他真的很棒,一代人中只有幾個這樣的人,而他是其中之一
陶哲軒在美國洛杉磯加州大學(xué)的辦公室門上,貼著日本漫畫書的海報。他去數(shù)學(xué)大樓時,常常穿著T恤、牛仔和一雙很舊的球鞋,看起來就像他的一個研究生。
他長得很數(shù)學(xué):清瘦,斯文,戴黑框眼鏡,但骨子里尚留著些孩子般惡作劇式的搞笑,它們由來已久:6歲時,他在家看手冊自學(xué)了計算機(jī)BASIC語言,開始為數(shù)學(xué)問題編程;他那篇“斐波那契”程序的導(dǎo)言太好玩了,以至于1984年被數(shù)學(xué)家克萊門特完全引用。2月26日,他在博客上上傳了一篇《量子力學(xué)與古墓麗影》,做了一系列妙趣橫生的類比——看來,他游戲打得不壞。
在美國人聽來,他帶著澳大利亞口音的英語謙遜而文雅。但2006年8月,這個31歲的青年在西班牙首都馬德里受到了搖滾歌星一樣的禮遇,因為有“數(shù)學(xué)諾貝爾”之稱的菲爾茲獎迎來了70年歷史上最年輕的獲獎人之一。從會議中心的一處走到另一處,陶哲軒花了45分鐘,因為一路上有許多人擁上前來跟他講話、握手、索要簽名。
他在學(xué)校的講座也一樣。1月份,在一次關(guān)于素數(shù)的公開演講會上,400人將小禮堂擠得只容站立,35個人被轉(zhuǎn)移到隔壁小教室去看視頻,而另外想進(jìn)來的80個人不得不打道回府。
陶哲軒的同事開心地叫他:搖滾明星、數(shù)學(xué)莫扎特。是的,澳大利亞兩座博物館請求將他的照片作永久陳列,他也是2007澳大利亞年度人物的最后入選者?!斑@就是帕里斯#8226;希爾頓效應(yīng)。”他自嘲地一笑了之。
去年夏天,他還獲得了麥克阿瑟獎,一個頒發(fā)給“天才”、不帶任何附加條件、數(shù)額高達(dá)50萬美元的大獎。他沒想好怎么花這筆錢,雖然他提到他和妻子去年剛貸款買了房。妻子勞拉,是美國國家宇航局噴氣推動實驗室的工程師。兒子威廉,4 歲,正上幼兒園。
得獎、獎金,都比不上思維的快樂——陶哲軒對外來榮譽(yù)的態(tài)度幾乎在8歲時就定下了。
父親陶象國,一位出生于上海、1972年移民澳洲的兒科醫(yī)生記得非常清楚:8歲時,陶哲軒在斯坦利教授主持的SAT-M(大學(xué)學(xué)術(shù)水平測試-數(shù)學(xué)部分)中得了破紀(jì)錄的高分760分。陶象國問他想要什么獎勵?!八幌伦鱼蹲×?,可能覺得這問題比SAT的數(shù)學(xué)題更難。幾秒鐘后,他說他想要冰箱里的一塊巧克力,已經(jīng)放了一段時間,大家都快忘記了。我拿給他,他掰了半塊給我,轉(zhuǎn)身去看他正讀的那本物理書去了。”
“他真的很棒”
普林斯頓大學(xué)的查爾斯#8226;費(fèi)佛曼教授(前神童、1978年菲爾茲獎獲得者)說:“他真的很棒,一代人中只有幾個這樣的人,而他是其中之一?!?/p>
陶哲軒現(xiàn)在是調(diào)和分析、微分方程、組合數(shù)學(xué)、解析數(shù)論等領(lǐng)域的大師級年輕高手。他知名的研究還包括質(zhì)數(shù)(即正數(shù)中只能被1和自身整除的數(shù),如1、2、3、5、7、11、13等等)。雖然隨著數(shù)的變大,質(zhì)數(shù)變得稀少,但希臘數(shù)學(xué)家歐幾里德大約在公元前3世紀(jì)就已證明了:盡管如此,質(zhì)數(shù)是無窮多的。
質(zhì)數(shù),這個已經(jīng)研究了2000多年的課題,在他看來仍然令人興奮:許多關(guān)于質(zhì)數(shù)的問題依然沒有答案,還有許多未知的問題隱藏在按序排列中或隨機(jī)抽取中。譬如歐幾里德相信有無窮多的“孿生質(zhì)數(shù)”(即一對相差2的質(zhì)數(shù)),如3和5、11和13,等等。但歐氏沒有證明這個推測,在他之后的2300年里,也沒有人給出證明。
2004年,陶哲軒與現(xiàn)在英國劍橋大學(xué)任教的本#8226;格林教授一起,用質(zhì)數(shù)級數(shù)解決了一個與“孿生質(zhì)數(shù)”相關(guān)的猜想:一些質(zhì)數(shù)數(shù)列間等差,如3、7、11之間,均差4;而數(shù)列中下一個數(shù)15則不是質(zhì)數(shù)。兩位教授證明了即使在無窮大的質(zhì)數(shù)數(shù)列中,也能找到這樣的等差數(shù)列段。
費(fèi)佛曼博士說:“陶身上有一種很少人具備的素質(zhì)。當(dāng)他解決了一個問題,你會對自己嘀咕,這是多么明顯,怎么我就沒想到呢?為什么前100個碰過這個問題的著名數(shù)學(xué)家也沒有想到呢?”他又說,“如果你有解決不了的(數(shù)學(xué))問題,那么出路之一就是引起特倫斯#8226;陶(Terence Tao陶哲軒英文名)的興趣?!?/p>
佩服佩雷爾曼
陶哲軒在博客上說:“俄羅斯人佩雷爾曼對龐加來猜想所做的貢獻(xiàn)是過去10年中最重大的。與他同時當(dāng)選菲爾茲獎得主,我真的很慚愧。”(注:俄國數(shù)學(xué)天才佩雷爾曼是非學(xué)院派,深居簡出,過著隱士般的生活,得獎后沒去領(lǐng)獎。)
在陶象國先生的幫助下,記者終于看到了陶哲軒去年10月29日在預(yù)印本網(wǎng)站貼出的長達(dá)42頁的論文,題目是:從非線性偏微分方程看佩雷爾曼對龐加來猜想的證明。
與另一位菲爾茲獎得主邱成桐由這一問題引發(fā)的“炮轟北大”不同,陶哲軒完全從數(shù)學(xué)本身出發(fā),在短短兩個多月時間里,對四組同時攻克此題的論證給出了自己的綜合評述,并指出:“至少佩雷爾曼給出了龐加萊猜想的完整證明?!?/p>
一位業(yè)內(nèi)人士說:“如果陶哲軒的論證沒有錯的話,就說明佩雷爾曼的確高出除陶以外的所有人,佩一眼看出的事情,其他三組要大費(fèi)周折才能論證。而陶顯然看出了其中奧妙,所以大加贊賞?!?/p>
從文末所附的參考文獻(xiàn)里,記者發(fā)現(xiàn),他閱讀了包括佩雷爾曼的三篇論文、洛克、摩根-田剛合作、曹懷東-朱熹平合作論文在內(nèi)的38篇文獻(xiàn),對公認(rèn)難以琢磨的里奇流領(lǐng)域也下了功夫。陶哲軒卻說:“這篇論文比我以往任何一篇論文都長,但我不打算正式發(fā)表它?!逼鋬?nèi)斂、溫和、點(diǎn)到為止,令人意會。
陶象國先生還發(fā)來了陶哲軒最新的一篇論文——寫于2月2日的《什么是好的數(shù)學(xué)》,基本反映了他浸淫數(shù)學(xué)30年(如果從2歲算起的話)的體會和思考。他認(rèn)為,數(shù)學(xué)品質(zhì)是一個高維的 (high-dimensional) 概念,在“好的數(shù)學(xué)”名下,他列出了:題解、技巧、理論、洞察、發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用、展示、教學(xué)、遠(yuǎn)見、公關(guān)、元數(shù)學(xué)等名詞;嚴(yán)密、優(yōu)美、創(chuàng)造性、有用、強(qiáng)有力、深刻、直觀、明確等形容詞。
“基于技術(shù)上的、特定時期的、文化上的考慮,任何一個特定的數(shù)學(xué)領(lǐng)域或?qū)W派都傾向于吸引具有相似思維、喜愛相似方法的數(shù)學(xué)家。它同時也反映了數(shù)學(xué)能力的多樣性:不同的數(shù)學(xué)家往往擅長不同的風(fēng)格,因而適應(yīng)不同類型的數(shù)學(xué)挑戰(zhàn)。我相信‘好數(shù)學(xué)’的這種多樣性和差異性對于整個數(shù)學(xué)來說是非常健康的,因為它允許我們在追求更多的數(shù)學(xué)進(jìn)展及更好的理解數(shù)學(xué)這一共同目標(biāo)上采取許多不同的方法,并開發(fā)許多不同的數(shù)學(xué)天賦?!边@是他多元的、寬廣的數(shù)學(xué)觀,一如他的人生道路。
“我一直喜歡數(shù)字”
“很大程度上,他是看《芝麻街》起步的,我們基本上把《芝麻街》當(dāng)保姆用的?!碧障髧壬陔娫捓锵蛴浾呓榻B了這部有著30多年歷史的美國布袋偶電視片,建議大陸引進(jìn)這個用于兒童早期智力開發(fā)的有趣節(jié)目。
“我一直喜歡數(shù)字。”陶哲軒說。2歲時,他拿著字母積木教比他大的小朋友數(shù)數(shù),他很快學(xué)會拼寫,能用積木拼出單詞“狗”或“貓”。他把玩具當(dāng)作學(xué)習(xí)的工具了。
2 歲生日過完幾個月,陶哲軒對父親辦公室里的一臺打字機(jī)發(fā)生興趣,不辭辛苦地用一個手指頭敲出了兒童書上一整頁的內(nèi)容。父母很快就意識到把他拉回“正?!睜顟B(tài)是犯傻。買來的一些幼兒讀物都被證明太淺了,于是他們鼓勵兒子自己閱讀和探尋,非常小心避免讓他過早接觸太抽象的“功課”?!盎剡^頭看,如果你發(fā)現(xiàn)了一個天才,最重要的是給他自由,讓他玩,讓他有時間想自己的東西,否則,他的創(chuàng)造力很快會枯竭?!碧障髧鴮τ浾哒f。3歲時,陶哲軒已經(jīng)顯示出相當(dāng)于6歲孩子的讀寫和算術(shù)能力。
3歲半,陶哲軒進(jìn)了當(dāng)?shù)匦W(xué),6周后被勸回,因為他沒打算在教室呆這么長時間,也沒做好準(zhǔn)備跟比他大兩三歲的孩子一塊兒玩,而老師也不知道該怎么對付他。他又回到幼兒園。
在幼兒園的18個月里,母親領(lǐng)他學(xué)完了小學(xué)數(shù)學(xué)的全部內(nèi)容,事實上,母親所做只是引導(dǎo)和刺激,而不是“教”,小陶同學(xué)也不喜歡別人告訴他該怎樣解題。
陶象國和他的妻子梁蕙蘭(Grace Tao)都畢業(yè)于香港大學(xué),梁蕙蘭是物理和數(shù)學(xué)專業(yè)的高才生,曾在中學(xué)教過數(shù)學(xué)。他們加入了澳大利亞天才兒童協(xié)會,向?qū)<覍W(xué)習(xí)了很多知識,知道了一些天才的軌跡,像劉杰(臺灣移民美國的華裔),1982年在博伊州州立大學(xué)拿到數(shù)學(xué)學(xué)位時年僅12歲,但從此就從數(shù)學(xué)世界消失了。父親最初想,陶哲軒只是像他們中的一個那樣,早點(diǎn)畢業(yè)而已,但與一些教育專家談過話后,他改變了想法。
“少年時拿到學(xué)位,做一個打破記錄者,這毫無意義。我把知識比作金字塔,基石打得寬闊堅實,金字塔才能向更高處拔。如果你像建一個柱子一樣一心只想快點(diǎn)往上,到了高處就會搖晃,然后坍塌?!?/p>
為此他們放慢腳步,5歲才讓陶哲軒進(jìn)入公立學(xué)校。父母、校長和老師為他制訂了一個特別計劃,在數(shù)學(xué)和科學(xué)課程上,他以自己的步調(diào)學(xué)得飛快,而其余課程跟大家一樣。英語課上,他不得不為作文而手忙腳亂。寫《我的家庭》時,他在家里從一個房間到另一個房間,記下一些細(xì)節(jié),并排了一個目錄。
“我到現(xiàn)在沒摸清作文的竅門,我比較喜歡明確一些定理規(guī)則然后去做事的情形?!笔聦嵣?,陶哲軒謙虛了,即使在英語和社會學(xué)——這兩門他自認(rèn)的“弱項”上,他也比同齡人超前了4年。
7歲半時,他到當(dāng)?shù)馗咧猩蠑?shù)學(xué)課;8歲零3個月,他出了第一本書,關(guān)于用BASIC程序計算完全數(shù)?!八廊皇且粋€活潑、有創(chuàng)造力的、有時也愛惡作劇的孩子?!?/p>
1985年初,10歲生日前幾個月,陶哲軒有三分之一時間在弗林德斯大學(xué)度過,學(xué)第二年的數(shù)學(xué)、第一年的物理。余下時間在高中,學(xué)12年級的化學(xué)、11年級的地理和拉丁文、10年級的法語、9年級的英語和社會學(xué)。他仍然與高中同學(xué)交朋友。他已在奧數(shù)競賽中拿獎了。
14歲正式進(jìn)入大學(xué),比他原本可以執(zhí)行的“快速成才”的時間表推遲了兩年。
他在兩年內(nèi)拿到學(xué)士學(xué)位,一年后拿到碩士學(xué)位,然后去普林斯頓大學(xué)攻讀博士學(xué)位。他說,他在群體中體會到了融洽,他是最小的一個,但并不總是最耀眼的那個。
20歲,他獲得普林斯頓大學(xué)博士學(xué)位,24歲被洛杉磯加州大學(xué)聘為正教授。
父親的體會是:打基礎(chǔ)階段,知識面越廣博,對攀登金字塔尖越有益處??茖W(xué)與藝術(shù)、數(shù)學(xué)與哲學(xué),這些學(xué)科的分界越往上越模糊,如果你只專一門,就沒法往上走。即使在純數(shù)學(xué)領(lǐng)域,許多問題也不是數(shù)學(xué)手段能解決的,譬如愛因斯坦的相對論中并沒有多少數(shù)學(xué),因為許多概念都超越了計算。
陶家的3個孩子都有數(shù)學(xué)天分。陶哲軒的弟弟特雷弗比他小兩歲,是國際象棋高手,音樂天賦極佳,一部管弦樂作品聽一遍就能在鋼琴上彈奏出來,但患有自閉癥。他后來拿到數(shù)學(xué)博士學(xué)位,現(xiàn)在澳大利亞一家國防科技機(jī)構(gòu)工作。
老三奈杰爾,告訴父母“我不是另一個Terry”,所以,陶象國夫婦放緩他的速度,他拿到經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)和計算機(jī)的博士學(xué)位,現(xiàn)在是澳大利亞Google的一名計算機(jī)工程師。
“我們自始至終強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的樂趣、做事過程中的樂趣,而不是為了贏得什么。”陶象國說。
“工作就是我的業(yè)余愛好”
澳大利亞的童年,普林斯頓的研究生生涯,陶哲軒眼下居住在陽光燦爛的南加利福尼亞,雖然也有些小缺憾,譬如沒雪可鏟,但他很喜歡這里。每天早晨,他和加州科技研究所的以馬利#8226;坎迪斯教授在幼兒園碰頭(他們的孩子上同一間學(xué)校),然后開始一天的工作。
他的研究范圍之一:壓縮傳感大致可以投入應(yīng)用了。數(shù)碼相機(jī)用上百萬的傳感器來記錄圖像,而計算機(jī)連上相機(jī)來壓縮這些數(shù)據(jù)。“這是一個不一樣的策略,同樣壓縮數(shù)據(jù),但我們是在一個無聲且不需要額外終端動力的情況下完成的?!痹谂c坎迪斯教授的合作中,他們發(fā)現(xiàn)即使丟失了大部分的數(shù)據(jù),強(qiáng)有力運(yùn)算法則的運(yùn)用仍然可以重建原始圖像。
軍隊很想把這項成果用于勘測:將價廉方便的照相機(jī)覆蓋戰(zhàn)場便可記錄每一個相素的數(shù)據(jù),每臺相機(jī)將數(shù)據(jù)傳送到中心計算機(jī),陶教授和坎教授發(fā)明的有用的數(shù)學(xué)技術(shù)可以將這些數(shù)據(jù)變成一張戰(zhàn)場全景圖,而賴斯大學(xué)的工程師們已經(jīng)據(jù)此做出了一架相機(jī)。
他對數(shù)學(xué)的態(tài)度日趨成熟。回想當(dāng)年一串串的數(shù)學(xué)競賽、論題會、考試,“就像快跑比賽。而在真實的數(shù)學(xué)世界里,數(shù)學(xué)研究應(yīng)該像馬拉松?!钡?,陶哲軒也說:“如果你想學(xué)好數(shù)學(xué),必須從一些最基本的訓(xùn)練開始,好比你想成為一個鋼琴家,就得從大量的練習(xí)曲開始,雖然這些訓(xùn)練往往是乏味的?!?/p>
作為一個父親和教授,陶哲軒現(xiàn)在還得思考如何教而不僅僅是研究數(shù)學(xué)。一次傍晚茶讓他有機(jī)會問4歲的兒子,現(xiàn)在有10塊小餅干,客廳里有5個人,每人能吃到幾塊?兒子讓父親告訴他答案。陶哲軒說:“我不知道啊,你告訴我?!豹q豫了片刻,威廉把10塊餅干分成5份,每份2塊。
他未來的計劃是教那些非數(shù)學(xué)家如何數(shù)學(xué)性地思維,“這對日常生活大有用處,譬如算一算怎樣抵押貸款更劃算,我相信可以教會所有人?!?/p>
一些人認(rèn)為數(shù)學(xué)是窮人/卑微者主攻的學(xué)科,陶哲軒卻認(rèn)為它同樣能制造百萬富翁和億萬富翁?!霸诿绹?,許多數(shù)學(xué)家通過運(yùn)用數(shù)學(xué)賺到了大錢并贏得人們的尊重,Google的創(chuàng)始人就是數(shù)學(xué)博士,他們設(shè)計了一套數(shù)學(xué)運(yùn)算法則來搜索網(wǎng)頁,然后成了億萬富翁。而美國的傳統(tǒng),不會嘲笑那些通過努力成為億萬富翁的人?!?/p>
“我的工作就是我的業(yè)余愛好。我一直想學(xué)另一門語言,但暫時還不會開始,慢慢來?!彼呀?jīng)通曉拉丁語、法語和德語。他聽得懂廣東話,但不會說。他惟一會書寫及發(fā)音的3個漢字是:陶哲軒。
數(shù)學(xué)跨越國界
2002年8月,正值國際數(shù)學(xué)大會在北京召開,陶家本想在北京召集一個家庭聚會,但陶哲軒的兒子恰好那時出生,所以他沒能成行。陶象國夫婦和另兩個孩子在大陸旅游了兩周。
父親說:“陶哲軒入選2006影響世界華人是在我們意料之外的。他的受教育、工作、生活經(jīng)歷在中國之外完成,他也沒有讀過一本中國哲學(xué)或文學(xué)經(jīng)典著作(包括譯著),但從基因上講,他是華人;在培養(yǎng)他的過程中,我和妻子不可避免地給了他一些‘中國’的影響,盡管可能是下意識的?!?/p>
然而,這些重要嗎?陶象國在郵件中用英文寫道:“在培養(yǎng)孩子的過程中,我們只告訴他們什么是‘好’,什么是‘壞’,而不是‘東方’和‘西方’。也許在政治和體育中,人們更多地傾向于國家、民族概念,但數(shù)學(xué)是一種世界性語言,它跨越了不同國家和文化的邊界,這正是21世紀(jì)這個世界的走向?!?/p>