Oscar:你的博士论文处理了什么数学问题?这个问题是 Hodge 建议的?
Atiyah:我在论文中做了两件完全不同的工作。其中之一,是我自己挑选的,与几何学家所谓的直纹曲面(rules surface)相关。这些曲面由直线集结而成,出现在古典几何。我因某个观点而对它们感兴趣,将它们与向量丛(vector bundle)及层上同调(sheaf cohomology)方法联系起来。我用现代的方法着手做分类,但这些是早期的工作,日后它发展成大工程。我在 1953--1954 年针对这个问题写了第一篇论文,大半是自己写的。第二年, Hodge 看出:如何用现代方法,解决他在代数几何积分中感兴趣的问题。他给我一些想法来起步,我发展它们,之后我们合写一篇文章,该文章日后非常著名。所以,我在论文中做了两件完全不同的事情。一件完全是我自己的工作,另一件是和我的指导教授一起做的。第二年结束时,论文已大致完成。
Oscar: Hodge 在数学上是何出身?
Atiyah: Hodge 是苏格兰人。苏格兰有很优秀的传统。他毕业于爱丁堡大学(我现在实际所在),而后赴剑桥完成学位,因此他在数学和物理方面有很好的背景,而这与他的工作(Hodge 理论)有实际的关联。在剑桥时,他隶属一个非常强大的几何学派(老式的几何学),但他与学派的想法保持距离,用自己的方式铸造自己的想法。他受 Lefschetz 影响极深;Lefschetz 用拓扑方法改革了代数几何。起初他并未面见 Lefschetz,而是远距离受教:阅读 Lefschetz 的书和著作,最后他终于见到 Lefschetz。所以,那完全出于 Hodge 自己的抉择, Lefschetz 未曾想博名气;Hodge 还年轻,径自前去普林斯顿。有趣的是,他第一次见到 Lefschetz 时, Lefschetz 拒绝相信 Hodge 已经证明了任何东西。Lefschetz 一直争辩说 Hodge 错了, Hodge 花了很长时间才说服他。最后, Hodge 以更复杂的方式运用 Lefschetz 的想法。Lefschetz 个性非常强烈,但他终于被说服时,承认 Hodge 是对的,扭转立场,成为强大的支持者。从强大的对手,转为一个强大的支持者;Hodge 成为座上宾,而他是 Hodge 强而有力的后盾。起初当一切是垃圾,过了一阵子改口:“啊!了不起!”他的个性丰富而精彩。我第一次去普林斯顿时,见到了 Lefschetz,因为我是 Hodge 的学生。他很有攻击性。当时他一面做别的事,一面读我和 Hodge 合写的文章,说道:“但是理论在哪里呢?来吧,告诉我。”他有点攻击性,试图贬抑那篇重要的论文,说它毫无内容。无论如何,我认为这是风格上的问题。后来我们成了好朋友,但他的性格很强。
Oscar:你在剑桥完成博士论文后,去了普林斯顿,那里是否有你想谈一下的人物?
Atiyah:是的,我去了高级研究所。那里有许多杰出的常任教授,但我晚了一步,没能见到 Hermann Weyl、冯?诺依曼(von Neumann)及爱因斯坦,他们都在我到达前后辞世。除了常任教授之外,他们还有大量出色的年轻博士后。因为战争甫结束,累积了大量被战争影响学业的人;几代人聚集在一起。因此我遇到了 Hirzebruch、 Serre、 Singer、 Kodaira、 Spencer、 Bott 等人。我在普林斯顿待了一年半,是我遇到最多数学俊彦的一段时间。我学到了前所未闻的东西,譬如李群和拓朴。
Oscar:他们都在普林斯顿?
Atiyah:他们都在普林斯顿的学院,是的。Kodaira 及 Spencer 是备受尊敬的教授,其他人是博士后。我们在那里相处一两年,其中一些人在我之前已在普林斯顿。对年轻人来说,这是聚会的好地方。我们互益良多。我在法国的数学学院学和剑桥时都是自学,但在普林斯顿,我和其他人有联系,且受到他们影响。我与每个人都很要好。一年之间我学到了很多东西。好似到达成年期,突然间我成了一名专业的数学家。我们学到新的想法;它是世界上最重要的地方之一,每周都会有各式各样的事情发生并且有新的进展:新理论、特征类、上同调。我在理想的时间去了那里,且做出了自己的贡献。
我结识了 Hirzebruch。他回欧洲后,我持续和他聚首,也和波恩的其他人会面,非常的好。我在理想时间点去普林斯顿,一段时期后回到欧洲。战事也发生于欧洲。这场战争结束于 1945 年,而我在 1955 年去普林斯顿(有足够的时间让事物安定下来)。我的许多同侪并没有真的参与战事,只是被征召入伍。Singer 在美国海军服役。Bott 已被训练好,即将参战。Hirzebruch 年轻时在德国入伍,被美军俘虏而成为战俘,但仅历时数月, 17 岁时从战俘营逃脱。我只经历了战争的遗绪。被卷入战争的人年纪较长,在普林斯顿已久。我去普林斯顿时,已是战后十年,人们已经复原,所以那是非常好的时间点。
Oscar:两年后你回到欧洲,对吧?
Atiyah:是的,一年半后我回到欧洲,在剑桥找了份工作。我回到工作岗位,在剑桥待了数年,之后转赴牛津。
Oscar:能否谈一下你在剑桥和牛津的学生?
Atiyah:我在剑桥的学生不多,因为我离开剑桥时还很年轻;但是我有几个学生,是从我的指导教授 Hodge 那里接收的。他收了学生,但当时他非常忙碌,时间不够用,研究生涯被战争糟蹋了。他在战前还年轻时就已成名,战争期间不得不留在学校做很多行政工作。战争结束时,他有点脱了节,所以把他收的学生交给我。所以我的前两名学生是移交来的,他们都不错,和我一起完成了博士论文。这为我做好准备,因为我需要学会怎么带学生。一些学生自学,一些很独立,但很多人需要大量的帮助,因为他们能力各不相同,有些很强,有些很弱;这并不很明显,一段时间之后你才会了解。去牛津之前,这两位学生跟着我。我在牛津待了很长一段时间,随着时间的推移,我逐渐有了更多学生。年轻时,你疑惑为什么他们要来和你一起做研究。你必须更年长、更知名,然后学生才会来。我有大量的学生,共约 50 名。计算学生数量是很困难的,因为学生状况的定义不是很清楚,有些别人的学生实际上是你的学生。但是某段时期,我总共有 40 到 50 名学生,在其间的各个时间点,我都有五六位学生跟着我攻读博士,每年两个,这样很好。之后,我去普林斯顿大学担任研究员,在那里有四名学生。
Oscar:你的意思是你在牛津的时候,又去了普林斯顿吗?
Atiyah:是的。1961 年我首次到牛津, 1969 年赴普林斯顿。我在牛津待了八年,随后在普林斯顿三年半,之后又回到牛津。普林斯顿有一个优势:你可以邀请人来和你一起做研究,所以你能做一些选择。有名学生跟我一起去,他原本在牛津,是来自罗马尼亚的 George Luzstig,非常年轻,十分优秀。他是我在普林斯顿的学生。我也可以邀请人来当助理,因此我请 Nigel Hitchin 担任我的助理。
Oscar:他曾是你在牛津的学生,对吧?
Atiyah:他曾是我的学生(或实质上的学生)。他已正式跟了其他教授,但他按我的建议作研究,且与我保持联系,所以也是我的学生。此前, Graeme Segal 是我学生,他曾当了一年 Hodge 的学生。
Oscar: Hodge 送他到牛津?
Atiyah:嗯,他把自己送到牛津(笑)。他到牛津和我一起做研究。那时候,我正在招募学生。在普林斯顿,我有几个学生,回到牛津时,我收了大量的学生,我想是因为那时我已更为知名。我有很多学生来自剑桥、很多来自国外、其中几个来自印度。啊! Patodi 是一个非常年轻的印度学生,他来和我一起作研究,成为我实质上的学生。稍后,我有一些非常出色的学生,譬如 Simon Donaldson 等。这吓到了我;曾有一段时期,我觉得自己不会有很优秀的学生;我自认研究做得不好,也许应该停止收学生;我不再足够积极。随后,事情发生了变化,突然之间有了六位优秀的学生,而那是极为偶然的事件。当然,你向学生学,向很好的学生学。Donaldson 在那里,不久之后开始授课,我去上他的课,即便他才刚拿到博士学位。所以,是的,你学到了很多东西。有那么多的学生,你给他们一些论文去做,鼓励他们,告诉他们往哪个方向走,给他们不同程度的帮助:有时他们自己做好所有的事情,有时你为他们做些工作,有时候进行合作。这是非常正面的经验,我喜欢带学生。我去普林斯顿学院时,没有真正的学生,那里没有正式的大学。牛津大学的学生,有些是在地的,有些自外地来拿博士(有些是特别来跟我),另外还有一些来自澳洲(如 Graeme Segal)、美国、印度等国家。
Oscar:你和一些学生合作,譬如 Nigel Hitchin。
Atiyah:是的,通常在他们拿到博士学位后,成为浅资历的同事,我才与他们合作。但是,因为 Nigel Hitchin 和 Graeme Segal 已与我一起做过研究,领域相同,所以,很自然地,我继续与他们联名发表论文。通常,我喜欢让学生的研究领域互有些许差异:有些做微分几何,有些做代数几何,有些做拓扑,并不都在同一领域。我会与他们合作,他们也会有自己的个性和数学品味;他们会互不相同,走在稍微不同的方向,这是非常好的。你需要开拓自己:更多分析,一些几何学,还有一些拓扑学,这样你才可以和这些 20 岁的学生一起学习,因为他们更为专精。Segal 钻研同伦理论, Hitchin 精通微分几何。这是一种学习方式。你刚起步时时,学会一些东西,但当你执教时,没有太多的时间回头学,所以必须以不同的方式学习,而一种学习途径是经由你的学生、与你的学生合作。
Oscar:可否谈谈你在研究生涯中的主要合作者?
Atiyah:好,我的主要合作者(年纪较长或和我同年纪的资深合作者)中, Hirzebruch 大我两岁,看起来比我年长。我从军两年,但他短暂入伍。他非常年轻就升等了;我刚拿到博士学位时,他已是教授。但我们的年龄相当接近,合作了很长一段时间,因为我经常去波恩,在那里开展工作,很自然地我们一起写论文。另外两位和我一起做研究的是 Bott 和 Singer。他们分别在美国哈佛和麻省理工学院,我经常到普林斯顿和他们会面,有时我去麻省理工学院,有时他们来牛津。我们共度很多时光,一起写论文。我们有共同的兴趣和不同的强项。Hirzebruch 在很多方面与我非常接近,但我向他学到东西;他是特征类和代数拓扑的专家。Bott 较我精通微分几何及李群之类的事,而 Singer 有较多分析的背景,通晓泛函分析及 Hilbert 空间的理论。他们各有专精的领域,但这些领域互相重迭,所以我们有很多共同的兴趣,这很好。我因而能写很多论文。他们是专家;不仅是专家,而且他们认识真正的专家。Singer 有很多好朋友是微分方程方面的顶尖人物,而 Bott 认识很多拓扑方面的人,他也认识了很多与波恩有联结的人,他们都有非常广泛的学术界人脉网,扩及朋友及学生。Smale 及 Quillen 是 Bott 的学生,这给了你很好的人脉。
我爱社交,很喜欢说话,你知道的(笑),我喜欢讨论数学。我们去黑板交换想法,我喜欢这样。这很能激发灵感。我们交谈,随后进行思考,然后再回去讨论。所以,这是一个高度社交化的过程,你也因而结交了好朋友。在这个意义下,工作上的连结是极其亲密的。他们是我的主要合作者。我也有年轻的合作者,譬如 Graeme Segal 及 Nigel Hitchin,之后还有更年轻的 Frances Kirwan。我和 Hitchin、 Kirwan 合写了不少论文。这些是相似的连结,只是刚好师生易位,因为我是老师,他们是学生。我们有共同的兴趣,而他们的兴趣再次与某位年长者的兴趣方向一致。他们是怀有新想法的新世代,因此构成了非常好的人脉网。
Oscar:你在物理界也有非常好的朋友,尤其是 Witten,对吗?
Atiyah:是的,那是后来的事。我还记得, 1970年代初,我去美国时遇见 Witten。那时我们才意识到:物理学家正在做的事,和 Singer 与我正在做的事,有些重迭。于是,我去和麻省理工学院的四位物理学家会面,我们这些年长者和一位年轻人坐在椅子上交谈;讨论后,我意识到他是一个非常聪明的人。他对我想要解释的数学有更多的了解——就是这样。
当时 Ed Witten 是助研究员。之后,我邀请他到牛津数星期,得而深入了解他。打从他是哈佛大学的助研究员,我就认识他,而他总是令人钦佩。我从他身上学到了大量的东西,我读过他写的几乎所有文章。他写的文章数量令人难以置信。我认为,我的一项主要贡献,是藉由 Witten 和他的合作者,把物理想法引入数学界。在早期,很多数学家对物理学家抱持怀疑;他们说物理与数学无关:“他们不证明定理”,“那是不可靠的行业。”所以,我因为和坏伙伴混在一起而坏了名声,你知道(笑)!我认为,即使是身为数学家的 Witten 的也被视为可疑;但他们明白:他可以做到他们做不到的事情;他打开许多门户,获颁费尔兹奖。跟上他的发展是我的功课,最后我成了他的研究生(这是多年之后的事)。我在加州理工学院和他共处一学期,我似乎再次当研究生。我早上去看他,花一个小时讨论每个问题,然后离开,思考 23 个小时。这段时间他做其它的事。第二天我回去,和他继续讨论。我必须努力跟上他。
Oscar:你们合写了论文。
Atiyah:是的,一篇100页的论文,我写了一部分。他决定合写那篇论文,可能是因为它和我以前做过的研究有一些关系。但他对它有些想法。他推动它;他是那么优秀;我们偶尔会在数学方面有争执,通常是他对[笑],错的是我,是的!这是很难得的经验。这时我年纪已不小,但好像是个学生,真是令人兴奋。目前在爱丁堡,与我合作的人很多是物理学家,数学物理学家,他们是新一代的物理学家。我做了越来越多和物理相关的数学。
Oscar:回顾过去,你和Roger Penrose也有过很多交流。
Atiyah:是的, Roger Penrose 是我的同学。他来自伦敦,和我同时进入博士班,曾同时是 Hodge 的学生。但他与 Hodge 相处不很融洽,他们的兴趣不同,翌年他的指导教授换为 Todd。
Oscar:与你做的事情正好相反。
Atiyah:是的,我曾受教于 Todd。讽刺的是, Todd 研究更多代数和几何。Penrose 拿到剑桥的学位后,去了其他地方,我们也失去联系。后来他对物理产生浓厚的兴趣。我从普林斯顿回来后,他到牛津担任数学物理学教授,于是我们再次相遇。我们设法重建联系。我们在代数几何有共同的根源,他能够向我解释他在做什么。过了一段时间,我意识到当代的层论观念正是他所需要的。我介绍物理学方面的新想法给他的群组,并取得很好的成果。我和他的学生 Richard Ward 写了一篇文章,进展顺利。有意思的是,我要回牛津之前,在普林斯顿与弗里曼?戴森(Freeman Dyson)交谈时,谈到 Roger Penrose,他说:“哦!Roger Penrose 对黑洞做了一些非常好的研究,我一直很钦佩,但关于扭子(twistor),他做了一些非常有趣的研究。我不太了解,也许你去牛津时,会明白什么是扭子。”他说得对,完全正确(笑)。那是连接的环结。
Oscar:它与你们在代数几何的共同背景相关,对吧?
Atiyah:当然,我们了解直线及 Grassmannians 的 Klein 表现。我们也很了解古典几何,所以我们有极为优质的关系,相处融洽。他有很多学生;他和一群学生一起做研究,年轻时即结识霍金(Hawking),所以我和这群物理学家都有很好的联系(也经由 Singer),学到了很多东西。Singer 和 Bott 拿的学位都不是数学的。Bott 曾被培养为电机工程师, Singer 学的是物理,他们后来才改做数学。Singer 曾研究物理,断定物理不够严谨。Bott 被栽培成电机工程师,因 Hermann Weyl 之故而研究数学。是的,他们来自不同的背景,因为在那个时代,做数学不算真正的职业。你父亲不认为你应该那样做;你应该在职场中受训,像是做工程,钱才会进帐(笑)。数学家不被认为是可以找到工作的职业。当然,现在已经起了一些变化,但是在那个时代,情况就是如此。
Singer 和 Bott 熟识陈省身,而陈省身和杨振宁是很好的朋友,因为陈省身在芝加哥教过他们。他们都是中国人,所以有个连结——杨振宁、李政道、 Jim Simons 和陈省身、 Singer 。每当现代物理发生事件,这人脉让我们得以实时窥其堂奥。但这是巧合。事情很有趣。普林斯顿有很大的数学学院和自然科学学院,原本合并在一起,后来拆散。普林斯顿最初延聘的都是大人物:Hermann Weyl、冯?诺依曼、 G?del;诸如 Pauli 之类的人物也在那里。啊,但后来呢,数学变成了另一种数学,相当具 Bourbaki 风格、相当纯粹的数学,偏离了物理。我到那里时,它们已完全拆伙了,彼此不交谈。戴森本来可以成为一个连结点,因为他原本是数学家,后来成为物理学家;但是物理学家和数学家那时已步上殊途,追求不同的东西。可以这样说,数学家对物理并不十分有好感;他们认为物理是一门杂乱的学科,不是很严谨,物理学家们对数学也有类似的看法。当代数学非常抽象,所以它们确实没有联系。事情发生变化时, Witten 出现了,于是情况变得完全不同,有了更多互动,有一些合办的研讨会,但彼此仍然保持一定的距离。
Oscar:回到 1950 年代,物理学家发展了 Yang-Mills 理论,在此同时,数学家发展了丛理论(bundle theory)、陈氏类、联络等;这些真的是意外事件吗?是什么连结了它们?
Atiyah:这是个非常有趣的故事。我的意思是,关键词本来应该是 Hermann Weyl。他是把规范理论(gauge theory)引入物理的学者。他写了第一篇探讨规范理论用途的论文。他是数学界的前辈,很早就在普林斯顿研究所。他于 1955 年辞世,那年我刚抵达那里。Yang-Mills 的理论大半在那时发展起来。我遇到过 Mills,他在那里访问。有人会认为,既然 Weyl 仍对物理感兴趣,杨振宁和他应有对话。
Oscar:他们曾同时在普林斯顿,但我相信他们未曾有机会讨论。
Atiyah:当时 Weyl 年事已高,他对物理的兴趣已是 20 年前的事。当代物理学已朝不同的方向发展,和他的工作非常不同。新的粒子被发现,而他对那些事了解不多。但他是老前辈,如果他们和他谈过话,他会告诉他们有关联络和李群的事情。那是年龄和时代造成的意外;我真的觉得很难理解,他和杨振宁竟没有来往。机会错过了。同时,顺便提一下,和我同年代的 Ronald Shaw 在剑桥写了篇论文,独立地发现了这个理论,但是他的指导教授说文章“不值得出版”;可怜的家伙,他从来没有发表过它。但当时物理界对这个理论有一些反对意见,使得它不那么受欢迎,以致被扬弃。几年后,这个理论重新被审视;物理学家仍须使用它,它有正当的物理用途,于是它流行起来。但约十五年后, 1970 年代,它又被席卷而走;这些年间,物理学家追求不同的东西:对称、粒子表示法(particle representation)和分类,从事非常不同的研究, Yang-Mills 理论被抛诸脑后。当它再度复出江湖时,正值我和 Singer 参与其中且深感兴趣,因为我们正在研究相关的数学。但 Hermann Weyl 知道一切,物理和数学,他走在物理学家前面。但物理学家从不强调几何的面向。
Oscar:但感觉上,有一个缺失的环节,使得它更加神秘:他们正在发展类似的东西,且他们花了很长时间才意识到这一点。
Atiyah:故事是这样的:Hermann Weyl 用规范理论把电磁学与爱因斯坦的相对论统一起来。他写这篇论文时,爱因斯坦指出:这在物理上毫无意义,因为 Weyl 研究的是实线丛(real line bundle),在其上尺度发生变化。规范理论与尺度有关;他的想法是:如果你在磁场中循一条路径走,你将会改变事物的长度与尺度。爱因斯坦说:这是无稽之谈;如果是这样的话,氢原子将不会都有相同的质量,因为它们有不同的历史。尽管如此,这篇论文还是出版了。这让我觉得有趣。这篇文章会发表,是因为 Weyl 仍坚持自己是对的,而爱因斯坦的反对意见被放在附录。Weyl 明白这些,但要等几年后,量子力学出现,相位长度(length of a phase)被重新解释,物理界的异议方才消失,理论于是成为准则、当代的准则。那时 Weyl 已撇开该议题,不再研究它了。但是他当然知道,这完全是他的理论,尽管 non-abelian 的版本在他过世后才开始发展。如果他在世久一些,他可能就是主要的缺失环节。
Oscar:但有趣的是,在数学界, non-abelian 理论当时正在发展。
Atiyah:是的,但这几乎是不可避免的。重点是:丛理论是黎曼几何的一个分支,涉及微分几何、平行移动,是黎曼与意大利几何学家发展出的。它关乎切丛(tangent bundle),关乎度量,但与丛的超结构无关;超结构实际上较易处理,涉及度量的情况比较困难。
爱因斯坦提出相对论时,引起微分几何学家很大的兴趣。它给了微分几何很大的冲击。平行移动是广义相对论的一部分,所以这是非常自然的。新的做法是把向量丛放在空间之上。这非常好。而平行移动的概念对几何学家来说十分熟悉;不久之后,陈省身和 Weyl 就把这个概念引入丛理论及特征类(characteristic class)。在数学里这行之已久;始自黎曼和 Betti,微分几何学家一直这么做。爱因斯坦的相对论被并入微分几何, Yang-Mills 则因丛理论而进入微分几何。
这些都是数学的一部分。当时发生的事是,我和 Singer 正与 Dirac 方程建立连结,那是物理学家熟悉的一类微分方程,关乎自旋、旋转等。这是一个以前未曾被认真研究的新的数学。谁知道呢?我认为数学始终在那里。物理学家当时刚触及它,后来对它非常感兴趣。那时 Hermann Weyl 过世了。这是一个有趣的故事,但和生活中的大多数事情一样,事实的发展并不符合你的预期,也不是你回顾时想收成的。你可以在当时有不同的做法。这有点意外,取决于时代的风尚、人物及他们的个性。这很有趣,是不可预测的。这不是自发的,而是碰巧如此。
Oscar:历经这些激荡人心的岁月,由于你的贡献以及你的合作者、你的学派的贡献,理论物理的全景产生了巨大的变化。举例来说,目前模空间在物理学无处不在。
Atiyah:是的,我们从那里起步,当然是在代数几何脉络下发展,而我熟知这些东西。随后物理学家对弦论产生浓厚的兴趣,变得更加数学化,且承接了其他人所做的大量数学。我的学生致力于 Donaldson 理论;在 1970 年代之后,这种互动大为增加,并且产生巨大的影响(现在仍是如此)。物理和数学仍相互滋养。
Oscar:我想请问:你目前对事物有何感受?是否觉得什么令人兴奋的事情正在发生?
Atiyah:是的。结理论(knot theory),我会试着多少跟上它的发展,虽然程度稍小。数学常变得更繁复;有更多抽象的东西,譬如导范畴(derived categories),是老一代的人不喜欢的东西;但数学与物理的互动仍然非常密切,目前已有一整代人同时研究数学和物理,很难区分他们是物理学家还是数学家;他们是混合体,这意味着他们有一些麻烦,因为物理学家不把他们看作物理学家,数学家不把他们看作数学家。所以,他们有时候很难找到工作。我的意思是,如果你无法归类,谁会给你工作。但我认为这是非常健康的事情,并且有一些研究中心鼓励混合的观点,譬如弦论。所以,毫无疑问,这仍然是一个非常活跃的领域。这对物理学究竟意味着什么?物理和数学有着密切的关系,但存在着差异。物理学在寻找宇宙的独特解,而数学在探索所有可能的宇宙或可能的理论。我们有很多想法,其中的一些无法在物理存活,因为物理学家喜欢新的想法;但数学家可以用这些想法研究一切种种,数学家与事物的联系与物理学家不同,你永远不能用物理了解。
我有我自己的想法。我跟上目前的发展,但试图独立些。我认为,试图恪遵年轻人的做法,是没有意义的。我喜欢有一些不落俗套的想法,或者可以说,较为创新的想法。我把玩有点不正统的新想法。我正在做的一些事,不同于其他物理学家目前所从事的。我的意思是,没有人知道物理是否有最终理论,抑或我们是否接近最终理论,抑或事实上,在五年内,它们会形成完全不同的观点,抑或这系列观点会演变,而后将会有很彻底的变化。目前的一些想法将会被吸收,一些将会被扬弃,一些将会改变,但无论是好的物理还是坏的物理,数学都将从中受益。它有数学的内涵,数学家已学到了很多,譬如:镜像对称和弦论中的对偶性是来自物理的想法。我认为正如 Witten 所宣称:弦论是二十一世纪数学的一个分支,在二十世纪意外被发现。现在它已自成一体,且还不太清楚它是什么理论,但它持续带来改变数学的新思想。我们正处在思想的漩涡中央,像被旋风环绕着。你不知道将会发生什么。很难预测,你也不想预测,因为我总是说:如果你能预测,它就是无趣的。有趣的是新的发展,如果你能预知它们,它们就不会那么令人兴奋。你必须为惊喜做好准备。你必须寻找惊喜,而时不时地会有惊喜。
Oscar:我很惊讶于你在这次会议展现的活力。你仍然在思考和生产。告诉我,现在你每天做些什么?
Atiyah:遗憾的是,我已老了,我的妻子也在变老。她有很多病痛,我必须花很多时间照顾她。这情况以各种形式出现在我们所有人身上。她占据了我 75%的时间。参加这样的会议,对我而言是罕见事件。我难得有这个假期来此谈论科学。在家的时候,我只差堪幸存。我有一位物理界的朋友,每周和我会面一两次,讨论我的想法。过去一两年,我忙着写 Hirzebruch 的传记文章。我还参与撰写伦敦数学学会和皇家学会的历史(还没有完成,但是花了我很多时间)。这显然是优先事项:当我还健在的时候,我必须这样做。
除此之外,我有些疯狂的想法,而我试图去探询它们。我和年轻人交谈,因为你需要年轻人来推动想法。而其中一些……今年的会议有点意外,因为我很久以前钻研过这些想法,但我并没有意识到,有这么多人在研究实向量丛。我来了,发现我可以跟上某一些,但不是全部。大部分成果源自我在 50 年前的一篇论文。这是很有趣的经历。我现在有了这个经验:我参加会议,在这样的大讲堂,坐在顶端,以方便进出。年轻人坐在底下,他们正忙着谈论我和我在 50 年前的工作。我感觉自己好像活在天际,俯视着我的过去。我飘浮着,越来越靠近天堂。这是非常奇怪的经历。那些年轻人从来不知道我在那里(笑)。另外,回顾自己 50 年前的工作,是一个有趣的经历,因为你已难以了解自己的论文。当你还年轻时,才思敏捷。如今我尝试阅读自己的论文,觉得它们很困难(笑)。即使原则上我了解它们,但我已经忘记一些技术性问题,已无法完成它们了。这是很有趣的经历,而我很欣慰地发现:自己几年前完成的结果至今仍生机盎然。往往当事情向前推移,既成的结果会被遗忘,但我在 50 年前做的一些工作至今仍被使用、被重新发现或重新发展,并被推向新的方向。这极其让人振奋。我不能说我跟上了所有的东西,但我可以看到,它试图往很好的方向推进。
很高兴来这里参加这个特殊的活动,我的意思是,小规模的活动。我也去参加其他的会议,但我没有太多的机会。当然,我去参加讲座和研讨会。我最近去意大利参与一个节日活动。意大利人喜欢节日活动,有音乐、诗歌和数学,是非常优质的、混合的文化。意大利人喜欢这样的事情,在这方面做了很多。文艺复兴的想法!我去罗马、米兰,最后去那不勒斯南方,沿路遇到有趣的人。我想是在罗马,我遇到 Boris Spassky;他是西洋棋手。我们讨论了下棋之类的事。然后我又遇到了曾获诺贝尔经济学奖的数学家 Nash。他在那里接受采访。我在普林斯顿时对他稍有认识,当时他有点疯,但现在复原得非常好。但是,当然,他现在是比我更老的人了。[本访谈进行时 Nash 仍在世]
Oscar:你们有机会交谈吗?
Atiyah:有,他接受了采访,谈他的生平和取材自他的人生的电影,而我也在那里。这很有趣,但当然,那是一个令人难过的个案,但至少他从多年的病情中恢复过来。你在这些场合遇到有趣的人。我住在另一家旅馆时,遇到巴西作家保罗·科尔贺(Paolo Coelho)。他非常有名。他碰巧和我出现在同一表演舞台。他不关心数学,是个大人物。你遇到有趣的人物组合:音乐家,诗人……
Oscar:你最近写了一篇关于数学与美的关系的文章,对吗?
Atiyah:有一位和我合作的朋友,是神经生理学家。他是黎巴嫩人,和我一样。他是黎巴嫩裔,所以我们一起做黎巴嫩食物。这段时间,我们做过些讨论。他对艺术很感兴趣。写了一本关于艺术和视觉的书,把画家试图藉艺术成就的事物,与大脑中发生的过程相比较。他扫描脑部。我们讨论了一个关乎数学的问题。我问他:当人们想数学时,大脑里发生了些什么?我们记录了讨论内容。所以我们有一些早先的著作。最近的一篇文章关乎美。当数学家谈论美时,他们知道自己的意涵,但是它和艺术和音乐的美相同吗?它们是相同的生理现象吗?基本上,他和他的团队做的实验显示:是的,大脑里有一个共同的部分会活化,不管你是在谈论数学、艺术还是其他方面的美。当然,大脑的其他部分会根据情境而活化。所以,有共同的部分;抽象的美是建立在大脑的,无论是谈论数学、绘画或音乐,都是一种共通的体验。所以,用“美”这个字是正确的。
Oscar:那么你有没有体验过数学和其他艺术之间的这种联系?
Atiyah:我们都知道自己所意指的美是什么。我们藉由音乐和艺术欣赏它。我们也知道如何在数学中感受它,我认为它们是一样的,但是你不知道这是否非常客观。现在有一个证明、科学证明,不是主观的。美的概念在生理上是基于同样的体验。这篇论文写好后旋即闻名于世。纽约时报、伦敦时报都有专文报导,马德里也有一篇专文。每个人都能理解它在说什么。它瞬间驰名。我们原本很难出版它,因为这些并非保守人士所能轻易接受。对一般大众来说,这些当然非常有趣。
Oscar:你认为人们看到或证明一个优美的定理时,会受到感动,如同倾听或演奏美妙的乐曲?
Atiyah:是的,一点没错。我的意思是,显然它们是不同的;但如果你比较音乐和绘画,它们也是不一样的;它们之间有很大的区别,但我认为艺术欣赏有一个共同的面向。
Oscar:但数学更难,不是吗?
Atiyah:数学较困难,是的,但这是整个问题的关键。我们不确定美这个字是否被正确使用,但作为数学家,我们知道自己所意指的美是什么,而且我认为数学的美可媲美于音乐的美。它们不一样,但它们不相上下,这是毫无疑问的。我们知道很美的定理是什么(笑)。这是一种主观的感觉,但这是真实的。Hermann Weyl 提到:“大半辈子,我的目标是追寻真理及美,但每当心意不定时,我总是选择美。”人们认为这很荒谬,但你为什么要为真理担心?容我为这句话辩解,你想想:真理是你永远不能触及的;你在寻找真理的同时找到了其他的东西。你在任何情况下所拥有的,都只近似于真理——部分事实。这甚至可能是个错觉。但是,美是一种主观的当下体验。我想说,美是引导你走向真理的火炬。你看得到它。它发出光,告知你方向。你遵循它的指引,而经验显示,美的事物导致对的结果。我认为这是真理与美之间非常有趣的联系。我想 Hermann Weyl 会同意这一点。人们说那是玩笑话,但我确信他是认真的。