张益唐:成就堪比陈景润,曾沦为给人送外卖

2018-01-20 02:03木匠
北广人物 2018年3期
关键词:素数讲师数学家

□木匠

今天,我要给大家介绍的这位传奇人物,名叫张益唐。他的故事非常特别,以至于有人说“不仅堪比陈景润,甚至比被拍成电影《美丽人生》的约翰·纳什还要精彩。”

一张益唐,1955年出生在上海的一个知识分子家庭。他的父亲是一位电气工程师,母亲在机关工作。他从小就爱看书,有过目不忘的本事。4岁,就能背出100多个国家的首都和中国历史上所有皇帝的年号;9岁,字还没认全,就连问带猜地看完了《西游记》、《林海雪原》等,堪称神童。然而,张益唐的求学之路却是异常坎坷。1959年,反右运动开始,他的家庭遭受了沉重打击,母亲精神崩溃,父亲只好将他送到了外婆家。一天,外婆给了他一些零花钱,他就用这些钱给自己买了一本《十万个为什么》。当时,他的这个举动,在小伙伴们眼里,实在奇葩。《十万个为什么》里提到了几个世界性的数学难题,并在后面写道:“看来这些问题,还要留给未来的数学家去解决。”那个时候,他一定不曾想到,这个“未来的数学家”,就是他自己!《十万个为什么》引发了张益唐对数学的浓厚兴趣——9岁时,他就证明出了“勾股定理”,这连他自己都感到非常吃惊。13岁时,他们一家从上海搬到了北京。当时,“文革”已经开始了,学校都停课了,可他却一头扎进书堆里,两耳不闻窗外事地遨游在数学的海洋里。

1970年,母亲被下放到五七干校,张益唐也跟着去了,父亲则被下放到了另一个农场。几年以后,他回到北京,因为当时高考制度已被废除,他进了一家锁具厂,当了工人。

1978年,全国恢复高考,张益唐欣喜若狂,花了几个月的时间,自学了高中所有的课程。几个月后,他终于如愿以偿地考上了北京大学数学系。这一年,他已经23岁了。北京大学是中国顶级学府,北大最不缺的就是学霸。而张益唐却是学霸中的学神,据他的同学回忆说:“崇拜他的姑娘能从学校南门排到了北门。”

1982年,张益唐本科毕业后,又师从北大著名数学家潘承彪教授读了3年硕士。时任北大数学系主任的丁石孙教授,对他欣赏已久。1984年,丁教授把他推荐到了美国普渡大学,让他到那里攻读博士学位。二赴美时,张益唐就带了一个小箱子、一个挎包、一双筷子和一本《古文观止》。但让他万万没有想到的是,此行,非但没有让他在学业上再攀高峰,反而让他沦为端盘子、送外卖的小工!

张益唐的导师是著名数学家莫宗坚(美籍中国台湾人)。读博期间,张益唐选择了世纪难题“雅可比猜想”作为自己论文的方向。当他把这个想法告诉导师时,莫教授感到很惊讶,因为这个“雅可比猜想”是代数几何领域中最难攻克的难题之一。他一个初出茅庐的中国学生,竟然要挑战这个令许多世界顶级数学家都头疼的问题,自信从何而来?但让莫教授万万没想到的是,短短两年时间,张益唐就完成了他的博士论文,成功地证明了“雅可比猜想”!

作为一大世纪难题,“雅可比猜想”无论何时,都是一个热门话题,当时,许多数学家都对他的证明十分感兴趣。可是,经过多位数学家的验算与核对,悲剧发生了——在他的证明里,使用了其导师莫宗坚的一个已发表的成果,但这个成果却被证明是错误的。其实,在数学界,之前的研究成果后来被证明是错误的,是件很平常的事。况且,张益唐当时还很年轻,这都不算事儿。但由于此事又牵扯到了莫教授的其他一些研究成果。师生两人的关系开始变得微妙起来。

两年的心血就这样付诸东流,但这并未使张益唐灰心,虽说他最终也没能攻克“雅可比猜想”,不过他对这个问题的研究还是很有价值的。所以,在读博的最后一年(最多只能读7年),他还是拿到了普渡大学的博士学位。但由于师生关系不融洽,他在毕业时,没有拿到导师莫宗坚写的推荐信。而且即使有教授评论他对“雅可比猜想”的证明“是近年来最好的一个,只是一个细节没有完全搞清楚”,但极度追求完美的他,也不屑于就这样发表自己的论文。而在美国,博士毕业,没有导师的推荐信,是很难得到一份与其博士身份相符的工作的。这时,一直对他十分看好的已从系主任升任北大校长的丁石孙教授,曾希望他回北大执教。可是他却觉得以他现在这样的状态回去,有点无颜见“江东父老”,于是,他拒绝了丁校长的好意……

三之后,张益唐在美国经历了一段找工作四处碰壁的时光。当时,他的一个在美国开着一家连锁快餐厅的朋友,在得知了他的窘况之后,主动邀请他去帮忙。再以后,他不仅在餐馆里洗过碗,送过外卖,还曾在一家汽车旅馆里当过小工,经常穷到兜里摸不出一分钱,一度借住在朋友家的地下室里,过得极其落魄。因为他的兴趣始终在数论方面,可在现代数学中,数论没什么实际用处,所以他的才华一直没有被很多人认识到,甚至还有一些朋友瞧不起他,经常对他冷嘲热讽。其实以他的天赋,只要稍微肯灵活一点,做点有实际用处的事情,未必挣不到钱,可是他却不屑于那样去做。就是在这样的状态下,他过了七年。

1999年,当时在美国一个实验室工作的他北大的师弟唐朴祁找到了他,向他请教了一个困扰了自己很长时间的数学问题。他只用了7天时间,就给解决了。唐朴祁惊讶地说:“天才就是天才!他已经离开学术界七年了,怎么在数学上还有如此强大的实力,这样的才华不应该被埋没啊。”不久,实在看不下去了的唐朴祁和另一位北大校友,合力为他在新罕布什尔大学,谋了一份临时讲师的工作。

所谓临时讲师,就是没正式编制,上一节课给结一次工资的临时工,随时都面临着再失业的风险,可他却凭着出色的教学能力,在大学站住了脚跟,一干就是14年。但讲师还不能算是学者,他依然没有得到学术圈的认可。那个时候,他经常和学生们说:“我不相信金钱是衡量一个人是否成功的唯一标准。不是说你赚了很多钱,你的人生就很有意义。所以,如果你们有志于做学问的话,我建议你们不要轻易放弃你的理想。”他是这样去说,也是这样去做的,他就从未放弃过自己的理想。直到48岁,他才和一个华裔姑娘结了婚,但是婚后他们也不常在一起,因为他需要一种孤独的思考空间,她不理解他的数学研究,但能理解他这个人,她所能做的就是默默地支持他,不去妨碍他。他每次授完课,就会一头钻进自己的数学世界里苦思冥想。实在累了的时候,他也会读点唐诗宋词,他说他很喜欢老杜的一句诗——庾信平生最萧瑟,暮年诗赋动江关。也就是从那时起,他开始研究起了“孪生素数猜想”。“孪生素数猜想”是1900年由德国数学家大卫·希尔伯特提出的,他同时还提出了23个数学问题,其中就有著名的“哥德巴赫猜想”和“黎曼猜想”。两百多年来,曾有无数数学家对这个问题进行了大量的研究,但始终没有任何进展。

四转眼之间,张益唐已经58岁了,还是一个寂寂无名的讲师。在做讲师的十多年间,他只发表过两篇很一般的论文。英国数学家哈代曾经说过,数学比起其他科学来说,更像是“年轻人的游戏”,没有哪个重大成果,是由过了50岁的人研究出来的。而他却在58岁时,打破了这个“年轻人游戏”的规则。2012年7月3日,张益唐去科罗拉多州拜访一个指挥家朋友,并顺便为其儿子辅导一下数学。授课之余,他信步来到朋友家的后院,那里有两株树,朋友说有时会有小鹿跑到树阴下面来纳凉,他就待在那里,抽着烟等着,看能不能等到梅花鹿。虽然鹿没等来,但却让他等来了一个天大的灵感!电光火石之间,他想到了一个前人从未想到过的破解“孪生素数猜想”的方法。他兴奋极了,之后,他用几个月的时间,一口气完成了《素数间的有界距离》。2013年4月17日,他把论文投给了《数学年刊》。给他审稿的是世界顶级解析数论专家伊万尼茨。伊万尼茨在看到他的这篇论文时,第一反应是“这不可能是对的”,但再看了几眼之后,又说:“这不像是在胡说八道。”在接下来的一个星期,伊万尼茨一直都在看这篇论文,并不断地说:张的这个想法是个非常、非常、非常好的想法;第二个星期,伊万尼茨终于完全看懂了他的思路;第三个星期,伊万尼茨开始给他的论文逐字逐句地挑毛病。最终,他得出了这样的结论:这是一个具有里程碑意义的大发现,我彻底研究过了,没有任何问题。

《数学年刊》是世界顶级学术刊物,向以审稿严格而著称。很多成名数学家的论文,都会在他们那里被压上几个月,甚至几年,才能被采纳,而张益唐的论文只用了3个星期,就被该刊采纳了,创造了《数学年刊》创刊130年以来最快被采纳纪录!那么,张益唐的这项研究成果究竟有多逆天呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥·帕蒂拉举了个有趣的例子:假如在素数王国里,一个素数只能找与其邻近的另一个素数结婚的话,那么像3、5、7、11这种小素数,都很容易找到对象。但当这个素数大到几万、十几万位时,要想找与它相邻的下一个素数,就如同是大海里捞针了。但是根据张益唐的研究发现,不管这个素数有多大,和它相邻的下个素数之间的距离,只会小于或等于七千万。也就是说,七千万步之内,必有芳草。七千万固然是一个很大的数字,但这等于是把从大海里捞针,缩小到了在水塘里捞针。更重要的是,根据他提供的方法继续演算,还可以把水塘变为游泳池、水缸、水桶、水杯,直到最终求证。当然,这还需要一些时间(事实也是如此,在他的论文发表后的几个月时间里,加州大学洛杉矶分校的华裔数学家陶哲轩已经将两个素数间的最大差值缩小至5000。如今,全世界的数学家都在使用他的方法,继续缩小着这个数字。据说,目前缩小到了246)。

五张益唐的论文在《数学年刊》上发表后,震惊了世界数学界,而当人们找到他时,才更加吃惊地发现,他居然只是一个临时讲师,这完全颠覆了人们以前的认知。在沉寂了30年后,张益唐不鸣则已,一鸣惊人,从一个临时讲师直接跻身了世界顶级数学家行列。而当他得知自己的论文将被《数学年刊》刊登的消息后,并没有告诉自己的任何好友,只是给妻子打了一个电话:“你留意一下最近的报纸,也许会看到我的名字。”当时,妻子还对他说:“你喝多了吧?又在胡说什么?”直到网上铺天盖地都是关于他的消息后,妻子才恍然大悟,老公已经名扬天下了。她急忙给他打了个电话:“既然出了名,就记得把头发梳好。”后来,他还说:“其实,我当时心里还是很淡定,并没有特别高兴,曾有人问我,你当时就没想到自己苦了这么多年终于成功了吗?我说:‘真没有想过这个问题,我总是觉得,如果我年轻时就成名了,无非好运气早来了几十年。其实早与晚,这对我来讲,真没有什么太大的区别。’”包括《自然》、《科学美国人》、《纽约时报》和《卫报》在内的全世界主流媒体都以特大篇幅报道了张益唐的事迹。《卫报》的标题是:《鲜为人知的教授在折磨了数世纪数学精英的大问题上,迈进了一大步》。

2014年,张益唐在获得了美国数学学会颁发的科尔数论奖后,又获得了瑞典皇家科学院、皇家音乐学院和皇家艺术学院联合设立的罗夫·肖克数学奖。同年8月,他又被国际数学家大会邀请去,在闭幕式前,做了一小时的报告(国际数学家大会的受邀报告,通常为45分钟)。同年9月,他又获得了麦克阿瑟天才奖,还接到了美国普林斯顿高等研究院请他去做访问学者的邀请。

吃尽半生苦头的他,却还是一如既往地低调,闭口不谈当年和导师的过往,即使对最亲密的朋友也三缄其口,每每有人提起,他都会说:“这个事情都已经过去了,我不太愿意再提我在普渡的那些经历。”不过,他又说:“普渡最近要给我一个杰出校友奖,我说我是不会去领这个奖的。在我心里,北大才是我唯一的母校。”功成名就之后,张益唐终于觉得他可以回国了。不料,在他回国的时候,又发生了个小插曲,领事馆的人问他:“当初,你为什么不回国?”极少生气的他,竟然拂袖而去,后来他说:“如果我当初就回国了,也许就不会有今天的成就了。因为世俗的压力太大了,在国内,你要是几年不出论文,那又会怎样?而我又是一个信奉‘板凳要坐十年冷,文章不写一字空’的人,我自己是可以沉得住气,但我的家人呢?亲朋好友呢?他们能沉得住气吗?但我在美国就没有这个问题,我最欣赏美国的一个地方就是,无论你是在一个快餐店打工,还是在一个超市做收银员,没有人会看不起你。我这个人最怕人际关系了,也尽量不去参与这些东西。数学是门很纯粹的学问,可能要几十年才会顿悟,甚至可能一生无解……”

曾有人问过张益唐:“如果你始终没有破解‘孪生素数猜想’,有没有想过一辈子可能就能做个临时讲师呢?如果是那样的话,你会不会后悔自己当初的选择?”他是这样回答的:“不会呀,我觉得即使我最后什么也没研究出来,那也没有什么。毕竟我一直在做着自己喜欢的事,而且我这个人也一向不大关心金钱和荣誉,我觉得我一直也过得挺好的。”现在已很少有人能像他这样,如此淡定地面对不公平的境遇了。几十年,在无人理解,不被认可的情态下,沉迷在自己的兴趣里,然后,一夜之间,成为传奇!你固可以说这一切都是源于他的天赋,但我却觉得比天赋更重的是他这份超人的坚持,一旦认准一个目标,就会义无返顾地走下去,不管前方的道路有多坎坷。这不正是我们这个社会所需要的正能量吗?

诚如一位网友所说:“每个时代,总还有那么一小部分人在默默地做有意义的事情,请相信,在中华大地上,肯定还有如张益唐一样的传奇,正耐心地等着我们去发现。”

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