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数学专家张益唐:敲开世纪数学猜想大门

数学专家张益唐:敲开世纪数学猜想大门

2013-09-18 15:49:54

来源:新华网

  张益唐华人数学专家。1978年—1985年考入北京大学数学系,1992年毕业于美国普渡大学,获博士学位;目前,在美国新罕布什尔大学任教。2013年5月,张益唐在孪生素数研究方面取得突破性进展,证明了孪生素数猜想的一个弱化形式,2013年7月,获晨兴数学卓越成就奖。

  在学术界,大器晚成者不在少数,然而,年近六旬还是一个普通讲师的却不多见。为此,当《自然》(Nature)杂志在线在“突破性新闻”栏目里,宣布张益唐敲开了“一个数学界的重大猜想大门”时,人们难以相信一个取得成就堪比陈景润的人居然是一个在美国不知名大学任教的“讲师”。

  8月底,张益唐做客中国科学院数学与系统科学研究院华罗庚讲座,从四面八方赶来的“粉丝”把能容纳200多人的大报告厅挤得水泄不通,著名数学家、中科院院士王元是其中之一。“张益唐教授有高尚的品德和魅力,他真正做到了淡泊名利,几十年里默默耕耘,始终关注着大问题的进展,时刻想着攻克大难题。这样坚持了30多年,终于在今年第一次成功证明弱版本的孪生素数猜想……”王元说。

  一项进展:首次证明弱版本孪生素数猜想

  素数是指只能被自身和1整除的正整数,两个相差为2的素数即“孪生素数”,例如(3,5)、(5,7)、(11,13)、(17,19)等。100以内有8个孪生素数对;501到600间只有两对。随着数的变大,可以观察到的孪生素数越来越少。那会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?古希腊数学家欧几里得猜想,有无穷多个素数p,使得p与p+2同为素数。这就是所谓的孪生素数猜想。

  1900年的国际数学家大会上,数学家希尔伯特将孪生素数猜想与黎曼猜想、哥德巴赫猜想一起列入了他那著名的23个数学问题中的第八问题。

  如何证明这一猜想?人们甚至不知道它的“弱形式”是否成立,用《数学文化》主编、香港浸会大学理学院院长汤涛的话说就是——能不能找到一个正数,使得有无穷多对素数之差小于这个给定正数,在孪生素数猜想中,这个正数就是2。

  2013年5月14日,《自然》杂志在线报道张益唐证明了“存在无穷多个之差小于7000万的素数对”。尽管从2到7000万是一段很大的距离,《自然》还是称其为一个“重要的里程碑”。随即这一研究被认为在孪生素数猜想这一终极数论问题上取得了重大突破,甚至有人认为其对学界的影响将超过陈景润的“1+2”证明。

  “张益唐把大海捞针的力气活缩短到在水塘里捞针,而他给出的方法还可以把水塘捞针轻松变为游泳池里捞针。也许最后变成在碗里捞针还需要一些再创新的工作,但给出了这一伟大框架已经是让全世界数学家瞠目结舌的壮举了。”汤涛说。

  有人打了一个比方,张益唐所做的工作,相当于1920年挪威的布朗证明了“9+9”,“开启”了哥德巴赫猜想的证明,接下来科学家们陆续证明了“7+7”、“6+6”,直到46年后的陈景润证明攻下离“1+1”一步之遥却或是最难的“1+2”。

  一个信念:执着大问题,追求完美研究成果

  “这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。”纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》审稿人、顶级解析数论专家亨利·伊万尼克如是评价张益唐的论文《素数间的有界距离》,正是这篇论文刷新了《数学年刊》创刊130年来最快接受纪录。

  然而,在此之前,国际数学领域重要的检索系统Zentralblatt MATH数据库中,能找到的他名下的论文仅有两篇。这也被一些学者分析是他在美国新罕布什尔大学数学系待了近十年,只是讲师(lecturer)的原因。

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