【人物專訪15】「數學,架構了整個真實宇宙的呈現!」專訪陳榮凱教授

by Yang-Kuang Chao
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採訪 ‧ 撰稿  /  許凱婷 (科學推展中心特約編輯)

穿著剪裁合宜的粉色襯衫,面容白淨斯文的台大數學系陳榮凱教授,講起話來不疾不徐十分有條理,靦腆笑容下,藏著不向命運低頭的反叛特質,提到小時候自己很愛釣魚,曾經掉落家中後面的池塘兩次,被戲稱是「差點被龍王抓去當女婿」,也令我們窺見他活潑的一面

低調的他,因為從小右眼失明,意識到自己和他人外觀上的不同。當時親戚們的耳語,或被不認識的小朋友講著不恰當的言語,總讓他憋著一口氣,想著以後「要讓他們跌破眼鏡」,在他小學三年級時,就立定了未來要從事學術研究的目標。

直到今日,我們問他「你覺得他們跌破眼鏡了嗎?」,他亦是笑笑地謙虛答道「應該有吧!」,隨後靜默不再言語。

高中時,他獨自一人到台北唸建國中學,當時想著「既然我家離台中一中距離也要一小時,那為何不到台北挑戰看看呢?」高二時參加了數學奧林匹克的培訓營,讓他開始有了成為數學家的夢想,他笑稱自己其實不喜歡受到管束,當時建中的風氣相對自由,老師們也放手讓同學自主學習,這讓他對自己的未來也更有想法。

下定決心後勇敢追夢,數學界前輩的肯定成人生轉點 

從小成績很好的他,剛上大學時並不確定自己是否要往數學路邁進,但想到這都是自己的決定,尤其要對父親及家人負責,咬牙對自己承諾「我一定能找到一條可以發展的路」,發狠似的努力念書,後來申請到美國洛杉磯加州大學(UCLA),五年後成功取得數學博士。

畢業後,一開始他在中正大學當助理教授,當時對能否成為一流數學家還是很茫然,直到日本東京大學的飯高茂教授寫來一封郵件,信中提到陳榮凱的研究成果,突破了他在20年前就嘗試處理過的問題,讓他「20年前的夢想終於成真了!」令他十分感動,甚至倍覺受寵若驚;另一面覺得成果受到肯定,擁有更多努力的方向,也成為他人生重要的轉捩點。

提起人生中還有兩位貴人,分別是他在UCLA的指導教授Robert Lazarsfeld,和日本十分著名的代數幾何數學家川又雄二郎,前者指引了他研究代數幾何的方向,後者則是在一次書信的往來後,就熱情邀約他,在一場他十分想出席的研究活動上進行演講,當時幸運的認識了許多年輕的數學家,更與日本數學界有了相互交流,這段經歷也影響他日後的研究生涯,他強調,要是沒有這三位學者,也就無法孕養出他的學術之路。

求學時期,他認識了一生的摯友,同時也是研究所的同門師兄-克里斯多福・赫肯(Christopher Hacon),雖然對方晚他一年入學,但實際上早在進去UCLA前,就已在義大利取得碩士學位。兩人合作的契機,則是有次他到美國開會,剛好聊到感興趣的問題,交流想法後,發現結合雙方的想法,即可以解決問題,所以後來持續合作長達20幾年,也一起解決了許多問題,直到今日為止,這些合作成果,也陸續看到許多影響。

研究代數幾何的迷人魅力,用高緯度空間裡的奇異點去看見未來

聊到現在的研究方向,他先向我們講解代數幾何的原理,其實就是用代數方法來研究幾何,更用圓的方程式(x-a)²+(y-b)²=r²來舉例,提到圓本身就是幾何的物件,如同x平方+y平方=4的代數方程式,一般都會用這類代數方程式來研究幾何的物件,他解釋就像密碼學裡頭的橢圓曲線,橢圓曲線就是用三次方程式所定義出來的代數幾何物件,也是代數幾何運用在數論與編碼上滿重要的應用。

他強調,現在鑽研的對象通常是緯度較高,因為緯度低的相對比較清晰,可以運用在各種層面上,而研究更高緯度的幾何會有哪些不一樣的特性,如同角錐上的尖點,因無法直接用尖點來取得結論,所以需要從旁邊的點去旁敲側擊。這些邏輯就和物理學家研究黑洞相同,因為人們無法直接進入黑洞研究,只能從外圍去蒐集資訊進而了解黑洞特質,這些幾何上的奇點理論,基本上和黑洞理論有著雷同的哲學及邏輯,而他目前的研究,以討論高緯度空間裡的奇異點現象為主。

而對一般大眾而言,橢圓曲線的編碼系統,已在生活中的傳輸裡使用,面對更複雜的編碼系統,就需要運用更高緯度的代數幾何理論,當人們處理較大的數據時,就需要將這些數據的幾何和數據科學做適當的連結,這也是未來代數幾何發展的方向。像大腦蒐集到的訊息,也就是幾何的存在,從不同的點所收到的訊息,並搭配腦內幾何的點,如何善用這些資訊,將會是未來重要的挑戰。他強調「數學藏在我們的各個生活層面」,許多現代科技的發展都涉及到代數幾何的理論和方法,例如人工智慧、自動駕駛和線上購物的安全性等等,這些研究也許現階段看不見立即成果,但對於未來的科技發展,有著舉足輕重的影響。

學習生涯就是場耐力賽,要「持續努力」的進步

2014和2022年他分別獲得「國家講座主持人」的殊榮,得到國家的肯定後,讓他覺得要能為社會有所貢獻,期許推動更多對年輕學者有幫助的政策。他也鼓勵年輕學者要走向國際的舞台,不要害怕去和國際團隊競爭,要多與其他國家的學者交流、建立良好的關係,這樣可以讓臺灣的學者更好地融入國際學術界,也可以讓臺灣學術界的聲音在國際上被聽到。

陳榮凱也勉勵想從事學術研究的後進,不用太擔心自己不像同儕一樣聰明,因為學習生涯其實是場耐力賽,重點是「要持續努力,讓自己每一天都有進步,因為很多時候,我們會愈做發現問題愈多,愈做愈發現自己的不足。每次的研究與學習,都要看見,今天的自己比昨天進步、今年比去年更進步。」往後回溯20年間,你就會發現,一時的落後,根本不算什麼。

他也感嘆國家在現階段都將注意力放在半導體上,而忽略了對基礎科學人才的培育,實際上數學理論支撐了許多業界工程上的合作與應用,才能去支撐下一個階段產業的出路。他認為除了培養基礎學科和專業人才外,還要重視學生的獨立思考和解決問題的能力。此外,他強調數學教育應該從基礎開始,循序漸進地引導學生,培養對基礎科學的熱愛和興趣。

把眼光放遠,你會發現世界非常的大

提到這10年間,國外因應AI和大數據的影響,反而有更多人才去學習數學和統計學,在大學奠定這些基礎學科的知識後,未來才能做出更進階的發展,反觀臺灣卻完全不重視這塊,讓他覺十分可惜。他也期許未來能普及數學知識,讓更多人了解數學的美妙和應用價值。此外,他也希望國內的教育,不要再侷限於數學是否有用的問題,能更好地培養學生的數學能力,讓更多年輕人對數學產生熱情和興趣。

訪談結束後,他提到「問題都好哲學」,言談中似乎頗有感觸,也映襯他說到「數學的理論,架構了整個真實宇宙的呈現。」

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