刘路:“数学奇才”是怎样炼成的

2012-04-29 00:44张强
大众科学 2012年5期
关键词:数理逻辑拉姆齐中南大学

张强

爱科幻电影,是《哈利·波特》忠实粉丝,还是学院长跑冠军。他年方22岁便在国际数学界崭露头角,他是学院的“中跑双冠王”,他戴着太阳帽,不爱说话、轻声细语……

他经过自己的努力,作出了对拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究,被认为彻底解决了英国数理逻辑学家Seetapun于上世纪90年代提出的一个猜想。2012年3月,还在读大四的刘路被聘为中南大学“正教授”,一时间成了大名人,但他并非传统意义上的“书斋男”。

一套巨著开启数学不解之缘

说刘路是奇才,他自己并不如此认为。小时候的他,对数学没有特别偏好,父母也从未特意培养过他在这方面的兴趣。初二那年,刘路偶然接触到美国数学史家M·克莱因的著作《古今数学思想》,这是一套论述从古代一直到20世纪头几十年中重大数学创造和发展的书籍。正是这套书籍,让刘路对于数学、物理等自然科学开始产生了兴趣,并与数学结下不解之缘。

刘路的初中成绩并不稳定,浮动很大。成绩好的时候全年级二三十名,差的时候倒数几十名,这样的过山车并没有引起刘路父母过多的反应。刘路从未因成绩起伏而受到指责,但也很少获得父母的奖励。这种家庭教育方式,让刘路面对分数这个“学生的命根”,多了几分淡然,刘路将更多的时间和精力放在了那些奇妙的“数字”上。

高中阶段,刘路的数学才华开始逐步显现。也是这个时候,他越发迷上了思考问题,开始思考“科学方法论”。

刘路的数学思路敏捷而独特,解题步骤和思考方式常常出人意料。高一的他,开始尝试阅读全英文的数学书籍。“高中时总会因为做出别人没有做出的题,或因为解题方法比较新颖受表扬,就会觉得很开心,这是数学带给我的乐趣。”

2008年高考结束,父母希望刘路报考自动化控制之类容易就业的专业,但刘路执意不听。最终,刘路被中南大学数学与统计学院录取。

“灵光一现”破解“猜想”

大二的时候,刘路开始自学起数理逻辑的知识,阅读了《数理逻辑理论》等三本专业书籍。

数理逻辑既是数学的一个分支,是数学基础的一个不可缺少的组成部分。刘路在这个领域进步很快,很有心得。他很多次兴奋地推导出一些概念和思路,后来在阅读书籍时却发现已经有所介绍,常常经历“最初认为自己想法很靠谱”的“大喜”,到“发现它原来不是新想法”的“大悲”。

大三的暑假,刘路开始自学数理逻辑的一个分支反推数学(通常数学大致是从公理到定理的研究,而反推数学则是从定理到公理的研究)。在这个过程中,刘路接触到拉姆齐二染色定理。

拉姆齐二染色定理源自1930年,英国数学家弗兰克·普伦普顿·拉姆齐《形式逻辑上的一个问题》的论文中的证明R(3,3)=6。可以通俗地解释为:在一群不少于3人的人中,若任何两人都刚好只有一个共同认识的人,这群人中总有一人是所有人都认识的。

海内外不少学者都在进行拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究,1995年,英国数理逻辑学家西塔潘提出了关于拉姆齐二染色定理证明强度的猜想,即“西塔潘猜想”,用专业术语描述,他猜测“RT_22能推出WKL”。

对于“西塔潘猜想”,刘路大二便已经看到过,却从未想过自己有天会去论证它。就在2010年10月的一天,刘路在看书的时候,“灵光一现”,认为如果利用之前学到的一个方法稍作修改便可证明西塔潘猜想。一向淡定的他兴奋得“心脏快要跳出来了”。他立即跑回宿舍,连夜用英文写出证明过程的论文《“RT_22 does not imply WKL”》(即“RT_22推不出定理WKL”),以笔名“刘嘉忆”投给了美国芝加哥大学主办的《符号逻辑期刊》。刘路的研究结果对沉寂了17年的“西塔潘猜想”给出了答案!

《符号逻辑期刊》是数理逻辑领域的国际权威杂志,该刊主编、逻辑学专家、芝加哥大学数学系邓尼斯·汉斯杰弗德教授一直是西塔潘猜想的研究者,他看到刘路的证明后很感兴趣,但因之前从未听说过中国数学界有这号人物,所以也有些疑虑。

一个月后,刘路收到汉斯杰弗德发来的E-mail:“我是过去众多研究该问题而无果者之一,看到这一问题最终解决感到非常高兴,特别是你的证明如此漂亮,请接受我对你的研究成果的祝贺!”芝加哥大学博士达米尔·扎法洛夫认为:“这是一个重要的结果,促进了反推数学和计算性理论方面的研究。”

2011年9月,刘路获邀在美国芝加哥大学数理逻辑学术会议上作了40分钟报告,他是这次会议上亚洲高校的唯一参与者。

“我爱数学,渴望成为大数学家,我也希望自己能成为在多个领域有所建树的大学者。在我内心中,一直有一种渴望超越别人,渴望证明自己的动力。这个‘别人有时是我身边的人,有时是历史上的伟人。正是这种‘野心,让我不甘心放弃任何一个难题;也正是这种‘野心,让我在面对成功和荣誉时能淡然处之。”刘路丝毫不掩饰对自己钟情的数学的热爱,和对取得该领域建树的“野心”。

最近,刘路获得了伯克利等三所国外知名大学数理逻辑相关专业的录取通知书。除了对数学基础理论的研究,刘路又开始“瞄”上了数学与计算机交叉学科“人工智能数据挖掘专业”,开始自修计算机基础知识,练习编程,收看网络公开课。“我将竭尽所能追求自己的梦想,追求我心爱的事业,我誓将兴趣进行到底。”刘路信心满满。

档案

刘路,笔名刘嘉忆,中南大学数学科学与计算技术学院应用数学专业08级本科生。他经过自己的努力,作出了对拉姆齐(R amsly)二染色定理的证明论强度的研究,被认为彻底解决了英国数理逻辑学家Seetapun于上世纪90年代提出的一个猜想。2012年3月,中南大学决定聘请22岁的刘路为正教授级研究员,刘路成为目前中国最年轻的教授。

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