黎曼猜想——
数学界的顶级难题,世界七大数学难题之一。
它的声名远不及哥德巴赫猜想,但其重要性远超后者。
上千条数学命题以黎曼猜想为前提,一旦猜想成立,命题将确定为定理被记住,而一旦猜想失败,命题也将一并作废。
作为基石一般的黎曼猜想,百年来引多少数学家攻克探索,无一不败下阵来。
古典数论领域,黎曼猜想的进展长久停滞,直到不久前,北大的一次线上会议,黎曼猜想再次被提起——
华裔数学家张益唐表示,自己已经完成了朗道-西格尔零点猜想,论文将在11月公布。
所谓朗道-西格尔零点猜想,简单来说就是黎曼猜想的某种弱形式。
如果张益唐所证明的是朗道-西格尔零点存在,那么黎曼猜想就意味着是错的。如果此次证明成功,用数论学家Stopple的话来说,“在某种意义上,(其概率)就像是同一个人被闪电劈中了两次。”
如果证明成立,张益唐将成为半世纪以来最伟大的数学家,没有之一。当然,就目前来看,很多人更倾向于认为他证明的是朗道-西格尔零点不存在。至于具体证明了什么,需要等待张益唐本人11月的论文了。不过无论如何,我们都不能不认识下这位当今世界最牛的华裔数学天才。
#01
质数的野心
并非张益唐在学术界有说一不二的地位,而是人们相信张益唐是位真正的学者——一定要万分确信才肯说出一二,不虚伪,不矫饰,有些固执,也有些单纯。张益唐身上有一种踏实的气质,就像他偏爱翻阅的那本《古文观止》,笃定,沉稳,矜重。十岁开始接触费马大定理和哥德巴赫猜想,自学考取了78级北大数学系。在数学上的天赋,张益唐早早显露,但他从不做声张,只是默默思考,不发一言。在新罕布什尔大学做讲师的日子里,张益唐依旧如此,安静地踱步,没有人知道他在想什么,也没人知道他是谁。任教的第14年,张益唐主动叩开了数学系主任爱德华·辛森的办公室门,交上了一篇论文——《质数间的有界间隔》。那是第一次张益唐向外界告知自己的数论研究中一份非比寻常的研究。质数,也称素数,是指只能被1和自身整除的数,孪生素数,则是指差值为2的两个质数。19世纪末,法国数学家阿尔方·波利尼亚提出猜想:对所有正整数k,存在无穷多个素数对(p,p+2k),k=1。意为,存在无数对孪生素数,被称为孪生素数猜想。半世纪以来,数学界一直在试图证明此猜想,均以失败告终。最接近该猜想的数学家丹尼尔·戈德斯通曾表示,有生之年可能都看不到答案。每年有太多试图证明自己取得巨大进展的人递交论文,他们大多是寂寂无名之人,想要得到一份肯定。但很快,文章之缜密深邃,技巧之繁复精美,令审稿人大为惊叹。张益唐成功证明了无数对孪生素数的存在,而且每一对中的两个素数之差不超过7000万。7000万看似是个距离最后结果2太遥远的数字,但这意义已非同一般。麻省大学波士顿分校数学系主任埃里克·格林贝格曾比喻到,
“这就像我们以为宇宙无限大,没有界限,却发现它在某个地方存在终点。”
3周后,《数学周刊》验证张益唐是成功的,审读报告里写道,“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。”
这打破了杂志创刊以来最快的接收记录,一般来说,一篇论文的接收要在1-2年的时间才可以完成。作为审稿人之一的数论学家伊万尼克,在后来写给丘成桐(数学家,菲尔兹奖首位华人得主)的信里说到,张益唐的论文将引发持续的雪崩式优化和改进,以及随之而来的理论创新。果不其然,张益唐的研究成果面世后,全世界的数学家陆续打破“最小距离数”这一纪录,数学家陶哲轩还为此成立了“博学者项目”。在此之前,他研究的是黎曼猜想,一次偶然见到了孪生素数猜想,他有一种无法形容的直觉,他预感自己能做出。至于孪生素数猜想后续的问题,他不太在乎,他已经完成了无限到有限的难关,有限到有限的问题,不太值得。对于证明孪生素数猜想的盛誉,张益唐并没有太长时间的停留,很快又回到了之前的研究,回到了之前的生活——没有任何机构赞助,没有任何他人帮助。他的青春期在动荡的十年里滚爬过,基本没有上过中学,所有的知识都是通过自学而来。妻子孙雅玲曾说过,他一边想问题,一边在雪地走路,崴了脚,自此落下了跛脚的毛病。世间喧闹,而好似他的世界只有数学,数学是他有且唯一能够依靠的。-
人们对一个天才的所有想象里普遍包含着浓重的苦涩,这苦,是壮志未酬,是命运戏弄。世人都爱涅槃重生的故事,磨难造就了天赋的显露,天赋依赖磨难的锻造。张益唐获得美国麦克阿瑟奖(天才奖)后,声名鹊起,采访、节目蜂拥而来,妻子孙雅玲教他,多说说苦难,少说些研究。但张益唐显然不得要领,节目里的他有些紧张,有些稚拙。他清楚盛名之下的其实难却,他明白自己无法理清世俗的规则。曾有采访问他,如果当年回国能搞出来这些研究吗?常用“可能”“不太“回答问题的张益唐,回答的很确定——绝对不可能,
“世俗压力太大了,你躲不开的,你要不出论文,你就会怎样怎样,我自己可以沉住气,我不要这些东西,但你的家人、亲朋好友不答应……”
从少年起,张益唐就是个异类,他不喜社交,也不爱交谈。研究生时,张益唐希望搞数论方向,但是时任北大数学系主任的丁石孙坚持让他转到自己所在的几何学。数论是纯数学问题,更像头脑游戏,相较于几何学,没太大实用性。转了研究方向的张益唐,依旧在数学的世界里,但好像离他想象的数学越来越远了。1985年,作为公派自费生,张益唐师从莫宗坚在美国普渡大学攻读博士学位。博士时期,他野心再起,选择跟随莫宗坚研究“雅可比猜想”,一个堪称“灾难性问题”的猜想。但是,他的证明里有一个引理是导师莫宗坚的研究,莫宗坚的成果后来被发现是错的,导致张益唐的证明也付之东流。没有推荐信,没有成果研究,张益唐寻不到合适的工作。流浪期间,他产出了一篇有关雅可比猜想的论文,曾被一位教授评为该领域最高的论文。但张益唐认为其中一个问题没有结局,只是普通成果,坚持不肯发表。师弟也曾给张益唐进入IT公司的机会,以他的能力,在当时可赚到大把钞票。执拗着,煎熬着,博士毕业后的八年,张益唐四处流浪,睡朋友家的沙发,睡在自己的车里。朋友开了一家Subway,请张益唐当店里会计,生活才稍稍起色。没钱,没工作,没未来,一切俗世定义下的东西张益唐都没有。父亲去世,他终究没有回去,甚至后来,慢慢和家里断了联系。此间种种,百般苦味,成名后的他有很多机会大肆咀嚼。44岁,张益唐幸得朋友惜才,获得了新罕布什尔大学讲师的工作。虽然回到了学术界,可仍是临时工,薪酬低廉,张益唐和附近的留学生合租,睡地板,自己做饭。日子照旧,但张益唐很知足,他重新回到了数学的世界。2001年,张益唐发表了一篇有关黎曼猜想的文章,时任新罕布什尔大学数学系主任的凯尼斯·阿佩尔惜才,他认为这篇文章足让张益唐提升教授。可最终提议没能成功,系里给出的理由是,张益唐的论文数不够。对于研究的精益求精,让张益唐40多年来只发表了3篇论文。#03
米开朗琪罗的孤独
“他的工作是绝无仅有的。谈起数论,有大量的美是钟表般精密的。”相似的评价加州大学伯克利分校的数学教授爱德华·弗伦克尔也曾说过:张益唐的证明,拥有文艺复兴之美,尽管深邃繁复,但思路清晰明了。张益唐的风格里,没有一丝讨巧和投机,有的只是经过了漫长沉淀的古典韵味。数学之外,张益唐偏爱看历史,古典文学,还有人物传记。其中,罗曼·罗兰的《名人传》里米开朗基罗的故事最打动他。张益唐觉得自己理解米开朗基罗,一个被「天才」桎梏住的一生,总会让他心有戚戚。知识,成为了一种工具,目的是高效跃升,而非沉醉美感。这种错位总会让张益唐陷入难堪的境地,过往的种种已做出了回答。如今学术界里,功利主义和实用主义甚嚣尘上,太多人卷入其中,难有幸免。又有多少人,可以接受自己可能终其一生都无法参透一个大问题,或者取得一个成就?“没有任何底气,没有任何把握,可能一辈子做不出来,你可能面临着连个副教授、正教授都评不上。”
但,如果失败了,他的这些困苦只会被视为异类的偏执。张益唐为了守住自己的才能,所经受的不仅是现实的孤独,更是精神的无助。作家陈春成的小说集《夜晚的潜水艇》里有一篇《传彩笔》,说作家梦中得一仙笔,但此笔有个条件:“如果你可以写出伟大的作品,但只有你自己能领受,无论你生前或死后,都不会有人知道你的伟大——你愿意过这样的一生吗?”
作家应下了,但最终还是经受不住无法分享的喜悦而变得痛苦。“如果你做了十几年,却没成功,甚至世界上没有几个人知道你在做这个工作,那怎么办?”
人一旦拥有才华时,很难善刀而藏,需要忍住自己的卖弄,忍住自己的聪明。一部叫《大海捞针》的纪录片里曾提到一个细节,一个同事有天偶然碰到了张益唐,跟他打了个招呼。不会寻求帮助,也不太会主动帮助别人,只是安静的孤独着。他活在自己的数学世界,那是唯一能给他安全、快乐、幸福的地方。或者失败,这件事会当作一场学术界的笑谈八卦,亦或者成功,张益唐再经受世间美誉哄抬。好像很多东西都会变,但唯一不变的是,张益唐还是会孤独,一直孤独。
[3] 《我的哥哥我的家:张益唐的妹妹深情回忆》,知识分子