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一位天才加幸运的数学家

科普小知识2022-08-18 19:54:56
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前言:

2007年7月26日,哈佛大学数学家丘成桐教授以其父的名义出资100万元在中国科学院陈星数学中心成立了邱振英基金会。该基金会用于资助世界顶尖数学家在中国举办讲座和从事学术研究。哥伦比亚大学数学家张守武教授应邀作了第一次“邱振英学术讲座”。

“该基金会的主要目的是邀请杰出的年轻科学家发表演讲。因此,第一个发言人非常重要,他一定是世界上在数学领域做出最大贡献的最好的年轻数学家。因此,我很高兴邀请张守武来做第一个演讲。”在张守武演讲的最后,丘成桐评论道:“这个演讲绝对漂亮!1997年,在陈星数学中心,我希望全国做几何分析的人向汉密尔顿学习。今天,我在陈星数学中心宣布,我希望中国数学家能够向张守武学习,他正在带领我们走出数论的新方向。”

最近,张守武去陈星数学中心主持一个讨论班,期间他接受了《科学时报》的专访。从安徽农村的自学到成为美国哥伦比亚大学的数学教授,他讲述了自己的数学之路。他说:“我是一个非常幸运的人,总是做我非常喜欢的事情。当我还是个孩子的时候,我喜欢数学。我想在小学四年级学习数论。当我长大后,我仍然做数学。我特别喜欢做数学的过程,坐在那里慢慢地思考,然后重新计划,把一个非常复杂的问题变成一个非常小的问题。我认为数学最好的一点是正确性是基于简单的原因,而不是复杂的原因。数学就像科学和文学一样,是最简单的可以被遗忘的东西。”

我认为数学最好的一点是正确性是基于简单的原因,而不是复杂的原因。像科学和文学一样,数学是最简单的可以被遗忘的东西。

-张守武

1962年,张守武出生于安徽省和县西埠镇五星大畈村。他是家里的第三个孩子。他有一个兄弟姐妹和两个妹妹。他的家庭很穷。除了务农,他的父母还以捕鱼和养鸭为生。当他还是个孩子的时候,他非常喜欢音乐,他的体质非常差。他的父母给他买了一把二胡,希望有一天他能加入生产队的宣传队,而不必做农活。但他毕竟没有学过二胡。

“当我上小学一年级和二年级时,我知道我能比别人更快地数东西。”他说,“我父亲非常聪明。虽然他没有读过任何书,但他经常告诉我,当他钓鱼回来时,这条鱼每天要花多少钱。我用钢笔计算。他用自己的经验来计算,我们的结果只差几分。所以当时,我对计算非常好奇。”

"我想在小学四年级成为一名数学家."

当张守武7岁的时候,他报名上了村里的小学,但是他学习了两天就回家了。因为他的母亲说他的姐姐和表弟没有带在身边,所以他在家呆了一年,带着他的姐姐和弟弟。第二年,他发现家里没有人把鸭子放在家里,所以他报名后回家把鸭子放在家里,当考试即将开始时,他的妈妈让他参加考试。他说,“我不学习怎么能参加考试?”张守武和他9岁的哥哥在同一所学校上学,哥哥教他。结果,他“勉强通过”考试,这使他对自学更感兴趣。当他上小学四年级的时候,他想成为一名数学家,但是老师非常不喜欢他,因为他总是“上课迟到或者缺席”。

1976年,张守武通过了10英里的初中,对数学产生了更大的兴趣。然而,他大部分时间是在地里度过的,他的哥哥从村里的知青那里借来几何和代数让他学习。在不到一年的时间里,张守武完成了这两本书的学习,并能够熟练地掌握和运用其中的知识。初中的第二天,他开始学习高中数学。物理老师认为他在数学方面很有天赋,并向他介绍了高中数学的教科书和理论书籍。

只有在初中三年级时,他才更正式地去上学,因为那时他开始参加正式的高中入学考试,也就是说,他必须在初中升级期间通过考试,并且没有像他哥哥那样通过进入更高一级学校的推荐。当时,全村有100多人参加了考试,其中5人考上了全县最好的高中——和县第一中学。他是其中之一。尽管他是最后一个,但他“当然是一件非常好的事情”。

张守武在高中开始有规律地学习,但他觉得有规律地学习毫无意义。"过去,他尽可能多地学习,但高中毕业后,他为高考而学习。"他说,“在高中,我必须弥补中文和英文。我必须弥补一切。我现在发现,我已经忘记了所有的事情,我填补了当时,我记得的是我在山脊上阅读。”

在他高中的第一年,他开始痴迷于数学。他的哥哥从合肥工业大学给他带了一些高等数学。他开始自学高等数学。在数学竞赛中,其他人用技巧来回答问题,但他用自学微积分。老师发现答案是正确的,但是他不知道如何修改他的论文,所以他不得不自己去做。老师对他说:“你可能不用上数学课。”

学生的“色盲”

高中时,张守武数学成绩很好,但高考落榜了。

“因为我平时不吃很多早餐,我的家人告诉我高考时要多吃点。结果,那天我吃得太多,坐在考场里。当时,数学满分是100分,附加问题是20分。我很快完成了前一个问题,但是发现有一个问题非常难,另外一个问题很简单。在3个小时的考试中,我在1个小时后出来,与老师配对,却发现我漏掉了一个问题的一个段落。”他说,“价格太高了,20点已经没了。我得了79分,因为官方分数不到80分,所以附加问题的分数无法计算。”

相反,他在化学考试中表现很好。“这是一件荒谬的事情。我对化学一无所知,也没有做过任何实验。我花了一周时间学习化学,考试得了96分。”他真的喜欢数学。当他志愿进入大学时,他填补了数学系的空缺。这时,他发现一个好的大学数学系几乎没有希望。他决定不上大学,而是在家自学参加研究生考试。

张寿武的一个叔叔得了癌症,听到这个消息后非常紧张。他骑着水牛走了两公里来到他家,恳切地劝他说:“家里有五个孩子,你是第三个,你有两个妹妹。这个家庭极其贫困。如果你不去上学,你明年就不能通过考试了……”他答应上大学。我叔叔问他想要什么,他说他会买一本数学手册。我叔叔给了他5元钱。

1980年,张守武拿了一根杆子,一床妈妈做的被子,被子里还有一本数学手册,还有另一个鞋匠叔叔送的工具箱。他花了22元钱,从马鞍山坐火车到广州,到中山大学化学系报到。大学让他大吃一惊。他说:“从农村到城市,这是我第一次看到火车、火车和大城市。我认为这所大学非常好。每个人都认为学校的食物很差,但我认为学校的食物是最好的,比家里的食物好得多。”

张守武被分配到化学系,因为他化学成绩好。老师非常喜欢他,但他想全心全意地学习数学。这时,同宿舍的一个学生也想全身心地学习物理,于是他们在宿舍里呆了一整天,最后想出了一个计划:两三个月前新生入学体检时,一个假装是鼻炎,另一个假装是色盲,所以他们不能学习化学。

体检时,护士给张守武看了色盲图。从第一页到最后一页,他都无法理解。护士生气地说:“最后一页是黑白的,一点颜色都没有。你不是色盲,你是瞎子。”他不得不恳求她,说他真的不想学化学,只想学数学,因此变成了“色盲”。

然而,张守武在高考中的数学成绩只有79分,是数学系的最低分。他拿着试卷,向数学系的教授解释了情况。"他们接受了我,所以我转到了数学系。"

大学教师

在数学系,张守武基本上自学成才。主要原因是他在化学系耽误了半个学期。因此,数学系的老师给他一个不成文的政策:只要他通过考试,他就不能上课,希望他能赶上。但是当他很快赶上时,老师们忘了收回政策。因此,他是数学系中唯一一个不需要参加所有课程的人,只要他通过了考试,他说:“这实际上给了我自己学习的时间。”

大学一年级时,张守武开始教他的老师。“这是特别好的运气,因为在高等代数中,试卷第一次有两个部分,一部分是抽象的,另一部分是具体的。其他学生可以提出具体的问题,但他们不能提出抽象的问题。我是唯一一个能提出抽象问题而不能提出具体问题的人。这时,老师感到很奇怪,让助手问我发生了什么事。我说,我以前从未学过线性代数,我只自学过抽象代数。老师也想学抽象代数,但是他不懂,所以让我和他一起学抽象代数。他给了我一本书,当我学习的时候,我给了老师一份报告。当时,两位副教授仍在倾听。因此,我们俩在大学第一年就开始了讨论课。对我来说,这是一件非常幸运的事情,因为在给教授讲课之前,没有多少大学生有机会给老师讲课和自学。感觉很不一样,我学得很快。”

受陈景润事迹的影响,张守武对数论非常感兴趣。上大学后,他发现用华和的方法很难进一步推广哥德巴赫猜想,于是决定把重点放在代数上。因此,他在大学里花了所有的时间学习代数。

大学二年级时,他的数学教授从其他来源听说了“同调代数”的概念,并认为这是一门非常重要的知识。然而,如果他不明白,他要求张寿学习武术,并再次报告。因此,张守武从图书馆借了一本关于同调代数的书并开始学习,但这是一本英语书。他以前从未读过英语,所以他不得不拿一本字典,把单词翻译成英语口语,然后学习并做一份报告。”这时,下面坐着十几个人,不仅有两个数学系的老师,还有来中山大学培训的老师。两年半的大部分时间里,他们都在学习抽象代数。”

张守武的大学生活很幸福。唯一不好的是你数学考试不及格。原因是他提前参加了79级常微分方程考试。他得了75分,要求学校再给他一次考试机会,为同年级学生的考试做准备。为了让班上的学生取得好成绩,他油印了最后的试题和答案供大家学习。出乎意料的是,这两份试卷是一样的。结果,班上所有的学生都得了90分以上。调查情况后,老师非常生气。他从试卷上扣了59分。尽管他在补考中得了100分,但考试不及格的记录仍然存在。这让他非常紧张。考虑到这会影响将来的分配,他决定提前参加研究生考试。所以他提前一年完成了所有的课程。

谈到大学生活,张守武说:“我在大学阶段很开心。我一直在轻松的环境中学习,与老师交流。在大学里,我最大的成就是能够说出我所学的数学,并将数学和语言结合起来。”

“这个硕士学位将授予你。”

1982年暑假,张守武打算申请中国科学院数学研究所的研究生。复习时,他不想重复做标准练习。“我不喜欢做技术性的事情。我喜欢做项目。有一件事让我思考两三天,而不是一两个小时,这让我觉得很有趣。”他决定读美国斯坦福大学数学家乔治·波利亚的两本书:《分析中的问题和定理》第一卷和第二卷。

在安徽省的农村,他一边晒米,一边读保利娅的书。“这本书特别难读。每个练习就像一篇小论文,需要很长时间才能完成。”他说,“我在冬天参加了考试。我的运气真好。当时,几乎所有公开考试的科目都在保罗的书里,还有一个问题出了问题。我纠正了问题并解决了它。我感到非常满意。”

大学毕业时,伊利诺伊大学的一位数学教授参观了中山大学。张寿武的老师想把他推荐给教授,但教授说:“你太小了,读不了这个代数。它已经过时了。你应该读代数几何。”这样,张守武知道他将来会学习代数几何。

1983年对张守武来说尤其重要。首先,他被中国科学院数学研究所录取了。第二件事是数学研究所的王元院士刚从国外回来,他在数学方面做了一个报告,介绍了年轻的德国数学家格尔德·福廷斯对莫尔德尔1猜想的证明。

“族长说这个定理太漂亮了,证明只花了30多页,但除了序言,他什么也不懂。”这让张守武大为震惊。他对王元说,“我想和你一起读数论。我会读这篇文章。如果我在3年内理解了这篇文章,你会给我一个学位。”王元说,“听着,如果你明白了,你将获得硕士学位。”

但是这篇文章真的太难了。读这篇文章的时候,张守武读了罗宾汉的标准代数几何,这是他花2.9元从北京前八一中学附近的一家外语书店买的。将近三年后,他读完了哈特森的书,但仍然不能理解福廷斯的论文。他毕业时“写”了一篇论文。他清楚地记得:“答辩后,族长说你说的话我们一个字也听不懂,但考虑到你每天8点前来办公室,而且工作非常努力,这个硕士学位是给你的,这将取决于你真正的才能和实际的学习。”