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张益唐:数学让我更自在

科学松鼠会  · 公众号  · 科学  · 2016-12-02 22:00

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吴欧

松鼠名片

以理工科背景从事科学传播14年,做过采访,出过野外,参加过科考,组织过活动,尝试过科学传播领域内的所有环节。目前致力于思考新媒体时代科学传播的方法、规律与目标。


一位籍籍无名的投稿者,一篇只有几位顶级数学家可能看懂的论文,一道200多年无解的数学难题,3年前,摆在世界数学顶级期刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)的编辑们面前的,就是这样一个令人匪夷所思的状况。


然而,这篇关于“ 孪生素数猜想 ”的论文以极快的速度被证实是经得起检验的,而后,这位此前名不见经传的作者更是以传奇的故事,席卷了世界各大媒体。 一时间,张益唐这个名字,国际数学界和科学界里尽人皆知


早年北大数学系中的佼佼者,普度大学中的博士生涯,都一一证实他并非毫无由来的“民科”,而是受过系统而严密训练的数学家。而藏匿于市井餐馆中的打工经历和蛰伏于一所普通大学中的教学生涯,则一一拼凑出这位数学家成名之前令人感喟的故事。没有人会如此长时间只做自己想做的事和淡定地面对自己平凡的境遇,也没有人能像他那样一夜之间成为传奇。


时隔3年,在北京大学举行的求是颁奖典礼上,张益唐获得了2016年的“求是杰出科学奖”,杨振宁亲自用简洁的语言解释了张益唐所做的工作。此前,是2014年的“麦克阿瑟奖”和2013年的“晨兴数学卓越成就奖”。


在中国科学院数学与系统科学研究院的办公楼里,低调地挂着一个牌子,上面写着“张益唐”三个字。一间不大的办公室里,除了办公桌、椅子、沙发,空空如也的文件柜,就是办公桌上几张写着数学公式的白纸,一支笔,一台没有连着电脑的打印机和一本《王元论哥德巴赫猜想》,书桌旁边薄薄一本单行本论文——果然便是3年前的那一篇《第一个无穷组素数成对出现的证明》。


这个传奇的故事是怎样开始的?那个灵感突现的瞬间究竟是什么样的?名满天下之后的这三年,又是如何? 果壳网科学人专访传奇华人数学家,张益唐。看他惜字如金,风格卓然。


张益唐教授。摄影/耿哲


如果带学生,就要为他们考虑


果壳网科学人:你现在经常回国吗?


张益唐: 我每年会回来至少两个月。


果壳网科学人:有固定的时间吗?


张益唐: 没有固定的时间,但由于我还要教课,一般都排在夏天。


果壳网科学人:你仍然在教课吗?


张益唐: 还在教课,圣巴巴拉大学。


果壳网科学人:您是从哪年开始每年会固定回国两个月的呢?


张益唐: 我是三年前和中科院数学所签的合约,从前年开始到今年,应该还会持续。


果壳网科学人:那回来主要做些什么呢?


张益唐: 主要还是做研究,去年和前年做了一些报告,今年实际上没有在做公开报告,因为我和一些学生在做研究。


果壳网科学人:你在国内带学生吗?


张益唐: 非正式的,因为在中科院有一些博士后和刚得博士学位的学生,去年也在我所在的新罕布什尔大学,当时已经基本确认了合作关系,已经做了一些东西,大概还可以继续做下去。


果壳网科学人:你在美国教书,是教些什么呢?


张益唐: 基本上什么课都教。


果壳网科学人:我在网上看到评论说,您是一个特别好的老师。


张益唐: 你看我像吗?(笑)


果壳网科学人:据说你也会去回忆当时你在北大上课的时候,你的老师给你教课时的一些方法。


张益唐: 是的。


果壳网科学人:您觉得带博士做研究和给本科生上大课,在教学方法上有什么不一样?


张益唐: 主要还是适合学生的需要,我现在教的课大概有几十个人,本科生也会去听,我想通过教课能够发现一些学生。这和给本科生一年级上微积分那种大课是完全不一样的,它的要求也不一样。给本科生上大课,大部分学生不是数学专业的,甚至文科生也会来上,不是培养做数学研究的。


果壳网科学人:您带博士生有什么心得吗?


张益唐: 这个我现在还不敢说,因为也还刚开始,主要还是合作的方式进行。我的优势可能就在于多年来积累的一些经验吧,告诉他们我对一些问题的看法,有一些细节会让学生去检查。更多的时候,我们会一起去讨论,和一些聪明的学生讨论是一件很有意思的事情。


果壳网科学人:您在国内带几名博士呢?


张益唐: 正式的话,一个也没有。但合作的是有两位。


果壳网科学人:您有打算在国内带您自己的学生吗?


张益唐: 至少我不拒绝吧。如果有好的学生的话,我不拒绝。申请的人很多,但是我现在还不能确定,要接触过一段时间才能确定的。目前申请的有科学院的学生,也有清华等各个高校的学生,还有一些外地的学生。


果壳网科学人:申请的人很多,但是您现在一个正式的都没有招?


张益唐: 申请是意向性的申请,但实际上也有一个问题,有些学生也有些顾虑,是不是我的研究要求比较高。但意向性的申请,想来和我学点东西,还是比较多的。现在也没有特别正式在招,走一步看一步吧。


果壳网科学人:我也在想一个年轻的数学家如果跟着您做的话,是不是会有一个顾虑,做一些顶级的研究做不下去的话就很难毕业?


张益唐: 是的,会有这个问题,这个问题对我来说同样存在,我也没有办法打包票肯定能做出来研究成果。我自己也在思索,对学生来讲,要考虑到他们的前途。因为我自己做的话,我可以什么都不管,就做我自己的事情。但是带学生,就要替他们考虑。



鹿没来,灵感来了


果壳网科学人:能用一分钟时间介绍一下孪生素数猜想的研究吗?你所做的研究突破性的地方在哪里?


张益唐: 孪生素数是一对素数,这两个素数之差为2。比如说,3和5,5和7,11和13。孪生素数猜想是说有无穷多个差为2素数对,现在这个证明还没有出来。我的证明是说有无穷多个素数对,它们之差不超过一个给定的常数,比如说7000万,这就是我的工作。


果壳网科学人:为什么是7000万?


张益唐: 当时我能用到的技巧只能将它定为7000万,这个数没有什么特别意义,我随手一算,算出7000万,我觉得对我来讲是够了。从无穷大到7000万,是从无限到有限,从7000万到246,是从有限到有限。


果壳网科学人:利用你的方法还有可能再往小了缩吗?


张益唐: 原则上有可能,但是计算量会特别大。


果壳网科学人:如果说这个数值缩小到2,孪生素数猜想就被完全证明了对吗?


张益唐: 对。但是目前的方法,从专业角度来讲,是到不了2的,有一个很本质的障碍在里面。


果壳网科学人:筛法的奇偶性问题?


张益唐: 对。每一个素数只有一个素因子,但是也有一些数,正好有两个素因子。筛法从本质上来讲,无法将素数和那些正好有两个素因子的数完全分开,这就是筛法的奇偶性问题。


果壳网科学人:你当时为什么会去研究孪生素数猜想问题的呢?毕竟在你之前已经10多年没什么人去做相关研究了。


张益唐: 孪生素数猜想研究本身不会带来什么实际的效益,仍然是我对于数学本身的兴趣。我对这个问题的研究状况了解得很晚,差不多在2008年的时候才开始感兴趣。那时我看到前面三位数学家做的工作,知道他们只剩下最后一步,用他们的话说就是“只差最后一根头发丝的距离”,这句话在我的论文里我还专门提到过。但我对问题的切入点没有受到前人研究的影响,走出了一条新路吧。


果壳网科学人:2008年,有一次孪生素数证明的研讨会,大家都觉得做不出来,太难了,而你恰好错过了这样一次讨论。


张益唐: 是这样的。在我之前大概有三个数学家在做证明研究,做了十几年,就差最后一步。也是美国数学研究所就把这些专家都请过来,包括我后来的审稿人。他们一起开了一个星期的会,但是最后结论是完全悲观的,这个问题目前解决不了。当时我没参加这个会,也没参与讨论。如果我参加谈论,别人都告诉我这个东西是做不出来的,大概我也不会做了。所以,是不是有时候不交流也有不交流的好处(笑)?当然,多数情况下还是交流比较好,但也不能什么东西都靠交流,因为有一些真正突破性的东西,是没有办法通过交流得到的。


果壳网科学人:2012年7月3日那天,对你来说意味着什么?


张益唐: 嗯,在那天我获得了解决那个问题的灵感。我记得那天是美国国庆节的前一天,我的朋友是一位指挥家,第二天要指挥一场演唱会,我去观看那场音乐会的排练。朋友家在科罗拉多州,那是美国的半沙漠地带,夏天又干又热,经常可以看到有些鹿时常来他后院那些杏树下乘凉。那天,排练开始前,我去那里等那些鹿。没看到鹿,我就在那来回转。可能是半个小时,也可能只有二十分钟,我大约从三个方向向那个问题逼近,突然发现了一条路可以将那三条路连接起来的。在那一刻,我大约已经知道我可以把问题解决掉了,之后我花了几个月时间来补充一些细节。


果壳网科学人:如果那天鹿来了,您的灵感还会来吗?


张益唐: 鹿来了,很可能真想不出来。


果壳网科学人:你笃定即使它那天不来,之后也会来吗?


张益唐: 我觉得这个灵感之后还是会来的,但我不敢说具体什么时候。


果壳网科学人:那个时候你已经58岁了。


张益唐: 是。有人问我如果做不出去成绩会怎么,我觉得那其实也没什么,我对生活的要求可能没有那么多。与其说我坚强,不如说我淡定。


张益唐正在接受果壳网科学人的采访。摄影/耿哲。


我做的数论研究是没有任何用的


果壳网科学人:那在未来是不是我们还要寄希望于其他的方法来解决这个问题?







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