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张益唐归来:全职回国,加盟中山大学

SAIXIANSHENG
等待新星升起
张益唐在北京大学度过了 7 年时光,在北大红楼上课,在未名湖畔跑步。20 世纪 80 年代初,在北大数学系念书的人大都听说过张益唐的大名:是个高才生,深受时任北大校长、数学家丁石孙的赏识。同学王小东回忆说,因为数学方面的天赋,张益唐是北大的风云人物,“崇拜他的姑娘从学校南门排到了北门”。
但张益唐说,没有这么夸张,“在北大,我也不是考得最好的,别人都考100 分,我不过 80 多分,这种情况也有”。他只肯承认自己相比其他同学更为专注,“除了睡觉,我总是在思考数学问题”。
后来他说,自己的反应灵敏度只是中等水平,如果去参加中学奥林匹克数学竞赛,可能得不到很好的成绩,但有一点“可能是我最大的特长,对于一个问题,我可以成年累月地思考”。
张益唐攻读硕士学位阶段师承潘承彪教授,潘教授是国内解析数论的领军人物之一。解析数论以纯粹的数学研究而著名,也就是说,它不在意研究是否有实用价值,而是执着追寻数字里蕴藏的真理之美。张益唐说,他喜欢这种感觉。
普林斯顿高等研究院研究员、2014 年沃尔夫数学奖得主彼得·萨奈克后来在北京遇见过潘教授,那已经是张益唐毕业多年之后。潘教授动情地说,张益唐是北大优秀的学生之一,他有着与之匹配的雄心,看上的都是大问题。
至于什么才称得上大问题,这既是一个专业标准的问题,也是人生的指引。
刚刚进入北大的那一年,张益唐读到一篇文章,他说:“有一个菲尔兹奖得主是比利时的德利涅,他是做代数几何的,后来他把代数几何用到数论里面去,解决了‘韦伊猜想’,看得我简直不想睡觉了,激动得不得了。”“韦伊猜想”是“黎曼猜想”在代数几何上的组成部分,和“孪生素数猜想”一样,都是困扰了整个 20 世纪数学界的谜题。
在北大,张益唐很快取得了硕士学位。出于天生的谦逊,他的回忆有些轻描淡写:“潘老师觉得那只不过是个硕士学位,他让我尽快拿到,所以我也就很快搞到手了,也就几个月吧。”
张益唐在数学方面的天赋毋庸置疑,很快,他在潘教授的指导下写出了生平第一篇论文,但他没有自满,反而生出警惕。他说:“现在想起来,我连看都不想看了,那时我就有一种感觉,怎么路越走越狭窄了,你不能只有这一套。这时你需要有点儿勇气,看胆子大不大,敢不敢否定自己走过的路,要自问我们这领域能不能和新的东西结合,要不断地问自己,天天问自己。”
他迫切想要出国看一看全世界数学界最新的研究。出国深造的选择摆在了面前,那时他是数学新星,校长丁石孙亲自安排了他的留学,为他选择了导师——美国普渡大学莫宗坚教授。莫教授是代数几何方面的专家,相比数论, 代数几何的实用价值更大,虽然张益唐更向往纯粹的数论领域,但师长们认为一个数学天才不应只是沉迷于“虚空”,还要服务于时代的伟大进程。20 多岁的张益唐听从了安排,当时他想的是拿到博士学位就回北大当老师,然后做自己的研究。他喜欢当老师,拿到硕士学位后,他在北大当过一段时间助教,教师弟师妹微积分。
于是,1985 年 6 月 21 日,踌躇满志的年轻人轻装简行,只提着一个箱子、背着一个挎包就离开北京,前往美国留学。所有人都以为会看到一颗数学新星冉冉升起,他将年少成名,誉满归国,但慢慢地,一年年过去了,以异乡为故乡的北大毕业生张益唐逐渐消失在人们的视野里。
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困顿时光
“在美国读博士,因为一些个人的原因,把我弄得很‘惨’,当然网上有一些不是事实,但我也承认是把我弄得很‘惨’。”
熟悉张益唐的人都知道,他除了面对数学能够侃侃而谈,对于别的一切, 他总是表露出不值一提的神情,即使那是一段青春蹉跎入中年的漫长岁月。
其实,一开始并不是这样的。
普渡大学是美国传统名校,培养出 13 位诺贝尔奖得主,中国的“两弹元勋”邓稼先、火箭专家梁思礼都毕业于此。张益唐初到学校报到时,校园里最高的楼就是数学系的。第一个学期,他和导师莫宗坚每天见面一次,研读莫教授关于“雅各比猜想”的论文,有时讨论会一直持续到黄昏。
“雅各比猜想”是代数几何里的经典难题,也是莫宗坚教授的研究领域, 以此作为起点,大概也是导师和学生互相熟悉的方式。接下来的两个学期,他们与另外 4 个学生研读日本数学家广中平佑关于奇点的艰深论文。莫教授后来说,他相信己方 6 个人让世界上研读它的人整整翻了一番。
广中平佑因对奇点的研究获得了菲尔兹奖。作为专门奖励 40 岁以下青年学者的顶级数学奖,只有 4 个东方人获得过这一殊荣,但一直没有来自中国大陆的学者。20 多年后,张益唐说:“菲尔兹奖对我来说是个心病。”
准备博士学位论文时,张益唐选择以“雅各比猜想”为题。一开始莫宗坚教授感到惊讶,对博士生来说,这个题目太难了,后来他说在这个年轻人的眼睛里看见了雄心:“透过他的眼睛,我看见了一个躁动的灵魂、一颗燃烧的心。我明白如果他是探险家,他就会去世界的尽头;如果他是登山客,他就要登上珠穆朗玛峰,风雨雷电都无法阻止他。”
后来的 7 年里,师徒间见面越来越少,张益唐独自做着研究,毕竟对数学家来说,一支笔,可能再加上一块黑板,就足够了。进展似乎一切顺利,“雅各比猜想”即将被证明的消息越传越广,直到有一天,连一位化学系的教授都好奇地问莫宗坚教授,听说你们系的一个中国学生做出了了不得的证明?
“益唐在博士学位论文里称他证明了‘雅各比猜想’,他应该因此被授予菲尔兹奖。”
博士学位论文答辩时,答辩委员会一致认同那是一篇合格的论文,但审核的结果是张益唐错了,错误在于他用来引证的一项定理(来自莫宗坚教授)被证明是错误的,这让他的整个证明成了空中楼阁。
1992 年,张益唐拿到了博士学位,“同时也失业了”。
他没有拿到莫宗坚教授的推荐信,莫教授也没有提出过帮助。毕业后,张益唐准备离开普渡大学,他得到了罗格斯大学的面试机会,他要去见解析数论大家伊万涅茨,其中潜在的意思是他决定回到自己心爱的数论领域,对此,莫宗坚教授祝他好运。
但彼时好运并未降临,与伊万涅茨教授的会面没有任何结果,一直要等到21 年后,伊万涅茨教授才会重新认识这个当时的年轻人——2013 年《数学年刊》邀请伊万涅茨教授担当张益唐论文的审稿人,他将成为后者做出的划时代证明的见证者。而那一年,张益唐已经 58 岁。
如果人生也分四季的话,那么离开普渡大学后,张益唐的人生便进入了严冬。他的博士学位论文成了年少气盛时一个并不美好的错误,当然也就无从发表,既没有导师的推荐信也没有代表作,这样的数学博士在美国寸步难行。
张益唐一直没能找到教职,有时住在肯塔基州,有时住在纽约,都是借宿,居无定所,有时睡在朋友家的沙发上,有时甚至住在车里。慢慢地,人们说他消失了,隐居了。
“他选择了孤独。”他的朋友后来评价道。
在纽约,朋友介绍张益唐和后来成为他妻子的孙雅玲认识,后者对他的第一印象可不好:“我一看土土的,戴着大黑框眼镜,我就说‘丑死了’。”介绍人开玩笑说:“别看这样,这是北大才子,学历方面的高智商,生活方面的零指数。”后来,孙雅玲第一次到张益唐家才算被震惊了,空空荡荡的房间里没有桌椅,睡觉就在沙发垫子上,“我当时想,这北大博士怎么混成这样”。
两个人唯一的共同爱好是喝酒。啤酒、红酒、白酒,啥都行,一瓶又一瓶,坐下来就能喝。孙雅玲生在东北,性格豪爽,喝酒也是个中好手,而张益唐酒量一般,酒品倒是好,不会劝酒,就是闷头喝。喝高了,不爱说话的北大博士话也就多起来,天文地理、历史人文、诗情物理,当然还有他最爱的数学,说起来滔滔不绝。在人生的逆境中,那才是一个北大才子深藏的锋芒。
1992—1999年,数学博士张益唐在赛百味快餐店里做会计,忙的时候也帮忙收银。张益唐说:“后来我再回想,那时候是什么支撑我呢?不是说我的意志多坚强,而是我对很多东西看得比较淡,我对物质、对钱没有看得那么重。按一般人来讲,我是过得很惨,但我觉得这不是很好吗?我也有时间。读博士的时候,虽然我放弃了解析数论,但我一直关注,我觉得还是可以做。虽然我连工作都没有,但我还是可以回到解析数论里去。”
按照张益唐朋友的说法,以他的数学能力,可以在 IT(信息技术)、金融行业赚很多钱。他确实有过这个机会。1999 年年初,北大的一位师弟找到张益唐,请他帮忙解决一个网络设计中极难的纯数学问题,张益唐用一周就解了出来,后来那还成为一项专利。但类似的事情,张益唐再未涉足。
于是,在蹉跎的中年岁月,张益唐还是没有离开数学。他拥有这样的天赋,赚钱只是求知的手段,所以钱刚刚够用就好。只要他愿意,大脑随时随地可以关掉向外的触角,深潜进数学的世界。
在人生的逆境中,数学既是依靠又是梦想,既是逃离现实的手段又是最终的目的,里面没有阴谋倾轧,只有逻辑和美。
1999 年年初,朋友帮张益唐在新罕布什尔大学谋得了一份教职——编外讲师,只负责上课,大概算是教师里的“廉价劳动力”,但对张益唐来说,这是少有的回到大学的机会。接到电话,他立马就辞了职,飞去面试。在新罕布什尔大学,讲师张益唐是一个沉默又有些特立独行的人,他常常一个人在教学楼里踱步,既像是在思考又像是在神游,同事们形容他时提及最多的是“腼腆不爱说话,总是最后一个离开办公室”。
学生倒是喜欢他,在一份教学质量反馈报告上,有学生不吝对他的赞美:“Tom(张益唐的英文名)是最棒的!他是最好的老师!他总是把微积分讲得深入浅出,他还很幽默,所有学生都爱他!”唯一的建议是:“Tom 应该少抽 些烟,那对他的健康不利。”
就是这样,不善言辞的张益唐只有面对数学才能侃侃而谈,他的幽默、他的魅力都来自数学。
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还有一座高峰
2010年左右,张益唐决定将“孪生素数猜想”作为研究方向,他阅读了邦别里、戈德斯通等教授的论文,知道数论大家们已经取得一些成果,但他认为他们的方法有太多限制、不够灵活,他想自己大概可以再试试。
这就是研究数论的优势,数学世界里很多历史悠久的未决难题都能归到解析数论里面,不用发愁没问题可解,发愁的只是你不知道怎么做。
当时张益唐不知道戈德斯通教授悲观的结论,他说:“后来我想要是我知道了,我会不会也悲观了,但我是孤独一个人,几乎在同时,我突然变得乐观起来,我发现了中间有一些关键的步骤,可以用另一种方式去接近,于是我就一个人在那做,严格来讲,我做了三年。”
张益唐沉浸在自己的世界里,很少与朋友交流,社交在他看来有些浪费时间。不过,朋友齐雅格说,每年自己生日时,张益唐都会打电话过来问候:“祝你生日快乐啊,好了,我是张益唐。”电话挂了,他立刻又回到数学世界里。后来,有记者问张益唐:“数学家需要天赋吗?”
“需要的是专注。”他回答说,“而且,你永远不能放弃自己的个性。”
2012 年 7 月 3 日,灵感最终到来的那天,如今已经成为一个传奇。
暑假,朋友用好酒吸引他去给自己的孩子补习微积分。朋友家附近的树林里常常有鹿经过,早上,张益唐原本是去看鹿的,没见着鹿,另一个世界却忽然出现了。后来在《纽约客》的采访中,他回忆了那个瞬间:“我看见了数字、方程一类的东西,虽然很难说清那到底是什么。也可能是幻觉。我知道还有很多细节有待填补,但我应该做出证明。想到这儿,我就回屋了。”
《素数间的有界距离》轰动了数学界,审稿人伊万涅茨评价张益唐的论文:“水晶般的透明。”
成名之后,一切都改变了,张益唐不再是无人问津的讲师,他受邀加盟了加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校,成为数学系终身教授。论文发表后的第二年,瑞典公主亲自颁发给张益唐罗夫·肖克奖中的数学奖项。同时出席的数学家都留出了时间在瑞典旅行,张益唐却没这概念,第二天就飞回美国上课去了。回到美国,他又被授予了麦克阿瑟天才奖。张益唐对妻子说:“我们结婚的时候,我说要给你许多,但我当时给不了,现在,你说说你想要什么?”
他成了数学界的英雄,从默默无闻到一鸣惊人,又让他活成了大众喜闻乐见的传奇。但就像人们惊讶于他的天赋一样,人们也惊讶于他对外在的冷静态度。
相比于出席晚宴、接受掌声,张益唐还是更喜欢一个人坐在办公室里与数学为伴。妻子孙雅玲说,他们住在海边,但 4 年的时间里张益唐只去沙滩看过一次海。他每天想着的就是去学校,理由是学校的网比家里的快,方便他做研究。采访他的记者们也纷纷体会到一种无力感,他少言寡语,甚至说自己可以一边接受采访一边思考数学问题。
是的,还是数学,就像张益唐所说,在数论的世界里,永远不必烦恼无事可做。外界还在惊叹于他过去创造的荣耀,他已经无心于此。
“我还有新的东西可以做,我相信我还能做出新的东西来。”
数学家哈代曾经说,他从不知道有哪个数学上的重大突破是由一个超过50 岁的人提出来的。2020 年,张益唐已经 65 岁,最新的目标是“朗道—西格尔零点猜想”,这是通往“黎曼猜想”的重要一步。他可不会因为哈代的一句话就动摇,他说:“这些话可以听听,我虽然知道,但我没放在心上。”
功成名就之后,张益唐再次将全部精力投入新的数学高峰。孙雅玲说,老伴去了学校研究数学,在家里还是思考数学,有时候自言自语,炒菜的时候, 洗澡的时候,下楼梯的时候,老是念叨:“零点,零点,零点……”她就知道他又入迷了。
张益唐回国的次数变多了,他回到北大给本科生上暑期课。他喜欢和这些青年人待在一起,他们充满了求知欲的聪明头脑就和他当年一样,对数学满是憧憬。面对他们,那个沉默寡言的张益唐不见了,反而充满了诉说的欲望,他想把自己知道的都告诉他们。
“最终要判断一个人在数学领域能不能做出成就的标准是思想的深度。”张益唐说,“如果是立志于做数学,那你在学习过程中觉得比别人慢也千万不要自卑,最后能不能成功是有很多原因的。”
“保持一种新鲜感,一种不满足,有时候胆子要大一点儿。对前人的成绩,不管是不是权威,你要想他也是有局限性的,他做的也不是最好的。因为我有这种感觉,所以我能往下做。”
“数学并不是一个简单的过程:定理一,证明;定理二,证明。数学当然要证明,但数学不完全是这样,如果只是这么一个过程,我就会觉得很烦。”
当然,张益唐也提到了自己的艰难岁月:“你们可以避免走我走过的弯路。”最后在问答环节,年轻的学生们又把兴趣投到了这位传奇数学家身上。一个学生问他,如果当时一直在国内,还能取得这样的成就吗?张益唐想了想, 给出了答案:“我的个性比较独特,如果在国内,可能干扰会多一些。但我相信我也能做下去。”
2014 年,张益唐受邀给北大毕业生做了一次演讲。他以平淡的口吻告诉大家:“我经常觉得自己做的程度很差——这是真的,但我并不失落,只是实实在在地去做。中间经历了很多挫折,每次我都坚持下来。如果别人问我有什么成功的秘诀,我只能说句大实话:我就这么实实在在地去做,而且坚持着。我过去是这样,将来也会是这样。”Image

BOOK TIME

《成为科学家》

腾讯青年发展委员会 著
中信出版集团
2021年5月 出版
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《成为科学家》讲述了屠呦呦、钟南山、张益唐、王贻芳、常进、鲍哲南、颜宁、许晨阳、莉丽莎·兰道尔、马克·麦考林这十位国际知名科学家的“人物故事”,真实呈现了他们丰富多样的成长经历、对科学启蒙的认知过程和探索未知领域的艰难与突破。书中的科学家不再是千篇一律的形象:屠呦呦“不喜欢场面事儿,只想研究青蒿素”;钟南山说“我们要讲真话,对得起病人”;发明人造皮肤的鲍哲南觉得“工作对我是一种追求,但家庭对我更重要”;生物学家颜宁告诉学生“有能力登上珠穆朗玛峰的人不应该去爬玉龙雪山”;“数学界的新星”许晨阳表示“不是每个人都有数学天赋”;红外天文学领域泰斗马克•麦考林向全世界发声“就做那些让你充满激情的事”。每一个科学家都用自己的故事传递着科学人生与自然、与社会的碰撞与交融。

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