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张益唐被曝取得重大成果,若消息为真,无疑是最伟大数学家

2022-10-24 18:38
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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67岁的数学家张益唐,在近日,迎来了学术生涯的“二度走红”。

一切,只因一则“网传爆料”。

张益唐

据说,他在近期北京大学大纽约地区校友会举行的一场活动上透露,自己已经攻克了朗道—西格尔零点猜想(Landau-Siegel Zeros Conjecture)。并且,他的论文预印本,将在11月左右上线,全文预计100多页。

此消息一出,立刻引发了学界的轩然大波。

有网友甚至称:如果该消息属实,张益唐直接就是前后50年里最伟大的数学家,没有之一!

9年前,谁人不知张益唐?

张益唐,这个名字,近年来媒体的确关注得少一些。

但在9年前,他可是各个版块争相报道的“宠儿”。

把时间的指针拨到2013年。那一年,张益唐凭一篇《质数间的有界间隔》登上数学界顶刊之一——《数学年刊》(Annals of Mathematics)。他的论文,首次证明了距离有限的质数对是无穷多的。这一成果,被学界视为,在孪生素数猜想这一数论难题上取得的质的突破。

孪生素数猜想,是与黎曼猜想、哥德巴赫猜想齐名的世界级数学难题。这个猜想由数学家希尔伯特在1900年国际数学家大会报告上正式提出,可以被描述为:“存在无穷多个素数p,并且对每个p而言,有p+2这个数也是素数。”

在张益唐的论文发表前,世界最顶级的数学家们曾在旧金山讨论过这一难题。但他们的讨论结果却是——以现有的数学发展水平根本解决不了。

数学家Goldston甚至绝望地认为:这个问题,自己有生之年都不会得到答案了。

可谁都没想到,这个时代,冒出了一个张益唐。

张益唐夫妇(左)与友人合影

事实上,张益唐的这项成果,其实是他致力于解决朗道-西格尔零点猜想以及其他一系列重要命题研究过程时,旁溢而出的成就。

他默默把自己的研究成果投递到《数学年刊》,并且在短短几周内就顺利过审,创下了该刊百年来最快过审记录。

凭借这一成果,2014年,张益唐获得柯尔数论奖和麦克阿瑟天才奖;2016年获得求是杰出科学家奖。他本人,也从此前的“默默无闻”到“名震学界”。

蛰伏,却成为他数学道路上的关键词

令人意外的是,接连捧回学界多项大奖的张益唐,他的数学道路走的却并不顺遂。或者说,并不像大家期待的那样水到渠成。

相反,如果一定要给他的数学之路想一个关键词——蛰伏,更为恰当。

北京大学数学系八二级研究生毕业照,第二排左二为张益唐

张益唐的起点并不低。

国家恢复高考的第二年,张益唐就以优异的成绩,考入了北京大学数学系。因为他对数字极其敏感,只要看过一次几乎都能记住,因此被同学们戏称为数学系“学神”。那一年,张益唐23岁。

因表现优异,1985年,张益唐获得了公费留学的名额,远赴美国普渡大学攻读博士学位。但没想到,这一去,却成了他“蛰伏”的开始。

美国普渡大学一景

张益唐最感兴趣的领域,其实是数论。但受代数几何学家莫宗坚的影响,到美国普渡大学攻读博士时,张益唐的研究方向,却是代数几何学。莫宗坚,自然而然地成了他的导师。

但这个选择,却让张益唐说不出的别扭:学了没多久,他就迫切希望能离开这个圈子,回过头继续研究自己喜欢的数论。

莫宗坚当然不支持他的这个想法,两个人的分岐也越来越大。这直接导致了——张益唐在美国普渡大学读了6年半,发表的学术论文却寥寥无几。好不容易熬到毕业,却因为没有导师的推荐信而没有工作。

尽管莫宗坚在张益唐成名之后澄清,说自己当时没有给他写推荐信,一是因为当时写推荐信的方法不太流行,二是自己不确定给张益唐推荐一份现成的工作合不合适……但不论当初的原因是什么,这直接或间接导致,张益唐在很长一段时间,为了谋生,不得不到快餐连锁店打工、刷盘子,做各种他能找到的零工,以此来补贴生活。

即便是这样,张益唐也没有放弃他所钟爱的数论,直到2013年捧出了名动学界的论文——《质数间的有界间隔》。

成名之后,张益唐又一次选择“蛰伏”。

就在很多人都差点忘了他这号人物的时候,有关他已经攻克朗道—西格尔零点猜想(Landau-Siegel Zeros Conjecture)的消息,再一次引爆全网。

朗道—西格尔零点猜想

朗道—西格尔零点猜想,是数学家波恩哈德·黎曼于1859年所提出的黎曼猜想的一种弱形式。它的核心,是要回答“是否存在一个叫做朗道—西格尔零点的东西”。

19世纪的数学家为了研究素数的分布,引入了黎曼猜想。而数学家Dirichlet为了研究等差数列上的素数分布,又在此基础上引入了一种L函数。

随后,在很长一段时间里,很多数学家们都致力于用各种方式证明等差数列上的素数定理,并一直追求缩减L函数的非平凡零点的存在区域。

在这个过程中,有两位数学家取得了开创性成果:

数学家Landau发现,当X满足特殊性质时,其对应的L函数可能会落在一个异常零点上,并且,每个L函数若存在异常零点,则这样的零点只可能有一个,且阶数也只能是1;

在此基础上,为了继续研究L函数的非零区域,数学家Siegel又得到了一个限制条件更多的等差数列素数定理,大家也都希望L函数没有异常零点。而断言L函数不存在异常零点的猜测,就被称为朗道—西格尔零点猜想。

广义来说,黎曼猜想恰好是朗道—西格尔零点猜想的充分条件。所以大家都以为,这个成果对攻克黎曼猜想意义重大。

但没想到,近1个世纪以来的研究表明,朗道—西格尔零点猜想,可能比黎曼猜想本身更难解决。

这也是为什么,“张益唐攻克朗道—西格尔零点猜想”的消息,能在学界引起这么大的轰动——如果,张益唐证明了朗道—西格尔零点猜想,那就证明黎曼猜想是错的;哪怕张益唐仅证明了朗道—西格尔零点猜想不存在,对这一领域来说,也是足以称得上“开创”的成就。

当然,张益唐究竟证明了什么,还要等他的论文正式上线后才有定论。

张益唐的导师曾经评价他:“当我看着他的眼睛时,我发现了一个令人不安的灵魂,一截燃烧的灌木,一个想要到达北极的探险家。”

但在他的朋友眼中,他是一个沉默内向的、随时都在思考的人。

做一个简简单单、攻克数学难题的人,或许就是他想到达的“北极”。

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