隱士張益唐(組圖)
06-28
一 張益唐去美國,隨身只帶了一個箱子,一個挎包。箱子里幾件衣服,幾本數學方面的專業書,還有一本《古文觀止》,書又薄又輕,那麼多古典文學,他獨挑了這一本,耐看。他還帶了一雙筷子。臨走前,父母的朋友送的,挺好的木頭筷子。 1985年6月21日,張益唐從北京首都機場走的。三十年後,他還記得這個日子。他也記得很多同學的生日。每年他都會給幾個同學發電郵,寫去問候。後來他有了大名氣,有人就說:張益唐對數字的這種敏感和記憶,真是天賦。 他出國留學,算是國家公派自費。1984年,美國普渡大學的莫宗堅教授造訪北京大學,想邀請幾名學生出國深造。丁石孫推薦了張益唐,他那時還是數學系的研究生,畢業後本可能留校任教。 丁石孫是著名的數學家,也是北大校長。張益唐那時的興趣是數論。在現代數學中,數論是純粹數學的分支之一,通俗講,就是沒什麼實際用處。同年,丘成桐就曾推薦張益唐去美國加州大學聖迭戈分校,跟隨解析數論專家Harold Stark。但是丁石孫認為,應該培養一批有利於中國發展的實用性人才,他希望張益唐能出國學習更實用的代數幾何。 張益唐答應了,他那年30歲。簽證和單程機票,都是國家安排好的。這一去就好幾十年。 普渡大學位於美國印第安納州的拉法葉市,學校在西側,和市區隔一條河。很漂亮,是平原的景色,也算僻靜,距離最近的大城市芝加哥一百多英里,是做學術的好地方。學校當時最高的樓,就是數學系。 對於完全陌生的新生活,張益唐感到新奇,但他適應得很快。剛去的那年夏天,他和化學系一個印度留學生合住在校外。寫信給家裡,家裡又奇怪又擔心:為什麼不住宿舍?印度學生吃素,很瘦,偶爾用手抓飯吃,張益唐則用他帶去的筷子。他原來是不會做飯的,但美國很方便,很多東西從超市買回來就能吃。第二年,換成跟兩個香港留學生合住。香港男孩做得一手好菜,張益唐學了不少。他聽不懂廣東話,只能以英語交流。但好在他對生活的要求並不高。 「因為要求不高,很多東西就自然地過去了。」張益唐說,「你不會覺得特別困難。」 他的心思在數學。張益唐的導師莫宗堅是台灣人,上世紀60年代就到了美國,在代數幾何領域頗有建樹。第一個學期,張益唐幾乎每天都會和莫宗堅面談,後來逐漸變成一周談一次。當張益唐告訴導師,他準備把「雅可比猜想」作為博士論文的題目時,莫宗堅感到很驚訝。那個猜想是德國數學家Ott-Heinrich Keller於1939年提出來的著名難題。對於學生來說,那似乎太難了。 張益唐只花了兩年,就完成了博士論文的部分結果。但他卻花了七年才拿到博士學位。中間那五年發生了什麼,除了張益唐自己,也許只有莫宗堅知道。 二十年後,2013年,張益唐在《數學年刊》發表了《素數間的有界距離》,一舉奠定其在數學史上的學術地位,獲得大名。莫宗堅寫了一篇文章回憶張益唐在普渡的生活,提到雅可比猜想時,他寫道:「益唐所有的業餘時間都在思考數學,幾年後,他開始相信他找到了獨立於我成果之外的證明。」此前,莫宗堅已在雅可比猜想領域做出了領先的成績,他接著寫道:「作為雅可比猜想宮殿的看門人,我履行了職責,對任何證明進行驗證,並否定錯誤的證明。」 但張益唐並沒看到這篇文章,他也不想看。對於普渡幾年學業,以及導師,他不願多提。我曾問過他兩次,他總是一句帶過:「這個事情就過去了,我不想談。」 博士期間,張益唐喜歡獨來獨往。偶爾,他也會和一些中國留學生有交集——1989年後,他曾當選過中國同學會的主席。「他們非要讓我去做,掛了個名,其實我什麼也沒做。後來我才知道,即使是個學生會我也不會弄,我幹不了那種事情。」他認為很多數學家和他一樣,如果搞行政,會搞得一塌糊塗。「我的心思不在那裡。」 他也不喜歡出去旅遊。他最喜歡去的地方是圖書館,或者散步,尤其喜歡走路的時候「想」問題。他的理想生活是「沒什麼人干擾,你一個人在那裡就可以了」。 1988年,張益唐回了一次中國。途經上海,看見到處都是新建的樓群,塵土飛揚,整個國內就像個大工地。他打算畢業後就回國,也許回到北大任教。到了1991年夏天,普渡大學停止給他發錢,按學校規定,博士最長讀到七年。那年年底,張益唐終於提交了博士論文。導師莫宗堅是答辯委員會成員之一,他後來說「張益唐十分出色地完成了他的答辯」,但他並沒有給張益唐寫找工作的推薦信。此後他們再無關聯。 次年春天,張益唐在普渡大學接著住了小半年。數學方面的工作似乎很難找。那時蘇聯剛剛解體,一大批數學人才湧向美國。很多數學系畢業生只好考取另外的專業學位,比如金融和計算機,尋找新機會。 有朋友向張益唐提過類似建議。「我好像不大願意,」他說,「也不知道為什麼。」 之前認識的另一個朋友邀他過去「幫忙」,那朋友也是留學生,學化學的,比他大十歲,在肯塔基州的列剋星敦開了一家Subway餐飲連鎖店。張益唐能幫的,是一些會計上的事,管管賬,或報報稅。他仔細考慮了一下,到那裡工作,好像仍有大量自由的時間用來想數學,便接受了那份工作。 1992年夏天,到美國剛好七年,張益唐開了約五個小時的車,載著他零星的一點行李去了肯塔基州,隨身還帶著那本《古文觀止》。隨後七年,他幾乎從數學界消失了。 二 在張益唐過著隱士般生活的那些年,其他走出北大數學系的學生,有人留在了國際數學界。比如沈捷,他是張益唐在北大的同班同學。沈捷1982年本科畢業後,前往法國巴黎十一大學攻讀博士。到了1991年,也就是張益唐獲得博士學位那年,沈捷已開始在美國賓夕法尼亞州立大學任教。晚他們兩屆的北大學弟湯濤,那時也已在加拿大 Simon Fraser 大學任教。 多年後,湯濤在一篇回憶北大數學78級的文章里寫道:「張益唐畢業後基本隱居起來,很少和人來往。」偶爾,張益唐會去沈捷夫婦那裡,吃頓飯,「悄悄地來,悄悄地走,一年之間基本杳無音訊。」 上世紀80年代初在北大數學繫念書的人,大都聽說過張益唐的大名:是個高才生,據說深受丁石孫賞識。張益唐是數學系「文革」後的第一批學生,78級一共四個班,將近二百人。他後來說,剛進北大沒多久,「我就發現數學裡的奧秘越來越多,越來越吸引人。」 他第一次接觸數學,是上世紀60年代初在上海。為了響應中央發出「向科學進軍」的號召,少年兒童出版社出版了《十萬個為什麼》,一共八冊。張益唐積攢了兩個月的零花錢,六毛五分錢,買了第八冊《數學》。然後是第七冊《動物》,七毛錢;第六冊《地質地理》,七毛五分錢。三本書看完,他發現自己對數學最有興趣。 張益唐那時住在上海外婆家,直到1968年他13歲時,父母才把他接到北京。父親以前是中共地下黨,解放後在清華大學讀書、任教,母親在郵電部工作。在清華大學附中讀了一年初中後,母親下放,張益唐跟著去了湖北陽新縣的郵電五七幹校。1971年,他回上海看望外婆,買到一本薄薄的書,上海復旦大學夏道行寫的《π和e》,書里說,π和e是無理數。「我就想弄清楚,為什麼π和e是無理數?」 回到北京後,張益唐被分配至北京制鎖廠做工人。業餘時間裡,他開始讀大量的書,比如古典文學。他喜歡讀文言文,有時並非能完全看懂,但他能感覺到古文之美。有次他無意中看到唐朝詩人白居易寫給元稹的一封信《與元九書》,很多字都不認識,「但能感覺這文章怎麼寫得那麼好。」他說,「文言文的那種美,和數學類似,是相通的。」他還在舊書店買到一本華羅庚寫的《數論導引》。雖然是工人,但他那時相信,「文革」不會永遠持續下去,人生總有希望。 1977年恢復高考,張益唐立即報名,但第一次考試並不理想。政治和語文都沒考好,分數夠線了,卻上不了好學校。1978年春天,他又考了一次,數學考了九十幾分,語文拿了82分。北大數學系剛好在那時恢復招生,他入校時23歲,在同學中還算年輕。 在北大,一切都是新氣象。大一基礎課,沈燮昌教數學分析,丁石孫教解析幾何。「那時候北大的老師們,有中國傳統里說的那種師德,教學認真一絲不苟,全部心血都是為了學生。」張益唐說。很多年後他自己當了老師,還常回憶這兩位老師的授課方法。儘管吃得睡得都不太好,但他總算正兒八經邁進了數學的大門。 數學系給所有本科生分了兩個專業方向,理論數學和計算數學。張益唐被分到計算數學,但入門後不久,他就發現自己對理論數學更感興趣。「數這個東西,問題那麼簡單,一般的中學生都懂,但是解決的方法又那麼難,」他說,「也許是這點很吸引我。」 1982年當張益唐決定繼續讀研時,他已經很清楚自己的興趣和能力。那時,全中國帶領解析數論研究的導師並不多,中科院的王元和陳景潤,山東大學的潘承洞,以及北大的潘承彪。對張益唐而言,跟隨潘承彪學習數論的兩年尤為重要。他說,以前在本科學數論,只是瞎看,研究生期間才學了正式的課程。以後來的經歷來看,那是他唯一全身心投入學習解析數論,並打好基本功的時期。隨後他就去了美國,在普渡大學,他研究數學的方向不得不轉向代數幾何。 1989年秋天,丁石孫卸任北大校長職務。此後幾年,遠在美國的中國留學生,或多或少都會受到一些政治上的影響。張益唐原本不關心政治,他認為自己也玩不轉。但到了畢業找工作時,他發現回國任教似乎已不大現實。 不過,政治因素帶來的另一個好處是,美國給這一批留學生開放了綠卡——這也是張益唐留在美國的原因之一,但他並非是為了追求更好的物質生活,他只想有個純凈的地方,讓自己重新回到解析數論的研究方向。如果能繼續留在大學,當然是最好,但留不住,似乎也沒那麼重要。他需要的只是時間。 三 在肯塔基州,張益唐喜歡在清早出門散步。如果天氣好,又有空閑,他可以獨自在外面走一兩個小時。走路是他思考數學最好的方式。朋友開的Subway連鎖店,在列剋星敦有好幾個,不忙的時候,張益唐就在店裡管管賬。碰到顧客多,他也會到前台幫忙收銀。他的薪水並不高,但他很滿足。他也沒什麼開銷。 他住在朋友家的地下室,傢具齊全,還有獨立的衛生間。除了吃飯,大家似乎互不干擾。那棟房子位於列剋星敦的郊區,人口密度很小,出門沒多遠就是樹林,大片開闊的草地。在飯後散步的日子,張益唐終於再次從頭撿起數論。 有太多問題可以想。歷史上那些從來沒有攻破的數學猜想,每一個都可以去嘗試。他得慢慢篩選出那些很有意思,而且還有希望做出來的問題。有時候,想到某一個地步,不知該如何走下去,就停在那兒,放一放。偶爾,他也會去肯塔基大學圖書館查查資料,看看別人已做到何種程度。但他很少和其他數學家聯繫。 在家裡和店裡,張益唐也很少和這個老闆朋友討論未來。對方似乎也並不關心他整日在思考什麼。日子一長,朋友在生意上反而對他有些依賴。有時候,他們會一起去參加一些政治性的活動,但幾次之後,張益唐慢慢淡出了組織。 「他們喜歡高談闊論,我覺得一點意思都沒有,」他說,「說的都是空話。」 但通過這些零星的活動,張益唐也認識了幾個朋友,其中交往最深的,是住在紐約的胡平。他是一名來自中國大陸的知識分子,也是北大畢業,哲學系。另外一個叫馮勝平,在普林斯頓做房地產生意,但對歷史很有研究。每當張益唐想出門休假時,他就前往紐約或普林斯頓,和這兩個朋友聊聊思想和歷史。那幾乎是他唯一的旅行。 1996年,張益唐託人在紐約皇后區租了一個房子,短暫地住了一段時間。在肯塔基似乎待得太久了,他想換個環境,也許能找一份掙錢的工作。但很快他就發現,「紐約太亂了,太嘈雜了,」而且工作也並不好找。不過,「在曼哈頓的高樓大廈間散步,思考數學,是另外一種感受。」他還是更喜歡鄉村。 在紐約的那些日子,胡平剛好生了個女兒,張益唐常去探望。此後每年生日,他都會給胡平寄去一張200美金的支票。錢雖然不多,但胡平一直記在心裡。朋友們似乎習慣了張益唐的「飄零」。馮勝平後來回憶說,每次張益唐到普林斯頓,都睡在他家的沙發上,兩人聊幾天歷史,看看書,他再獨自離去。有時,馮勝平會為他打抱不平,認為他的才華沒有被發現和重視,偶爾還會被人給臉色看。但張益唐自己似乎並不在乎這些。 「我不是特別難過。」他說,「可能我的性格就是這樣。」 自從博士畢業後,張益唐也很少跟中國的家人聯絡。在紐約試過找工作後,他回到了肯塔基。對於未來,不能說完全沒有期待,他唯一的擔憂是,「不知道什麼時候,我才能再回到數學上,完全專業的數學上去。」 1999年初,張益唐在紐約見到了唐朴祁,他也是北大數學系的畢業生,比張益唐晚兩屆,也曾在普渡大學留學,但他畢業後修了個計算機學位,在Intel公司工作。幾個月後,唐朴祁見到了北大數學系的同班同學葛力明,他在新罕布希爾大學做副教授。兩人決定幫助張益唐在大學謀個教職。他們輾轉聯繫上了張益唐,那時他又開始在Subway工作。 接到電話的幾天後,張益唐就辭了工作,賣了車,坐飛機到了新罕布希爾大學。雖然他還得經過數學系主任的面試,但他對此很有信心。 十幾年後,當我在北京見到張益唐時,希望他能向我描述那個轉折性的電話,他人生中最重要的幾個時刻之一。「我可以說我很高興,但也沒有什麼非常高興,」他說,「就像我後來出了名,別人都說你是不是高興得不得了,我沒什麼感覺,就跟平常一樣。」 他停下來,毫無表情地接著說:「我一般不會非常高興,但也不會非常不高興。」
四 2015年8月,我和張益唐約在中科院的一棟公寓樓,傍晚七點。我在樓下徘徊很久,估摸著時間上樓,電梯門打開時,張益唐正對著我,靠牆站在走道。他說,怕我找不到門,已等了很久。他的白襯衫扎在西褲里,整潔大方,後來瞥見他的衣櫃,發現幾件襯衫、幾條西褲,就是他全部的衣服。 這套三居室公寓是中科院提供的。房間很大,傢具很少,空蕩蕩的。從前一年開始,中科院數學研究所邀請他每年回國兩個月,在這裡講學和做研究。客廳的桌子上擺著幾本舊書,是他從美國帶回來的。每本書包著的書皮都是上世紀80年代的雜誌頁。一本是卡夫卡的《城堡》,購於1983年8月22日,一本是伏尼契的《牛虻》,購於1979年4月18日。我問他那本《古文觀止》呢,他說已經翻爛了,這次回國買了一本新的。 自從張益唐2013年成名之後,他已在多個地方講學和訪問。他說:「我知道這是一個很好的結果,但沒想到會鬧得這麼大,而且鬧了兩年,現在還沒有停。」 那年4月17日,張益唐將自己的論文《素數間的有界距離》投給《數學年刊》。《數學年刊》是數學家們最敬仰的期刊,但在上面發表文章非常難。按照慣例,一篇文章從提交到被接受,要經過很長時間的審查。一般來說,作者會等待一到兩年。但僅僅三個星期後,5月9日,張益唐就收到了雜誌社的來信。 主審張益唐論文的,是羅格斯大學的波蘭裔數學家伊萬尼克(Henryk Lwaniec),他被公認為當今頂級的解析數論專家之一。當張益唐撰寫論文時,他心裡的讀者就是像伊萬尼克這樣的專家。「只有他們能看懂 ,」 他說,「我還大量引用了這些人的名字和他們的研究成果。我想,他們很容易就能看明白。」在給《數學年刊》的審讀報告中,伊萬尼克建議雜誌社接受這篇論文。「作者成功地證明了素數分布領域的一個具有里程碑意義的定理。我們巨細無遺地研究了這篇論文,但沒有找到瑕疵。」 消息很快在數學界傳開。5月13日,丘成桐邀請張益唐在哈佛大學做了一場報告。第二天,《自然》雜誌在網上公布了這一消息。張益唐瞬間成名。在伊萬尼克寫給丘成桐的信里,他認為張益唐的論文將引發持續的雪崩式的優化和改進,以及隨之而來的理論創新。「一夜之間,張益唐重新定位了解析數論的焦點。」 張益唐的文章,是關於數學史上一個著名的經典難題:孿生素數猜想。在1900年的國際數學家大會上,數學家大衛·希爾伯特提出了著名的23個重要數學難題和猜想,其中孿生素數猜想是希爾伯特問題的第8個的一部分。 素數(也叫質數)是數論中的基礎概念,專指那些只能被1和自身整除的數,由2開始,3、5、7、11、19、23一路延續下去,或許直到無限。如果某個素數前後有差值為2的另一個素數,兩者即構成「孿生素數」。可以觀察到,孿生素數的分布極不均勻,而且越來越稀疏。那個猜想的核心命題是:孿生素數有無窮多對,但無論多麼稀疏,它們將一直存在下去,直到無限。 張益唐成功地證明了存在無數對孿生素數,而且其中每一對中的兩個素數之差,不超過7000萬。雖然只有把7000萬降到2才能最終證明孿生素數猜想,但他突破性地把那個距離,從無限變成了有限。 伊萬尼克說,張益唐的證明「水晶般地透明」。 五 新罕布希爾大學坐落在美國的東北部,那裡以漂亮的紅葉和寒冷的冬季著稱。成名之前,張益唐在那所大學已教了十四年的書。當數學界的這個大消息傳來後,數學系告訴張益唐,他不用教書了,因為各種邀請會紛至沓來,他也不會再有時間教書。他的薪水會漲,而且職位也會變更。系裡的秘書老太太問葛力明,張益唐還會替系裡的飲水器換水嗎? 張益唐曾用杜甫的兩句詩來形容他的命運:「庾信平生最蕭瑟,暮年詩賦動江關。」庾信是中國南北朝時期的詩人。張益唐告訴我,以常人觀點來看,他的前半生似乎挺蕭瑟的,但他自己從來沒有強烈的感覺。出名後,偶爾會有人覺得他很孤傲,但他並不知道,因為他出名前就這樣,覺得自己還挺隨和。 在新罕布希爾大學的教書生涯中,張益唐和以往一樣,喜歡獨來獨往。1999年他剛來此地時,數學系對他的定位就是教學。多年來,他從未試過主動去爭討什麼。他也喜歡教書,甚至常回憶北大時的沈燮昌和丁石孫是如何教書的,得以吸取經驗。每周六個小時,他教本科生微積分。在學生的評語里,他是一名優秀的數學老師。 2000年,張益唐去紐約看望朋友。他們一起去長島大頸鎮一家自助餐館吃飯,當天他還在法拉盛買了一瓶五糧液。餐館有個女服務員,朋友問了問他對那女孩的印象。此後在另一家飯館吃飯時,朋友就叫來了那個女孩。從那時起,張益唐常常從新罕布希爾大學去紐約看望她。每次他都要先到波士頓,再坐灰狗巴士,後來開始坐更便宜的華人巴士。他在紐約向那女孩求了婚。 2003年6月22日,張益唐在加州的聖何塞結婚。他妻子那時已從紐約轉到加州,在美容院工作。他們在一家中餐館舉行了婚禮,兩三桌客人里,只有一對夫婦是張益唐在普渡留學時的朋友,其餘都是妻子的朋友。那時他已48歲。 結婚後,妻子跟隨張益唐去了新罕布希爾大學。但那是個比普渡大學還小的鎮子,而且夏天太短,冬天很冷。半年後,她就回到了加州。他們在聖何塞買了一套房子,每年兩個假期,張益唐從東海岸飛回加州。 大部分時間,張益唐獨自待在新罕布希爾大學,他住在離學校八公里的地方,每天坐公交車去上課。和以往一樣,他在車上、在路上、在圖書館、在任何一個人的時候,都在思考。有時候,回到家裡,他喜歡一邊聽古典音樂,一邊想數學。古典音樂是他為數不多的業餘愛好之一,他喜歡其中的邏輯和結構。 自從博士畢業離開普渡大學之後,張益唐思考的那些數學難題,正在變成果實。2001年,他在肯塔基州打工時所想的問題,變成了一篇論文,發表在《Duke Mathematical Journal》上,是關於黎曼函數導數的文章。那是數學界的權威雜誌之一,他得到的評價不錯。那之後,張益唐陸續收到一些雜誌邀他審稿,但是他太挑剔了。他認為某些文章的結果雖然是對的,但卻沒有太大意義。這是個很高的標準,所以他自己也很少發表文章。 到了2010年左右,張益唐發現他也許可以在孿生素數猜想上有所突破。這個問題他已斷斷續續想了多年。他知道在2005年,有三個來自美國、匈牙利、土耳其的數學家曾合作多年,想解決這個難題,但他們在證明孿生素數是「有限間隔」這一步上就差一點點,誰也跨不過去。2008年,美國數學研究所曾專門為此開了一周的研討會,但仍然沒有人突破,大家都很悲觀。不過,張益唐也不知道此事。他認為,那剩下的一步,也是最艱難的一步,就像是跨過一根頭髮絲那麼微妙。他嘗試過很多辦法——也許不是一根頭髮絲,而是半根、甚至四分之一根的距離,但他就是邁不過去。 「我有一種直覺,我沒法去論證這種直覺。」他說,「但直覺告訴我,我應該可以做出來。」 2012年7月,張益唐打算給自己放個假,前往科羅拉多州的朋友家休息。他沒帶任何書、論文、計算機,只是想放鬆一下。朋友是當地大學音樂系的教授,也是交響樂隊的指揮。7月4日是美國國慶節,當地要舉行一場公共的交響樂音樂會。前一天,張益唐打算跟著朋友去看排練。 朋友家的後院有兩株樹,夏天的時候,常有梅花鹿到樹下乘涼。那天下午,張益唐走到後院等待梅花鹿。像往常一樣,他在後院走來走去,然後某個瞬間,他似乎突然想通了。他沒告訴任何人,當天晚上陪著朋友去了排練場。 很久之後,張益唐說,他沒看到梅花鹿,但就是在那一刻他邁過了那根頭髮絲般的距離。 ——END—— 文中內容,部分來自作者和張益唐之間的對談,部分來自張益唐接受的其他媒體採訪,在此一併致謝。 本文原載於《ELLEMEN睿士》雜誌(ID:ellemen_china),經授權發布。
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