2010年8月19日,在印度海得拉巴市召開的第26屆國際數(shù)學(xué)家大會上,38歲的越南數(shù)學(xué)家吳寶珠因證明了朗蘭茲綱領(lǐng)中自守形式中的基本引理而獲得國際數(shù)學(xué)界的最高獎──菲爾茨獎。他成為第一位獲得菲爾茨獎的越南數(shù)學(xué)家。
少年時就在數(shù)學(xué)上展露天分
吳寶珠1972年6月出生在越南河內(nèi)市,父親是越南國家力學(xué)研究所物理學(xué)教授,母親是越南中央傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)學(xué)副教授,他是家中唯一的孩子。學(xué)生時代,吳寶珠先后就讀于河內(nèi)的講武實驗小學(xué)、重王中學(xué),15歲時轉(zhuǎn)學(xué)到河內(nèi)國家大學(xué)的天才學(xué)校。這次轉(zhuǎn)學(xué)主要的原因是父親對兒子所就讀的學(xué)校感到不滿意。
河內(nèi)國家大學(xué)的天才學(xué)校是越南政府自1965年指定河內(nèi)國家大學(xué)開設(shè)的,其任務(wù)是引導(dǎo)和訓(xùn)練具有天賦的學(xué)生。學(xué)校開設(shè)了不同的專業(yè)班,包括數(shù)學(xué)、信息學(xué)、物理、化學(xué)和生物。吳寶珠就讀于其中的數(shù)學(xué)班。
吳寶珠對數(shù)學(xué)的喜愛源自父母的影響,他從初中開始做了許多數(shù)學(xué)題并喜歡上數(shù)學(xué)。1988年,讀11年級的吳寶珠去澳大利亞參加了第29屆國際奧林匹克數(shù)學(xué)競賽。這是他第一次參賽,他以42分的滿分取得金牌。之后他對參賽就不再有興趣了。后來,在學(xué)校的要求下,他第二次參加了比賽,也得了金牌?!暗@一次我真的沒有多少樂趣,”吳寶珠說。
與吳寶珠參加同一屆競賽的,還包括了澳大利亞籍華裔陶哲軒,陶哲軒以34分的成績?nèi)〉媒鹋啤L照苘幠且荒曛挥?3歲,他后來在24歲即被美國加州大學(xué)洛杉磯分校聘為全職教授,成為校史上最年輕的全職教授。2006年同樣獲得了菲爾茨獎。
在法國開始數(shù)學(xué)研究
1989年高中畢業(yè)之時,吳寶珠本打算去布達(dá)佩斯讀大學(xué),沒想到正碰上東歐劇變,新的匈牙利政府不再為越南來的留學(xué)生提供獎學(xué)金。吳寶珠只好另尋出路,最后得到了法國的獎學(xué)金。
在法國高中的學(xué)習(xí)對吳寶珠產(chǎn)生了相當(dāng)?shù)挠绊?,“在法國,高中階段有兩年的大學(xué)預(yù)備學(xué)習(xí),法國的高中預(yù)科非常不同于越南的‘奧數(shù)班,法國的高中學(xué)習(xí)是為研究作準(zhǔn)備,而越南和中國的高中學(xué)習(xí)是為考試作準(zhǔn)備?!?/p>
當(dāng)吳寶珠開始博士研究時,朗蘭茲綱領(lǐng)是法國數(shù)學(xué)界一個有口皆碑的題目,許多法國數(shù)學(xué)家向大家廣泛介紹朗蘭茲綱領(lǐng)和自守形式的研究,對當(dāng)時的數(shù)學(xué)家產(chǎn)生了巨大影響,包括洛蒙教授。
1997年,25歲的吳寶珠在法國第十一大學(xué)獲得博士學(xué)位,從1998年開始,他成為巴黎第十一大學(xué)的法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的研究員,因為能做數(shù)學(xué)研究,吳寶珠在法國感到非常愉快。CNRS類似于中國科學(xué)院,研究人員隸屬于CNRS,也就是說CNRS為其支付薪水,卻在相關(guān)大學(xué)里和教授們一起工作,而沒有教學(xué)任務(wù)。他成為CNRS的研究員,這是一個終身職位,沒有申請經(jīng)費、發(fā)表文章、晉升職位和教學(xué)任務(wù)的壓力,他所需要做的就是選擇留在這里,用更多的時間作數(shù)學(xué)研究,而不是別的事。這是他的第一份工作,當(dāng)時,他的目標(biāo)是希望有一天能證明朗蘭茲綱領(lǐng)的基本引理。
朗蘭茲綱領(lǐng)
在日本推理小說家東野圭吾的小說《嫌疑人X的獻(xiàn)身》中,偵查命案的物理學(xué)家問了癡迷數(shù)學(xué)的嫌疑人一個問題:“擬一個無法解答的問題,和解答那個問題,何者比較困難?”嫌疑人沒有正面回答,他只是說:“的確是耐人尋味的題目。我會好好想想?!边@名嫌疑人是個非常聰明的人。美國普林斯頓高等研究院數(shù)學(xué)教授羅伯特·朗蘭茲(Robert Langlands)說,“我認(rèn)為這個問題沒有答案。”1967年,朗蘭茲給數(shù)論專家安德雷·韋依寫了封信。在這封著名的信中,朗蘭茲說:“如果您能把(我的信)當(dāng)作純粹的猜測來讀,我會很感激;如果不行──我相信您的手邊就有廢紙簍。”
接著朗蘭茲提出一項雄心勃勃的革命性理論:將數(shù)學(xué)中兩大分支數(shù)論和表示論聯(lián)系起來,其中包含一系列的猜想和洞見,最終發(fā)展出“朗蘭茲綱領(lǐng)?!?/p>
證明在這時出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)
吳寶珠證明基本引理的過程曲折坎坷,充滿了痛苦,乃至絕望?!耙斫庖粋€猜想為何是重要的,就需要理解它的結(jié)論,而這通常要花費很長時間?!崩侍m茲說。盡管朗蘭茲對于自己提出的問題也作了許多探索,但這個綱領(lǐng)就像是一座雪山,更多情況下是叫人心有余而力不足。
在基本引理的證明中,2003年是一個轉(zhuǎn)折點。“當(dāng)時,吳寶珠確切地想清楚了與幾何學(xué)相關(guān)的每一個問題,事情變得順暢、清晰,他相信他已經(jīng)得到了新想法,但那只是開始。”
那年夏天,他邀請洛蒙到越南河內(nèi)觀光,而洛蒙卻對他的想法產(chǎn)生了興趣,他們共同證明了基本引理的酉群情形。2004年,兩人因此獲得美國克萊研究獎。
在證明了基本引理的酉群情形后,洛蒙不想再做了,但吳寶珠還想繼續(xù)。酉群情形不適用于普通形式,他用了很長時間來做這個問題,但始終未能如愿。2006年時他曾經(jīng)一度認(rèn)為基本引理是不可證明的。
他使更多人的工作都有了意義
2006年,吳寶珠應(yīng)邀到美國普林斯頓高等研究院訪問,這是他第一次到這里訪問。2006年12月的一天,與普林斯頓高等研究院的馬克·戈瑞斯基(Mark Goresky)的交談,為他的迷陣提供了失落的一角,他意識到他得出了證明,他相信他得到了一般情形下基本引理的證明。他用了一年多的時間得出完整的證明?!白罴拥臅r刻是得到解決這個問題的想法的那一刻,當(dāng)時他非常激動。他寫出了所有的細(xì)節(jié),論文超過了200頁。這是一個漫長的過程,這個過程充滿痛苦和壓力,曲折坎坷,其中一個嚴(yán)重錯誤,他用了兩個月的時間去修正?!?/p>
2008年5月,他將論文投遞給法國《高等科學(xué)研究所數(shù)學(xué)出版物》,審稿時間比他寫論文的時間長多了,只有極少數(shù)人能檢查其中的細(xì)節(jié),但他不知道他們是誰。到2009年底,幾乎這個領(lǐng)域的每個人都相信吳寶珠真正證明了這個問題,美國《時代》周刊將朗蘭茲綱領(lǐng)選為2009年度十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
對吳寶珠來說,朗蘭茲綱領(lǐng)如此迷人,從博士研究生開始,他用了近17年的時間來做這個問題。吳寶珠說:“每個數(shù)學(xué)家都明白它的重要性,如果你知道朗蘭茲綱領(lǐng),你就會用一種全新的方式去理解數(shù)學(xué)和幾何。安德魯·懷爾斯在費馬大定理的證明中用了朗蘭茲綱領(lǐng)中的思想,你足可以看見朗蘭茲綱領(lǐng)的美麗和力量,這真是個激動人心的綱領(lǐng)?!?/p>
《時代》周刊雜志的文章指出:“過去幾年中,在巴黎第十一大學(xué)和普林斯頓高等研究院工作的越南數(shù)學(xué)家吳寶珠,用獨創(chuàng)性的公式證明了朗蘭茲綱領(lǐng)的基本引理,當(dāng)這一證明的正確性在今年被檢查并確認(rèn)正確時,全世界的數(shù)學(xué)家終于松了一口氣。在過去30年中,數(shù)學(xué)家在這一領(lǐng)域的工作都是在假定基本引理正確并且終將有一天會得到證明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。高等研究院數(shù)論學(xué)家薩納克這樣形容該成果:就好比人們在河對岸工作,等著有人能架好這座橋梁。突然之間橋梁架好了,每個人的工作都有了意義。