模板加固技术交底:【王选青年学者奖专题报道】史宇光：用几何的语言探索宇宙之美

【编者按】2008年，为支持北京大学建设高水平的教师队伍，培养具有卓越创新能力的后备骨干人才，促进学校教学科研事业的大力提升，王选教授的夫人陈堃銶教授代表王选教授和计算机科学技术研究所捐资1000万元人民币在北京大学设立“北京大学王选青年学者奖励基金”，用每年的收益奖励校本部理工科教学科研单位在教学岗位和科研工作中做出重要贡献并具有巨大发展潜力的青年教师。

源自北大，回馈北大，是王选教授生前所倡导的一贯宗旨。他的卓越贡献和高风亮节，是对北京大学光荣传统和优良学风的发扬光大，也是他留给北大人最宝贵的财富。“北京大学王选青年学者奖励基金”的设立，将为青年学者的学术研究提供及时的资助，同时也将成为青年学者们潜心钻研的精神鼓励。

经过全校理工科各院系的精心推荐和学校严格评选，数学科学学院史宇光和城市与环境学院郭大立获得了首届王选青年学者奖。学校人事部、基金会和北大新闻网联合推出了“王选青年学者奖专题报道”，以激励全校青年教师，在王选先生精神的感召和鼓舞下，勇攀高峰、不断进取，续写北京大学学术成就的辉煌！

背着书包匆匆行走在北大校园里的史宇光，可能会让行人以为是一位仍然在读的博士。1986年考入杭州大学数学系之后，他始终没有离开过校园，没有离开过数学这片神奇的天地。这位今年十月才满四十岁的年轻学者，已经在学术上取得了不俗的成绩，多项研究在国际数学界广受关注，2005入选年教育部新世纪优秀人才计划，2006年获霍英东教育基金会第十届高等院校青年教师基金资助，2007年获得国家杰出青年基金项目资助，但他的身上始终保持着一种淡定、质朴的气质。二十余年数学研究的学术生涯，让他专注于用几何的语言去探索宇宙之美，孜孜以求，乐此不疲。

图：讲堂上的史宇光

几何是宇宙间最美的语言

笼统地说，史宇光的研究领域是几何分析，即用分析方法解决微分几何或黎曼几何问题。19世纪中期，德国数学家黎曼发表了题为《论作为几何学基础的假设》的演说，将曲面看作一个独立的集合体，发展了空间的概念，这是对过去的欧氏几何的突破，从而奠定了黎曼几何的基础。黎曼几何的诞生和发展，为数学和物理学的研究做出了重要的贡献。中国的许多著名数学家，如苏步青、陈省身等，都选择了黎曼几何作为自己的研究方向。

本科高年级时，史宇光就开始对微分几何问题产生了极大的兴趣。1993年，当时在中科院数学所读研究生的史宇光，参加了北京大学数学系和中科院数学所联合主办的“几何分析讨论班”。这个由张恭庆、丁伟岳等学者在1980年代建立起来的讨论班，最初的研究兴趣集中在非线形分析上，后来逐步转向了与几何相关的问题。讨论班从成立开始就风雨无阻地每周进行学术活动，直到今天。“这是一个非常和谐、团结的集体，很重视对年轻人的培养。每当在研究上遇到困难，主持讨论班的几位老师都会给我们很大的鼓舞，这对我们的成长是非常重要的。” 史宇光以学生的身份参与讨论班的各项学术活动，从中受益匪浅。目前，研讨班已经发展成为北京大学“几何分析”创新研究群体，并结出了丰硕的果实，史宇光作为其中的成员，在十余年的共同交流、合作中，也将自己的研究推向了深入。

1915年爱因斯坦创立了新的引力理论——广义相对论，这个产生了不可估量的世界影响的新理论，也极大地刺激了黎曼几何发展。正如笛卡儿所说，“数学是知识的工具，亦是其它知识工具的泉源。所有研究顺序和度量的科学均和数学有关”，相对论诞生以来，这一理论物理问题的研究，与数学、尤其是黎曼几何的发展始终保持着密切的关系。史宇光的研究领域之一，便是与广义相对论有关的几何问题。他与香港中文大学数学系的谭联辉教授合作从事相关研究，其中代表性的工作是证明紧致带边流形上的正质量定理，并于2003年完成了相应的学术文章，引起了数学界相关领域学者的关注。据ISI Web of Knowledge检索，该文章已被其他学者引用达21次。2006年，澳大利亚学者R. Bartink在一次学术会议上，赞美史宇光与谭联辉文章中一个不等式为“神奇的史-谭不等式（magical Shi-Tam Inequality）”。史宇光也因为在这一问题上的研究而多次受邀参加国际数学交流活动。

此外，史宇光的研究工作还体现在对非紧完备流形的几何分析上。他与田刚教授合作，共同研究渐近双曲流形上的刚性定理。史宇光与田刚首次将Riccati方程运用到了刚性定理研究中。这项工作被认为是关于内蕴几何方法刻画共形紧概念的第一步，相关的研究仍在不断地深入。

对于大多数人而言，这些研究是深奥的、难于理解的甚至是枯燥无味的，但是对于史宇光以及对于所有从事数学研究的人而言，这是最具美感、最能体现人类尊严的活动。

数学家的幸福

曾有人将数学家的工作与诗人相提并论，认为他们可以聚在一起谈论问题，却并不需要合作，只要各自从事自己的研究和写作就可以了。史宇光对这种说法部分同意，“数学研究不需要太多的外部条件，可以专注于自己喜欢的问题，也不像实验科学那样需要大量的设备和复杂的组织关系。只要一个人，一支笔就可以工作。”话语中流露出作为一个数学研究者的幸福。

但数学家之间同样也需要合作，史宇光目前所从事的几项重要的研究，正是与谭联辉、田刚等学者联合进行的。他们之间的合作，更多地体现在彼此思想的交流上。这种交流，经常是通过面对面的讨论，交换彼此的想法、发挥各自的理论优势而实现的。同时，得益于互联网的发展，他们可以通过电子邮件等方式，随时随地进行交流。数学家之间的头脑风暴，往往充满着自由和思考的快乐。

教学同样也是史宇光热爱的工作。他先后担任了泛函分析、偏微分方程、黎曼几何引论等近十门课程的教学工作，广受学生的欢迎。史宇光很重视和学生之间的交流，“学生常常给我许多非常有益的启发。哪怕是比较简单的微积分问题，学生也可能迸发出非常有趣的想法，经常让我获益匪浅。”史宇光的硕士和博士生，则直接参与到他的核心研究工作中来，“我想并没有什么特别的便捷的教学方法，就是带着学生一起做问题，不做学不会。”这些研究生，也都取得了长足的进步，其中一位博士生刚刚在一份国际数学期刊上发表了自己的文章，这让史宇光觉得非常欣慰。史宇光觉得，北京大学是教学相长体现得最为淋漓尽致的地方。

今年9月10日是第25个教师节，史宇光的学生们早早地准备好鲜花来到他的办公室，向他送去节日的祝福。节日卡片上，写着不少用数学语言表达的祝福话语，带着数学人独有的诙谐。

数学是无穷的科学

史宇光的求学和任教经历都很丰富，他曾在香港中文大学博士后的研究，也曾在美国麻省理工大学、法国巴黎十二大和德国莱比锡的Max Planck研究所等做过访问学者，但他还是对北京大学有着最深厚的感情。北大宽松的环境、自由的氛围，对数学研究的大力支持和聚集在这里的数学家和优秀的学生，都使他的研究产生了很大的影响。史宇光及其合作者的脚步始终没有停止，他们对未来几年的研究，有着清晰的规划。

史宇光带领博士生，正在进行用内蕴几何方法刻画共形紧流型的研究。这一课题目前已取得较大进展，在无穷远拓扑平凡假设下，已经能用曲率渐近行为刻画共形紧。在此基础上，史宇光的研究团队进一步追问，在拓扑不平凡情形下，如何刻画共形紧？并力求解决如何刻画流形在无穷远处的拓扑的关键问题。

他与谭联辉教授也在进一步将紧致带边流形正质量定理的研究进行深化，力求在非负曲率流形的几何性质研究中取得重大进展。这一研究的很多问题与广义相对论有着密切联系。

史宇光的不懈努力再一次得到了认可，在今年“王选青年学者奖”的评选中，他在众多优秀的青年学者中脱颖而出，成为两位得主之一。得知自己获得首届“王选青年学者奖”，史宇光更多地表达了对王选先生的钦佩与感谢。“王选先生也是数学系毕业的，现在数学学院的很多老教师都和王选先生一起学习、工作过。我虽然没有与先生直接接触过，但他高尚的人格让我肃然起敬。”史宇光曾看到王选先生在未名湖边打太极拳，王选先生逝世后，他对当时没能与王选交谈感到很遗憾。“现在我终于有机会表达对王选先生的崇敬，非常感谢王选先生和陈堃銶教授，王选青年学者奖是对我们青年教师的极大的精神鼓舞。”

科研与教学工作的空闲时间里，史宇光喜欢在未名湖边散步，感受湖光塔影的宁静与美好。作为一个选择了数学作为毕生探索领域的学者，史宇光心中还有另外一种更大的美好，“感觉到数学的美，感觉到数与形的协调，感觉到几何的优雅，这是所有真正的数学家都清楚的真实的美的感觉。”

编辑：知秋