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群英竞逐“数学诺贝尔”

2015-07-23陆海风

科学家 2015年3期
关键词:费马数学界纳什

陆海风

众所周知,每年备受科学界关注的诺贝尔奖评选中,获奖者来自物理学、化学、生理学、医学、经济学等各领域,其中唯独没有数学家的身影,这对于被公认为“科学之王”的数学似乎颇不公平。

但是,国际数学界并未因此而放弃表彰那些杰出的数学成就及其贡献者。两个世界性的数学大奖在稍晚于诺贝尔奖之后建立起来,一个是由沃尔夫基金会设立的一年一度的沃尔夫数学奖,另一个是在四年一度的国际数学家大会上颁发的菲尔兹奖。两个奖项之中,菲尔兹奖又因其权威性更高、颁奖周期更长而更为引人关注,被誉为“数学中的诺贝尔奖”。

获得菲尔兹奖,对于投身于数学的人来说无疑是一种至高的荣誉。20世纪著名数学家赫曼·外尔(H.Weyl)在目睹1954年的菲尔兹颁奖后感慨道:“他们(获奖者)所达到的高度是我未曾想到的,我从未见过这样的明星在数学天空中灿烂升起。”

然而,当我们回顾那些年曾摘得这顶数学王冠的人,以及和这个王冠擦身而过的人,或许又会看见一道道让人意想不到的风景。

被剥夺的领奖权

格列戈里·马尔古利斯是一位俄裔美国数学家。1978年的菲尔兹颁奖,可谓让他在国际上出尽了风头。这一年,国际数学大会在挪威赫尔辛基召开,美国和苏联正处于冷战阶段,此时还是一个苏联青年的马尔古利斯,在得知自己获得菲尔兹奖的消息后,纵然内心激动万分,却被苏维埃政府限制出境。直到第二年,马尔吉利斯以学术名义访问德国波恩大学时,才拿到他的奖牌。趁此机会,他还移籍到了美国。

在菲尔兹颁奖历史上,由于国际政治关系的客观因素,未能出席颁奖的并不止马尔吉利斯一个。1970年的获奖者谢尔盖·诺维科夫也由于苏联政府限制其出境,不能前往法国南斯领奖。

精神受挫的天才

1994年诺贝尔经济学奖得主约翰·纳什是一个传奇的数学天才,在他的传记《美丽心灵》中,作者西尔维娅·娜萨提出了这样的推测:1958年的菲尔兹奖评选与纳什后来的精神分裂症发作存在一些间接关联。那一年,29岁的纳什凭借在非线性代数、高维符合嵌入定理以及偏微分方程方面的成就,成为美国数学界备受瞩目的新秀。入围当年菲尔兹奖候选名单的有36人,纳什是其中之一。但是,据当时任评委会成员之一的德国数学家弗里德里克斯透露,纳什并没有进入最后一轮评选。弗里德里克斯与纳什曾共同在纽约大学柯朗数学研究所工作过,尽管他为纳什全力争取,但没有成功,奖牌最终给了数论学家罗斯和拓朴学家托姆。

尽管纳什没有获奖,但在当时其他人看来,对他进行表彰并没有特别的紧迫性,毕竟他才29岁,作为一项青年数学家奖,菲尔兹奖的最高年龄要求是40岁。然而,没有人能够预见,1958年是纳什的最后一次机会。到1962年,已经不可能向他颁奖了,因为他患上了严重的病,人们差不多快把他遗忘了。

在菲尔兹奖评选中的失利,让纳什产生了一个危险的想法,他决定尽全力解决纯粹数学里最难被攻克的“黎曼素数猜想”,而在这个举动上的挫折被认为是导致他思维失去控制的诱因之一。

特立独行的“拒领派”

有人穷其一生研究,渴求一枚菲尔兹奖章,有人却能把即将到手的奖章拒之门外。“庞加莱猜想”的证明者、俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼就是这样一个传奇的人物。16岁就获得1982年国际奥数竞赛金奖的他,据说智商在220以上。

1993年,佩雷尔曼到美国做访问学者,期间他解决了多个数学难题,其中包括著名的“灵魂猜想”。欧洲数学会曾于1996年给他颁发“杰出数学家奖”,但被他拒绝。

2002年和2003年,佩雷尔曼在网站上张贴三篇论文,成功破解了数学界七大难题之一——“庞加莱猜想”。此事震惊整个数学界。2004年,佩雷尔曼所在的研究所推荐他当选俄罗斯科学院院士,但被他拒绝。次年,他辞掉了该所的职位,从此深居简出。

他的朋友表示,“他对金钱没兴趣。对他来说,最大的奖励就是证明自己的理论。”

2006年的国际数学大会上,国际数学联合会决定将菲尔兹奖授予佩雷尔曼。然而,面对这巨大的荣誉他依旧选择了拒绝。美国《纽约时报》对此事的报道开头就是“佩雷尔曼,你在哪里?”但随后,佩雷尔曼发表声明:“我认为我说的话不可能引起公众的一丝一毫的兴趣。这不是说我很看重自己的隐私,或者说我想隐瞒任何事情。这里没有顶级机密,我只不过认为公众对此没兴趣。”

颁给物理学家

你或许难以置信,1990年的一枚菲尔兹奖章竟然颁发给了一位物理学家,它的获奖者是著名的“弦理论”的代表、物理学家爱德华·维滕。维滕的同行对他的评价是:“虽然他肯定是物理学家,不过他一次又一次超越了物理界,以巧妙的物理直觉导出新颖深刻的数学定理。”

“弦理论”是维滕最重要的物理学成就,这是一个用来说明所有自然力的理论。20世纪90年代,威滕提出了M理论存在的猜想。英国物理学家斯蒂芬·霍金在他的著作《大设计》中,认为M理论可能是宇宙的终极理论。

特殊的“银奖”

国际数学联合会曾在1998年颁发了一枚特殊的“菲尔兹银奖”,获奖者是英国数学家安德鲁·怀尔斯,他因证明了数论中历史悠久的“费马大定理”而摘得这枚奖章。

17世纪法国数学家费马在著作《丢番图》的一页边上写了一个猜想“x^n+y^n=z^n当n>2时没有正整数解。”后人称此为费马大定理。费马接着写道:“对此,我已发现了一个巧妙的证明,可惜页边的空白太小,写不下。”

费马是否证明了这个猜想,至今仍然是个谜。20世纪初,有人曾问希尔伯特为何不去证明费马大定理,他回答说:“在开始之前,我必须用3年时间作深入研究,而我没有那么多时间浪费在一件可能会失败的事情上。”怀尔斯知道,为了找到证明,他必须全身心地投入到这个问题中,但是与希尔伯特不一样,他愿意冒这个险。

“第一”的突破

说起菲尔兹奖,中国人都会想到丘成桐,他是第一位荣获该奖的华人。丘成桐证明了卡拉比猜想,以他的名字命名的卡拉比一丘流形,是物理学中弦理论的基本概念,对微分几何和数学物理的发展影响深远。

2014年,“数学诺贝尔”再度创造了新的“第一”——首次颁发给女数学家。37岁的斯坦福大学的数学教授玛利亚姆·米尔扎哈尼创造了这个让人激动的记录。

米尔扎哈尼在伊朗长大,2004年毕业于哈佛大学。她并不是生来就对数学感兴趣,小时候的她热衷于文学而非数学。据她说,她的哥哥曾给她讲“高斯解决1+2+3……+100求和”的故事,激发了她对数学的热情。

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