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張益唐:一文成名

  • 張益唐:一文成名 2015-09-22
  • [摘要]張益唐的故事,比陳景潤和約翰·納什都要精彩。

    時代周報記者 陳舒揚 發自北京

    清華大學理學院鄭裕彤講堂,人群擠滿除講台之外的每一寸地面。7點半,數學家張益唐出現了,今年剛好60歲的他,上身是一件有領短袖襯衫,下身穿著錚亮的皮鞋和筆挺的西褲,左手腕別著一隻手錶。他從講台邊的側門走了進來,通過坐在地面上的聽眾自覺挪出的過道,來到人們為他預留的講堂第一排的座位上。那是屬於他的舞台。

    與以前回國時應邀給大學生或科研工作者演講不同,這次是8月23日晚上,由科普媒體《賽先生》組織的一場接受公開報名的交流活動。沒有領導發言,在主辦方負責人一番極盡鋪排溢美的歡迎辭之後,張益唐走上講台,開始了和主持人的暖場對話。對話涉及的大部分內容,在兩年前,已經被全世界的媒體追逐報道過,包括2012年7月,天才張益唐在等待梅花鹿的時候靈感乍現的故事。

    張益唐隨和而幽默,當主持人問到他有沒有自己敬佩的人物時,他很快說出安德魯·懷爾斯的名字,後者是證明了費馬大定理的英國數學家。這個問題已被回答過很多遍,不過這次張益唐還添加了一些佐料,他說,自己去年有幸在牛津大學見得懷爾斯一面,當時「愣住了,幾分鐘都沒說話……我想我的一些同學見到我,是不是也有同樣的反應?」台下大笑。

    2013年5月,張益唐關於孿生素數的論文被《數學年刊》(Annals of Mathematics)接受後,榮譽和獎項接踵而來,在此之前,張只是美國新罕布希爾大學的數學講師。而在獲得這一教職之前的7年里,張曾經在賽百味等各種地方打零工謀生。

    人們對張益唐的關注,自然源於他在孿生素數上的破冰性工作,不止一個國際一流的數學家說:沒有想到有生之年能看到這個問題的解決。而其學術和職業生涯的「逆襲」則被更廣泛的讀者樂道。他的朋友、普林斯頓大學教授張壽武曾評價,張益唐的故事,比陳景潤和約翰·納什都要精彩。

    為什麼是張益唐

    張益唐成為傳奇人物,要從2013年5月開始。

    2013年5月9日,張益唐在辦公室收到了《數學年刊》編輯部寄來的審核評論,評論給了自己三個星期前提交的《素數間的有界距離》極高的評價,稱論文是正確的,強力推薦發表。

    雖然對自己的論文十分有信心,但是評審結果出來之快完全出乎意料,《數學年刊》當時的主編皮特·薩納克日後跟張益唐講述了,他們收到論文之後,發生了什麼。

    薩納克當時把文章交給了當今頂級的解析數論專家亨里克·伊萬尼茨,伊萬尼茨第一眼看到這篇論文時,反應是「這不可能對」,但不久又拿起來看,說:「這不像胡說八道。」

    接著的一個禮拜,伊萬尼茨開始不斷給薩納克發郵件,第一次說這文章里有很好的想法,第二次說,這論文里有非常非常好的想法,第三次說,這文章有非常非常非常好的想法,第四次說,這文章有可能是對的,再後來,伊萬尼茨終於說,這文章很可能是對的。

    第二個禮拜,伊萬尼茨完全看懂了張的思路後,關上了門,自己按照張的方法重新證明了一遍,覺得應該是對的。第三個禮拜,伊萬尼茨開始給論文逐字逐句地挑毛病,但最後的評價是:我徹底地研究了這篇文章,我發現,挑出一個最小的差錯也非常難。

    《素數間的有界距離》究竟說了什麼?

    素數,指的是除了1和它本身外,不能被其他自然數整除的大於1的自然數。大數學家大衛·希爾伯特在1900年國際數學家大會上提出了著名的23個重要數學難題和猜想,孿生素數問題位列其中。它可以這樣描述:存在無窮多個素數p,使得p與p+2同為素數;而素數對 (p, p + 2)稱為孿生素數。數學家們相信這個猜想是成立的,然而沒有人給出證明。

    張益唐做到的是,用一套技術方法,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。

    7000萬離2還差很遠,然而張益唐的貢獻,在於他的一套證明工具,用這套方法,這個距離還可以縮小很多,只是因為證明過程太複雜,張益唐只將這個「距離」推進到7000萬。事後不斷有學者證明到了更小的距離。去年,一名加拿大數學家稱自己找到了一種簡化和改進張益唐的方法的新方法,利用這一方法,可以將距離縮小到6。

    曾有媒體拿張益唐和陳景潤比較,張益唐表示:「客觀地講,我們的研究成果都是第一流的。但我的研究似乎更有突破性。陳景潤是從1+3進展到1+2,我的研究是從無限變成了有限。」

    為什麼頂尖數論學家沒能解決的難題能被張益唐解決?伊萬尼茨也曾在2008年組織了一批數論學家,試圖在這個問題上找到突破的辦法。有記者問伊萬尼茨,為什麼你們當年沒有跨過去?伊萬尼茨回答:當年用的技術不太靈活。用伊萬尼茨的話說,張益唐使用的是數論領域現存的頂尖的龐大工具體系。薩納克則用了一個形象的比喻:「他理解證明過程的機制。就像開車一樣,他不僅是開這輛車,他更深入到了發動機部分,進而改進了發動機的工作方式。」

    遲到的獎賞

    張益唐1955年出生,1978年考入北大數學系,在北大便是同學中的佼佼者,1985年從北大碩士畢業後,去美國普渡大學攻讀博士學位,其間跟導師—來自台灣的代數幾何高手莫宗堅產生了分歧。

    張益唐曾對記者含糊提及:「開始還好,但後來……由於一些個人原因並不是太好,最後學位是拿下了,但是……那個時候對我來說是比較失落的時候」,一向對媒體很隨和的張益唐每被問到這一段,就不願多談。

    張益唐聲名鵲起之後,莫宗堅很快在普渡大學的網站上貼出一篇文章,用作對外界的統一回答,他對張益唐讀博期間立志攻克的另一數學難題雅可比猜想持不同意見,但最終還是予以認可,他還說自己像「虎媽」,沒有給張益唐足夠的空間;文中還說:「有時我很後悔沒有幫他找工作,他從此再也沒有找我寫過推薦信」。

    日後接受採訪時,張益唐對記者說:「這篇文章我沒有看過,你們也不要轉給我,我沒什麼興趣。」

    張益唐博士畢業時,正逢數學系研究生找工作很困難的幾年,加上沒有導師的推薦信,1992年畢業後的7年里,張益唐沒有進入學術圈,謀生方式只是打零工,在快餐店做會計,給中餐店送外賣,也在汽車旅館打過工。

    1999年,與北大校友的一次會面,改善了張益唐的境遇,當時在美國Intel實驗室工作的比張低兩級的北大師弟唐朴祁去紐約參加IEEE年會,開會期間,唐朴祁找到張益唐,發現老友有些疲憊沉默,於是就和他聊他感興趣的數學,提到他們當時網路設計上遇到的一個困難。而在張益唐的幫助下,這個問題被解決了,兩人後來就此申請了一個專利。

    張益唐後來回憶說:「這是一個很初級的但技巧性非常強的數學問題。我花了一個星期給他解完了,最後英特爾公司對這項專利很滿意。這個專利現在還是我們的。不過,這個專利沒有給我帶來一分錢—他們最後沒有用,因為工業界看重的是實用價值。」

    但這讓朋友意識到已經離開學術界七年的張益唐,在數學上依然強大的實力,並決心幫張益唐走出困境。

    在包括唐朴祁在內的兩位北大校友的幫助下,張益唐得以落腳新罕布希爾大學。

    張益唐的第三個「恩人」,便是新罕布希爾大學數學系前系主任凱尼斯·阿佩爾。阿佩爾也是世界級的數學家,張益唐雖只是個講師,但獲得了阿佩爾的敬重和信任。

    剛到新罕布希爾大學不久,張益唐決定「拿點東西出來」,他在重量級的數學期刊《杜克數學》上發表了平生第二篇文章—有關黎曼猜想。張益唐一開始只是編外講師(到2005年才轉正),阿佩爾曾想以這篇文章直接給張終身教職,發了封郵件給全系老師,但最後有不同意見,沒有通過。

    阿佩爾於2013年4月去世,在他去世前兩天,張益唐投出了《素數間的有界距離》。

    孿生素數猜想的成果,是張益唐「斷斷續續想了很多年」的結果,在攻克孿生素數猜想的過程中,張益唐嘗試了很多種辦法,沒有成功,差著「一根頭髮絲」的距離。時間過去了。到2012年7月3日,故事發生了—張益唐去好友指揮家齊光家做客,等待欣賞一場演出的排練,朋友家後院里經常有梅花鹿來做客,排練還沒開始,張益唐想去看看有沒有梅花鹿,鹿一直沒有出現,但就在某一瞬間,靈感出現了。

    接下來的事情便是人們一開始看到的,2013年4月17日,張益唐向《數學年刊》投稿;同年5月21日,《數學年刊》正式宣布接受張益唐的論文,這是這本刊物創刊130年來接受論文的最快紀錄。這一年,張益唐58歲。

    「如果那天鹿來了,你的靈感還會來嗎?」在8月23日晚上的講座上,有人這樣問張益唐。

    「鹿來了,很可能真想不出來。」

    「如果那天不來,你的靈感之後還會來嗎?」

    「我覺得還是會來的,但我不敢說具體什麼時候。」

    「他當此榮耀」

    在被北大校友找到、落腳新罕布希爾大學之前,張益唐在賽百味打工,那時不管是朋友還是家人,聯繫上他都不太容易,妹妹還曾經在網上尋人。張益唐後來稱那段日子「是不太想跟家人聯絡」。

    張的好友馮勝平,談到在張沒有固定工作的時候:「他的才華一直沒有被很多人認識到,甚至有些跟他很近的朋友說他到處漂流,甚至到處蹭飯,對他相當過分,甚至給他臉色看,都有過。」

    在8月23日晚的講座上,一位學生問張益唐:「有什麼話想對那些可能一輩子都做不出大成果的人說。」

    「我只能說,不要輕易放棄你的追求。因為人生經常就是這樣,如果一直患得患失,總想『這個做不出來怎麼辦』『職稱評不上怎麼辦』那就被嚇住了。」張益唐緩緩答道,「我知道這都是現實的問題,但我這個人,那麼多年來就有個好習慣,我確實不去想那麼多。我覺得窮點就窮點,沒有什麼。但我不能拿這話去要求別人。至少,你不要放棄追求,不要因為遇到一些挫折就不敢往前走了。」

    另一樁體現張益唐寵辱不驚的性格的故事,是在剛剛得知自己的論文被認可時,張一個人也沒有告訴,過了幾天才跟太太說起,讓她「注意一下」中文網站、中文媒體,可能有消息跟自己有關。太太以為他喝多了,過了幾天才看到,打電話囑咐他,出門的時候把頭髮梳好。

    張益唐2003年結婚,對自己的太太,張曾描述她心地很善良,了解自己獨來獨往的個性,不會妨礙自己。張沒有孩子,但是應該很喜歡孩子,以前落魄時,每逢好友胡平的女兒生日,張益唐都會寄去一張200美元的支票。

    成名後,張益唐並非對往事毫無芥蒂。他沒有再回過普渡大學。近幾年,普渡大學曾經幾度發函,說要頒傑出校友給他,曾有記者問及此事,他表示「不太想回去」,「還沒想好要不要回復」。

    張益唐自稱從不看重名利,卻也不顯得清高,言談不避諱名利之事,兩年前他就跟記者透露,自己有望獲得邵逸夫獎、得到100萬美元的獎金,不過從2013年到今年,邵逸夫獎中的數學獎都沒有頒給張益唐,今年的數學獎頒給的是他的審稿人、同樣在數論領域貢獻巨大的伊萬尼茨。

    有媒體問張益唐,命運改變後,有什麼難忘的事。張提起2014年在瑞典皇家科學院領羅夫肖克獎的經歷。「皇室公主來頒獎,還請了好幾位名家參加活動,當時的場景很令人感動。獲獎人在典禮前被請到很古老、聽說諾貝爾也曾待過的樓下參加酒會。上來的時候,看到那些等候參加典禮的名家,個個穿得非常正式、西裝領帶、胸前口袋塞著白手絹,國際學術界那些人都非常好。我的妻子也跟著我去風光了一次。」

    張益唐的朋友張壽武說,這一切不是偶然,用英文說,他「deserves it」。

    「數論是橫在人類智力前面的一條橫杆,而且不能調整高度,看你有沒有本事跳過去。」8月23日晚,有聽眾問張益唐,數論究竟有什麼吸引他?張聯繫到正在北京進行的田徑世錦賽,做了這個比喻,這句話第二天在網路上廣為傳播。

    他還說,數論,容易理解,但又深奧,非常難證明。這種反差就是美。

    「我相信對數學的喜歡是很多小孩子都有的,是人的天性,但成年以後,是不是注意力不會被其他東西分散,是不是成年累月集中在這裡,做到是很不容易的。我很幸運做到了。」張益唐說道。

    精力確實被分散了

    命運轉折後,張益唐獲得的讚譽也不斷放大,在中國,他逐漸被描繪成除了數學之外,精通音樂和文學的傳奇天才。

    曾經有人在網上匿名發表文字說:「益唐有過目、過耳不忘的特殊功能,或者說,他主要不是靠記憶,而是眼、耳都是掃描儀器。他19歲那年,我聽他講董樂山先生譯著的《第三帝國的興亡》,對照原書一看,竟然可以一字不落!上大學前,他向我口述《徐遲報告文學》,特別是《哥德巴赫猜想》等名篇,有時竟仰天大笑,又轉而潸然淚下……」

    8月23日晚,有講座聽眾提起這一段,詢問是否真實,張益唐告知,說的基本是事實,自己也能猜出作者的身份,但描述有些誇張,尤其是時而「仰天大笑」時而「潸然淚下」。

    8月24日清華大學偉倫樓報告廳的另一場演講中,張益唐回顧了自己大學之前的成長和教育經歷,其中提到自己四五歲的時候就能熟記地理、歷史知識,剛上小學時,父親發現兒子有點特別,就用西遊記的故事測他的記憶力,他複述得一字不差。

    張身邊的朋友的確說過,張益唐喜歡西方古典音樂,愛好歷史和唐詩宋詞,也愛看NBA和美國大學生聯賽。不過這主要是為了體現作為「數學天才」的張益唐的生活情趣。

    張益唐說,出名後遇到的最大問題是,如何不受干擾。「現在我在幹什麼?現在我自己還有幾個大的問題在做,不比孿生素數更容易。」他說,自己認為合適的時候,會把東西拿出來。早前張益唐就表示,自己在做跟黎曼猜想有關的東西,在數學界,黎曼猜想,比孿生素數猜想、哥德巴赫猜想還要重要。

    以後張益唐可能會更密集地回中國,這曾是讓他恐懼的事。2013年的一場朋友聚會上,他抱怨,「比如邀請回去演講,第一場去哪,去北大,清華不高興,去清華,北大不高興,還有中科院……在美國也有很多大眾和科普媒體報道了,但在美國我還是我,但回了中國我就不是我了。」

    即使在8月25日的清華的演講上,張益唐也說了自己的煩惱:做完孿生素數猜想後,我就在尋找要做什麼別的東西。我苦惱的是,(成名後)我的精力確實被分散了,到現在為止這還是個問題。

    不過,在當天晚上,張益唐亦透露了自己未來的工作安排:在華裔數學家丘成桐的推薦下,自己半年後將任職加州大學聖芭芭拉分校,丘跟學校說好,會給自己更多的自由訪問時間,這樣的話「將來也考慮更多地回來教學、做研究」。一個相關的消息是:今年3月,清華大學丘成桐數學科學中心揭牌成立。

    事實上,身為教師的張益唐說自己很喜歡教書,在新罕布希爾大學,他教過很多課,主要是微積分,也給學生開過數論的研讀課程。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)。

    不過他也說,「很遺憾在那裡找不到好的學生」。

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