试以一简单例子说明这概念。把一张平放的纸逐渐卷起来成一圆筒,在这过程中纸作为一个曲面不断地在改变,但它的几何却是不变的,事关纸上两点在曲面上的距离,无论它是扁平或管状时,都没有改变。在这个例子中,纸张是可塑(但不是封闭)的。
1813年,法国数学家奥古斯丁—路易·柯西(Augustin-LouisCauchy)论证三维空间中的凸多面体具有“刚性”,即是非可塑的。多面体由若干个多边形接合而成。凸多面体即其表面每点皆向外突出,如一个充了气的足球。可是,凹的多面体,如泄了气的足球,原则上是可塑的。
1977年,康奈利找到了第一个可塑的闭多面体,它由18个三角形作为面构成。每个三角形都是坚实不可拗弯的,但每一对相接的三角形的边就像铰链,可以向外或向内弯曲。就如前面例子中的纸张,多面体表面任何两点之间的最短距离,和这些三角形接边拗出或拗入无关。康奈利的多面体具可塑性,欧拉两个多世纪前的命题,数学家一直找不到的例子,终于给找出来了。其后康奈利和其他人更进一步,证明这些多面体虽然不断变形,体积却保持不变。
这个多面体后来被称为康奈利球面。他带了一个模型到巴黎,凯珀很喜欢这个模型。不久之后,他和当时也在IHES的皮埃尔·德利涅(PierreDeligne)修改了它,又得到另外一种可塑的、具有18个面的多面体。
1760年代欧拉猜测所有多面体都具有刚性,但到了1970年中期,罗伯特·康奈利找到一个反例,即一个可塑的多面体。这类多面体必须是非凸的,并具有某些特殊的几何属性。这个建于IHES的“康奈利球面”建基于康奈利较早前的工作。其后,人们找到了更简单的可塑多面体。(感谢让—皮埃尔·布吉尼翁和IHES,图片引自康奈利和西蒙·格斯特的新书Frameworks,TensegritiesandSymmetry:UnderstandingStableStructures)
在访问期间,凯珀邀请我、康奈利和美国数学家肯·里贝(KenRibet)一起去探访巴黎的艺术家,把康奈利的模型也拿上了。我们十分惊讶地发现,这些艺术家早就创造了可塑的多面体,并且制成了雕像。纵使并未正式学过几何,他们对几何具有极深刻的体会。艺术家和数学家的出发点大异其趣,方法截然不同,然而大家追求的都是美。恐怕创造美丽之物,或揭露大自然隐藏之美,乃是人类的通性,和职业与国籍并无关系。
那次逛巴黎挑起我的兴趣,虽然IHES离巴黎三十多公里之遥,我尽可能往城里走走。一天晚上,我和一位在IHES的斯坦福研究生在巴黎溜达,我们打算去看一部叫《希特勒》的电影,怎料在街上碰到法国数学家伯纳德·圣多纳(BernardSaintDona),他建议我们和他一起去听歌剧。可是,那位研究生坚持要看电影。失望的圣多纳只能慨叹两个美国来的乡巴佬,竟为了看一部讲述疯子和暴君的电影,而放弃城中更高雅的表演艺术。不过也要辩解一下,我稍后也参观了不少出色的博物馆,而且以后每次到巴黎,也会这样做。
下一站到了波恩,希策布鲁赫邀请我做报告。弗里德里希·希策布鲁赫是伟大的代数几何学家,我很钦佩他的工作,并从他的书《代数几何中的拓扑方法》中首次认识陈类。在波恩我还结识了斯特凡·希尔德布兰特(StefanHildebrandt)和威廉·克林根贝格(WilhelmKlingenberg),他们后来都向我推荐过很出色的学生。我也有幸周游德国其他充满数学史迹的名城,德国是数学巨人高斯、黎曼、希尔伯特等人的家乡,它丰富的数学传统令人难忘。
我从波恩乘火车到法兰克福,打算从那里再乘飞机到赫尔辛基,参加国际数学家大会。邻座是同样前往大会的日本数学家盐田彻治,途中我们交谈了颇长的时间,其中谈到汉字。盐田坚定认为汉字完全没有用,部分原因是它不能用于打字机。我则持反对意见。争辩虽然时而变得激烈,但始终没有过火。三十五年后在东京重遇盐田,喜见他终于改变了看法,承认汉字确是具有一定价值的了。
1978年芬兰之旅,我受邀在国际数学家大会发表主题演说。除我之外,发表主题演说的还有拉斯·阿尔福斯(LarsAhlfors)、罗伯特·朗兰兹(RobertLanglands)、罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)和安德雷·韦依。我当时只有二十九岁,是所有人中最年轻的。
就在大会召开前几天,斯坦福那边传来可怕的消息,一个精神错乱的研究生西奥多·斯特莱尔斯基(TheodoreStreleski),闯进了卡雷尔·德莱乌(KareldeLeeuw)教授的办公室,用锤子杀害了他。德莱乌是三个孩子的父亲,为人和善,他的办公室距我的只有两门之遥。他的被杀是个惨剧,与会者闻此莫不痛惜。大会还是如期举行,只是不免蒙上一层哀伤的气氛。