邱宇：看见、传递和深研数学之美

　　岁末年初，北京市科学技术协会、新华网将联合推出《小家大事-北京科学榜样》跨年系列，带我们共同走近优秀科技工作者，走进科学的世界，感受科技的魅力。今天，我们将带你走近清华大学数学中心/数学系教授、第二十五届茅以升科学技术奖——北京青年科技奖获得者邱宇。

人物名片：邱宇

　　清华大学数学中心/数学系教授

　　第二十五届茅以升科学技术奖——北京青年科技奖获得者

　　     数学的理性美需要被看见

　　“数学是一门科学，也是一门艺术。”

　　“与诗歌、音乐等艺术形式相比，数学呈现出的是一种逻辑美、理性美。但是数学同样需要形象思维，需要用可视可感的方式来呈现。”

　　在初见清华大学数学系教授邱宇时，他这样描述着数学。

　　邱宇说，他十分喜欢被誉为“艺术家中的数学家”的莫里茨·埃舍尔（Maurits Escher），其作品在平面构成、几何体组合、形状渐变上巧思众多，在从数学工作者的角度去欣赏时，常常会有新体验、新启发。

　　受埃舍尔艺术理念的影响，邱宇在教学中也会思考到如何更好地将数学进行可视化的呈现。除了在写文章作图时，花心思去把一个图画得漂亮，尽可能让它简洁、和谐、对称外，邱宇还会考虑到数学文化的日常化表达，如将几何图形应用到各类文创作品中，包括魔方、鼠标垫、草稿本等。在清华大学数学系、数学中心，他与学生们一起设计、制作的草稿本，一直深受大家喜爱。封面上的Hopf fibration、辫子群Br₃的多种生成方式与等价形式、尺规作图正十七边形+圆堆砌等，传递着数学的多元与精妙。

　　邱宇在【代数0】里讲解群(group)时的教具：各种十二/二十面体魔方

　　这样的传递，不止限于清华大学的校园。邱宇还曾到清华大学附属小学，向学生们介绍如何利用数学知识来理解三阶魔方的无公式解法和构造，在实操互动中告诉学生，数学不是枯燥无味的。

　　     邱宇的数学探索历程

　　邱宇对于数学之美的探索，很早便已经开始。

　　“我一直是数学奥林匹克的‘职业选手’。三年级之前，我父亲教我学习数学；三年级之后一直到高中，我跟随老师们进行奥数的训练。虽然没有得到国际数学奥林匹克的金牌，但是这种持续性学习数学的经历，并没有让我感觉到厌倦。相反，我发现自己非常喜欢数学，而且确实比较擅长这个事情。”

　　因为擅长，数学专业也成为邱宇在北大就读的专业。大二、大三时，邱宇的科研能力初现，他将相关论文发表在《Journal Of Differential Equations》(《微分方程杂志》)上。这让邱宇意识到，自己或许可以成为一名数学工作者，把研究数学作为一个职业。大学毕业后，邱宇开始了更加深入的数学研究，他先后前往英国巴斯大学、挪威科技大学、香港中文大学等高等学府深造学习、工作。

　　回顾出国求学的那些日子，邱宇说，“读博士后是一件很难熬的事情。与同龄人来比，收入相对较低，可能会有一定落差。从自身来看，博士后的工作不稳定，而且学术压力较大。小时候我们做数学题、做奥数，知道会有一个结果和答案在等你。而做学术、做科研，前面的路是未知的，这种不确定性很‘折磨人’，但是要学会去找到自身确定的事并且坚持下去。这么多年的求学经历告诉我，有时候坚持比天赋更重要。”

　　     当下数学存在哪里

　　邱宇回顾自己的数学科研之路，始于兴趣、长于钻研、成于坚持。

　　然而不是所有人都可以将数学作为自己的职业选择。邱宇认为，数学的高度抽象性，使得其学习价值和意义难以被呈现，所以多数人会认为深入学习数学是“无用的”。但不可否认的是，对个人来说，数学是锻炼逻辑思维能力最好的工具之一。而且在大数据、人工智能技术崛起的今天，数学的作用已被进一步凸显。

　　“以我喜欢的一个数学分支——拓扑学为例。拓扑是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。作为一门基础学科，它现在已经延展到非常多的应用领域，包括生物学中的DNA、RNA结构分析、化学中的分子结构研究、或是大数据中但拓扑数据分析等。”邱宇说，数学是大自然的语言，是一门通用的“语言学科”，在今天，它仍然是在发挥基底作用的。

　　谈及ChatGPT，邱宇不否认这是一个研究应用上的突破。ChatGPT的搜索与解答能力突出，或成为数学工作者在内的其他方向工作者的助手，来帮助不同分支、学科的学者交流合作。但邱宇也提到，对数学工作者来说，发现问题比解决问题更重要，去提出问题，大胆猜测，引领一个新方向是更具有价值和意义的。目前ChatGPT在创造性上的不足，正是数学工作者未来需要发力的地方。

　　     做学术需要长期保持自律

　　邱宇的兴趣爱好广泛，从旅行到玩乐高、收藏魔方……，这种对生活的热爱，与其对学术研究的热爱相伴相行。

　　学术研究上，邱宇专攻代数表示论和几何拓扑方面的研究。2018年，邱宇与合作者们结合代数表示论与几何拓扑学来研究稳定条件空间，通过构造黎曼曲面S上一类带框二次微分的模空间，证明了S上对应的卡拉比-丘范畴上的稳定条件空间的单连通性，其结论对联系范畴论与动力系统方向有积极的推动作用，为代数、几何与物理建立了新的研究联系与方向。2023年，邱宇获得第二十五届茅以升科学技术奖—北京青年科技奖。

　　“我的努力还是不够的。”邱宇说，“我们数学中心的丘成桐先生，虽然已经年过70岁，但是他的日程安排之满，工作强度之大都比我还要甚；我的同辈同事们，像李思、于品老师等，也在不断激励我保持自律和努力。来到清华之后，我的努力程度虽然还比不上他们，但是比起以前的自己，已经翻倍了。”