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孤獨(dú)的數(shù)學(xué)家張益唐:非凡探索路演繹數(shù)學(xué)神話(圖)

發(fā)布時(shí)間:2016-04-11 08:33 | 來源:科學(xué)中國 2013-08-08 | 查看:2020次

  “我的心很平靜。我不大關(guān)心金錢和榮譽(yù),我喜歡靜下來做自己想做的事情?!?/span>

  張益唐的故事之所以特別轟動的原因在于,作出巨大數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)的他已經(jīng)接近60歲,之前只是個(gè)默默無聞的講師。

  2012年7月3日,在一個(gè)陽光明媚的下午,張益唐在科羅拉多州好友齊雅格家后院抽煙,20多分鐘里他有如神明啟示般的想出了主要思路,找到了別人沒有想到的特別突破口。

  2013年4月17日,一篇數(shù)論論文被投遞到純粹數(shù)學(xué)領(lǐng)域最著名的刊物《數(shù)學(xué)年刊》。不到1個(gè)月,論文所涉及領(lǐng)域的頂級專家罕有地暴露自己審稿人的身份,信心十足地向外界宣布:這是一個(gè)有歷史性突破的重要工作,文章漂亮極了。這位評審人就是當(dāng)今最頂級的解析數(shù)論專家亨利·伊萬尼克。

  頂級專家的高度評價(jià)被科學(xué)界的泰斗級期刊《自然》敏銳地捕捉到了;2013年5月13日,《自然》催生了一次歷史性的哈佛演講。這篇文章的作者、一個(gè)學(xué)術(shù)界的“隱形俠”,第一次站在世界最高學(xué)府的講臺上,并告訴世人:我走進(jìn)了世紀(jì)數(shù)學(xué)猜想的大門!哈佛的講臺下面座無虛席,連過道上都站滿了人。演講內(nèi)容被即時(shí)傳到網(wǎng)上,網(wǎng)上不少人在刷新網(wǎng)頁等待最新消息。

  2013年5月14日,《自然》在“突破性新聞”欄目里,宣布一個(gè)數(shù)學(xué)界的重大猜想被敲開了大門。5月18日,《數(shù)學(xué)年刊》創(chuàng)刊130年來最快接受論文的紀(jì)錄誕生了。

  世界震動了!5月20日,《紐約時(shí)報(bào)》大篇幅報(bào)道了這個(gè)華人學(xué)者的工作。文中引用了剛剛卸任《數(shù)學(xué)年刊》主編職務(wù)的彼得·薩納克的講話:“這一工作很深邃,結(jié)論非常深刻?!?月22日,老牌英國報(bào)紙《衛(wèi)報(bào)》刊登文章,文章的標(biāo)題是:鮮為人知的教授在折磨了數(shù)世紀(jì)數(shù)學(xué)精英的大問題上邁進(jìn)了一大步。印度主流報(bào)紙把作出這一非凡貢獻(xiàn)的人,與印度歷史上最偉大的天才數(shù)學(xué)家拉馬努金相媲美。

  這位作出重大數(shù)學(xué)突破的就是張益唐,由于對數(shù)學(xué)界最著名的猜想之一孿生素?cái)?shù)猜想的破冰性工作,使他從默默無聞的大學(xué)講師躋身于世界重量級數(shù)學(xué)家的行列。

  這是一個(gè)永久的疑問:為什么要研究數(shù)學(xué)猜想?短視地回答這個(gè)問題很困難。純粹數(shù)學(xué)的研究很像體育比賽。劉翔跑得那么快有什么用?世界短跑紀(jì)錄的刷新、跳高紀(jì)錄的刷新到底有什么用?但這并不妨礙每四年一次的奧運(yùn)會。很多數(shù)學(xué)大猜想的突破很像頂尖高手的棋藝對決,是世界紀(jì)錄的突破。

  孿生素?cái)?shù)猜想

  變大海撈針為泳池?fù)漆?/span>

  遠(yuǎn)在中古時(shí)代,人類社會就產(chǎn)生了自然數(shù)的概念,人們也因此創(chuàng)立了一個(gè)古老而漂亮的數(shù)學(xué)分支:數(shù)論。數(shù)論里面一個(gè)重要的概念就是素?cái)?shù),指的是那些只能被1和其自身整除的數(shù),比如5、7、11、19等。

  張益唐所做的工作和素?cái)?shù)有關(guān),尤其和所謂的孿生素?cái)?shù)有關(guān)。孿生素?cái)?shù)是指差為2的素?cái)?shù)對,即p和p+2同為素?cái)?shù)。前幾個(gè)孿生素?cái)?shù)分別是(3,5)、(5,7)、(11,13)、(17,19)等。100以內(nèi)有8個(gè)孿生素?cái)?shù)對;501到600間只有兩對。隨著數(shù)的變大,可以觀察到的孿生素?cái)?shù)越來越少。2011年,人們發(fā)現(xiàn)目前為止最大的孿生素?cái)?shù)共有20多萬位數(shù)。但這個(gè)數(shù)后面再多找一對孿生素?cái)?shù)都要花至少兩年的時(shí)間。

  那么會不會有一天再也找不到新的孿生素?cái)?shù)對呢?數(shù)學(xué)家認(rèn)為答案是否定的。幾百年前就有個(gè)孿生素?cái)?shù)猜想:有無窮多個(gè)素?cái)?shù)p,使得p與p+2同為素?cái)?shù)。但至今人們都不知如何證明這個(gè)猜想。

  張益唐在《數(shù)學(xué)年刊》上發(fā)表的這篇題為《素?cái)?shù)間的有界距離》的文章,證明了存在無數(shù)多個(gè)素?cái)?shù)對(p, q),其中每一對中的素?cái)?shù)之差,即p和q的距離,不超過七千萬。

  如何理解張益唐的結(jié)果呢?諾丁漢大學(xué)物理教師安東尼奧·帕蒂拉舉了個(gè)有趣的例子:假如在素?cái)?shù)王國里素?cái)?shù)只能找鄰近的同類結(jié)婚,那3、5、7、11這種小素?cái)?shù)找對象都很容易。但是素?cái)?shù)越大,對象就越難找。但是根據(jù)張益唐的發(fā)現(xiàn),素?cái)?shù)和下一個(gè)素?cái)?shù)的距離,應(yīng)該小于或等于七千萬。孤獨(dú)的數(shù)字不會持續(xù)孤獨(dú)下去,總有另一個(gè)素?cái)?shù)與之匹配。換言之,對于“大齡光棍”素?cái)?shù)來說,七千萬步之內(nèi),必有芳草。

  七千萬聽起來是個(gè)巨大的數(shù)字,但在數(shù)學(xué)上只是一個(gè)常數(shù)而已。雖然它和孿生素?cái)?shù)猜想的距離為2的結(jié)果還有十萬八千里,但用張益唐的方法把七千萬縮短到幾百以內(nèi)也是指日可待的事情。實(shí)際上,在文章被公布于眾后,短短的一個(gè)月以內(nèi),七千萬就被菲爾茨獎(jiǎng)獲得者陶哲軒發(fā)起的網(wǎng)上討論班縮小到六萬多。

  張益唐起到的作用就是把大海撈針的力氣活縮短到在水塘里撈針,而他給出的方法還可以把水塘撈針輕松變?yōu)橛斡境乩飺漆槨R苍S最后變成在碗里撈針還需要一些再創(chuàng)新的工作。但給出了這一偉大框架已經(jīng)是讓全世界數(shù)學(xué)家瞠目結(jié)舌的壯舉了。

  非凡探索路

  演繹一個(gè)數(shù)學(xué)神話

  張益唐的故事之所以特別轟動的原因在于,作出巨大數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)的他已經(jīng)接近60歲,之前只是個(gè)默默無聞的講師。為了潛心研究數(shù)學(xué),他幾乎把自己與世隔絕,在美國的偏遠(yuǎn)省份“潛伏”下來。他的妹妹曾在網(wǎng)上發(fā)尋人啟事尋找哥哥。當(dāng)時(shí)在美國當(dāng)教授的老同學(xué)給他妹妹回了個(gè)電郵,表示他哥哥健康地活著,在鉆研數(shù)學(xué)呢。

  張益唐于1955年出生于北京。他1978年考進(jìn)了北京大學(xué)數(shù)學(xué)系。北大1977年沒有招生,所以他是北大數(shù)學(xué)系“文革”后恢復(fù)高考的第一批學(xué)生。

  1978年第1期《人民文學(xué)》發(fā)表了作家徐遲的報(bào)告文學(xué)《哥德巴赫猜想》,講述了數(shù)學(xué)家陳景潤刻苦鉆研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真實(shí)故事,一時(shí)間陳景潤和哥德巴赫猜想變得家喻戶曉。像那個(gè)時(shí)代很多有志青年一樣,張益唐也是被徐遲的文章、被陳景潤的故事、被哥德巴赫猜想引導(dǎo)到數(shù)學(xué)系,以致終身投入到數(shù)學(xué)中去。

  4年的北大學(xué)習(xí)為張益唐打下了堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。那時(shí)的北大教書育人之風(fēng)極強(qiáng),最頂尖的教師都在講臺上耕耘。北大也有很多眼界很高的老師,學(xué)富五車,但不輕易落手寫小文章,可談起大問題頗為津津樂道,這讓年輕的張益唐“中毒”匪淺。這也奠定了他一輩子只做大問題、不為小問題折腰的風(fēng)格。張益唐也是1978級公認(rèn)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)尖子。

  張益唐1982年畢業(yè)后跟隨著名數(shù)論專家潘承彪讀了3年的碩士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山東大學(xué)前校長,因在哥德巴赫猜想方面的工作而聞名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大數(shù)學(xué)系校友,畢業(yè)后在各自的崗位上做出了非凡的精彩。

  張益唐總是說在潘承彪的指導(dǎo)下他在北大打下了非常扎實(shí)的數(shù)論基礎(chǔ)。

  1985年,張益唐來到了位于美國的名校普渡大學(xué)讀博士,成為抗日名將孫立人和物理學(xué)家鄧稼先的校友。

  但張益唐在普渡的六七年是不堪回首的時(shí)光。他在美國的導(dǎo)師是代數(shù)專家莫宗堅(jiān)。張益唐的研究課題是導(dǎo)師的專長——雅可比猜想,但苦干了7年,得到的結(jié)果乏善可陳。眼界極高的張益唐不屑把博士論文結(jié)果整理出來發(fā)表。更糟糕的是,他和導(dǎo)師的關(guān)系糟得一塌糊涂。這里有學(xué)術(shù)上的沖突,也有性格上的不和。

  因?yàn)椴┦空撐牡慕Y(jié)果沒有發(fā)表,加上導(dǎo)師連一封推薦信都不愿意寫,張益唐畢業(yè)后連個(gè)博士后的工作都沒有找到。

  一面要繼續(xù)做數(shù)學(xué),一面還要糊口。畢業(yè)后的前六七年他干過很多雜活,包括臨時(shí)會計(jì)、餐館幫手、送外賣。你能想象一代北大數(shù)學(xué)才子、數(shù)學(xué)博士數(shù)年間在快餐店、在唐人街餐館打工的情形嗎?看到這里,你是否對“天將降大任于斯人也,必先苦其心志,勞其筋骨”有更深刻的理解呢?

  1999年后,張益唐又回到了學(xué)校,到美國的新罕布什爾大學(xué)做助教、講師。新罕布什爾大學(xué)是成立于1866年的一所綜合性公立大學(xué)。雖然教學(xué)量比較大,比起研究系列的教授、副教授的工資性價(jià)比低很多,但能回到學(xué)校,做自己駕輕就熟的事情,還能利用圖書館、辦公室作研究,對一個(gè)胸有大志的數(shù)學(xué)人來說,應(yīng)該是非常滿足的了。

  在新罕布什爾大學(xué)的14年是張益唐研究的黃金期。不需要研究經(jīng)費(fèi),憑自己堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)功底,充滿智慧的大腦,以及潛心鉆研的精神,他終于演繹出數(shù)學(xué)史上的一個(gè)神話。2012年7月3日,在一個(gè)陽光明媚的下午,張益唐在科羅拉多州好友齊雅格家后院抽煙,20多分鐘里他有如神明啟示般的想出了主要思路,找到了別人沒有想到的特別突破口。

  校友情深

  助千里馬奔騰

  張益唐的成功路上有眾多的朋友幫助,特別是北大校友的幫助。

  一位北大化學(xué)系的校友在上世紀(jì)90年代開了幾家賽百味連鎖店。他聽北大校友說張益唐在逆境中還在作數(shù)學(xué)的大問題,很想資助張益唐,但又怕被拒絕。所以他就想了一個(gè)點(diǎn)子,每個(gè)季度請張益唐來幫助給這些連鎖店報(bào)稅,讓張益唐用簡單數(shù)學(xué)來得到較為輕松的報(bào)酬,同時(shí)有較多時(shí)間去研究數(shù)學(xué)大問題。

  張益唐一輩子的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是落腳新罕布什爾大學(xué)。促成這件事的有兩個(gè)主要人物,他們是北大數(shù)學(xué)系1980級的校友唐樸祁和葛力明。

  畢業(yè)于湘潭一中的唐樸祁是1980年湖南省高考狀元,是張益唐在北大時(shí)的系友、普渡大學(xué)讀博士時(shí)的同學(xué)。1999年初,已經(jīng)在美國大計(jì)算機(jī)公司工作的唐樸祁去紐約參加學(xué)術(shù)年會時(shí),找到在紐約打工的張益唐,聊到自己在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究中遇到的一個(gè)數(shù)學(xué)難題。大約3周以后,張益唐居然想出了解決問題的基本思想,最后產(chǎn)生了兩人的一個(gè)軟件合作專利。據(jù)說這個(gè)專利已經(jīng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。三個(gè)星期啃下一個(gè)有廣泛實(shí)際用途的計(jì)算機(jī)算法難題,讓張益唐頓覺寶刀不老,信心大增。唐樸祁也對老友的數(shù)學(xué)實(shí)戰(zhàn)功夫印象深刻。

  同年晚些時(shí)候唐樸祁與在新罕布什爾大學(xué)工作的葛力明見面,他提到張益唐的強(qiáng)大分析實(shí)力和當(dāng)時(shí)的艱難處境。作為學(xué)長的張益唐不僅做過他們的習(xí)題課老師,也是上世紀(jì)80年代他們自己組織的大學(xué)生討論班上的常客。此時(shí)已是大學(xué)教授的葛力明似乎更有條件幫一下他們的朋友和老師。這次會面時(shí),唐樸祁已經(jīng)不知道張益唐的準(zhǔn)確工作地點(diǎn)。經(jīng)過一番周折,葛力明在美國南方的一個(gè)賽百味快餐店聯(lián)系上了張益唐,兩三天后,張益唐就來到新罕布什爾大學(xué)了。每過幾天,張益唐都會說,有進(jìn)展,應(yīng)該很快就出來了。他是指自己正在攻克的一兩個(gè)世界難題。但時(shí)間過得很快,兩個(gè)月、三個(gè)月,兩年、三年……14年后,張益唐轟動性的工作終于橫空出世了。

  當(dāng)然,在美國大學(xué)里要留一個(gè)沒有多少學(xué)術(shù)資歷的人14年肯定不是一件簡單的事,中間也有酸甜苦辣的故事。這里的主要幫手還是系里的明星教授葛力明。

  葛力明過去的10年一半時(shí)間在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)院工作,教書育人,深得國內(nèi)同行的好評;同時(shí)由于在研究領(lǐng)域的國際聲譽(yù),他也是新罕布什爾大學(xué)數(shù)學(xué)系的大教授。難能可貴的是,作為學(xué)弟,在執(zhí)迷于數(shù)學(xué)的學(xué)長最困難的時(shí)候,他真正做到了出手相助。

  思考張益唐

  釋放學(xué)術(shù)研究正能量

  張益唐成功很重要的一點(diǎn)是淡定,寵辱不驚。在朋友開的賽百味快餐店幫忙,他可以一絲不茍。在大學(xué)任教,年近60還只是個(gè)講師,在一般人看來無疑是失敗,甚至是潦倒的,但他處之泰然,不改其志。

  難能可貴的是逆境之中他還是一如既往地作大問題。作大問題的人不需要太多,但不能沒有!張益唐的精神及成就,對中國科學(xué)界是極大的正能量,也是對目前浮躁的科研環(huán)境的一種鞭策。

  2013年5月20日,耶魯大學(xué)法學(xué)教授斯蒂芬·卡特在《彭博》上撰文《可以是電影明星的數(shù)學(xué)家》,他認(rèn)為張益唐的勵(lì)志故事是一個(gè)很好的電影題材。網(wǎng)上也有人建議文學(xué)家、編劇、導(dǎo)演們可以把張益唐的故事搬上銀幕,拍出比《美麗心靈》更美的電影。

  張益唐做過學(xué)生會主席,具有演講天才,喜歡文學(xué)、音樂,是NBA球賽的鐵桿球迷,還可以喝一斤二鍋頭沒感覺。他應(yīng)該是新時(shí)代數(shù)學(xué)家的好代言人。

  成名后的張益唐仍像過去一樣低調(diào)淡定。他說:“我的心很平靜。我不大關(guān)心金錢和榮譽(yù),我喜歡靜下來做自己想做的事情?!?/span>

  張益唐自己想做的事情是什么呢?他還在瞄著迄今未解決的另一個(gè)大猜想。我們希望他能夠在平靜中再創(chuàng)神話。

  (作者系香港浸會大學(xué)教授)

  張益唐的故事之所以特別轟動的原因在于,作出巨大數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)的他已經(jīng)接近60歲,之前只是個(gè)默默無聞的講師。

  2012年7月3日,在一個(gè)陽光明媚的下午,張益唐在科羅拉多州好友齊雅格家后院抽煙,20多分鐘里他有如神明啟示般的想出了主要思路,找到了別人沒有想到的特別突破口。

  2013年4月17日,一篇數(shù)論論文被投遞到純粹數(shù)學(xué)領(lǐng)域最著名的刊物《數(shù)學(xué)年刊》。不到1個(gè)月,論文所涉及領(lǐng)域的頂級專家罕有地暴露自己審稿人的身份,信心十足地向外界宣布:這是一個(gè)有歷史性突破的重要工作,文章漂亮極了。這位評審人就是當(dāng)今最頂級的解析數(shù)論專家亨利·伊萬尼克。

  頂級專家的高度評價(jià)被科學(xué)界的泰斗級期刊《自然》敏銳地捕捉到了;2013年5月13日,《自然》催生了一次歷史性的哈佛演講。這篇文章的作者、一個(gè)學(xué)術(shù)界的“隱形俠”,第一次站在世界最高學(xué)府的講臺上,并告訴世人:我走進(jìn)了世紀(jì)數(shù)學(xué)猜想的大門!哈佛的講臺下面座無虛席,連過道上都站滿了人。演講內(nèi)容被即時(shí)傳到網(wǎng)上,網(wǎng)上不少人在刷新網(wǎng)頁等待最新消息。

  2013年5月14日,《自然》在“突破性新聞”欄目里,宣布一個(gè)數(shù)學(xué)界的重大猜想被敲開了大門。5月18日,《數(shù)學(xué)年刊》創(chuàng)刊130年來最快接受論文的紀(jì)錄誕生了。

  世界震動了!5月20日,《紐約時(shí)報(bào)》大篇幅報(bào)道了這個(gè)華人學(xué)者的工作。文中引用了剛剛卸任《數(shù)學(xué)年刊》主編職務(wù)的彼得·薩納克的講話:“這一工作很深邃,結(jié)論非常深刻?!?月22日,老牌英國報(bào)紙《衛(wèi)報(bào)》刊登文章,文章的標(biāo)題是:鮮為人知的教授在折磨了數(shù)世紀(jì)數(shù)學(xué)精英的大問題上邁進(jìn)了一大步。印度主流報(bào)紙把作出這一非凡貢獻(xiàn)的人,與印度歷史上最偉大的天才數(shù)學(xué)家拉馬努金相媲美。

  這位作出重大數(shù)學(xué)突破的就是張益唐,由于對數(shù)學(xué)界最著名的猜想之一孿生素?cái)?shù)猜想的破冰性工作,使他從默默無聞的大學(xué)講師躋身于世界重量級數(shù)學(xué)家的行列。

  這是一個(gè)永久的疑問:為什么要研究數(shù)學(xué)猜想?短視地回答這個(gè)問題很困難。純粹數(shù)學(xué)的研究很像體育比賽。劉翔跑得那么快有什么用?世界短跑紀(jì)錄的刷新、跳高紀(jì)錄的刷新到底有什么用?但這并不妨礙每四年一次的奧運(yùn)會。很多數(shù)學(xué)大猜想的突破很像頂尖高手的棋藝對決,是世界紀(jì)錄的突破。

  孿生素?cái)?shù)猜想

  變大海撈針為泳池?fù)漆?/span>

  遠(yuǎn)在中古時(shí)代,人類社會就產(chǎn)生了自然數(shù)的概念,人們也因此創(chuàng)立了一個(gè)古老而漂亮的數(shù)學(xué)分支:數(shù)論。數(shù)論里面一個(gè)重要的概念就是素?cái)?shù),指的是那些只能被1和其自身整除的數(shù),比如5、7、11、19等。

  張益唐所做的工作和素?cái)?shù)有關(guān),尤其和所謂的孿生素?cái)?shù)有關(guān)。孿生素?cái)?shù)是指差為2的素?cái)?shù)對,即p和p+2同為素?cái)?shù)。前幾個(gè)孿生素?cái)?shù)分別是(3,5)、(5,7)、(11,13)、(17,19)等。100以內(nèi)有8個(gè)孿生素?cái)?shù)對;501到600間只有兩對。隨著數(shù)的變大,可以觀察到的孿生素?cái)?shù)越來越少。2011年,人們發(fā)現(xiàn)目前為止最大的孿生素?cái)?shù)共有20多萬位數(shù)。但這個(gè)數(shù)后面再多找一對孿生素?cái)?shù)都要花至少兩年的時(shí)間。

  那么會不會有一天再也找不到新的孿生素?cái)?shù)對呢?數(shù)學(xué)家認(rèn)為答案是否定的。幾百年前就有個(gè)孿生素?cái)?shù)猜想:有無窮多個(gè)素?cái)?shù)p,使得p與p+2同為素?cái)?shù)。但至今人們都不知如何證明這個(gè)猜想。

  張益唐在《數(shù)學(xué)年刊》上發(fā)表的這篇題為《素?cái)?shù)間的有界距離》的文章,證明了存在無數(shù)多個(gè)素?cái)?shù)對(p, q),其中每一對中的素?cái)?shù)之差,即p和q的距離,不超過七千萬。

  如何理解張益唐的結(jié)果呢?諾丁漢大學(xué)物理教師安東尼奧·帕蒂拉舉了個(gè)有趣的例子:假如在素?cái)?shù)王國里素?cái)?shù)只能找鄰近的同類結(jié)婚,那3、5、7、11這種小素?cái)?shù)找對象都很容易。但是素?cái)?shù)越大,對象就越難找。但是根據(jù)張益唐的發(fā)現(xiàn),素?cái)?shù)和下一個(gè)素?cái)?shù)的距離,應(yīng)該小于或等于七千萬。孤獨(dú)的數(shù)字不會持續(xù)孤獨(dú)下去,總有另一個(gè)素?cái)?shù)與之匹配。換言之,對于“大齡光棍”素?cái)?shù)來說,七千萬步之內(nèi),必有芳草。

  七千萬聽起來是個(gè)巨大的數(shù)字,但在數(shù)學(xué)上只是一個(gè)常數(shù)而已。雖然它和孿生素?cái)?shù)猜想的距離為2的結(jié)果還有十萬八千里,但用張益唐的方法把七千萬縮短到幾百以內(nèi)也是指日可待的事情。實(shí)際上,在文章被公布于眾后,短短的一個(gè)月以內(nèi),七千萬就被菲爾茨獎(jiǎng)獲得者陶哲軒發(fā)起的網(wǎng)上討論班縮小到六萬多。

  張益唐起到的作用就是把大海撈針的力氣活縮短到在水塘里撈針,而他給出的方法還可以把水塘撈針輕松變?yōu)橛斡境乩飺漆?。也許最后變成在碗里撈針還需要一些再創(chuàng)新的工作。但給出了這一偉大框架已經(jīng)是讓全世界數(shù)學(xué)家瞠目結(jié)舌的壯舉了。

  非凡探索路

  演繹一個(gè)數(shù)學(xué)神話

  張益唐的故事之所以特別轟動的原因在于,作出巨大數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)的他已經(jīng)接近60歲,之前只是個(gè)默默無聞的講師。為了潛心研究數(shù)學(xué),他幾乎把自己與世隔絕,在美國的偏遠(yuǎn)省份“潛伏”下來。他的妹妹曾在網(wǎng)上發(fā)尋人啟事尋找哥哥。當(dāng)時(shí)在美國當(dāng)教授的老同學(xué)給他妹妹回了個(gè)電郵,表示他哥哥健康地活著,在鉆研數(shù)學(xué)呢。

  張益唐于1955年出生于北京。他1978年考進(jìn)了北京大學(xué)數(shù)學(xué)系。北大1977年沒有招生,所以他是北大數(shù)學(xué)系“文革”后恢復(fù)高考的第一批學(xué)生。

  1978年第1期《人民文學(xué)》發(fā)表了作家徐遲的報(bào)告文學(xué)《哥德巴赫猜想》,講述了數(shù)學(xué)家陳景潤刻苦鉆研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真實(shí)故事,一時(shí)間陳景潤和哥德巴赫猜想變得家喻戶曉。像那個(gè)時(shí)代很多有志青年一樣,張益唐也是被徐遲的文章、被陳景潤的故事、被哥德巴赫猜想引導(dǎo)到數(shù)學(xué)系,以致終身投入到數(shù)學(xué)中去。

  4年的北大學(xué)習(xí)為張益唐打下了堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。那時(shí)的北大教書育人之風(fēng)極強(qiáng),最頂尖的教師都在講臺上耕耘。北大也有很多眼界很高的老師,學(xué)富五車,但不輕易落手寫小文章,可談起大問題頗為津津樂道,這讓年輕的張益唐“中毒”匪淺。這也奠定了他一輩子只做大問題、不為小問題折腰的風(fēng)格。張益唐也是1978級公認(rèn)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)尖子。

  張益唐1982年畢業(yè)后跟隨著名數(shù)論專家潘承彪讀了3年的碩士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山東大學(xué)前校長,因在哥德巴赫猜想方面的工作而聞名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大數(shù)學(xué)系校友,畢業(yè)后在各自的崗位上做出了非凡的精彩。

  張益唐總是說在潘承彪的指導(dǎo)下他在北大打下了非常扎實(shí)的數(shù)論基礎(chǔ)。

  1985年,張益唐來到了位于美國的名校普渡大學(xué)讀博士,成為抗日名將孫立人和物理學(xué)家鄧稼先的校友。

  但張益唐在普渡的六七年是不堪回首的時(shí)光。他在美國的導(dǎo)師是代數(shù)專家莫宗堅(jiān)。張益唐的研究課題是導(dǎo)師的專長——雅可比猜想,但苦干了7年,得到的結(jié)果乏善可陳。眼界極高的張益唐不屑把博士論文結(jié)果整理出來發(fā)表。更糟糕的是,他和導(dǎo)師的關(guān)系糟得一塌糊涂。這里有學(xué)術(shù)上的沖突,也有性格上的不和。

  因?yàn)椴┦空撐牡慕Y(jié)果沒有發(fā)表,加上導(dǎo)師連一封推薦信都不愿意寫,張益唐畢業(yè)后連個(gè)博士后的工作都沒有找到。

  一面要繼續(xù)做數(shù)學(xué),一面還要糊口。畢業(yè)后的前六七年他干過很多雜活,包括臨時(shí)會計(jì)、餐館幫手、送外賣。你能想象一代北大數(shù)學(xué)才子、數(shù)學(xué)博士數(shù)年間在快餐店、在唐人街餐館打工的情形嗎?看到這里,你是否對“天將降大任于斯人也,必先苦其心志,勞其筋骨”有更深刻的理解呢?

  1999年后,張益唐又回到了學(xué)校,到美國的新罕布什爾大學(xué)做助教、講師。新罕布什爾大學(xué)是成立于1866年的一所綜合性公立大學(xué)。雖然教學(xué)量比較大,比起研究系列的教授、副教授的工資性價(jià)比低很多,但能回到學(xué)校,做自己駕輕就熟的事情,還能利用圖書館、辦公室作研究,對一個(gè)胸有大志的數(shù)學(xué)人來說,應(yīng)該是非常滿足的了。

  在新罕布什爾大學(xué)的14年是張益唐研究的黃金期。不需要研究經(jīng)費(fèi),憑自己堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)功底,充滿智慧的大腦,以及潛心鉆研的精神,他終于演繹出數(shù)學(xué)史上的一個(gè)神話。2012年7月3日,在一個(gè)陽光明媚的下午,張益唐在科羅拉多州好友齊雅格家后院抽煙,20多分鐘里他有如神明啟示般的想出了主要思路,找到了別人沒有想到的特別突破口。

  校友情深

  助千里馬奔騰

  張益唐的成功路上有眾多的朋友幫助,特別是北大校友的幫助。

  一位北大化學(xué)系的校友在上世紀(jì)90年代開了幾家賽百味連鎖店。他聽北大校友說張益唐在逆境中還在作數(shù)學(xué)的大問題,很想資助張益唐,但又怕被拒絕。所以他就想了一個(gè)點(diǎn)子,每個(gè)季度請張益唐來幫助給這些連鎖店報(bào)稅,讓張益唐用簡單數(shù)學(xué)來得到較為輕松的報(bào)酬,同時(shí)有較多時(shí)間去研究數(shù)學(xué)大問題。

  張益唐一輩子的轉(zhuǎn)折點(diǎn)是落腳新罕布什爾大學(xué)。促成這件事的有兩個(gè)主要人物,他們是北大數(shù)學(xué)系1980級的校友唐樸祁和葛力明。

  畢業(yè)于湘潭一中的唐樸祁是1980年湖南省高考狀元,是張益唐在北大時(shí)的系友、普渡大學(xué)讀博士時(shí)的同學(xué)。1999年初,已經(jīng)在美國大計(jì)算機(jī)公司工作的唐樸祁去紐約參加學(xué)術(shù)年會時(shí),找到在紐約打工的張益唐,聊到自己在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究中遇到的一個(gè)數(shù)學(xué)難題。大約3周以后,張益唐居然想出了解決問題的基本思想,最后產(chǎn)生了兩人的一個(gè)軟件合作專利。據(jù)說這個(gè)專利已經(jīng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。三個(gè)星期啃下一個(gè)有廣泛實(shí)際用途的計(jì)算機(jī)算法難題,讓張益唐頓覺寶刀不老,信心大增。唐樸祁也對老友的數(shù)學(xué)實(shí)戰(zhàn)功夫印象深刻。

  同年晚些時(shí)候唐樸祁與在新罕布什爾大學(xué)工作的葛力明見面,他提到張益唐的強(qiáng)大分析實(shí)力和當(dāng)時(shí)的艱難處境。作為學(xué)長的張益唐不僅做過他們的習(xí)題課老師,也是上世紀(jì)80年代他們自己組織的大學(xué)生討論班上的???。此時(shí)已是大學(xué)教授的葛力明似乎更有條件幫一下他們的朋友和老師。這次會面時(shí),唐樸祁已經(jīng)不知道張益唐的準(zhǔn)確工作地點(diǎn)。經(jīng)過一番周折,葛力明在美國南方的一個(gè)賽百味快餐店聯(lián)系上了張益唐,兩三天后,張益唐就來到新罕布什爾大學(xué)了。每過幾天,張益唐都會說,有進(jìn)展,應(yīng)該很快就出來了。他是指自己正在攻克的一兩個(gè)世界難題。但時(shí)間過得很快,兩個(gè)月、三個(gè)月,兩年、三年……14年后,張益唐轟動性的工作終于橫空出世了。

  當(dāng)然,在美國大學(xué)里要留一個(gè)沒有多少學(xué)術(shù)資歷的人14年肯定不是一件簡單的事,中間也有酸甜苦辣的故事。這里的主要幫手還是系里的明星教授葛力明。

  葛力明過去的10年一半時(shí)間在中國科學(xué)院數(shù)學(xué)院工作,教書育人,深得國內(nèi)同行的好評;同時(shí)由于在研究領(lǐng)域的國際聲譽(yù),他也是新罕布什爾大學(xué)數(shù)學(xué)系的大教授。難能可貴的是,作為學(xué)弟,在執(zhí)迷于數(shù)學(xué)的學(xué)長最困難的時(shí)候,他真正做到了出手相助。

  思考張益唐

  釋放學(xué)術(shù)研究正能量

  張益唐成功很重要的一點(diǎn)是淡定,寵辱不驚。在朋友開的賽百味快餐店幫忙,他可以一絲不茍。在大學(xué)任教,年近60還只是個(gè)講師,在一般人看來無疑是失敗,甚至是潦倒的,但他處之泰然,不改其志。

  難能可貴的是逆境之中他還是一如既往地作大問題。作大問題的人不需要太多,但不能沒有!張益唐的精神及成就,對中國科學(xué)界是極大的正能量,也是對目前浮躁的科研環(huán)境的一種鞭策。

  2013年5月20日,耶魯大學(xué)法學(xué)教授斯蒂芬·卡特在《彭博》上撰文《可以是電影明星的數(shù)學(xué)家》,他認(rèn)為張益唐的勵(lì)志故事是一個(gè)很好的電影題材。網(wǎng)上也有人建議文學(xué)家、編劇、導(dǎo)演們可以把張益唐的故事搬上銀幕,拍出比《美麗心靈》更美的電影。

  張益唐做過學(xué)生會主席,具有演講天才,喜歡文學(xué)、音樂,是NBA球賽的鐵桿球迷,還可以喝一斤二鍋頭沒感覺。他應(yīng)該是新時(shí)代數(shù)學(xué)家的好代言人。

  成名后的張益唐仍像過去一樣低調(diào)淡定。他說:“我的心很平靜。我不大關(guān)心金錢和榮譽(yù),我喜歡靜下來做自己想做的事情?!?/span>

  張益唐自己想做的事情是什么呢?他還在瞄著迄今未解決的另一個(gè)大猜想。我們希望他能夠在平靜中再創(chuàng)神話。

  (作者系香港浸會大學(xué)教授)

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