张益唐:在大海里捞针的数学家

2022-12-26 04:07紫云
青年文摘(彩版) 2022年24期
关键词:西格尔黎曼素数

紫云

著名数学家张益唐可能又解决了一个大问题。11月4日,他的新论文《离散平均数估计和朗道-西格尔零点》在预印本平台arXiv上发表。

“朗道-西格尔零点猜想”与悬置了160多年的难题“黎曼猜想”相关,由埃德蒙·朗道和卡尔·路德维希·西格尔两位数学家命名。它的重要意义在于,如果朗道-西格尔零点存在,那么广义“黎曼猜想”就是错误的。据统计,目前至少有1000条数学命题是以“黎曼猜想”或其推广形式的成立为前提的,“黎曼猜想”一旦被证明,将对理论数学界产生巨大的影响。

这已经不是张益唐第一次引起轰动了。2013年,58岁的张益唐因为攻克“孪生素数猜想”而震惊世界,这位蛰伏多年的华人数学家一举登上世界数学巅峰,堪称“国际数学界的扫地僧”。

“没人教过我,但我喜欢这些”

张益唐的经历堪称传奇。1955年,他出生于上海,后来父母因工作原因搬到北京,他仍留在上海和外祖母一起生活。张益唐上幼儿园的时候迷上了小舅的地理课本,发烧说胡话嘴巴里冒出来的都是各国首都的名称。他对书本和知识的兴趣像蒲公英的种子悄然四散,他说这是一种天生的好恶:“我喜欢读书、思考,没人教过我,但我喜欢这些。”科普读物《十万个为什么》第八册是数学,这让10岁的他有了自己心目中的“数学英雄”——著名数学家高斯。张家的亲戚都记得,大舅的婚礼上,张益唐一定要和数学老师姚先生坐在一起请教数学问题,大人不同意,他就大哭一场。

在数学之外,张益唐有着良好的古文功底,从小能背诵《西游记》和《红楼梦》里的内容,对《古文观止》爱不释手。40多年后,采访他的记者发现他随身携带的不是数学书,而是卡夫卡的小说《城堡》。

1978年,23岁的张益唐考上北京大学数学系。大学第一年,张益唐读到一篇文章,讲比利时数学家德利涅如何解决了“韦伊猜想”,“看得我简直不想睡觉了,激动得不得了”。

读硕士期间,他的导师潘承彪教授,是国内解析数论的领军人物之一。1985年,张益唐赴美留学,导师是美国普渡大学的莫宗坚教授。1992年,张益唐拿到博士学位,由于没有拿到教授的推荐信,他毕业的同时也失业了。张益唐自此开始“蛰伏”,他送过外卖,洗过餐盘,经济拮据。此后,他来到一家赛百味加盟店做会计工作,有时也帮忙收银。1999年,通过朋友介绍,他在新罕布什尔大学谋得职位:教微积分的普通讲师。一个编外教师,工资是日结的,但这已经是张益唐“蛰伏”时期最好的工作了。

2013年,因为“孪生素数猜想”的论文,张益唐轰动学界之后,他的母亲注意到,儿子身上的毛衣还是她20多年前织的。不过,张益唐不觉得苦,这段日子让他有时间回到解析数论的工作里去。

“我还有新的东西可以做”

爱因斯坦有一句话流传颇广,他说:“我不能容忍这样的物理学家,他拿起一块木板来,选择最薄的地方,在最容易钻孔的地方钻许多孔。”张益唐从来不找“最薄的木板”,直接挑战数论中最难的问题,他也不会“钻许多孔”,而是“隐”而不发,追求一发即中。对张益唐来说,那些悬而未决的数学猜想,就像是橫在人类智力面前的一道道横杆,等待他的跨越。

成名以前,张益唐一直担任普通讲师,在一次提升职级的会议中,张益唐的升职被否决,一个原因就是他的论文数量不够。截至目前,张益唐仅仅发表过4篇文章,一篇是博士论文(1992年),一篇是失利的“朗道-西格尔零点”论文(2007年)。第三和第四篇,就是轰动学界的证明“孪生素数猜想”与此次的“朗道-西格尔零点”相关论文。

有人问过张益唐,为什么不多发论文?他的回答是,不甘心把手头积攒的研究成果拿出来随时发表,“为什么我不能把它完全做完?完全做完之后拿出来的东西就是大东西了。”

2010年,张益唐开始研究孪生素数的问题。2012年一个午后,他决定休息一下,于是去了朋友家。朋友住在山里,有时梅花鹿会闯进来,他等待梅花鹿的时候,灵感来了。他没有把奇特的体验分享给任何人,只是回到屋里,开始了整理工作。2013年,论文《素数间的有界距离》发表在《数学年刊》上,他一举成名。

成名之后,张益唐受邀加盟了加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校,成为数学系终身教授。他还获得了罗夫·肖克奖中的数学奖项、麦克阿瑟天才奖等,成了数学界的英雄。就像人们惊讶于他的天赋一样,人们也惊讶于他的冷静。功成名就之后,张益唐并未止步,而是再次将全部精力投入新的数学高峰。他说:“我还有新的东西可以做,我相信我还能做出新的东西来。”2020年,65岁的张益唐新的目标是“朗道-西格尔零点猜想”,这是通往“黎曼猜想”的重要一步。

最近,张益唐在北京大学做线上学术报告时说:“这一次解决朗道-西格尔零点,确实是在大海里捞针。”在妻子孙雅玲眼中,张益唐钻研数学钻得有点神经了,每天早上7点多天蒙蒙亮,他拄着拐杖、背着书包就走了,晚上走回家已经7点。在家里洗澡、下楼梯的时候,也老是念叨:“零点,零点……”于是她想了个办法,每天晚上把菜准备好,让张益唐回来炒菜,分散一下注意力。

“慢思考”类型的数学家

张益唐喜欢杜甫的诗,他曾引用《咏怀古迹》的那句“庾信平生最萧瑟,暮年诗赋动江关”来形容自己大器晚成的感受。

数学往往被认为是比拼智力和反应速度的学科,但张益唐认为自己属于“慢思考”类型的数学家:“如果让我去参加中学奥数根本得不到太好的名次。我的反应速度只能算中等,但是我的特点是,遇到一个难题会长年累月地专注和思考,不放弃。”

在他看来,专注力和深度思考,对于数学学习来说更加重要,也能走得更远。“学数学,并非学的只是定理和证明,而是需要对很多问题思考透彻,融会贯通,这样才能支撑深度思考。”

在北京大学数学学院开设暑期课程期间,让张益唐印象深刻的是,学院领导特地提醒他,考试题目不要设得太难,现在的孩子把分数看得很重,要保护他们的自尊心。

这让张益唐很诧异,今天的大学生已经脆弱到这个地步了吗?未来如何挺过人生中的大风大浪?他因此提醒学生,目光要放长远一些,不要被眼前是80分还是100分所限制。在学习和生活中要修炼一颗平常心,千万不要因为一次两次的考试分数而懊恼沮丧、自暴自弃。一个人唯有看淡所谓的成功和荣誉,降低对物质的追求,在未来人生中才能不被挫折打倒。这些话与他的人生相映照,说出来让人信服。

张益唐和他的研究成果,也吸引到许多与数学几乎没有任何关联的人。有人感慨,在张益唐身上看到了“专注”,也有人说,看到张益唐的故事,似乎消除了对年龄的恐惧,总有人大器晚成。数学是美的,数学家的专注和坚守是了不起的,而数学理论的发现也如魔法一般,照亮着我们的时代与生活。

资料来源:南风窗、中信出版、外滩教育微信公众号

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