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张益唐: 庾信平生最萧瑟, 暮年诗赋动江关

 残云伴鹤归 2016-07-26

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日前,知社学术圈有幸与著数学家张益唐先生与夫人面对面交流。凭借“孪生素数猜想”一举成名的张先生,有着怎样优雅的谈吐?他心中埋藏着着何样的人文情怀?背后又有着哪些不为人知的传奇故事?让我们先看看香港商报笔下蝶变的数学大师。。。


 孪生素数猜想重大突破



张益唐在南科大演讲前接受香港商报专访


 虽逢暑期,下午4点的南科大图书馆演讲厅内座无虚席,连过道也站满了人。慕名而来的师生们都在期待这场与世界重量级数学大师的美丽邂逅。张益唐此番演讲题目《素数间的有界距离》,正是那篇让他一举成名的论文主题:有关“孪生素数猜想”证明这一数学史上百年经典难题。


    这篇发表在2013年5月的《数学年刊》上的论文,从4月17日投稿到5月18日接受发表,创下了《数学年刊》创刊130年来最快接受论文的纪录。论文的主审人之一伊万尼克是当今顶级解析数论专家,他表示“作者成功地证明了素数分布领域的一个具有里程碑意义的定理。我们巨细无遗地研究了这篇论文,但没有找到瑕疵。”


    这一激动人心的消息很快在数学界传开。5月14日,《自然》杂志在网上以“突破性消息”为标题快速通报了这一成果。伊万尼克在写给著名数学家丘成桐的信里表示,张益唐的论文将引发持续的雪崩式的优化和改进,以及随之而来的理论创新。


  “一夜之间,张益唐重新定位了解析数论的焦点。”张益唐瞬间成名,并由此奠定了他在国际数论学术界的地位。甚至有人认为,其对学界的影响将超过陈景润的“1+2”证明。2013年以来,张益唐接连获得美国数学学会2014年“柯尔数论奖”和瑞典2014年度罗夫·肖克奖,以及麦克阿瑟天才奖。


    张益唐的文章,是关于数学史上一个著名的经典难题:孪生素数猜想。在1900年的国际数学家大会上,数学家戴维·希尔伯特提出了著名的23个重要数学难题和猜想,其中孪生素数猜想是第8个问题的一部分。


    素数(也叫质数)是数论中的基础概念,专指那些只能被1和自身整除的数,由2开始,3、5、7、11、19、23一路延续下去,或许直到无限。如果某个素数前后有差值为2的另一个素数,两者即构成“孪生素数”。可以观察到,孪生素数的分布极不均匀,而且越来越稀疏。那个猜想的核心命题是:孪生素数有无穷多对,但无论多么稀疏,它们将一直存在下去,直到无限。


    张益唐成功地证明了存在无数对孪生素数,而且其中每一对中的两个素数之差,不超过7000万。虽然只有把7000万降到2才能最终证明孪生素数猜想,但他突破性地把那个距离,从无限变成了有限。

 

变大海捞针为池子捞针



张益唐的演讲反响热烈

 

 按照著名数学家、南方科技大学副校长汤涛的说法,“张益唐在孪生素数猜想上起到的作用,就是把大海捞针的力气活缩短到在水塘里捞针,而他给出的方法还可以把水塘捞针轻松变为游泳池里捞针。也许最后变成在碗里捞针还需要一些再创新的工作。但给出了这一伟大框架已经是让全世界数学家瞠目结舌的壮举了。”


    事实上,在张益唐取得这一突破之后,包括著名华裔青年数学家、费尔兹奖得主陶哲轩在内的不少学者,尝试用张益唐的方法缩小间隔,进一步拉近了与最终解决孪生素数猜想的距离。在2014年2月,张益唐的7000万已被缩小至246。


精彩传奇故事堪比陈景润

 

 张益唐临近花甲之年一举成名引起了轰动,但在国际数学界,此前很少有人知道他是谁。他非同寻常的人生经历,成为数学界一个传奇。


    张益唐1955年出生于北京,他于1978年考进了北京大学数学系,是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。4年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础,他是1978级公认的数学学习尖子。1982年本科毕业后,他跟随著名数论专家潘承彪继续在北大读了3年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。


    在北大期间,张益唐亦深得著名数学家、北大校长丁石孙的厚爱。硕士毕业后,张益唐在丁石孙的推荐下,于1985年作为公派自费生赴美攻读博士学位。在所有人看来,刚过而立之年的张益唐此番赴美,前途一片光明。


    谁曾想到,张益唐在普渡的六七年却是其坎坷学术命运的开始。他在美国普渡大学的导师是来自台湾的代数专家莫宗坚,他的研究课题是导师的专长——雅可比猜想。一开始进展神速,他信心十足。在90年代博士毕业前夕,他宣称解决了雅可比猜想,并且有几个专家对他的证明很感兴趣。但不幸的是,他的证明里的一个引理是其导师莫宗坚发表的一篇成果,在众多专家排查之下,竟发现莫教授之前的结果是错的。这个意外的结果,不仅让张益唐几年的心血付之东流,还令张益唐与导师之间产生了龉龃。


    尽管张益唐于1991年拿到了普渡大学的博士学位,但由于未能将博士论文整理发表,也没有导师推荐信,张益唐毕业即告失业。


    张益唐此后的经历非常坎坷。有六七年时间,他做过快餐店会计、送过外卖,甚至曾在汽车里过夜。1999年,在热心校友的帮助下,他终于获得一个到新罕布什尔大学数学系当编外讲师的机会,直到2005年转为正式讲师,14年间他一直默默无闻,专职授课而非学术研究。直到2013年5月,他的一篇部分证明孪生素数猜想的论文横空出世,成为近年来数论领域最辉煌的成就之一,他的人生命运才得以改写。


    普林斯顿大学教授、美国人文与科学学院院士张寿武曾表示,“张益唐的故事比我想象的很多人的故事都要精彩,比陈景润要精彩,比我们系里的一个教授叫约翰·纳什的故事都要精彩。这是不可以复制的一个现象。”


    约翰·纳什是奥斯卡获奖电影《美丽心灵》的男主人公。有人说,如果把张益唐的故事搬上银幕,或许会拍出比《美丽心灵》更美的电影。

 

暮年诗赋动江关 源于纯粹热爱

 

  “庾信平生最萧瑟,暮年诗赋动江关。”成名后的张益唐曾以这首诗来形容自己的心情。“其实杜甫写此诗,除了对前人的追念外,同时也是一种自比,我的确也是享受这种暮年诗赋动江关的感受的,我多少也是有一点凡人的虚荣心的。”张益唐向记者如是表示。


    事实上,他对中国古典诗词颇有研究,出国时带的一本《古文观止》,多年来一直伴他左右。而音乐也间接地促进了他的学术研究,当他专注于数学太累时,音乐是一种很好的放松。


    一个广为流传的故事是,他的那篇横空出世的论文的灵感,就与他音乐指挥家朋友齐雅格有关。2012年7月3日下午,张益唐在齐雅格位于科罗拉多州的家宅后院散步时,有如神明启示般豁然开朗,他自信找到了解决问题的突破口。




    有人以金庸笔下的扫地僧来形容张益唐。《天龙八部》中这位扫地僧,隐居于少林藏经阁,日常功课是扫地,平素不显山露水,却深具大智慧。宠辱不惊,行事人所难测,一旦出手便显不凡,因此被视为《天龙八部》中第一高手。对此赞誉,张益唐一笑而过,表示“这是别人封我的,我自己可没说过。”


    当记者问起他成名前那段沉寂岁月,在远离学术圈的情况下依然孜孜不倦地进行学术研究,究竟是什么力量在支撑着他时,他淡淡表示“没有什么特别的力量在支持着我,如果真要说有的话,那也仅仅是我对数学纯粹的热爱而已。”“数学对我来说,更像内心里一片纯净的桃花源。”

 

释放学术研究正能量

 

  成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。”


    与张益唐同为北大校友的南方科技大学副校长汤涛评价说:“张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不苟。在大学任教,年近60还只要个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他处之泰然,不改其志。”


    他指出,“难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有!张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭策。”

 

中美教育模式应相互借鉴

 

  张益唐的经历也引发人们对国内外学术评价体系的比较。在国内体系中,衡量人才的方式通常是量化的,如论文总数量,论文影响因子等都很重要,而张益唐总共只发表了两篇学术论文,这在国内的学术评介体系中却可能不达标。


    对此张益唐表示:“我的学术总量是非常少的。对于中外学术评价体系的细节我并不了解,但我个人的感觉国内现行的学术考核体系是太死板了,这种僵硬的衡量方式可能会限制年轻人的创造性。美国的方式可能更适合我,来自世俗舆论的压力多少会对人产生影响,相比之下在美国能得到更多的宽容和机会。”



    另一个发人深思的现象是,很多中国孩子从小学奥数,但在世界级顶尖数学家中,却很难看到中国人的身影,这背后的原因是什么?又涉及到哪些中美教育模式之间的差异?


    张益唐向记者指出,中国孩子可能要面对更多的学业压力,家长和学校把分数看的太重,这对孩子的发展未必是好事情,在某种程度上对孩子甚至会有点“残酷”,很多时候是为了满足家长的虚荣心。


    他表示:“我对这方面了解可能不够深入,但我更加希望,随着中国经济、教育的发展,对儿童的教育培养也能够更加全面。中国的孩子基础学科知识可能掌握会更加牢固,美国更加鼓励小孩在学习、生活、社交等各方面独立思考,而这两种教育方式各有利弊,如果中国能向美国借鉴一点会变得更好。”


    他认为,国内之所以很难出数学界的大师,症结也许就在于缺乏独立思考的精神,敢于怀疑的创造力。“我们对学生质疑精神的鼓励还是太少。或许中国是迫切需要更多南科大这样能让学生自由创造的大学,同时从小学起就应当注重对小孩创造力的保护。”

 

记者手记:印象张益唐

 

 世上芸芸众生,各色人等,但大致可分为两类:入世和出世。张益唐无疑是后者。


    朴实、淡然,平静的外表下包裹着一颗强大的内心。这是在一个多小时的专访中,张益唐教授留给我最深刻的印象。


    不以物喜,不以己悲。在张益唐身上得到充分体现。而他身上所散发出的一种内化于心的宁静淡然气质,让在场的记者也感受到一股强大的气场,与这个浮躁的世界形成了强烈的反差。


    但这种超然物外,并不能掩盖他在学术上的野心。“数学是我的志趣所在,我会不懈地坚持下去。”


    从事科研工作的人会知道,有时候,在成功与失败之间,往往只隔着一根头发丝的距离。但如果不能窥探其中的奥秘,这一根头发丝般的距离,却足以让成功如银河系般遥远。


    张益唐迈过了那根头发丝般的距离。在他看来,完成孪生素数猜想证明并非灵光乍现,而是长期积累的结果。当然,他不否认其中有某种直觉的功劳,但这种直觉,亦是长期专注的思考使然。


    他认为,作为一名数学家,天分是重要的,对他个人来说,天分与勤奋兼而有之。他坦承读书比较快,只要能抓起来的书都喜欢看,能很快入静。


    英国数学家哈代在《一个数学家的辩白》中说,数学是所有艺术和科学中最简朴和最出世的。对张益唐来说,究竟是因为研究数学而变得出世,还是因为本性出世而热爱数学,已并不重要,但他总在经意与不经意间,与这个世界保持恰当的距离。


    或许,若即若离就是一种最好的状态。他坦言:“与外界保持适当的距离能够让我远离世故和诱惑,让我能对生活保持最初的敏感和热情。我也热爱运动,这让我保持生活的单纯与简单。”


    数论是他的毕生兴趣所在。人们常说,能找到自我兴趣的人是幸福的,而能够将兴趣作为自己的事业,这样的幸福又高上一筹。现在的张益唐无疑是最幸福的,他终于不再有“何时才能再回到完全专业的数学上”的担忧,重新回到了国际学术舞台上。虽然这幸福来得有点迟,但仍不晚。


    成名之后的张益唐,与外界的交流日趋频繁,在某些方面反而受到束缚,因此特别怀念过去那种大隐隐于市的状态。


  “如果可能的话,我宁愿回到以前那种状况,一个人孤独一点,与喧闹的世界离得远一点,我仍然希望保持这样一种状态。”在他看来,正是这样一种状态,引领他最终抵达成功的地方。


    未来“有无可能再让世人震惊一把?”他淡然地说:“我觉得我的心态还很年轻,我的精力还很充沛。未来会不会取得更大的成果我不敢说,但我还是有这个自信”。


扩展阅读

 

张益唐:我的数学人生

陶哲轩: 数学少年的奇幻之旅

望月新一: 小李飞刀重现数学江湖

中国数学天才的华美四重奏: 统一数论与几何


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