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        華人數(shù)學(xué)家張益唐:敲開世紀(jì)數(shù)學(xué)猜想大門

        2014-02-02 10:59:42
        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)系素?cái)?shù)數(shù)學(xué)家

        張益唐:華人數(shù)學(xué)專家。1978年—1985年考入北京大學(xué)數(shù)學(xué)系,1992年畢業(yè)于美國普渡大學(xué),獲博士學(xué)位;目前,在美國新罕布什爾大學(xué)任教。2013年5月,張益唐在孿生素?cái)?shù)研究方面取得突破性進(jìn)展,證明了孿生素?cái)?shù)猜想的一個(gè)弱化形式,2013年7月,獲晨興數(shù)學(xué)卓越成就獎(jiǎng)。

        張益唐有高尚的品德和魅力,他真正做到了淡泊名利,默默耕耘,始終關(guān)注大問題的進(jìn)展,時(shí)刻想著攻克大難題。堅(jiān)持了30多年,終于在今年首次成功證明弱版本的孿生素?cái)?shù)猜想。

        在學(xué)術(shù)界,大器晚成者不在少數(shù),然而,年近六旬還是一個(gè)普通講師的卻不多見。為此,當(dāng)《自然》(Nature)雜志在線在“突破性新聞”欄目里,宣布張益唐敲開了“一個(gè)數(shù)學(xué)界的重大猜想大門”時(shí),人們難以相信一個(gè)取得成就堪比陳景潤的人居然是一個(gè)在美國不知名大學(xué)任教的“講師”。

        8月底,張益唐做客中國科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院華羅庚講座,從四面八方趕來的“粉絲”把能容納200多人的大報(bào)告廳擠得水泄不通,著名數(shù)學(xué)家、中科院院士王元是其中之一。“張益唐教授有高尚的品德和魅力,他真正做到了淡泊名利,幾十年里默默耕耘,始終關(guān)注著大問題的進(jìn)展,時(shí)刻想著攻克大難題。這樣堅(jiān)持了30多年,終于在今年第一次成功證明弱版本的孿生素?cái)?shù)猜想……”王元說。

        一項(xiàng)進(jìn)展:首次證明弱版本孿生素?cái)?shù)猜想

        素?cái)?shù)是指只能被自身和1整除的正整數(shù),兩個(gè)相差為2的素?cái)?shù)即“孿生素?cái)?shù)”,例如(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。那會(huì)不會(huì)有一天再也找不到新的孿生素?cái)?shù)對呢?古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得猜想,有無窮多個(gè)素?cái)?shù)p,使得p與p+2同為素?cái)?shù)。這就是所謂的孿生素?cái)?shù)猜想。

        1900年的國際數(shù)學(xué)家大會(huì)上,數(shù)學(xué)家希爾伯特將孿生素?cái)?shù)猜想與黎曼猜想、哥德巴赫猜想一起列入了他那著名的23個(gè)數(shù)學(xué)問題中的第八問題。

        如何證明這一猜想?人們甚至不知道它的“弱形式”是否成立,用《數(shù)學(xué)文化》主編、香港浸會(huì)大學(xué)理學(xué)院院長湯濤的話說就是——能不能找到一個(gè)正數(shù),使得有無窮多對素?cái)?shù)之差小于這個(gè)給定正數(shù),在孿生素?cái)?shù)猜想中,這個(gè)正數(shù)就是2。

        2013年5月14日, 《自然》雜志在線報(bào)道張益唐證明了“存在無窮多個(gè)之差小于7000萬的素?cái)?shù)對”。盡管從2到7000萬是一段很大的距離,《自然》還是稱其為一個(gè)“重要的里程碑”。隨即這一研究被認(rèn)為在孿生素?cái)?shù)猜想這一終極數(shù)論問題上取得了重大突破,甚至有人認(rèn)為其對學(xué)界的影響將超過陳景潤的“1+2”證明。

        “張益唐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。”湯濤說。

        有人打了一個(gè)比方,張益唐所做的工作,相當(dāng)于1920年挪威的布朗證明了“9+9”,“開啟”了哥德巴赫猜想的證明,接下來科學(xué)家們陸續(xù)證明了“7+7”、“6+6”,直到46年后的陳景潤證明攻下離“1+1”一步之遙卻或是最難的“1+2”。

        一個(gè)信念:執(zhí)著大問題,追求完美研究成果

        “這是一個(gè)有歷史性突破的重要工作,文章漂亮極了?!奔兇鈹?shù)學(xué)領(lǐng)域最著名的刊物《數(shù)學(xué)年刊》審稿人、頂級(jí)解析數(shù)論專家亨利?伊萬尼克如是評(píng)價(jià)張益唐的論文《素?cái)?shù)間的有界距離》,正是這篇論文刷新了《數(shù)學(xué)年刊》創(chuàng)刊130年來最快接受紀(jì)錄。

        然而,在此之前,國際數(shù)學(xué)領(lǐng)域重要的檢索系統(tǒng)Zentralblatt MATH數(shù)據(jù)庫中,能找到的他名下的論文僅有兩篇。這也被一些學(xué)者分析是他在美國新罕布什爾大學(xué)數(shù)學(xué)系待了近十年,只是講師(lecturer)的原因。

        “他總是執(zhí)著于攻大難題,研究中追求‘完美結(jié)果,只發(fā)表他認(rèn)為比較完美的論文,從他讀書時(shí)就是如此?!睆堃嫣拼髮W(xué)同學(xué)、同為恢復(fù)高考后北京大學(xué)數(shù)學(xué)系第一批學(xué)生的美國普渡大學(xué)數(shù)學(xué)系教授沈捷說。

        同為北大數(shù)學(xué)系同學(xué)的湯濤回憶說,像那個(gè)時(shí)代很多有志青年一樣,張益唐也是被陳景潤的故事、被哥德巴赫猜想吸引到數(shù)學(xué)系。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(tái)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。

        1985年,張益唐來到了美國普渡大學(xué)讀博士,研究方向是被稱作代數(shù)幾何領(lǐng)域最難攻破的雅克比猜想。雖然有人評(píng)價(jià)說他做出的成果是雅克比猜想證明中最好的一個(gè),但“因?yàn)樽约翰粷M意而沒有發(fā)表”。這也導(dǎo)致他日后找工作四處碰壁。

        沈捷記得,張益唐畢業(yè)以后,把全部家當(dāng)放到房車?yán)?,便開著車去多個(gè)大學(xué)一邊求職,一邊講雅克比猜想的成果。畢業(yè)后的前六七年,他干過很多雜活,包括臨時(shí)會(huì)計(jì)、餐館幫手、送外賣,即便這樣,在糊口之余他仍繼續(xù)做數(shù)學(xué)。1999年后,張益唐到美國新罕布什爾大學(xué)做助教、講師。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,但能回學(xué)校做研究已讓他非常滿足。

        一份堅(jiān)持:成功之后,依然守住平靜

        在湯濤看來,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。

        成名后,全球各大媒體開始對張益唐爭相報(bào)道,各種榮譽(yù)也接踵而至。然而,張益唐依然過著成名前的日子:一份三十公分的意大利面包,縱向剖開,抹上金槍魚泥,放上四片奶酪,放到烤爐烤一分鐘,撒上生菜,鋪上酸黃瓜和番茄,包起來,切成兩半,就是又一個(gè)三明治。

        早在今年5月,美國新罕布什爾大學(xué)就在其官網(wǎng)登出了張益唐要發(fā)表孿生素?cái)?shù)這一成果的消息時(shí),就寫了這么一句話:經(jīng)過多天數(shù)學(xué)界的持續(xù)關(guān)注,張益唐更愿意回到他此前“不為人所注意”的狀態(tài)。

        面對全球多個(gè)知名大學(xué)和數(shù)學(xué)研究機(jī)構(gòu)的邀約,張益唐坦言自己選擇的標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè):合適的科研環(huán)境。他還希望在好的學(xué)術(shù)氛圍中,能再次解決其他的大難題?!拔业男暮芷届o。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。”他說。

        “都說做學(xué)問的人要寵辱不驚,張益唐就是這樣的人。”王元說,“他的這種精神是對目前浮躁的科研環(huán)境的一種鞭策,也正是當(dāng)前年輕人需要學(xué)習(xí)的?!?/p>

        在張益唐的同學(xué)中流傳著這么一個(gè)段子:為潛心研究數(shù)學(xué),張益唐幾乎把自己與世隔絕。他妹妹曾在網(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。

        盡管這樣,同學(xué)并不認(rèn)為他是一個(gè)性格孤僻的數(shù)學(xué)家?!俺颂V迷于數(shù)字,其他和我們都一樣。”沈捷說。

        湯濤更是爆料:張益唐做過學(xué)生會(huì)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?!睖珴f。

        姜靖

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