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數學界的掃地僧,一個無名之輩一生的逆襲

這是我們為大家推介的第52位獨特的人物

很久很久之前就想推薦他

叵耐我一直到現在也看不懂他研究的東西:)

(6000多字,都是他的經歷,值得花點時間)

如果發朋友圈問學數學有什麼用?

我怕連小學數學老師都會趕過來揍我

如果你讀了個博士卻找不到工作,沒有錢,打零工,居無定所,蹭飯吃,奔五十了還沒對象,窮困潦倒。你能承受這樣的Loser人生嗎?

有這樣一個掃地僧,逆襲成了傳奇。

張益唐

他的人生大致分為兩部分

掃地,及

出名之後依然掃地

張益唐,1955年生於滬。雙親知識分子,父親是電氣工程方面的教授,忙,沒空教他數學。張益唐幼時開始試著了解數學。他的早慧事迹就不提了,中國根本不缺早慧的孩子。

後來他父母調往北京,將他留在上海隨外婆生活。

1966年,(敏感詞)開始後,學校教育中斷,還記得嗎?「越讀書(敏感詞)越反動」,1968年,還出了「交白卷英雄」,但時局並沒有影響到他,他把大部分時間花在看數學書上。

《十萬個為什麼》這套書分別有物理、化學、生物和數學卷。對他的啟發非常大。

他說「我試著自己解決問題,因為沒人能幫我。」這是他基本的生活狀態,沒想到,卻是一生。

13歲,張益唐到了北京,15歲隨母親下放農場,他父親也被下放到另一個農場。在農場沒法看書,因為「數學對街級(敏感詞)鬥爭沒用」。後,張益唐回京,在一家鎖具廠當工人。

恢復高考後,他開始琢磨考北大,「我花了幾個月時間自學了所有高中物理和化學,也學了點歷史,但時間不太夠。」

——在長輩們的生涯中,有天賦,然後變成留守兒童,最後進入(敏感詞)階段,進入農場。後,知識青年上山(敏感詞)下鄉,苦苦煎熬到有回城的一線曙光。這是長輩們在那個年月,毫不起眼卻真實無比的人生軌跡。今天說起來輕描淡寫,後輩並沒有再經歷過那些苦難,無從體驗。

23歲時,張益唐終於成為北大數學系,恢復高考後「78級」的首批學生。張益唐是北大1978級公認的數學尖子。同學王小東誰都不服,唯獨服他: 「在我心裡,張益唐是唯一一個, 數學天分比我高的。」

「第一年,我們學習微積分和線性代數,這很讓我激動。」張益唐在大四改將數論作為之後的主攻方向。他坦承:「我是真的不喜歡代數幾何」。——那個時候,普遍認為代數幾何比數論更加實用。也更加有利於國民經濟建設……

1982年-1985年,師從著名數學家、北京大學潘教授攻讀碩士學位;

1984年夏,代數專家莫宗堅受邀來到北大。張益唐跟著莫宗堅做一些研究工作。莫宗堅的其中一個研究方向是雅克比猜想,正是張益唐非常渴望去做的。1985年,張益唐來到了美國名校普渡大學讀博士,導師就是莫宗堅,以幾何代數方面的研究為著稱。

(普渡大學?這可不是慈航普度的佛學院,她是中國「兩彈元勛」鄧稼先先生的美國母校,梁啟超之子火箭系統控制專家梁思禮和抗日名將孫立人的母校。校友汪正平、傅京孫、李國傑、王守武、阿姆斯特朗、William Gerstenmaier、Chesley B. Sullenberger,還有根岸英一、Herbert C.Brown、Benjamin Roy Mottelson等許多位諾貝爾獎獲得者)

咦?前文不是說到張益唐不喜歡代數幾何嗎?這不是擰巴了嗎?是的,丁老希望自己的學生服從大局,去學能早日報效國家的實用知識。

大局為重,師命難違。所以他跟隨了莫宗堅。

雅克比猜想是1939年被提出,至2013年還未解的難題,這個猜想非常棘手,一位數學家曾把它形容為「一個災難性的問題」。張益唐要做的就是嘗試證明雅克比猜想中隱含的東西,而不是直接證明猜想本身。他告訴導師他也要做這個研究,莫教授覺得很驚訝,一個名不見經傳的學生想攻克這個難題,難度可想而知。

沒想到兩年時間,他就把論文做出來了,這個很了不得,於是引起了眾數學家的注意,按照流程,那大家來審論文唄,大家們發現,這論文一二三四五,論證過程沒啥毛病啊?那怎麼結果反而是錯的呢?最後發現他引用了莫導師發表的論文來作論據,於是大家又重新去審定莫導師的論文,結果發現導師當初的論文是錯的!

意味著什麼呢?意味著他用了錯誤的工具按照正確的流程操作,得到了錯誤的結果。

好嘛,這搞得導師灰頭土臉。

於是師生之間究竟發生了什麼樣的糾葛,外界無從得知,於是1985年到了美國讀博,到了1991年還沒有畢成業,而普渡大學規定讀博學制最長時間是7年,看這架勢是畢不了業了。

儘管論文結果沒有被通過,但是各位數學家認為他的論證還是有一定的科學價值,普渡大學的一些教授還是同意給予他博士學位。

1992年,張益唐取得了代數幾何博士學位。他不再掩蓋和導師的分歧。他決定重新回歸到數論上。就像他幼年得到的啟發一樣:「我試著自己解決問題,因為沒人能幫我。」

數學博士畢業,最好的選擇當然是去做研究,做博士後,進研究所,都是個不錯的延續學術生涯的選擇。

要命的是,導師莫宗堅堅持不給他寫推薦信,在米國,導師不給他出具推薦信,那麼他無法在任何學術機構謀取專業職位。連助教的職位都得不到。

同樣的,畢業後的他也沒有發表論文,居無定所。一晃就晃了7年。這期間又發生了什麼呢?

(打零工,住地下室的張益唐)

同時代的中國同學畢業後都轉投電腦科技或是經濟金融。畢竟每個人都想活得有尊嚴,活得不那麼苦逼。張的北大同學PerryTang在英特爾工作。1999年,他告訴張益唐:「我覺得你的才華不找個工作實在是有些不公平。」

有人會問,當年公派出去留學都是有協議要回來的,為什麼他堅持不肯回國呢?回國不就有工作了嗎?除了學術夢想之外,可能跟(敏感詞)年代的某些事情也有關係,但這不是本文的重點。丁老也邀請過他回國,可是他一心要做出點什麼才肯回來。

他遊走於肯塔基州、紐約等地——那裡有朋友和臨時工作。在肯塔基州,他加入了一個探討中國敏感詞的小組。

小組成員之一是一位在實驗室工作的化學家,經營一家快餐店Subway。他被邀請過去幫忙。

「湯姆(張益唐自稱湯姆,朋友們也如此叫他)是個天才。」另一個小組成員說,「他被邀請去幫忙。」迫於生計,張益唐答應了。當店裡忙的時候,他就去幫忙收銀。「即使我知道如何作一份三明治,我也不想做。」張益唐說,不工作時,他也會去肯塔基大學的圖書館看和代數幾何、數論有關的學術雜誌。

「那些年,我其實沒能繼續我的數學夢想。」這是他自己的總結。

「你一定很不開心。」

他聳了聳肩:「我的生活並不總是那麼容易。」

——這些年的晃悠也是到現在都還有人攻擊他「民科」的原因吧。

同年,張益唐進入美國新罕布希爾大學做助教、講師。不是沒有推薦信嗎?是的,前文提到那位北大同學PerryTang唐朴祁,他在英特爾實驗室工作,遇到一些難以突破的數學問題,前來請教他,三個星期後他就解決了。唐朴祁覺得張天才就是天才,離開學術圈七年,依然這麼厲害,所以才說你不找個工作真的不公平。於是幫忙介紹請他去新罕布希爾大學任教。

但這並不是幸福生活的開始,由於他沒有推薦信,沒法轉正,學校安排的課時也少,薪資屬於傳說中的日結,說白了,體面一點的臨時工。生活依然拮据。

就這樣,他從沒有對生活抱怨過什麼,依舊沉浸在他的學術思考里。就像很多數學家一樣,他並不擅長社交,但如果進入數學世界,就完全不一樣了,他會講得幽默有趣,神采奕奕,講課講得很好,人氣非常高,正因為這樣,他才慢慢在這所大學站穩腳跟,他還常和學生們表達自己的金錢觀:

我不相信金錢是成功唯一的選擇標準。也許,我們可以掙很多錢,但賺錢賺多了並不一定就等於說,你的人生就確實有意義。所以,如果我們是有志於做學問的話,我建議你不要輕易放棄你的理想。

張益唐記憶力超群,波士頓大學數學系主任埃里克·格林貝格(Eric Grinberg)從2003年到2010年和張是同事。「湯姆非常溫和、謙遜,從不要求什麼。」格林貝格形容說。

他的一個名叫齊雅格(Jacob Chi)的朋友說:「有時我帶他去一個派對。他不說話,就打量著每一個人。我說:『你必須跟人交談。』他回:『我更樂意聽你們談話。』結果是,六個月後,他能說出誰坐在哪裡、誰開始的一段對話,並複述對話內容。」

「我認為社交是在浪費時間。」張益唐說,「不過,也許是我有點害羞。」

因為生活極簡,張益唐把他的車賣了。他坐校巴穿梭於公寓和辦公室之間。

他說坐在公共汽車上,他也能思考。一周工作七天,他總是於早上八九點到達辦公室,直到傍晚六七點才離開。

有時,他早上在思考一道昨晚睡前思考的數學問題中醒來。

他辦公室外有一個長廊,他喜歡來回走著,或者出去散步。

掃地僧的生涯,日復一日。

2010年,他做了個決定:研究世紀難題: 孿生素數猜想。

孿生素數的問題,1849已有人提出來,約200年歷史了,1900年,德國數學家大衛?希爾伯特,提出了23個最重要的數學問題,而和孿生素數猜想一起被提出的,是著名的「哥德巴赫猜想」和「黎曼猜想」,可見孿生素數猜想的地位。

這時候他根本還沒有找到頭緒。張益唐說,「歷史上許多數學家都認為研究這個問題應該有一道門,一個切入點,但他們沒有找到它。我試過幾次,無果。然後,我開始有點擔心是不是沒有這道門的。」

「你沮喪嗎?」

「我累了。」他說,「但很多時候我只是感覺平和。我喜歡散步和思考,這是我放鬆的方式。我的妻子看到我這樣會問一句『你在做什麼?』我回答她『我在工作,我在思考。』她不能理解。」但是,張益唐的問題是如此複雜,「我沒有辦法向她解釋。」

咦?他有妻子了?

是的。他一直堅持理想,一直獨身到48歲。張益唐太太的名字是Yaling,但她自稱海倫。海倫曾是紐約長島一家中國餐館的服務員。有一天,他的好友拉著張益唐去了那家餐館並指了指海倫問,「你覺得這姑娘怎麼樣?」之後幾個月,張益唐每個周末都去紐約——當然是追海倫啦。

接下來的夏天,海倫也來到新罕布希爾大學。可是新罕布希爾在美國的東北部,挨著海,冬天那個冷啊,海倫不喜歡新罕布希爾州的冬天,加州一年四季溫暖如春。於是搬到了加州並找到一份在美容院的工作。她和張益唐在加州聖荷西(SanJose)有一套房子,張益唐的寒暑假就在那裡度過。

一個成功的男人背後,總有一個靠譜的女人。張的妻子並不懂他在研究什麼(事實上一般數學家都不一定看得懂),但總是堅決地支持她的丈夫做研究。

張經常閉關做研究,不能被打擾,妻子總是默默地做後勤工作,不提任何額外的要求。

解百年難題,談何容易?

無數學者想努力解決這個問題,都沒有成功,他又憑什麼能成功呢?2005年數學家們已經很接近成功了,但是只差那麼一丟丟……

兩年時間又過去了。張益唐一直沒有找到那道門,能跨越那一丟丟。「我們看不到任何希望。」他說。

然而,念念不忘,必有迴響。

2012年7月3日下午,「短短五到十分鐘內,那道門打開了。」

張益唐當時正住在朋友齊雅格家,他兒子朱利爾斯要上高中了,幫他輔導微積分。

齊雅格家在山裡,張益唐教書之餘都會小憩一番,他常常喜歡沿著住所的後院漫步,不時地會有小鹿跑出來,他便抽著煙瞅著鹿,而沒有鹿的時候,他就那樣靜靜地走著、思考著。」

7月3日這天,他茫然地走了大約半個小時,鹿,沒來……

當晚,張益唐陪著齊雅格出席一場音樂會。音樂會結束後,他情不自禁地哼唱著歌,齊雅格當時覺得奇怪,卻不知道在白天,他在散步時沒有遇到鹿,卻在素數猜想方面有了突破性進展。

突破了那麼一丟丟……

之後,張益唐花了幾個月完成了論文《素數間的有界距離》(Bounded Gaps Between Primes),然後他再花了幾個月的時間系統地一一檢驗論證過程的每一步,他形容這種過程是「無比無趣的」,但,當年的博士論文坑仍沒填滿,事關自己一生的成就,他不敢有絲毫大意。

9個半月後,2013年4月17日,他沒有告訴任何人,默默地就將這篇論文提交給了數學界最具聲望的期刊《數學年刊》。

在博士畢業後,他只於2001年低調地發表過一篇論文,其它全無。

2013年,《數學年刊》共收到了915份論文,發表了其中的37份。投稿和發表的等待過程長達一年。普林斯頓大學教授也是這本期刊的編輯尼古拉斯·卡茨把《素數間的有界距離》發給了許多專家判定,解析數論大師亨里克·伊萬尼克是其中之一,他回憶說:「我用幾分鐘瞟了一眼,第一印象是文章中居然有那麼多主張是錯誤的。當時我手頭正好有另外的事情要做,就把它給擱置下來了,那個時候的他還默默無聞。後來我接到了朋友的電話,巧的是朋友也讀了這篇文章。我們就在一起花了一個星期的時間研究文章,本來我們是打算做別的事兒的。」

伊萬尼克和朋友約翰·弗里德蘭德帶著巨大的興趣閱讀了張益唐的這篇論文。「在這篇文章中,你不需要從頭讀到腳,因為你第一眼就能發現核心所在,這種寫論文的方式自打2005年後就再也沒人採用過了。文章中針對的問題其實是很難解答出來的,但是越來越往後讀,你會發現論證準確的機會越來越大。也許兩天後,我們還在尋找結果,但是更長時間之後,我們就能夠環環相扣地檢驗了。這種過程雖然不好受,但是我們一直在證明文章的正確性。」

幾個星期後,兩人寫信給卡茨,信中寫道:「我們已經完成了對張益唐這篇論文的研究,文章得出的主要結果是首創的,作者在素數的分布上成功證明了一個里程碑式的定理。我們很高興能夠推薦這篇論文發表在《數學年刊》上。」

(因為有人質疑的原因,事實上數學年刊先把這篇論文發在了網路上,而不是紙質版)

被專家組認可,當然是一個巨大的好消息,意味著什麼呢?意味著他艱苦大半生的苦心孤詣,終於獲得了自己想要的成果,58歲了啊!

著名數學家哈代(G. H. Hardy)曾寫道,「我從不知道有哪個數學上的重大突破是由一個超過五十歲的人提出來的。」以陶哲軒為例,數學出成果一直是年輕人的遊戲。

從23歲到58歲,35年的坎坷,不忘初心,張益唐卻在默默地像掃地僧一樣,悄悄修鍊內功,身懷絕技,卻無人知曉。

當張益唐聽說這個好消息的時候,獲得巨大成就的他早已淡然,他打了一通電話給遠在聖何塞的妻子。「我讓她留心媒體報道,我說『你會在那上面看到我的名字』,不過她卻回復我『你是不是喝醉了』。」

結論:他證明了存在無窮多對素數(結論其實有嚴格的條件限制,不懂數學的我直接略了,數學專家你們不要懟我,懟我我也看不懂)

一朝成名天下知,王者榮耀來了。

如你所見,這個世界數學界幾乎都沒人知道的中國人,他的證明成就,被認為可能超過數學家陳景潤的「1+2」證明。短短數月間,他就幾乎拿遍了數學領域的所有榮譽。

《自然》、《科學美國人》等主流媒體,紛紛爭搶報道他的重大發現。

2013年 5月20日,《紐約時報》大篇幅報道了他:「這一工作很深邃,結論非常深刻。」

5月22日,老牌英國報紙《衛報》刊登文章,文章標題是:鮮為人知的教授在折磨了,數世紀數學精英的大問題上,邁進了一大步。 印度主流報紙甚至把他,與印度歷史上最偉大的,天才數學家拉馬努金相媲美。

2014年弗蘭克·奈爾森·科爾(Frank Nelson Cole)數論獎

2014年2月13日,張益唐又獲得瑞典皇家科學院,瑞典皇家音樂學院,瑞典皇家藝術學院聯合設立的Rolf Schock獎(羅夫·肖克獎)中的數學獎。

2014年8月,在韓國首爾的國際數學家大會上,張益唐獲邀請在閉幕式之前作一小時的受邀報告(invited lecture)。(國際數學家大會的受邀報告通常為45分鐘。)

2014年9月16日,獲得麥克阿瑟天才獎(MacArthur Fellowship)。

2016年10月獲獲"求是傑出科學家獎",表彰其在概率論同隨機控制領域以及孿生素數研究領域的成果。

他會怎樣呢?他不像一個正常人,像個掃地僧一樣淡然。

在研究結果被發表後,張益唐被邀請去普林斯頓高等研究院。據高等研究所成員、2014年沃爾夫數學獎得主彼得·薩奈克(PeterSarnak)回憶,有一天,他遇到了張益唐。彼得主動說「你好」,張益唐回了句「你好」,然後表示這是自己十天來和別人說的第一個詞。在彼得看來,即使數學家都相對內向,這也是說不過去的。從此,他每周都邀請張益唐和他吃一次午飯。

芝加哥大學數學教授馬修說,「他不合群。他獲獎了,周圍的人都在談論他。但他似乎特別低調。所謂獲獎,似乎對他沒有一點影響。」

紐約大學理工學院教授楊鼎(Deane Yang)出席了張益唐2013年在哥倫比亞大學的三次講學。「你以為這樣一個人會炫耀他有多麼聰明。」 楊鼎說,「他給出了精彩的講座,但他不在炫耀。」

「數學家需要天賦嗎?」

「專註。」張益唐說,「而且,你永遠不能放棄自己的個性。」他繼續說,「可能在你面前的事情很複雜,解決它很漫長,但是你應該善於利用直覺中最主要的部分。」

伊萬尼克說,「他的成果是傑作,儘管他獨自一人工作……」

未來:還有和孿生素數猜想一樣重要的事做

張益唐是否還在研究新的東西?「可能還要解決兩到三個問題。」他說,「孿生素數猜想很成功,但是我還有其他的事情要做。」

「和孿生素數猜想一樣重要嗎?」

「是的。」

他依然是那個掃地僧。

(目前,張益唐先生在中國國內有培養更多學生的計劃,他也願意充當中國數學發展的奠基石,希望他的經歷能給給多人以啟發。)

據彼得·薩奈克說,張益唐正在研究Landau-Siegel零點猜想。「如果他成功,將更讓人激動。」表示,「我們不知道他的研究進程如何,但是他已經證明了自己是個天才。這一點毫無疑問。他也證明了多年來可以致力於研究同一樣東西。基於這一點,再一次讓世人矚目不是沒有可能的。大家都很期待。」

不想去渲染他早年的苦厄、打零工七年的漂泊,不能轉正的煎熬,他的內心有足夠的尊嚴證明,他不需要這些渲染,來襯托後來成果的偉大。淡泊明志,寧靜致遠,毫無矯飾。

也許,他的成果未來還可能被證明有瑕疵,但就如安德魯懷爾斯一樣,也是宅家憋了七年,才論證了費馬大定理,又被人發現有誤,羞愧地回去趕緊改,差點放棄。最後繼續重頭再來,終於成了。任何困難都不會成為張益唐放棄的理由。

這個推薦想了很久很久了,小編只是一介數學盲,但不妨礙我瞻仰閃耀的明星。正是這些人類文明上的一個個群星,點亮我們所有可能的未來。

數學是構建我們今天一切現代科技的基礎。我們今天一切的科技產品、一切便利生活都來源於數學。

數學強國不一定是科技強國,但是科技強國肯定先得是數學強國。

期待著科學家們更多更精彩的消息傳來。

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