望這個(gè)數(shù)學(xué)工具推得更廣,與未來科學(xué)緊密結(jié)合。
“科學(xué)有點(diǎn)像瞎子摸象,你摸到的地方不一樣,你的體會(huì)就不一樣,你當(dāng)然會(huì)覺得我現(xiàn)在摸到的是誰都不知道的東西,但是人家也能摸到你不知道的東西,所以需要交流?!?/p>
只不過,想讓這些跨學(xué)科的科學(xué)家們聊到一塊兒可不是容易的事。彭實(shí)戈特別看好非線性期望在生命科學(xué)中的潛力,他也有位學(xué)生已經(jīng)在基因工程中做出了重要貢獻(xiàn)。只不過,離開十幾年,如今聊起來,他們的“語言”竟出現(xiàn)了隔閡。對(duì)方覺得很簡(jiǎn)單的事情,彭實(shí)戈需要努力地理解。
喝喝下午茶,問問數(shù)理化
怎么讓大家聊到一塊兒去?彭實(shí)戈的法子就是,先喝杯咖啡吧!
曾留學(xué)法國的他描繪了一番類似于法國沙龍文化的圖景:制造輕松的tea times(下午茶)氛圍,彼此先不要說能做出什么東西來,光聊聊對(duì)某個(gè)問題的理解,聊聊對(duì)各自工作的理解,講數(shù)學(xué)的故事、講物理的故事、講生命科學(xué)的故事。
這時(shí),彭實(shí)戈仿佛回到了30年前還在復(fù)旦的時(shí)候,幾個(gè)年輕人聊數(shù)學(xué),說著說著就拿起紙來算,隨隨便便就能寫滿很厚的一沓紙。這樣做了大概一年半,外邊就把這五、六個(gè)人傳為“復(fù)旦學(xué)派”。
“回想當(dāng)年也是非常令人欣慰的,因?yàn)槲覀冊(cè)陔S機(jī)控制這個(gè)領(lǐng)域本來是跟著別人走的,突然之間很多東西都出自我們之手了?!?/p>
他認(rèn)為這種開放性思維(Open mind)對(duì)于數(shù)學(xué)探索起到?jīng)Q定性作用,具體的一個(gè)表現(xiàn)就是提問題。朋友之間你問我答,我問你答,還有自問自答。
在山東大學(xué)物理系讀書時(shí),彭實(shí)戈就喜歡向別人提問。之所以有那篇打動(dòng)數(shù)學(xué)教授張學(xué)銘先生的文章,就是因?yàn)樵趫D書館看書時(shí)自己偶然想到了一個(gè)雙曲復(fù)變函數(shù)的數(shù)學(xué)問題,然后馬上自己動(dòng)筆論證。
全世界都曾認(rèn)為隨機(jī)微分方程不能倒向,必須正著往前發(fā)展。彭實(shí)戈偏要提問,為什么不行呢?大家都說不行,結(jié)果蒙塵拂開,倒向隨機(jī)微分方程這個(gè)很大的研究領(lǐng)域展露光輝。
建立了倒向隨機(jī)微分方程,彭實(shí)戈繼續(xù)追問,它有什么用呢?這才有了后面與金融交集的故事。
彭實(shí)戈有點(diǎn)擔(dān)心,現(xiàn)在的考試制度可能會(huì)誤導(dǎo)年輕人一味往解難題的路子上走,反而忽視了提問題。
“解難題是數(shù)學(xué)非常、非常重要的方面,你一旦較起真來就會(huì)有很多、很多難題去做。但是另一個(gè)方面,你還需要通過提出問題從整個(gè)數(shù)學(xué)最底部、最原始的地方將問題理解清楚?!彼f道。
“不是老師直接給你一個(gè)題讓你去做。很多問題應(yīng)該自己想出來?!?/p>
采訪結(jié)束了,澎湃新聞?dòng)浾邌柵韺?shí)戈,掛掉視頻后最想去做什么事。
他答道:“我先喝一杯咖啡吧!”
以下為澎湃新聞?dòng)浾吲c彭實(shí)戈的對(duì)話實(shí)錄。
澎湃新聞:你現(xiàn)在在哪里?
彭實(shí)戈:我在家里的書房,對(duì)不起,有點(diǎn)亂。
澎湃新聞:你第一時(shí)間跟誰分享了獲獎(jiǎng)的消息?
彭實(shí)戈:跟我太太,那個(gè)時(shí)候她正好在我旁邊,如果再晚一會(huì)兒,她就出去了。她不太善于表達(dá),但是能看得出來她非常高興。
澎湃新聞:你自己的第一反應(yīng)是什么呢?
彭實(shí)戈:我自己當(dāng)然非常、非常高興,比她更高興。為什么?我多少年的研究成果被大獎(jiǎng)的評(píng)審專家理解。因?yàn)槲覀冏龅氖菙?shù)學(xué),應(yīng)該說非常抽象,比其他領(lǐng)域更難使人理解,但實(shí)際上它的應(yīng)用前景還是非常廣的。所以說,能夠獲得這樣的理解是我最高興的事。
澎湃新聞:剛才你講到希望用這筆獎(jiǎng)金來繼續(xù)推動(dòng)這個(gè)領(lǐng)域,而且您說它會(huì)是未來科學(xué)(future science)。
彭實(shí)戈:我工作的、或者說開創(chuàng)的這個(gè)領(lǐng)域叫非線性數(shù)學(xué)期望,聽起來就挺嚇人的。這個(gè)領(lǐng)域要說得更明白一些,就是你能不能根據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)未來的數(shù)據(jù),未來數(shù)據(jù)非常難以預(yù)測(cè),哪怕說明天下不下雨都是很隨機(jī)的。這里邊需要一個(gè)新的期望理論,就像你們中學(xué)里學(xué)的數(shù)學(xué)期望。但這個(gè)期望理論過去一直是線性的,線性的期望實(shí)際上就是概率論。
數(shù)學(xué)期望提升到了非線性的,簡(jiǎn)便地說就是非線性預(yù)期。經(jīng)濟(jì)、金融等很多需要做決策的領(lǐng)域都需要預(yù)期,但很多時(shí)候線性期望就行不通了。這不像是我給你2、4、8,下一個(gè)你馬上就猜出來是16。也不像是擲硬幣,下一次是正面還是反面,大家都說是1/2的概率。事實(shí)上,這種理想化的實(shí)驗(yàn)一定要硬幣正面和反面既完全對(duì)稱,又看著不一樣才能達(dá)到。其實(shí),這個(gè)世上的很多事情,無論是自然科學(xué)還是人文科學(xué),你都看到它們不是這樣的線性預(yù)期。我們有一個(gè)數(shù)學(xué)公式,你拿它算一下能知道樣本數(shù)據(jù)是不是線性。很多情況下用線性期望是不行的。
它在很多方面和未來科學(xué)是緊密結(jié)合的。各種各樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)都要用到數(shù)據(jù),你要求得越精密,那你看到的不確定性就越大。在這種情況下,你怎么把復(fù)雜現(xiàn)象分析得像平面幾何這樣清楚?這是我們的任務(wù)。我們已經(jīng)長(zhǎng)期奮戰(zhàn)完成了很多,但是后邊還有很多。
澎湃新聞:可不可以舉一些實(shí)例?
彭實(shí)戈:比如它可用于解決金融風(fēng)險(xiǎn)問題。金融風(fēng)險(xiǎn)的不可預(yù)測(cè)性是最大的,所以我們就和國家的金融風(fēng)險(xiǎn)管理部門一起合作計(jì)算,明顯看測(cè)到其期望的非線性,或者說概率模型的不確定性,用線性去處理它就要出問題。當(dāng)然這里邊經(jīng)過了很多數(shù)學(xué)理論的分析和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證,我們的提出的算法確實(shí)是更強(qiáng)有力、更穩(wěn)健的。
我們將來還要涉及很多未知科學(xué)領(lǐng)域,為此我們也創(chuàng)立了一個(gè)數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)研究中心。為什么呢?因?yàn)檫@個(gè)理論是非常漂亮的。數(shù)學(xué)很有意思,一般來說如果你覺得你做出來的數(shù)學(xué)結(jié)果非常漂亮,那它肯定會(huì)有應(yīng)用的。這是我自己的經(jīng)驗(yàn)。
澎湃新聞:你最早從什么時(shí)候開始做這個(gè)東西?
彭實(shí)戈:我這個(gè)研究有一個(gè)延續(xù)性,可以追溯到1989年。那時(shí)候我還在復(fù)旦做博士后,在做隨機(jī)控制問題,就是不確定環(huán)境中的控制問題,獲得了一個(gè)新的隨機(jī)最大值原理,稱為一般隨機(jī)最大值原理。當(dāng)時(shí)突然發(fā)現(xiàn)可以解決這個(gè)長(zhǎng)期得不到解決的公開問題,我也是高興得睡不著覺,手舞足蹈。
就在一般隨機(jī)最大值原理的啟發(fā)下,又發(fā)現(xiàn)還有更美妙的數(shù)學(xué)藏在旁邊,就是所謂的倒向隨機(jī)微分方程。當(dāng)時(shí)大家都認(rèn)為隨機(jī)微分方程是不能倒向的,必須是正著往前發(fā)展。這里首先要有一個(gè)好奇心,為什么不行呢?受前一個(gè)問題研究的啟發(fā),我和法國Pardoux教授發(fā)現(xiàn), 其實(shí)不僅是行,后面還藏著一片很大的未開墾的研究領(lǐng)域,即倒向隨機(jī)微分方程理論。而這個(gè)理論后來就蓬勃的發(fā)展起來了(這里法國J. M. Bismut發(fā)現(xiàn)的線性的倒向隨機(jī)微分方程也給我們以關(guān)鍵的啟發(fā))。
有時(shí)候數(shù)學(xué)研究成果是這樣的,一個(gè)重要的想法來到你面前,不經(jīng)意之間在你腦子里一閃而過。你要抓不住,它就消失掉了。我時(shí)一天早上忽然之間想起來,那是很冷的天了,我爬起來就在桌子上寫出來驗(yàn)證,以確認(rèn)這個(gè)想法真是行得通的。
接下來的事情一連串發(fā)生。發(fā)現(xiàn)了倒向隨機(jī)微分方程的存在唯一性,但這個(gè)方程還是非常抽象,它干什么用呢?又有一個(gè)機(jī)會(huì),我又忽然發(fā)現(xiàn),物理學(xué)家費(fèi)曼的Feynman-Kac公式實(shí)際上是線性形式,而通過倒向方程我們就可以獲得Feynman-Kac公式,我相信這個(gè)肯定在物理中有應(yīng)用。我在法國的時(shí)候就給El Karoui教授講,講完以后,她立刻就非常激動(dòng),說可以用到金融中。我對(duì)法語中“金融”這個(gè)詞要反應(yīng)半天,因此開始并不是太在意。后來發(fā)現(xiàn)我們研究的數(shù)學(xué)結(jié)果竟可以與金融風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖對(duì)應(yīng)起來,一切好像事先安排好了一樣,很神奇,我們也就特別、特別高興。同時(shí)也更深刻的理解了這個(gè)數(shù)學(xué)理論。
1997年,我們專門發(fā)表一篇70多頁的研究文章《金融中的倒向隨機(jī)微分方程》。這篇文章在隨機(jī)分析,隨機(jī)控制和金融方面都受到了很高的關(guān)注。
我又突然發(fā)現(xiàn)倒向隨機(jī)微分方程能夠解決我長(zhǎng)期以來沒能解決的問題,就是建立了一種動(dòng)態(tài)的非線性期望,這個(gè)問題我很早以前就開始關(guān)注,實(shí)際上這個(gè)神秘的動(dòng)態(tài)特性是吸引我進(jìn)入隨機(jī)分析和隨機(jī)控制的重要原因,但多次的思考和討論總是不得要領(lǐng),毫無結(jié)果。毫無結(jié)果在數(shù)學(xué)上是家常便飯,很多時(shí)候你費(fèi)了九牛二虎之力,結(jié)果總是鎩羽而歸。而后來忽然發(fā)現(xiàn),通過這個(gè)剛剛建立的倒向隨機(jī)微分方程理論就可以非常自然的引入一大類這樣的非線性期望,我稱之為g-期望: 其含義是:一個(gè)以非線性函數(shù)g為系數(shù)的倒向隨機(jī)微分方程,恰好可以用來做一個(gè)動(dòng)態(tài)的非線性期望的生成函數(shù)(generating function). 這篇文章由于開始沒有人能理解而被拒稿,1997年才在被一個(gè)論文集接受發(fā)表. 它可以用來描述分析很多非線性現(xiàn)象,像非線性鞅論,非線性勢(shì)論,非線性Doob-Meyer分解定理等,并可以用來度量動(dòng)態(tài)金融風(fēng)險(xiǎn).
1997年還只是把非線性期望作為一個(gè)概率空間的算子而提出來,到了2004年、2005年左右,我才突然發(fā)現(xiàn)其實(shí)應(yīng)該反過來,首先建立一個(gè)公理化理論體系下的次線性期望空間,在這個(gè)空間里可以容納豐富的多的線性期望空間,即概率空間. 這個(gè)本質(zhì)性的突破使得我們有能力去分析和描述現(xiàn)實(shí)世界中存在的各種各樣的不確定性,包括概率測(cè)度本身的不確定性,從原則上, 我們可以分析描述和計(jì)算所有的不確定性. 不僅具有這種一般性,并且對(duì)應(yīng)我們?cè)诟怕世碚撝械母鞣N隨機(jī)變量,各種隨機(jī)過程如高斯分布,高斯過程,布朗運(yùn)動(dòng),Poisson-過程,我們都可以找到其在非線性期望空間的對(duì)應(yīng),如G-布朗運(yùn)動(dòng),等,這的確是對(duì)于概率空間在概率不確定條件下的一個(gè)非常自然的提升.
最后系統(tǒng)地發(fā)表出來是2007年了,其中自己怎么去做、怎么獲得大家的理解,都是需要時(shí)間的??茖W(xué)就是這樣,我這個(gè)算是非常幸運(yùn),被一批數(shù)學(xué)家理解了,不理解怎么辦?不理解還是要自己往前推進(jìn),所謂路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而求索。
澎湃新聞:聽起來你雖然研究非線性,但研究過程還是挺線性的,有點(diǎn)像拔出一個(gè)就帶出另一個(gè),是這樣的過程嗎?
彭實(shí)戈:對(duì)。說這個(gè)話有很深刻的哲理,其實(shí)這涉及數(shù)學(xué)研究的本身是否可以被量化。如你要只說因果,這個(gè)就是線性的,但如果你想用期望來量化,就經(jīng)常有根本摸不著任何邊際,山窮水盡疑無路的時(shí)候。而突然之間柳暗花明,又有一村,這就不太線性了。
澎湃新聞:你剛才描述了很多“突然發(fā)現(xiàn)”的靈感瞬間。
彭實(shí)戈:我認(rèn)為科學(xué)研究(當(dāng)然我是做數(shù)學(xué)研究的)因?yàn)槭俏粗?,不確定性非常之大,你覺得將來它會(huì)在下邊找到突破口,可能忽然之間才會(huì)發(fā)現(xiàn)你的預(yù)測(cè)都錯(cuò)了,突破口其實(shí)是在上面,或者在極遠(yuǎn)的地方。這種情況下,如果只是在一個(gè)方向一個(gè)勁兒地往下走,兩邊都不看,是不行的。你一定要在探索中察覺到新征兆,它可能就來那么一次,而你須要抓住它,抓不住就消失了。有沒有抓不住的時(shí)候?我也不知道,反正有幾次我是真的抓住了。
我當(dāng)年還是高中生的時(shí)候,很喜歡看科學(xué)家探索宇宙的故事。我有時(shí)候也想,這里邊是不是有運(yùn)氣的成分,可能是偶然間猜對(duì)了,而別人沒碰上,所以沒有獲得了大獎(jiǎng)?但是對(duì)于這樣高度復(fù)雜,高度創(chuàng)新的問題,為什么有人老是他“猜對(duì)”,而不是一次、兩次。當(dāng)然肯定失敗,失敗,又是失敗的時(shí)候,而外人看到的往往只是其最后成功的一面。就像得個(gè)彩票大獎(jiǎng)一樣?我是從來沒見過。
我的學(xué)生們也是這樣,開始的時(shí)候也不會(huì),但是突然之間他就明白了。悟通以后,他就經(jīng)常能做出重要的結(jié)果來。這個(gè)過程如果自己不親歷,是講不明白的,只可意會(huì)。
你前面會(huì)經(jīng)過很多的反復(fù),老是不對(duì),老是不對(duì),突然之間就是對(duì)的了。一旦對(duì)了,到處都對(duì)。
澎湃新聞:你一開始為什么會(huì)選擇研究數(shù)學(xué)?
彭實(shí)戈:我做數(shù)學(xué)本身也是一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)。我本人在做學(xué)生的時(shí)候是對(duì)物理很感興趣,你看非線性Feynman-Kac公式的名字就知道。我上大學(xué)的時(shí)候,不愿意到班上聽老師講,經(jīng)常跑到圖書館自己找書看。當(dāng)時(shí)我找了一本熱力學(xué)的書,看累了休息,忽然之間想到了一個(gè)問題。你知道虛數(shù)它是個(gè)很怪的數(shù),它的平方是負(fù)1,你上哪兒找一個(gè)實(shí)數(shù)它的平方是負(fù)1?找不著的,所以它是虛數(shù)。我那次就忽然想,我是不是可以找到另一個(gè)“虛數(shù)”,它不是1,也不是負(fù)1,但是它的平方卻等于1?我想這個(gè)事不見得不行,然后就動(dòng)筆寫,結(jié)果寫出一套我稱之為《雙曲復(fù)變函數(shù)》的理論來。當(dāng)時(shí)自認(rèn)為是一個(gè)大發(fā)現(xiàn):雙曲歐拉公式,雙曲柯西公式,雙曲解析函數(shù)等等,左右逢源,應(yīng)有盡有,還有很多意想不到的結(jié)果,例如與狹義相對(duì)論的聯(lián)系。 后來(山東大學(xué))數(shù)學(xué)研究所的張學(xué)銘先生看了這篇文章,很欣賞,問我是否愿意到你到山東大學(xué)數(shù)學(xué)研究所做他的助手。而我當(dāng)時(shí)還在山東省無線電廠做供銷員,直接就給我調(diào)過來了,從正規(guī)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)訓(xùn)練開始了我的數(shù)學(xué)研究。而這段經(jīng)歷對(duì)我個(gè)人后來完全不同領(lǐng)域的數(shù)學(xué)研究和發(fā)現(xiàn)起到了關(guān)鍵的作用.
澎湃新聞:哪些前人的工作對(duì)你的成果有鋪墊意義?
彭實(shí)戈:不只是鋪墊意義,我自己的確是站在前人巨人的肩上。非線性期望理論理論是概率論,或者說線性期望理論的一個(gè)擴(kuò)展。概率理論發(fā)展300多年了,發(fā)展出了那么多非常優(yōu)美而深刻的數(shù)學(xué)成果,我們看了也是驚訝不已。這些數(shù)學(xué)成果對(duì)我們后來人的研究起到了至關(guān)重要的作用,否則我們只能在無邊的黑暗摸索。
澎湃新聞:那你對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的未來有何期待?打個(gè)比方,它是兒童還是青少年呢?
彭實(shí)戈:雖然它已經(jīng)獲得很多成果了,但它還是在發(fā)展階段。我覺得它應(yīng)該是高中生,高中生已經(jīng)有很多獨(dú)特的見解。有些事情我們能看到,所以我說它有非常光輝的未來,能夠連接未來科學(xué),但有一些東西我們自己都猜不出它將來具體會(huì)怎么發(fā)展。
我舉一個(gè)例子,為什么說現(xiàn)在有些事情還看不見。微分幾何引進(jìn)了流形這個(gè)概念,就是說在曲面上,什么是相應(yīng)的直線概念。這個(gè)事情開始于什么呢?這個(gè)事情其實(shí)開始于歐幾里得第五公設(shè)條件是不是必要的,這就發(fā)展成所謂非歐幾何,非歐幾何就說我們可以找到直線的對(duì)應(yīng)去度量。在這個(gè)事情上,高斯起了非常重要的作用,后來由高斯的學(xué)生黎曼發(fā)展成黎曼幾何。但他們都絕對(duì)想不到現(xiàn)在發(fā)展出來的這些微分幾何理論,想不到佩雷爾曼他解決了龐加萊猜想,想不到愛因斯坦用它來發(fā)展廣義相對(duì)論。
但是科學(xué)就是這樣一步一步往前走,一邊解決一些問題,一邊提出很多問題。在數(shù)學(xué)里面,提出問題是非常、非常重要的。因?yàn)榻鉀Q了很多問題,那就提出了更多的問題。它可能應(yīng)用到其他數(shù)學(xué)領(lǐng)域,甚至突然之間又出現(xiàn)一個(gè)新的愛因斯坦,把它用到物理、化學(xué)上去了,這都有可能。這是科學(xué)的魅力,也是科學(xué)交叉的魅力。
澎湃新聞:在交叉發(fā)展的過程中有哪些挑戰(zhàn)?
彭實(shí)戈:這個(gè)挑戰(zhàn)很大的。不同領(lǐng)域的科學(xué)家能說到一起去是非常不容易的事情。我自己會(huì)和大家創(chuàng)造一種氣氛,喝著咖啡,我們先不要說能做出什么東西來,就先聊你對(duì)這個(gè)問題怎么理解?你做出的成果我怎么理解?經(jīng)歷一種這樣的過程,最后突然之間就發(fā)現(xiàn)了。有時(shí)候這個(gè)過程短,有時(shí)候這個(gè)過程長(zhǎng),就像倒向隨機(jī)微分方程在金融中的應(yīng)用,這個(gè)過程就比較短。我飛到巴黎去,我也不知道對(duì)方是在做金融,這個(gè)真是有點(diǎn)隨機(jī),但是一說,他就抓住了我們做的這個(gè)結(jié)果。
我們有時(shí)候需要有一個(gè)比較寬松的環(huán)境,比方說tea times,大家都放松。但是放松的時(shí)候不聊數(shù)學(xué)也不行,還得去講數(shù)學(xué)的故事、講物理的故事、講生命科學(xué)的故事。我非常確信非線性期望理論在生命科學(xué)中肯定有非常大的應(yīng)用。像我自己有個(gè)學(xué)生已經(jīng)在基因工程這個(gè)方面做出很重要的成就了,但因?yàn)樗x開我時(shí)間很長(zhǎng)了,再回來,語言都出現(xiàn)隔閡了。他說的東西他覺得很簡(jiǎn)單,我也得把他說的理解清楚。這里就要互相理解,切忌說這個(gè)東西你理解不了。
我當(dāng)時(shí)在山東省無線電廠做供銷員的時(shí)候就愛問問題,問這個(gè)那個(gè)的道理是什么。我記得有一次,對(duì)方就說這個(gè)你得學(xué)兩年以后,我才能給你講。
千萬不要說這種話。希爾伯特他曾經(jīng)說過一句話,好的數(shù)學(xué)結(jié)果就是你走到大街上去抓住一個(gè)人聊15分鐘,他就能知道你工作的意義。這個(gè)很難做到的,越往后越難做到,因?yàn)樵酵笃渌茖W(xué)發(fā)展得越抽象。但你還是要堅(jiān)持這種Open mind(開放性思維)。
澎湃新聞:據(jù)你的觀察,國內(nèi)整體科研環(huán)境經(jīng)歷了什么樣的變遷?
彭實(shí)戈:整個(gè)科研環(huán)境比我從法國剛回來的那個(gè)時(shí)候要好得多得多,也看到了很多的變遷。我在法國讀博士,我問過幾個(gè)學(xué)科的大專家,菲爾茲獎(jiǎng)得主之類的。我問在你這個(gè)學(xué)科,你能想到中國人的名字嗎?他還得想一會(huì)兒,說沒有,就是這樣的。后來我到復(fù)旦去,李訓(xùn)經(jīng)教授組織了一批我們這樣的年輕人討論問題,說著說著拿起紙來就算,旁邊的黑板往那兒一寫,就是這樣的氣氛。做了大概一年半,外邊就傳開了,叫這批人“復(fù)旦學(xué)派”(Fudan School),就這么五、六個(gè)人。回想當(dāng)年也是非常令人欣慰的,因?yàn)槲覀冞@些人在隨機(jī)控制這個(gè)領(lǐng)域本來是跟著別人走的,突然之間很多東西都出自我們之手了。包括倒向隨機(jī)微分方程這些結(jié)果都是那個(gè)時(shí)候出來的。
科學(xué)有點(diǎn)像瞎子摸象,你摸到的地方不一樣,你的體會(huì)就不一樣,你當(dāng)然會(huì)覺得我現(xiàn)在摸到的是誰都不知道的東西,但是人家也能摸到你不知道的東西,所以需要交流。
澎湃新聞:國內(nèi)現(xiàn)在開始重視基礎(chǔ)科學(xué),數(shù)學(xué)肯定算是最基礎(chǔ)的基礎(chǔ)科學(xué),你覺得我們要怎么加強(qiáng)這方面?
彭實(shí)戈:數(shù)學(xué)是最、最基礎(chǔ)的,但我覺得要抱著這樣的心態(tài):實(shí)際上在最、最基礎(chǔ)的地方還有特別基礎(chǔ)的東西沒有做完。就像非線性,這就是非常、非?;A(chǔ)的?;A(chǔ)表現(xiàn)在什么方面呢?我剛才不是說了希爾伯特那個(gè)例子,就是因?yàn)榻Y(jié)果很基礎(chǔ),結(jié)果基礎(chǔ)到你跟別人說說,很快他就聽得懂了。像龐加萊猜想說著很神秘,但是它很基礎(chǔ),你拿著繩子給別人演示,別人就會(huì)聽懂。
你有時(shí)候要到那個(gè)樹的尖上去看看,但也要看看這個(gè)樹的根。我覺得我們對(duì)根的重視還是不夠,它能夠影響到上面一系列分杈、開花、結(jié)果。不是太復(fù)雜的根,經(jīng)過各種各樣的環(huán)境,它會(huì)生出非常復(fù)雜又非常漂亮的東西。
澎湃新聞:對(duì)于現(xiàn)在有志于數(shù)學(xué)的年輕人,你有什么想和他們說的?
彭實(shí)戈:有志于在數(shù)學(xué)上發(fā)揮自己的才智,這是非常好的,尤其是現(xiàn)在。無論如何你首先得耐得住寂寞。但是千萬要注意,數(shù)學(xué)往往被認(rèn)為就是在解難題,解難題是數(shù)學(xué)非常、非常重要的方面,你一旦較起真來就會(huì)有很多、很多難題去做。但是另一個(gè)方面,就是你還需要從整個(gè)數(shù)學(xué)最底部、最原始的來理解清楚,而不是老師直接給你一個(gè)題讓你去做。很多問題應(yīng)該自己想出來。
這一點(diǎn)不只是從大學(xué),在高中、初中就應(yīng)該會(huì)。當(dāng)然我說這個(gè)也可能會(huì)誤人子弟,因?yàn)槲覀兊目荚囍贫染褪沁@樣的,考試制度就是拿一些題來做,但這個(gè)不是做數(shù)學(xué),這是做數(shù)學(xué)題。我們目前的考試制度在這個(gè)方面有點(diǎn)把人才引到歧途上去了,希望他們能夠注意數(shù)學(xué)這種結(jié)構(gòu)的完美,才能得到一個(gè)比較健全的發(fā)展。
澎湃新聞:從小到大,讓你一直保持探索的動(dòng)力是什么?
彭實(shí)戈:我現(xiàn)在還是有好多好奇心,總是每天早晨起來都會(huì)有新想法。我們現(xiàn)在想到的一些問題,有時(shí)候要解釋出來需要花很長(zhǎng)時(shí)間,歸根到底,它是一種好奇心的驅(qū)動(dòng)。
第二就是提問題,自己給自己提問題是很重要的;交一些朋友,和他們之間互相提問題也非常重要。你提問題我來想想,我來回答;我提問題你來想想,你來回答。我們當(dāng)時(shí)在復(fù)旦就是這樣,一個(gè)問題提出來,最后就寫滿很厚的紙,它會(huì)自然地越理越清楚。
不是說所有問題都能自己做出來。很多時(shí)候你提出問題,自己也做不出來,意味著這可能是一個(gè)很深的問題,甚至是涉及到哲學(xué)了。所以還有一點(diǎn)就是,做問題的時(shí)候不要太把自己限制在一個(gè)很窄的領(lǐng)域,有時(shí)候稍微開一開,可能這個(gè)事情就有新的發(fā)現(xiàn),就是要Open mind,這個(gè)非常、非常重要。





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