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他被称为代数几何的上帝,却拒领菲尔兹奖,年仅42岁竟毅然退出数学界

 Moia藏经阁 2017-02-09


仿佛来自虚空


...


数学,是人类历史上最古老的学科

自古以来数学领域也是人才辈出

这也让数学圈子成为了称号头衔最多的专业领域

 

数学之神阿基米德、几何之父欧几里德

数学王子高斯数学皇帝丘成桐

 

数学皇帝丘成桐(点击回顾)


可当代有一位数学家出身清贫

更不是什么名校的毕业生

却被称作代数几何领域的上帝

 

他年仅21岁就撰写出6篇博士论文

38岁获得国际数学界最高奖菲尔兹奖

却拒绝参加在莫斯科举办的颁奖典礼

 

菲尔兹奖章


他的研究成果直接促成了众多突破

包括韦依猜想的证明、莫德尔猜想的证明

谷山志村猜想的证明,进而解决了费马大定理

 

他的系列专著是公认的代数几何圣经

有人说他的理论养活了当今接近半数的数学家

 


然而,这样一位数学界百年难遇的奇才

却因为自己的研究频频被用于军事战争

在自己事业的巅峰期选择远离这个险恶的世界

结束了数学生涯

 

 

在德国的柏林,亚历山大·格罗滕迪克诞生在一个犹太家庭

他的父亲在乌克兰长大,是一位无政府主义者

参加了多次沙皇俄国的暴动,一辈子不入国籍

他的母亲也是一位激进分子,中产阶级出身

 

格罗滕迪克的父亲


格罗滕迪克所在的是一个重组家庭,父母都带着上一段婚姻所生下的孩子

他们在德国生下格罗滕迪克,却并没有过多的陪伴


德国纳粹上台后,他的父亲逃到了更自由的巴黎

母亲在不久后也决定追随丈夫

而年幼的格罗滕迪克则被留在了汉堡市的一个寄养家庭里


年幼的格罗滕迪克


格罗滕迪克从5岁开始在寄养家庭中生活

5年里,他没有见过父母,没有被亲戚探望过

只有几封信件能让他想起自己原来并不是个孤儿


小时候的格罗滕迪克很喜欢上学

他喜欢算术也喜欢在老师的小提琴伴奏下唱歌

那时候,老师的一个史前原始人故事就足以让他开心一整天




格罗滕迪克刚刚升上初中,战争的箭已在弦上

纳粹残酷的种族政策开始实行

虽然格罗滕迪克的身份信息几乎没人知道

但无奈他长着典型的犹太人面相

寄养家庭压力巨大,不得不送走他

 

格罗滕迪克


11岁的格罗滕迪克独自被送上了到巴黎的火车

赶在战前与父母度过了一段团圆的时光


但是没多久,格罗滕迪克的父亲就被送入了法国的集中营

最终命丧臭名昭著的奥斯维辛集中营

母子俩也被送到集中营,但条件好些

格罗滕迪克还能被允许去上学

 

奥斯维辛集中营


后来,格罗滕迪克被转移到了“瑞士救济团”

即一个为避难儿童设立的儿童福利院


他和大多数犹太孩子在这里躲躲藏藏地生活

在这里他不仅体会到战争带来的巨大伤害

也逐步发现教育中那些令人厌恶的东西

 

救济团所在地利尼翁河畔勒尚邦镇


一次数学考察,题目要求证明三角形的三种条件

格罗滕迪克因为没有用书本上的方法证明

被老师打了一个很低的分数,这对他的影响颇大


同时他还发现他的同学们对所学的知识极度不感兴趣

可能是遗传了父母的思想,也可能是厌恶整个大环境

渐渐地他开始独自钻研一些实际的数学问题

 

格罗滕迪克


战争结束后,格罗滕迪克考上了蒙彼利尔大学

和母亲一起居住在市郊的一个村子里

他们生活清贫,甚至要靠格罗滕迪克的奖学金维生

 

可实际上他去学校课堂的频率越来越低

原因除了蒙彼利尔大学是法国数学最落后的大学之外

还有就是他对照本宣科的反感


蒙彼利尔大学


他开始在家里研究高中教科书上的那些缺陷

3年来,他给出了令人满意的长度、面积和体积的定义

还独立研究出测度论和勒贝格积分的概念

这段经历像极了爱因斯坦当年独自发展了统计物理理论

 

青年爱因斯坦


学士毕业后,格罗滕迪克来到了法国数学的中心巴黎

但苦于没有经费,他向当局申请求学奖学金


官员让他简单说明一下他的履历

结果他滔滔不绝地讲了两个多小时

解释了他如何利用现有工具,重新构造前人花了几十年构建的理论

格罗滕迪克的才气惊到了官员,他被立即推荐上去


 格罗滕迪克


之后,格罗滕迪克被推荐给大数学家嘉当

虽然只是著名几何学家的儿子亨利·嘉当

但也给足以更他带来巨大的冲击


他发现原来世界上还有这么多人在研究数学

原来之前自己研究出来的东西早就人尽皆知了

原来自己是那么的无知


亨利·嘉当


在巴黎,格罗滕迪克基础薄弱又不懂社交礼节

尽管天资聪慧,可他还是不太适应那里的氛围


于是他来到了数学氛围同样浓厚的南锡

这里没有巴黎的灯红酒绿,较慢的节奏更适合他


法国南锡


南锡的那段日子,格罗滕迪克其实没看几本书

因为他更喜欢自己重新去构建这些知识


刻苦的学习工作让他一口气发表了6篇高水平论文

以至于在这6篇中选出一篇作为博士论文都显得有些纠结

最终他选择了《拓扑张量积和核空间》

 

格罗滕迪克


虽然获得了博士学位,可他还是找不到正式的工作

因为研究员工作的基本要求是拥有法国国籍

而格罗滕迪克像他父亲一样是个自由人


如果想要获得法国国籍也不难,只需要服兵役

可偏偏军事和战争是他极度厌恶、一辈子都不愿意触碰的

于是他只好暂时离开法国,辗转于巴西和美国之间



在巴西,格罗滕迪克依旧保持着近乎疯狂的工作强度

据说他有段时期仅靠香蕉和牛奶过活

做了关于泛函分析方面很多出色工作


1952年,菲尔兹奖得主舒瓦茨访问巴西

得知有位才华横溢的年轻人找工作遇到了麻烦

结果没多久,格罗滕迪克就收到了圣保罗大学的入职邀请


巴西圣保罗大学


虽然格罗滕迪克解决了生计的问题,可在研究上却陷入了困境

1954年,整整一年事件,他试图在拓扑线性空间上的逼近问题获得一些进展

可却没有任何起色,这是他第一次感觉到做数学是如此繁重

这里面不再有东西可做了,这个学科已经死了

 

之后格罗滕迪克来到美国堪萨斯大学

开始投入到同调代数的研究中去

写下了《关于同调代数的若干问题》、《带结构层的纤维空间的一般理论》等经典的文章


美国堪萨斯大学


在这期间,他开始与法兰西学院的让-皮埃尔·塞尔通信

塞尔也是一位不可多得的天才数学家

年仅28岁就获得了菲尔兹奖,记录保持至今


他与格罗滕迪克的研究风格迥异

塞尔理解能力超群,涉猎广泛,对学界前沿很敏感

而格罗滕迪克更喜欢自己钻研,天马行空,他的抽象思维仿佛来自另一个星球

 

让-皮埃尔·塞尔,如今已90高寿


实际上格罗滕迪克的大部分几何知识都是来自塞尔

塞尔负责激起火花,而格罗滕迪克将会让它猛烈地燃烧

 

正当两人思维和谐地发生着碰撞时,格罗滕迪克的母亲去世了

虽然母亲在他的童年忙于政治运动,对他疏于照顾

可格罗滕迪克对父母一直都是充满景仰


他的办公室里常年挂着父亲在集中营时难友给他画的像

他也曾多年留着与父亲一样的光头

母亲的去世,对他的打击自然也是不言而喻


留着光头的格罗滕迪克


那几个月,格罗滕迪克停止了所有的数学活动

他重新寻找自我,甚至想成为一名作家

不过最终还是重返数学,并且迎来了最高产的时期

 

他提出了关于黎曼-洛赫定理的新理解

认为该定理不是一个关于簇的而是关于簇间态射的

将范畴论中的基本哲学应用在数学问题上

在当时可谓是极为前沿的


格罗滕迪克,摄于1958年


同年,他在国际数学家大会上作报告

向世界宣告他将要证明韦伊猜想

同时格罗滕迪克与众多科学家家建立了巴黎高等科学研究所(IHES)

IHES可以说是在他的领导下才逐步成为世界代数几何的中心


格罗滕迪克在IHES讲学


格罗滕迪克如虔诚的信徒一样为数学工作

有人还记得他曾穿着用轮胎做的凉鞋


那几年他完成了被誉为代数几何圣经的《代数几何基础》

给出了黎曼-洛赫-格罗滕迪克定理的代数证明

与塞尔一起创造性地提出了“概型”概念

却没有在学术杂志上发表太多文章

反而创造了一个强大的学派,引领了一次风潮

 

格罗滕迪克


1966年,格罗滕迪克被授予四年一次的数学界最高奖菲尔兹奖

以表彰他在代数几何学方面的巨大贡献

格罗滕迪克主要的贡献

  • 连续与离散的对偶性(寻来范畴,6种演算)

  • 黎曼-洛赫-格罗腾迪克定理,把黎曼一洛赫定理由代数曲线和代数曲囱推广到任意高维代数簇,其间发展了拓仆K理论

  • 概形概念的引入,使代数几何学还原为交换代数学

  • 拓扑斯理论

  • 平展上同调与L进上同调

  • 动形(motive)理论

  • 晶状上同调

  • 拓扑斯的上同调

  • 稳和拓扑

  • 非阿贝尔代数几何学


菲尔兹奖章


然而,格罗滕迪克却拒绝出席在莫斯科举办的颁奖仪式

只为了抗议苏联在东欧的军事行动

童年刻骨铭心的战争经历让他成为了一位极力倡导和平的人

 

在越战期间,格罗滕迪克还前往越南河内

在森林里给当地的学者讲授范畴论

可能也是这段经历,让他更加关注国际的战事

 

格罗滕迪克与越南人民


1970年,格罗滕迪克发现IHES接受了一笔来自法国国防部的资金

加上此前他已经得知有人将他的研究成果用于军事

这件事成为了导火索,格罗滕迪克一怒之下毅然退出了数学界

那年他42岁,正值自己事业的巅峰期


自那以后,人们几乎很难看见格罗滕迪克的相关消息

他回到了母校蒙彼利埃大学做教授,一直到退休



实际上格罗滕迪克并没有放弃挚爱的数学

只是他不愿看到数学用在残酷的战争上

拒绝将任何新的研究成果公开发表

 

1988年,年满60的格罗滕迪克退休

住进了一个偏远的小村庄,过上了隐逸的生活

 

刚退休时的格罗滕迪克


同年,瑞典皇家科学院将克拉福德奖颁给他

没想到他写了一封长信,将评委会臭骂了一顿

说自己教授的退休金足够生活,应该颁给更有前途的年轻人

 

克拉福德奖是一项比肩诺奖的科学大奖


隐居后的格罗滕迪克变得更加神秘

但依旧清贫地与数学为伍

还曾将多达2万页的笔记和书信交给一个朋友保管

 

2010年,也许冥冥之中有所预感

格罗滕迪克从藏身之地写了一封信给自己的学生

要求全世界禁止传播他的所有著作

 

格罗滕迪克的罕见照片,摄于2013年


果然,几年后,格罗滕迪克在医院病逝,享年86岁

只留下一堆手稿和笔记


人们对于他去世的看法是矛盾的

虽说一个饱含着爱与热情的灵魂离去了

可他神秘的数学遗产有了重见天日的希望

 

晚年的格罗滕迪克


光是他已经公开发表的成果就已经改变了世界

皮埃尔·德利涅证明了韦伊猜想,获1978菲尔兹奖

法尔廷斯证明了莫德尔猜想,获1986菲尔兹奖

安德鲁·怀尔斯证明了谷山志村猜想

进而解决了费马大定理,获1996菲尔兹特别奖

这些全都应该感谢格罗滕迪克



说他是代数几何的上帝绝不为过

他的这些著述中至今依旧有很多思想未被完全了解

可他还有众多仍未被公开的研究成果


格罗滕迪克究竟能如何改变世界

就算他已经永远离去了,我们仍未知晓

 


“它(数学)展现给我们微妙而精细的对应,仿佛来自虚空。”——格罗滕迪克

 

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