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张寿武,天才加幸运的数学家
放大字体】【缩小字体】【打印稿件】 2008年06月18日 11:12 来源:神州学人




    2007年7月26日,哈佛大学数学家丘成桐教授出资100万元,以其父之名在中国科学院晨兴数学中心设立丘镇英基金会,用于资助世界顶尖级数学家来华举办讲座,从事学术研究,美国哥伦比亚大学数学系张寿武教授应邀作首场“丘镇英学术讲座”。

  “基金会的主要用途是邀请杰出青年科学家来演讲,因此第一位演讲者很重要,一定是世界上最好的、在数学领域最有贡献的年轻数学家,所以,我很高兴能请到张寿武来作第一个演讲。”在张寿武演讲结束后,丘成桐评价道:“这个演讲漂亮得不得了!1997年,我在晨兴数学中心希望全国做几何分析的人要向汉密尔顿学习;今天,我还是在晨兴数学中心宣布,我希望中国数学家向张寿武学习,他正领导我们走出数论上一个新的方向。”

  从在安徽农村的田埂上自学,到成为美国哥伦比亚大学数学教授,张寿武讲述了自己的数学之路。他说:“我是一个运气非常好的人,一直做自己非常喜欢的事。我小时候喜欢数学,小学四年级时就想学数论,长大了还是做数学。我特别喜欢做数学的过程,坐在那里慢慢地思考,重新规划,把一个非常复杂的问题弄成一个很小的问题。我觉得数学最妙的地方是:正确是基于简单的理由,而不是复杂的理由。数学与科学和文学一样,能够留下来的东西都是最简单的。”

  1962年,张寿武出生在安徽省和县西埠镇五星大范村,是家里的第三个孩子,上有哥哥姐姐,下有两个妹妹,家里生活十分贫困,父母除种田外,还靠捕鱼、养鸭为生。

  “在小学一二年级时,我就知道自己算东西比别人更快。”他说,“我爸爸特别聪明,尽管他没有念过任何书,但每天捕鱼回来后,经常给我说这鱼多少钱一斤,我拿笔算,他凭借经验口算,我俩的结果只差几分钱,所以那时,我就对口算很好奇。”

  由于“文革”影响,张寿武高中时才开始正规念书,但他觉得正规念书一点意思都没有,“以前念书是想念什么就念什么,但到高中后念书就是为了高考。”他说,“在高中我要补语文、补英文,什么都要补。我现在发现当时补的东西都忘掉了,记得的还是我以前在田埂上念的东西。”

  高一时,他对数学达到了痴迷的程度,哥哥托人从合肥工业大学给他带来几本高等数学,他开始自学高等数学。在一次数学竞赛中,别人用技巧答题,他却用了自学的微积分,老师发现答案都是对的,但不知道怎么改他的卷子,只好让他自己去改。老师对他说:“你大概不用上数学课了。”

  为数学装成“色盲”

  高中时,张寿武的数学确实很好,但高考却考砸了。

  “因为我平时不吃很多早餐,高考时家人嘱咐我要多吃点,结果那一天吃得太多,坐在考场里就昏呼呼的,当时数学满分是100分,附加题20分,我很快做完了前面的题目,3个小时的考试,我1个小时就出来了,和老师一对题,才发现自己漏掉了一个题目中的一段话。”他说,“这个代价太大了,20分就没有了。我得了79分,而且因为正式分数不满80分,附加题的分数就不能算。”

  但张寿武的化学考得非常好,“这是一件太滑稽的事,我一点不懂化学,一个实验也没做过,我花了一个星期来背化学,却考了96分。”他实在喜欢数学,在大学的志愿中他全部填的是数学系,这时发现上好大学的数学系的希望不大了,于是决定不念大学了,要在家里通过自学考研究生。

  张寿武的一位舅舅身患癌症,听到这个消息后紧张得不得了,便骑着水牛走了两公里的路来到他家,语重心长地劝他,于是张寿武答应去上大学,舅舅问他有什么要求,他说要买一本数学手册,舅舅就给了他5元钱。

  1980年,张寿武挑着一根扁担,一边是母亲做的被子和数学手册,一边是一位做皮匠的舅舅送的工具箱,带着县里资助的22元路费,乘火车从马鞍山到了广州,到中山大学化学系报到。

  张寿武是因为化学成绩好而被分配到化学系,老师也很喜欢他,但他一心一意要学数学。这时,同寝室的一位同学也一心一意想学物理,于是两人成天在寝室里合计,终于想出一招:在新生入学两三个月体检时,一人装鼻炎,一人装色盲,这样就不能学化学了。

  体检时,护士拿色盲检查图册给张寿武看,从第一页到最后一页他都说看不懂,护士愤怒地说:“最后一页是黑白的,根本没有颜色,你不是色盲,是瞎子。”他只好向她求情,说自己实在不想学化学,只想学数学,就这样成了“色盲”。

  但张寿武高考的数学成绩只有79分,这在数学系是最低分,他拿着卷子给数学系的教授说明了当时的情况,“他们就收了我,于是我就转到数学系了。”

  “这个硕士学位就送给你了”

  1982年暑假,张寿武准备报考中国科学院数学研究所的研究生,复习时他不想重复性地做标准习题,“我不喜欢做技巧性的事,喜欢做项目,一个东西要让我想两三天而不是一两个小时,我就觉得很有意思。”他决定读美国斯坦福大学数学家乔治·波利亚(George Polya)的两本书:《分析中的问题和定理》卷一和卷二。

  在安徽乡下,他一边晒稻子,一边读波利亚的书。“这本书特别难念,每一道习题都像是一篇小论文,要好长时间才能做出来。”他说,“冬天时就参加考试,我的运气真是好,当时公共考试考分析和代数两项,几乎所有题目都在波利亚的书上,而且还有一道题出错了,我把题改过来后又解出来,自我感觉非常满意。”

  大学快毕业时,美国伊利诺伊大学的一位数学教授到中山大学访问,张寿武的老师希望把他推荐给这位教授,但这位教授说:“你太年轻了,不要念这种代数,这是过时的东西。你应该念代数几何。”这样,张寿武知道自己以后要念代数几何了。

  1983年对张寿武来说特别重要,第一件事是他考上了中国科学院数学所的研究生,第二件事是数学所王元院士刚从国外回来,在数学所作了一个报告,介绍德国青年数学家格尔德·法尔廷斯(Faltings)对莫德尔(Mordel1)猜想的证明。

  “王老说这个定理太漂亮了,证明也只用了30多页纸,但除了前言,他看不懂其中任何一段。”这对张寿武的震动很大,他对王元说:“我要跟你念数论,我就念这篇文章,3年之内看懂这篇文章,你就给我一个学位。”王元说:“你看吧,看懂了就给你一个硕士学位。”

  但这篇文章确实太难了,张寿武一边看这篇文章,一边看哈特逊恩(Robin Hartshorne)的标准代数几何,这本书是他花2.9元从北京原八一中学附近的一个外文书店买来的。3年快过去了,他将哈特逊恩的书念完了,还是无法看懂法尔廷斯的论文,毕业时就“胡做”了一篇论文,他清楚地记得:“答辩完后,王老说,你讲的东西我们一个字也听不懂,但考虑到你每天8点之前就到办公室,很用功,这个硕士学位就送给你了,以后要靠真才实学才行。”

  因为机遇而到哥伦比亚大学

  1985年,当张寿武还在做研究生时,美国哥伦比亚大学数学系的哥德费尔德(Goldfeld)教授到数学所访问,王元让张寿武陪他。哥德费尔德作报告时,张寿武就坐在第一排,不停地帮他擦黑板。但在陪他到故宫时,张寿武紧张得不得了,因为除了数学,他不会讲一句日常英语,于是便带了一本英汉字典。

  在故宫买了门票后,“我发现我的运气又来了,故宫上所有的说明都有英文,不用我说一句话。我就跟在他后面,然后开始讨论数学,给他谈法尔廷斯的论文。这时我发现他完全不懂代数几何,但对我做的东西非常有兴趣。我问他我应该念什么,他说,你应该去念日本数学家志村五朗的一本书——《自守函数算术理论的介绍》。”

  哥德费尔德回去后,张寿武好不容易在图书馆找到这本书,但没能念懂。这时,他开始申请出国了。他最想去的地方是普林斯顿大学,因为法尔廷斯在那里,但王元希望他去哥伦比亚大学跟哥德费尔德上学。后来不知为什么,他申请哥伦比亚大学的资料全丢了。有一天,哥德费尔德写信告诉他没收到材料,问他是否还愿意到哥伦比亚,他说:“愿意。”

  结果,哥德费尔德亲自找来申请表填上,又找人写推荐信,这时王元正好在美国,他对哥德费尔德说:“张寿武是我们中国最好的学生。”张寿武的托福考了480分,当时满分是600,录取线是550,他不敢将自己的托福成绩寄过去。一段时间后,他收到了哥伦比亚的录取通知书。

  1990年,哥德费尔德为张寿武申请了一笔斯隆(Sloan)全额交换学生奖。带着这笔钱,张寿武到普林斯顿跟法尔廷斯念了一年,“终于实现了我的梦想。”

  终于学会真正做数学

  在普林斯顿,张寿武第一件事是问法尔廷斯能不能给他一个题目,法尔廷斯只讲了一句话:“容易的题目我都做了,剩下的都特难,比如黎曼猜想。”张寿武不知道该如何回答这种日尔曼人式的幽默,觉得很难受。

  但突然有一天,法尔廷斯对他说:“我要开一门课,你记一下笔记,整理完后,我们一星期见两次,对照笔记。”张寿武说:“以前学的都是零零散散的工具,没有经过大家的指点,那一年跟大家念了一年,那一年对我这辈子来说都极为重要,他的风格是我从来没有见过的。”

  法尔廷斯在课堂上讲了一位法国数学家比斯姆(Bismut)的论文。张寿武说:“这些文章特别长,基本上都是200到300页,很难念,但法尔廷斯就有这样的本事,他看了前言部分后,就有办法把别人做了多少年的东西都造出来。我觉得我没有这样的本事。”

  有一次,张寿武问法尔廷斯一个分析的问题,法尔廷斯要他到图书馆去查3卷书,告诉他答案就在里面,并让他第二天给出答案。这3卷书每一卷都有1000多页,张寿武花了一个多小时也没有找到需要的那一页,于是决定自己算。“我第一次发现自己也能算出来,特别得意。这时我才知道大家是怎么做数学的,他不是哪里不懂查哪里的文献,而是哪里不懂就做哪里。后来我说,法尔廷斯做数学碰到一座山,一般人是爬雪山过草地,找一条近路走走,但他是用推土机将山推平了或者用炸弹给炸掉,他不会用技巧来做这件事,他完全是用力量来做的,他是那种力量型的,这是我在数学家中惟一见到的风格,他的力量太大了,这对我的影响很大。”

  在普林斯顿跟法尔廷斯学了一年,张寿武学会了怎么做数学。他回到哥伦比亚大学开始博士论文答辩,法尔廷斯作为答辩委员会成员也到了哥伦比亚大学,这在数学系引起了轰动,因为有时系里请他作报告他也不一定会来。

  1991年在美国申请职位很难。张寿武问教授们应该申请多少所学校,哥德费尔德说:“我的学生要申请100所,你应该申请75所。”斯匹若认为75所太多了,35所就够了,但法尔廷斯说:“一个就够了,你要去哪里?我给你写推荐信。”张寿武没有那么自信,他还是申请了30多所学校,结果哈佛、普林斯顿、麻省理工学院、加州大学伯克利分校和斯坦福大学等都同意给他职位。

  张寿武最终选择了普林斯顿大学。

  迎来生命第一个高峰

  1995年秋的一天,张寿武请哥德费尔德到普林斯顿作报告,哥德费尔德问他是否愿意回到哥伦比亚,他说想。当年10月,他回哥伦比亚大学作了一个报告,发现还有3个人在竞争这个职位,他们都很出名。报告作完了,哥德费尔德把他骂得一文不值:“你没希望了,你的英语太差了,那3个人肯定比你好。”

  张寿武很愤怒,回到普林斯顿后,他发誓永远也不回哥伦比亚大学了。然而,在一个多月后的圣诞节前夕,他突然接到哥伦比亚大学数学系主任的电话:“我们给你这个职位了。“这简直不可思议,因为这期间没有任何人跟我谈到这件事。”他说,“后来哥德费尔德解释说,我们看了所有的推荐信,你的最好,我们只能要你。”

  1996年6月,张寿武准备回哥伦比亚,他发现自己租不起房子,看中了一幢房子也买不起。这时,哥德费尔德问他差多少钱,他将自己的存款数抄给了他,没想到哥德费尔德去找哥大的副校长了,上午去,下午就拿回一张支票,没有任何附加条件,只有一句口头协议:这钱是用来买房子的,不能买车。两天后,他用学校的首付款买下了房子。就在买房子的那几天,他证明了广义波戈莫洛夫(Bogomolov)猜想。

  1997年,张寿武应邀在德国柏林举行的国际数学家大会上作45分钟报告;同年,他获得奖励全球杰出华人数学家的晨兴数学奖金奖;1998年,他成为哥伦比亚大学正教授。他说:“1998年,我到了生命中的一个高峰。”

  “我现在处于陶醉状态”

  获得晨兴数学金奖与张寿武做格罗斯—乍基亚公式有关。这原本是1986年刚到美国时哥德费尔德让他申请做博士学位的题目,但他两个月没做出来就不再做了。到1995年,他开始想做ABC猜想,ABC猜想在数学上的重要性远远大于费马大定理,费马大定理只是ABC猜想的一个推论;也就是说,只要ABC猜想证明了,费马大定理也就被证明了。但是,怀尔斯(Wiles)在1995年宣称证明了费马大定理,张寿武十分沮丧,认为证明ABC猜想的重要性没那么大了,于是决定回去做格罗斯—乍基亚公式。

  这时的张寿武已经在数学领域转了一圈,学了许多不同的东西,能力比以前强多了,到2001年时,他在这个公式上做出了很好的工作,他说:“这些工作比我做波戈莫洛夫猜想更深刻,所以,2001年,我数学生命又达到了一个小高峰。”

  但在接下来的4年里,他经历了生命中一段不稳定的时期,他说:“也许是到40岁了吧,有一种向下滑的感觉,有三四年的时间比较郁闷。”

  到2005年,张寿武开始从整体上重新思考ABC猜想,到2006年时,他突然发现波戈莫洛夫猜想与格罗斯—乍基亚公式有联系,“这对我来说非常重要,我觉得我找到了一座桥,可以将两个完全不同的陆地联系起来,一边是L函数,一边是丢方图方程,所以这两年我又处于非常激动的状态,我不知道我还会不会郁闷,但我现在确实处于自我陶醉的状态。丘先生要中国数学家向我学习,我跟他说这是笑话。不过我会同时把这句话看成是对我的鼓励。我会好好工作,好好带学生。”(易蓉蓉)


编辑:李红伟】

      
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