丘成桐科学奖还有价值吗?丘成桐科学奖宗旨是什么?

从2008年设立丘成桐中学数学奖(后更名为丘成桐中学科学奖,以下简称“丘奖”),到2021年清华大学成立求真书院,10余年来,著名数学家、清华大学丘成桐数学科学中心主任丘成桐教授在顶尖人才培养上用力颇多。
在多个不同的场合,丘成桐都表示,清华求真书院的师资水平不比哈佛大学差,完全可以自己培养出世界一流的数学家,甚至成为世界数学的领导者。
2021年4月,习近平总书记考察清华大学时指出,中国教育是能够培养出大师来的,我们要有这个自信。纵观丘成桐10余年来在中学和大学教育上的探索,可以看出其培养出世界一流数学家的决心和信心。
丘成桐说,从有能力培养到完成培养,这中间需要的是时间,“我想这个时间应该到了”。

丘成桐:是时候在中国培养出世界一流的数学家了!

01
影响了数学人才培养的走向

丘奖的成立原因?14年来,丘奖的参赛学生的水平如何?
14年前中国高中生的数学程度很差。因为高考不考微积分,奥数也不考任何用微积分做的题目,导致高中生基本都不懂微积分。美国一些中学很早就讲微积分。微积分是所有科学包括数学的基础,不懂微积分就等于很多东西都不懂。那时,中国留美学生在学业上遇到困难,也是因为很多基础课程没有学好。现在中国高中生的水平就要好很多。

与奥数等其他比赛相比,丘奖还有什么不同?
奥数就是考试,丘奖其实不算是考试,是做一个论文。奥数是出个题目给你做,丘奖是自己出题目自己做。这是一个很重要的能力,做研究总是要自己找题目,人家给定的题目就不是研究了。真正的科学研究就是做前人没有做过的东西。

但面向中学生,不要求他们做出惊天动地的结果。即便在历史上,这也很少有。在现有研究基础上,加上一点儿原创性的想法,就很好。
丘奖不收取任何费用,相反还要给获奖学生奖金。

14年来,丘奖对中学教育产生了什么影响?
丘奖是允许境外学生参加的。开始美国的学生比较好,大概过了五六年时间,中国的学生变得越来越好了。因为这个奖办得不错,很多中学开始改变训练学生的办法。丘奖鼓励中学老师帮忙,让学生知道什么是好的数学,什么样子是做研究。丘奖花很少的钱,实际上影响了中国拔尖数学人才培养的走向。

丘奖后来增加了物理、生物、化学和计算机这几个学科。这在10多年前是不可能做到的,因为这些学科都要做实验。那个时候没有中学生自主做实验的场地,现在不一样了,很多中学很有能力,他们的仪器设备、老师水平都提高了很多。

丘奖允许老师指导,但学生要独立做绝大部分工作。进入决赛的项目需要公示。获奖之后,如果有质疑,评审委员会也会复议,最后慎重决定。

丘成桐:是时候在中国培养出世界一流的数学家了!

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天才并非天生

求真书院的招生方式,和丘奖一样吗?
丘奖是论文评审加口试,不算是考试。求真书院是考试,而且要考一些相当不容易的题目,相当于大学二年级的水平,所以中学生要想搞懂的话,是要花时间学习和思考的。除了数学以外,还要考物理。没有刁难的问题,只要学生肯花功夫好好地学都没问题。奥数总会考一些刁难的问题,校外培训班就教你办法,不停地练习,背熟了,才能考过。求真书院的考试不做这样的事。

丘奖也好,求真书院也好,获奖或考进来的学生大都是城市名校的。农村普通学校的天才会不会被忽视了?
求真书院有一个从偏远地区来的学生,学得很好,但他也是因为很多老师的扶持才做得好的。每一个有天赋的小孩子都是要有人帮的。这个小孩子不在名校,但他很聪明,通过网络请教求真书院中心的一位教授。他来到求真书院这边,书院的教授不但每个周末跟他讨论学业,还请他回家吃饭,当自己儿子一样。

其实,没有好的导师带领,不可能突然冒出来一个天才数学家,这在历史上从来没有发生过。数学的发展已经有2000多年了,古往今来有很多大数学家参与其中,他们都是天才。比如高斯、欧拉,他们累积下来的学问怎么可能不费功夫就学得会,所以一定要有好老师教导才行。

天才并非生下来就是天才。从古希腊到现在,至少有几百个伟大的数学家累积起来的学问,可能你接受能力比其他人强,但是你不经过好好地听,好好地学,根本做不到读懂。

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03
做学问自然有高低

可以认为求真书院是丘奖的延续吗?

丘奖是花几个月的工夫来做的。一个目的是要提升学生对科学的兴趣,同时也要培养他们与其他同学的合作能力。学生5月报名后,花三四个月准备,到9月时把他的整个东西提交给评审看。评审委员会是由一流科学家组成的。第一届时,哈佛、剑桥、斯坦福的大数学家都来了,也让学生与一流的科学家有所接触。这个做法跟美国英特尔奖(现美国科学天才奖)比较接近。

到了大学以后,就不需要再做中学数学奖的这类方法,而是真正的教他基本功。所以求真书院最主要的工作,就是花两三年工夫将他们的基础全部搞好,这就需要不同的团队和老师的投入。三年以后,也就是基础搞好以后,再根据研究兴趣和需要帮他们找不同的方向。

丘奖还有个好处,学生能够学懂他学科以外的事情,懂得做研究是什么意思,学会和同伴相处,学会一起做研究。丘奖的培养思路是,中学时培养兴趣,大学时培养能力,到了研究生就做研究。

许多人抱怨,相对国外而言我们缺乏的是给每个孩子适合的教育。
中国很多人动不动就说你不公平。做学问本来就有高低,因为有些人兴趣大,有些人更努力。你不准人家努力,不准人家去念更高深的学问,道理何在?

我们中国人讲公平,但也要理性,要让每一个人都考上名校是不可能的。这并不是钱的问题,坦白地讲,中国现在奖学金多如牛毛,孩子念得好就有机会获得奖学金,根本不会成为一个家庭负担。

但是解决“卡脖子”的问题,最终还是要靠极其少数的顶尖领军人才。教育也要面向这些人,提供适合他们快速成长的土壤。

丘成桐:是时候在中国培养出世界一流的数学家了!

2021.9.27丘成桐在“数学史:近代几何的历史”讲座现场

04
要从心里面喜欢教学生

一名获得丘奖铜奖的学生反映,他大部分的数学知识都是自学,在可汗学院网站找的课。为什么在中国找不到这样的资源?
目前来讲,美国优秀的学者还是比中国多得多,他们也有时间。很多美国学者从心里面喜欢教学生,将自己的东西放在网上,可以免费用。中国尚且达不到,一个是好的学者不够,一个是不愿意花时间。

国外有个好的做法,每年审核教授的时候,都要问你对大学生中学生的教育做过什么事。申请科研经费的时候,也提这个问题。你可以回答什么也没做,但你不能不理睬。几十年来,这已经成为一个习惯。学者们不敢讲教中学生是一个浪费时间的事情,所以才会出现这样的现象,网上很多资源是免费的,他们觉得有意思、有价值。

05
做事不能急功近利

改革开放以后,越来越多的人到国外求学,却再也没有像杨振宁、李政道那样拿到诺贝尔奖。原因是什么?
我们太过急功近利,要很快看到成果,不能够等。四大发明是中国人发明的,但最后做得更好、更尖端的,却是外国人。就火药而言,诺贝尔本身就是做火药的。现代人有的没有耐心,做到一点儿以后就赶快捞一点儿,赚一点儿钱。

坦白地讲,有的学者也是这样子,一成名就不想做研究了。到国外拿到终身教职以后,有些就不太用功了,做还是做,没那么拼了。相反,有的学者做成功以后,还会一直做下去,因为这是他的兴趣所在。

企业应如何支持好基础科学研究?
国外公司支持基础科学,比中国要多得多。最著名的是AT&T,支持贝尔实验室出了很多重要的基础科学家,很多拿了诺贝尔奖,其中中国人就有高琨、崔琦、朱棣文。

诺贝尔奖是不搞工程的,都是基础科学。IBM在量子计算投资有30多年了,到目前为止至少1200个科学家在做。假如平均每个科学家要花20万美元的话,这是很大的一笔投资。中国公司能够花这么多钱,投入到现在还基本上没用的事情(量子计算)上吗?但是如果量子计算做出来了,对整个计算的方法和工程就是革命性的改革,所以IBM愿意投资。

丘成桐:是时候在中国培养出世界一流的数学家了!

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做学问要有真正的兴趣

有人做过调查,在学习的幸福感方面,小学生是明显高于中学生的。学习兴趣为什么会随着年级的升高越来越低?
求真书院招来的主要是高中生,也有初三学生。

第一次考试,有2个初三学生考得很好。第二次再考的时候,有5个初三学生都很好,其中有2个是所有人里面的最高分。

所以可能主要是初中的时候,家长没有放这么大的压力在他们身上,所以他们还有空间自由地呼吸。

到了高中就困难了,开始研究怎么高考,怎么考奥数,他本来剩下的兴趣都没有了。

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培养世界第一流的数学家

经过这么多年,中国本科生在一些基础能力上是否有了改变?
这几年来中国数学家做出来的方向是哪些,这个方向的学生就会多一点儿。但是,有些很重要的方向,中国基本上还没有人涉足。
总的来讲,我们有一定的缺憾,但是也有一定的成功,到了今天,我们还是不错的,希望能很快补足不足的地方。
比如,我们的师资还是不足,要尽量引进好的师资。有了好的师资、好的环境以后,同时家长愿意配合的话,我想是很快可以改变的。现在,很多家长还是鼓励学生去念能够赚钱的学问,去清华北大也是以经管和计算机为主,希望生活能够更好一点儿。

跟美国顶尖高校的同龄人相比,求真书院的学生水平怎么样?
求真书院的学生不错,80多个学生,当然不可能每一个都是最好的,但把大部分学生培养成一流数学家是没有问题的。他们的学习方向、学习态度都不错。也常常去国内外其他地方走走,长长见识,这很重要。

中国顶尖的学生不会比任何地方差,但是比美国学生好多少就很难讲。比如哈佛大学,它集中了全世界最好的学生,总能挑几个了不起的学生,这一点我们还做不到。但是总体来讲,不比他们差是没问题的。

从丘奖到求真书院,甚至包括青年数学家培养,是怎样一个整体的规划?
现在来讲整体规划就很简单了,就是要培养世界第一流的数学家出来。

世界第一流的数学家当然要从小孩子开始培养。从前中国的情况不允许。上世纪90年代,学生家长想的就是出国,现在很多学生愿意留在中国,跟从前不大一样。

同时,20多年前美国的培养方法比中国好得多,所以是有能力在国内培养的。从有能力培养到完成培养,这中间需要的是时间,但是“我想这个时间应该到了”,也就是说可以做得成了。就用这五六年工夫,将“好苗子”培养起来。

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