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Gromov访谈

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2020/01/16 Share

翻译自2014年12月22日西蒙斯基金会对Gromov的采访.


在向米沙·格罗莫夫(米沙是米哈伊尔的昵称)征求了18个月的同意后,我终于到巴黎左岸中心的奥登地铁站度过了完美的一天,想着这个男人最后究竟会不会放我鸽子。

格罗莫夫在法国的高等科学研究所和纽约大学的库朗研究所任职。这使得他是一个很难亲自碰面的数学家。并且正如追随他的数学家所证实的,他的思想也不易让人捕捉。

我在繁忙的街道上发现他,他如同一只稀有的鸟。其实,格罗莫夫看上去更像一个观鸟者,他的白色棒球帽向上倾斜在达尔文式的毛发上,他的衬衫紧紧地塞了起来。我们去了咖啡馆并点了巴黎水,随后的事情则进展快速。

“什么是数学?这个问题太荒唐了”,他说。

在巴黎“咖啡馆哲学”的传统中,像我们这样的对话数不胜数,从圣诞老人谈到真理,从美谈到性和死亡,甚至也可能是征税。我想和格罗莫夫谈他的“叶子上的虫子”的概念,以及他称之为大脑如何做数学的“ERGO逻辑”。至少在最近,这些都是他思考了很多的事情。

在2009年他获得了被誉为数学诺贝尔奖的阿贝尔奖,“因为他对几何做出的革命性的贡献”。格罗莫夫本人也有一些改革者的姿态:不平凡,不正统,不墨守成规,狂野。

在接受阿贝尔奖之后,他被要求写一篇简短的自传体文章,出版在一本描述最近获奖者的书里面。约翰·米尔诺的文章一开始写道,“我在新泽西的枫林长大……”。约翰·泰特则开始道:“接下来是发生在我的教育和早期职业生涯中的一些事情的概述……”。格罗莫夫则以存在主义危机开头:“在经历了一些令人沮丧的失败的写自传的尝试后,我已经得到了一个不可避免的结论,那就是这是一个在逻辑上不可能的任务。请注意,这个‘不存在猜想’有很多反例……”

维基百科上这样写道:“米哈伊尔·列昂尼多维奇·格罗莫夫(也叫米哈伊尔·格罗莫夫或者米歇尔·格罗莫夫),是一位法籍俄罗斯数学家,在许多不同的数学领域都做出了重要贡献”。并且根据MacTutor数学史,格罗莫夫上过列宁格勒大学,在1965年获得硕士学位(相当于博士学位)。在1970年,他应邀参加了在法国尼斯举行的国际数学家大会,但苏联当局阻止他参加。尽管如此,他提出的演讲“一种构造微分方程和不等式解的拓扑技术”在会议论文集上发表,标志着他在数学世界舞台上的首次亮相。

格罗莫夫早期的工作,包括他的博士论文,扩展了现在在普林斯顿大学的约翰·纳什,加州大学伯克利分校的斯蒂芬·斯梅尔,纽约大学石溪分校的安东尼·菲利普斯提出的思想。“在他的论文将我的思想做出非凡地推广后”,菲利普斯回忆道,“他继续革新几何。他发明了非常一般的构造,给出新的洞见和结果。那是新的东西,新的数学。”

格罗莫夫的第一个重磅炸弹是同伦原理,或者“h原则”,一个求解偏微分方程的一般方法。“隐藏在h原则后的几何直观是类似于这样的东西”,麻省理工大学的拉里·古斯解释道,“如果你有一件毛衣并且你想把它放进盒子里面,有许许多多的方式去做这件事情。但是如果你必须写一个完全精确地描述怎样把毛衣放进盒子的说明,实际上这将是困难而且复杂的”,在数学中,问题是一些高维的物体能否嵌入到给定的空间,“至少在传统上,应付高维对象的唯一方法”,古斯说道,“是写下能精确描述其行为的方程,而那是难以做到的。正如在毛衣的情景中,我们能够描述怎样把毛衣放进盒子的唯一方式,是写下一列完全精确的说明,而这使得它看上去貌似很复杂。但是格罗莫夫发现了一个很好的方法来捕捉下面的想法:毛衣很柔软,因此你几乎怎么做都可以把它放到盒子里面。”

格罗莫夫的方法非常合适地被称之为“软”几何,相比较于其他的更加粗糙或坚硬的几何而言(当处理较难被压缩的物体例如金属棒甚至是一片纸屑的时候是必须的)。但是格罗莫夫本人一点也不软。他的身体苗条又健壮,年轻时是个十分小心谨慎的人。他的精力异常旺盛,速度非常快。他思维敏捷,说话快速。“他不能慢下来”,菲利普斯将同格罗莫夫的谈话比作站在一个全力打开的消防栓前,“对话一直继续”。


当格罗莫夫开始考虑离开苏联的时候,菲利普斯在促进他移民到美国扮演了重要角色。“当我听说他在考虑移民的时候,我想,‘诶,为什么不让他来石溪呢?’我和吉姆·西蒙斯(当时是数学系系主任)取得联系,他非常地热情,他说,‘等他来了,我们将给他留一个位置。’我给他寄出一封加密的信,告诉他如果他能离开苏联,他可以来石溪,这里会给他一份工作。”

“每个人都被这个家伙震惊到了”,如今在科朗研究所的杰夫·齐格尔回忆道,“在和米沙聊了几个星期之后,我对丹尼斯·沙利文说,‘他给我的印象是,黎曼几何中一半已知的结果其实只有格罗莫夫知道。’”也就是说,齐格尔被留下了深刻印象,即便如此,几个月后,他还是对另一个同事戴特莱夫·格罗莫的敬畏之举感到惊讶,“他说,‘米沙是这个世纪最伟大的思想家之一。他以最简单的可能方式理解一切。我不知道他是如何做到的’。最初我的反应是,‘好吧,我们最好不要在这个地方迷失。’但思考了一会儿之后,我决定,‘哇,他也许有道理’。到现在,按普遍的共识,格罗莫夫确实被视为上个世纪最伟大的数学家之一”。

巴纳德学院的杜莎·麦克杜夫在石溪认识格罗莫夫时也印象深刻。“格罗莫夫以狂野著称,他有非常狂野的想法。他几乎凭空建立了这些令人惊讶的,有力的论据”

有一次,在解释复杂证明背后的想法时,格罗莫夫在一张纸上画了一个类似摩天大楼轮廓的花样。麦克杜夫说:“这是证明的主要思想:花样代表了一种非常尖锐且受控的形变,它使人们可以证明某些辛结构的存在,除了他以外,没有人能够想到。”

格罗莫夫在石溪取得的另一项革命性的贡献涉及他所谓的“辛马戏表演”,即通过一个小孔穿过一个大洞(通过一连串保持辛结构的运动)。关键问题是:这项壮举能否实现?正如石溪的布莱恩·劳森所回忆的那样,“格罗莫夫说,这个问题的答案是辛几何的关键。大约七年后,他终于弄清楚了。那篇论文催生了一个领域”,这个领域吸引了许多最聪明的年轻几何学家和拓扑学家,一个跨越几何和拓扑的领域,现在称为辛拓扑。劳森指出,从历史上讲,辛几何已经存在很长时间了。“但是,追溯到19世纪,人们一直从古典力学的角度思考这个问题。该领域的主要变化来自格罗莫夫,当时他提出了惊人的定理。他开始了一场革命。”

格罗莫夫还革新了某种被称为双曲群的群论,引入分析和微分几何,以及发展了威廉·瑟斯顿对于几何群论的“奇妙”拓扑观点(虽然据格罗莫夫说,只是“肤浅”的程度)。“我看待图像的方式是……”,格罗莫夫说,“我们采取了两种不同但是有时会有重叠的路线:瑟斯顿专注于该领域最美丽,最困难的部分(双曲三流形),而我则专注于最一般的(双曲群)”。

在与曲面不同但是相关的领域,他创建了现在被称为格罗莫夫-豪斯多夫收敛和格罗莫夫-豪斯多夫距离的工具,这些工具后来被证明有很多应用。俄罗斯数学家格里高利·佩雷尔曼在这方面小试牛刀,并用这些工具证明了庞加莱猜想。

除了具有革命性的才能外,格罗莫夫的作品还被认为具有一定的不可参透性(尽管这种观点带有一些偏向性,因为人们一直认为格罗莫夫的作品是正确而有见地的)。他的第一本书《偏微分关系》于1986年出版,具有巨大的影响力,但同时也令人难以理解——它使许多数学家花费精力去理解并向大众翻译。

古斯多次阅读了格罗莫夫的论文“填补黎曼流形”(Filling Riemannian Manifolds),并写了一篇译文(给数学同仁)和两篇综述性说明文章。“当我研究米沙的作品时,我认为我对他对事物的看法和他的贡献有一个好主意”,古斯说,“然后,每当我与他交谈的时候,我总是对他的话感到完全的震惊。原来我根本不了解他对事物的看法。”

“米沙的想象力非常宽松和自由”,劳森说,“他喜欢和事物玩耍,看看发生了什么,当他终于真正了解事物的真相时,他就带着它离开了。这是一种真正的原创精神。他本人就是这样。作为一个人,他充满了不断流动的想法。”


确实,坐在巴黎咖啡馆的格罗莫夫旁边就像面对来自塞纳河的知识海啸。我仔细阅读了他最近写的“大脑中的数学电流”,这是他在“简单”——一个探索“数学和艺术实践的理想状态”的会议上发表的演讲的文章版本。他以笛卡尔的名言“我思故我在”开头(格罗莫夫特别强调“故(ERGO)”这一个字,因为将思想与存在联系在一起的过程——“因此”——非常重要)。

从这个地方他提出一系列的问题:“什么是数学,它是如何产生的?数学思想之流的源头在哪?大脑中数学的最终来源是什么?这些使人想起了古老的问题‘地球依托在哪里?’,我们的直觉将我们推向了‘在巨龟的背上’这个答案。”

我们的谈话过程就像“乌龟叠在乌龟上”的寓言一样递归下去——正如传说中在贝特朗·罗素关于宇宙无穷递归难题演讲上发言的小老太:“那是无穷尽的乌龟!”格罗莫夫拒绝回答他自己提出的什么是数学的问题因为它很荒唐。但是,他接着说道,“你可以问,‘它是怎么被创造的,如何被研究的,如何被学习的?’”

“我思考数学的方式”,他说,“是一个生理和心理的过程,而不是某种抽象”。因此产生了他“叶子上的虫子”的观念,这很好地展示了他的好奇心之旅,从适当的研究数学到生物学,进化,大脑结构以及科学观念如何进化的问题。

“叶子上的虫子显示出两种简单的现象”,他说,“它总是做同样的事情,迈出一条腿,然后迈另一条腿,一条腿,另一条腿,只是运动。很多事情都是这样完成的,包括欧氏几何,这是一点。另一点是信息理论。这就是说,相比于待在叶子内部,虫子会在叶子边缘花更多的时间,会在叶子尖端花更多的时间。当你观看图像的时候,你的眼睛会做同样的事情,你的眼睛会在图像的周围花更多的时间”

在格罗莫夫看来,这两个过程都带有漏洞和缺陷,都是通用机制运行的。“世界的逻辑迫使我们这样思考”,他说,“这是我近十年来一直在思考的问题:思考中的基本原理,特别是关于数学的基本思考。他称其为‘ERGO逻辑’,这是对传统逻辑的重新考虑,涵盖了‘ERGO系统’,‘ERGO大脑’和‘ERGO思维’”。

“生活类似于我们大脑中数学的组织方式。如果你不接受,生活是不可能继续的”,他说。最后一个我设法抓到的格罗莫夫片段是:“即使不可能,你无论如何也要尝试”。

在一个小时试图解析这些细微差别之后,我的时间到了。格罗莫夫并没有对离别表示留恋。我们起身离开,我重新检查了一下小费,然后像他为妻子跑腿一样快速地离开了。

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