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成就超越陳景潤的張益唐,甯可在美國刷碗也不回國?

作者:深究科學
成就超越陳景潤的張益唐,甯可在美國刷碗也不回國?

張益唐在加州沙灘上散步,并寫下朗道-西格爾零點猜想

于達維 | 撰文

張益唐已經攻克了朗道-西格爾零點猜想(Landau-Siegel Zeros Conjecture)的消息,在數學界引起轟動。

微網誌部落客“實體芝士數學醬”認為,如果張益唐所證明的是朗道-西格爾零點存在,那麼張益唐直接就是前後50年裡最偉大的數學家,沒有之一。

張益唐要是能把Landau-Siegel做出來,就相當于一個人被閃電擊中兩次。

而他上一次被閃電擊中,是2013年。

那一年,他在數學最高期刊Annals of Mathematics上發表了震驚衆多學者的《質數間的有界間隔》。這篇文章首次證明了距離有限的質數對是無窮多的,在孿生素數猜想這一數論難題上取得質的突破。

而在這篇論文發表之前,他曾不得不四處謀生,但可惜在很長時間内,他都沒找到好工作,有時甚至隻能借住朋友家的地下室。即便北大的老師們邀請他回國,也被他婉拒。

張益唐1955年生于北京。父母皆為知識分子,父親由于早年參加上海地下黨曾被留黨察看二十餘年。

他從小被托給上海的外婆撫養,小時候沒有任何人教他,但三四歲的時候,他就認識了很多字,能讀懂《林海雪原》,在四五歲時,就能把世界上大部分國家的首都說出來。

國小三年級時,就發現自己可以證明勾股定理。在他最喜歡看的《十萬個為什麼》中,兩篇給他的印象特别深。一篇是歌德巴赫猜想,還有一篇是費馬大定理。

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1968年,12歲的張益唐回到北京,想去學些高等數學,但是已經找不到書了,而父母已經被下放到江西。

由于父親的曆史問題他沒有機會上高中,隻能去北京的鎖具廠當勞工,直到1978年恢複聯考,他考上了北大,随後師從著名數學家潘承彪教授攻讀碩士學位。作為數學系的常年第一名,他的分數經常是遠遠超過第二名。

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數學家潘承洞、潘承彪

1985年,張益唐赴美國普渡大學攻讀博士學位,師從台灣學者莫宗堅。

張益唐兩年就寫出了博士論文,論文是證明了雅可比猜想,為了向老師看齊,于是便在他的論文裡大量引用了導師已經證明的理論。

這篇論文引起數學界的轟動,全世界的數論學家都在檢視張益唐的論文。而在全世界數學家的仔細檢視下,發現莫宗堅的這個成果是錯的。是以,張益唐的證明結果也是錯的。是以張益唐的論文也就全部失去了意義。

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莫宗堅

普渡大學的教授們依然認為這個博士論文很有價值,做了很多工作,依然給予張益唐博士學位。但是導師莫宗堅怒了!張益唐的論文讓他極為丢面子,是以拒絕給張益唐找工作寫推薦信,還利用自己的人脈阻止了他的這篇論文發表。

1991年博士畢業後,張益唐與導師莫宗堅不歡而散,在美國的畢業生裡沒有導師的推薦信就如同國内沒有取得畢業證,意味着學生未得到導師的認可,不僅意味着能力不足,而且信譽度也欠佳。

既沒有導師的推薦信,又沒有發表論文,是以,在美國是沒辦法進入學術界的。他到處碰壁,根本找不到本行工作來謀生,别說教職了,就是博士後崗位都找不到。

更雪上加霜的是,随着蘇聯1991年解體,大批的俄羅斯數學天才紛紛前往美國,占據了大量美國高校的數學教授崗位,更讓初出茅廬的張益唐難以找到工作。

他先後流浪了很多地方,在中餐館打過工,在汽車旅館打過工,曾經無處安身隻能睡在汽車裡,在北大留美同學那裡蹭飯,後來他在subway找到了一個餐館服務員崗位,負責洗盤子和送外賣。

這段時間,他不僅事業一事無成,還是個大齡單身漢,女朋友沒有,也沒錢談戀愛,甚至連養活自己都困難。

這期間,北大的老師聽說了張益唐的遭遇,邀請他回國任教,被他婉拒了,他覺得回來沒有意義。

後來,在一位北大化學系校友的邀請下,張益唐來到其在肯塔基州開的賽百味加盟店當會計,店裡忙的時候也幫忙收銀。後來這位校友把他推薦給同一屆的在一家計算機公司工作的唐樸祁。

1999年,張益唐與唐樸祁合作發表一項網際網路專利。這項專利涉及一個實用性很廣的計算機算法難題,但張益唐隻用了3周的時間就搞定了,這令唐樸祁對其刮目相看。

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張益唐在新罕布什爾大學和學生讨論數學問題

于是,唐樸祁向在新罕布什爾大學任教的學弟葛力明介紹張益唐,然後經葛力明推薦,張益唐先後在這裡擔任數學系與統計學系的助教和講師,執教微積分、代數、初等數論等課程。每學期上4門課,按日結薪,沒有研究經費。

但這些都對他不重要,至少那裡還有辦公室,有紙和筆就夠了。

在新罕布什爾大學,他教過很多課,在美國最有名的評師網上,張益唐得分很高,學生們在評價中提到最多的幾點,一是他很“funny”(搞笑),一是他的口音,以及他的課很“easy”(好過)。

2003年,48歲的張益唐終于結婚了。他跟餐館打工時認識的服務員孫雅玲在加州聖何塞結婚。

成就超越陳景潤的張益唐,甯可在美國刷碗也不回國?

2008年在舊金山美國國家數學科學研究所的一次讨論會上,世界最頂尖的一批數論專家讨論如何攻破一個「就差最後一步」的重要問題——是否存在孿生素數間最大間隔。這是與黎曼猜想、哥德巴赫猜想齊名的世界級數學難題。

一周之後,會議宣告失敗。數學家Goldston甚至絕望地認為,自己有生之年都不會得到答案了。

兩年後張益唐了解到這件事情,直覺告訴他,應該可以做出來。他暫停了一直以來的其他研究,把兩年多的時間投入到「就差最後一步」的研究之中。

張益唐用一套巧妙的方法,證明了存在無數個素數對(p,q), 其中每一對中的兩個素數之差,即p和q的距離,不超過7000萬。

2013年5月,世界頂級數學期刊Annals of Mathematics 通過了他的論文《素數間的有界距離》。這篇論文打破了該雜志創刊以來的最快接受速度,僅僅3周就獲得了通過。

後來,張益唐到普林斯頓訪學,遇到當時的審稿人伊萬列斯,他評價那份證明,「水晶般地透明」。加州大學伯克利分校數學教授愛德華 · 弗倫克爾曾評價,張益唐的證明擁有「文藝複興之美」,盡管深邃繁複,但思路清晰明了。

我們都知道,素數之間最小的距離是2,後來許多數學家将這一距離從7000萬逐漸縮小,現在據說已經縮小到6,而用的都是張益唐開創的方法,用美國數學家丹尼爾 · 戈德斯通的話說,「從7000萬到2的距離,相比從無窮大到7000萬的距離來說是微不足道的。」

緊接着各種大獎随之而來

2014年度羅夫·肖克獎

2014年柯爾數論獎

2014年麥克阿瑟天才獎

2016年求是傑出科學家獎

很多人認為,他的證明可能超過,陳景潤的關于哥德巴赫猜想猜想的“1+2”證明。

在孿生素數猜想取得成果之後的第三年,張益唐成為加州大學聖塔芭芭拉分校的終身教授,從美國東北部寒冷的新罕布什爾搬到溫暖的加州,在60歲時開啟了一段新的人生。

他沒有科研壓力,因為不需要通過不斷發表論文去獲得更多項目經費。對張益唐來說,做數學隻需要紙和筆,有時甚至二者都不用,「隻要腦子去想就行了」。

成就超越陳景潤的張益唐,甯可在美國刷碗也不回國?

過往40多年的學術生涯裡,張益唐事實上隻發表過3篇論文。除了2013年的孿生素數猜想之外,另外兩篇分别發表在2001年的《杜克數學期刊》和1985年的《數學學報》上,都與黎曼猜想有關。

實際上,朗道-西格爾零點猜想是他從青年時代就下定決心從事的「大問題」。作為廣義黎曼猜想的「一種特殊并且可能比其弱得多的形式」,朗道-西格爾零點猜想的證明對于推動黎曼猜想有極大的意義,與他此前的孿生素數猜想具有同樣的重要性。

他曾經在采訪中說:「我有這個野心。黎曼猜想在數學界是公認的,不管是哥德巴赫猜想還是孿生素數都沒法跟它相比,它是最重要和最著名的問題。」

用他的同僚、數論學家Stopple的話來說,如果張能對此作出證明,那麼加上他的上一份成就,「在某種意義上,就像是同一個人被閃電劈中兩次。」他說,「如果他從未成名,那麼做出這項工作也會讓他跟上次一樣被世界矚目。」

成名之後,《紐約客》記者曾問他,數學家需要什麼天賦?「專注。」

當被問到當年為什麼甯願在美國端盤子做服務生也不回國發展,他的回答耐人尋味:“國内的世俗壓力太大了,你躲不開,你要不出論文,你就會怎麼樣怎麼樣。雖然我自己可以沉住氣,我不要這些東西,但你的家人、親朋好友不答應。在美國就沒有這個問題。“

”我欣賞美國的地方是,你在一個快餐店打工,在一個超級市場收錢,沒有人看不起你。在美國我還是我,但回了中國,我就不是我了。”

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