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这些“数学新生代”让人刮目相看

2022-09-27 18:47
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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近期,一些脑洞大开的数学题在网络上流传。

比如,买10套盲盒凑齐全套的概率是多少?(数学期望值)

比如,如何请假能拥有一年中最长的假期?(四则运算)

比如,再摸一张牌就胡牌的概率?(排列组合)

比如,原味奶茶里的珍珠怎么堆放才能喝到最多的珍珠?(高维密堆积)

这些题目来自于全球数学竞赛征题参考。它从生活出发,致力于点燃大众对数学的热情,唤起社会对基础科研的关注。

过去几十年,中国数学届的人才几经断层。全球数学竞赛自2018年第一届到2022年第四届,挖掘出了不少数学天才,也激发了民间爱好者的能量。

#01

数学泰斗

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华罗庚小时候喜欢钻研问题,别的小孩在一旁玩闹,见他过于专注的样子,喊他“罗呆子”。中学时,老师发掘出他的数学才能,但他上职高时,因拿不出学费只好中途退学。

退学后,他一边帮助父亲料理杂货铺,一边用5年时间自学完了高中和大学低年级的全部数学课程。那时日子苦,他不幸染上伤寒病,落下了左腿的终身残疾,走路要借助手杖。

● 华罗庚

1930年,他发表了《苏家驹之代数的五次方程式解法不能成立之理由》,轰动数学界。清华大学破格让他进入图书馆担任馆员,又破格提升他为讲师。

后来,华罗庚前往英国剑桥大学讨论学习,学成后在国立西南联合大学任教。新中国成立后,他放弃了美国的优厚待遇,留在祖国,并开创和带领中国数学学派达到世界水平。

在国际上以华氏命名的数学科研成果,就有“华氏定理”、“怀依-华不等式”、“华氏不等式”、“普劳威尔-加当华定理”等。他一生只有一张初中毕业文凭,却成为了中国现代数学之父。

1956年,陈景润改进了华罗庚在《堆垒素数论》中的结果。

华罗庚发现这个学术新人,将其调入中国科学院数学研究所任研究实习员。经过十年的钻研,陈景润发表了《表大偶数为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和》(简称“1+2”),成为哥德巴赫猜想研究上的里程碑。

他的成果被国际数学界称为“陈氏定理”,写进美、英、法、苏、日等六国的许多数论书中。应美方邀请访问时,陈景润在国外拼命工作,连中午饭也不回住处吃。

有时候外出参加会议,旅馆里比较嘈杂,他便躲进卫生间里,继续进行研究工作。研究所每个月给他2000美元,他明明可以在餐厅吃饭,却自己带着干粮和水果。在美国生活五个月,除去房租、水电花去1800美元外,伙食费等仅花了700美元。等他回国时, 节余了7500美元。

他本可以用这笔钱从国外买回些高档家电,却把钱全部上交给了国家。有人问他为何这么做,他说:“我们的国家还不富裕,我不能只顾着自己享乐。”

#02

黄金一代

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老一辈的数学家都是饿着肚子搞研究的,后来市场经济兴起,研究原子弹不如卖茶叶蛋,整个社会文化氛围发生了转向,我们对基础学科研究的投入比下降了。与此同时,西方的投入比远超我们。这造成了中国数学界的人才一直青黄不接的现象。

出生于上世纪50年代末的田刚,是70年代恢复高考之后的第一批大学生之一。1984年,田刚在北大数学系硕士毕业后留校,带着学校借的50美元,远赴美国加州大学圣地亚哥分校深造。

后来回到北大,田刚借鉴国外名校的学习和工作经验,积极参与了中国的数学教育和数学学科发展。他每年都会在北大组织本科生读书班和研究生讨论班。

就在这世纪之交的时期,一群出生于80年代初、拥有数学天赋的年轻人进入北大数院学习。他们扛起了传承的大旗,支撑起中国数学复兴的半边天,包括刘若川、许晨阳、李驰、肖梁、袁新意、恽之玮、张伟、朱歆文、马宗明、刘一峰等等。

他们总是三五结伴成行,交换灵感。有时参加微分几何讨论班,讨论完已是深夜,大家悄悄进入二体打会儿篮球。肖梁说:“打得不好嘛,只好晚上偷偷打喽。”有时他们组织代数几何的讨论小组,每次至少要持续两个小时。每个人都怀着一种“死磕”的态度,势必要把一本书读懂。

因为大家兴趣相近,背景相似,讨论的效率很高。大家伙儿像打游击一样,在学院三教、四教两栋楼找空教室。有一回讨论到深夜,突然停电了,他们就盲讲,谁也没有离开。“好像做数学需要的东西确实很少,只需要思考,没电也没关系。”

之后,他们在数学领域取得了不俗成绩,被称为北大数学“黄金一代”。恽之玮、张伟得了科学突破奖—数学新视野奖,许晨阳、刘一峰拿了拉马努金奖,刘一峰、李驰获得斯隆研究奖,朱歆文得到美国数学学会百年纪念奖等等。

● 北大数学“黄金一代”

他们如同古希腊哲学家式的“少数人的圈子”,与外部世界之间有一道围墙。但在他们内部,数学不再是一个人的事情,合力攻克了很多学术难题。

恽之玮和张伟合作,发现证明了函数域中的高阶Gan-Gross-Prasad猜想。刘若川与朱歆文合作,完成了国际同行高度评价的工作,将其称为“Liu-Zhu’s theory”。

著名华人数学家张寿武说:“我知道的就有十人左右,他们非常聪明,而且是同一代人……他们每个人的水平都与我们相差无几!他们是中国数学的未来,到他们的时代,应该是中国数学最辉煌的时候。”

改革开放后很多人选择走出国门发展,但许多“黄金一代”的学子在海外学成归来,致力于培养新一代的中国数学人才。刘若川成为一名北大数院的教授,而肖梁加入北京国际数学研究中心,是IMO国家队的集训教练。

后来,在激烈的全球数学竞赛中,瞿霄宇师从肖梁,陈泽坤师从刘若川,卢维潇师从于张伟,他们都取得了优越的成绩。

#03

数学竞赛

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2022年,一条关于北大学神韦东奕的视频走红网络。视频中,韦神凌乱的头发,朴素的衣着,拿着矿泉水和一袋馒头,却对数学研究非常痴迷。

周围的人都说,他是一个极其纯粹的人。在这个世界上,像他这样的人是非常稀少的。所有我们世俗在乎的东西,他都可以不在乎,不在乎社交,不打扮外表,只要保证在最低的条件下存活就可以了。拿奖之前他很朴素,拿奖之后,他依旧是穿着普普通通的衬衫。

韦神超凡脱俗的形象与他背后的学术成绩形成鲜明的反差,感觉他就是武侠小说里“扫地僧”一般的存在。2008年、2009年,韦东奕连续在49、50届奥林匹克竞赛中获得冠军。2018年,他又在全球数学竞赛上获得金奖。

2022年,第四届全球数学竞赛,考生来自70多个国家和地区,包括美国、法国、德国,甚至还新增了东南亚和非洲国家的新面孔。

比赛奖金高达400多万人民币。决赛选手中,包括了400多名博士、30多名小学生,40%的选手是00后。这些选手,很可能是未来中国数学界的佼佼者。

其中,年仅16岁的瞿霄宇成为赛事最年轻的得奖人。瞿霄宇2006年生于重庆,从小喜欢玩益智类的游戏,六年级开始看《数学分析》。后来,他从重庆巴蜀中学高一,直升为北京大学大一学生,钻研数学难题。

在校期间,他一边参与国际数学奥林匹克中国国家队的训练,一边参加全球数学竞赛。瞿霄宇说:“我爱数学,没什么原因,就是觉得数学很美。”为了缓解学习压力,他用业余时间练习巴赫的钢琴曲。

肖梁曾带领瞿霄宇获得2022IMO金牌,他认为瞿霄宇除了有数学技巧,还自学了高等数学等知识,拥有超出同龄人的数学视野,对他非常赞赏。

● 瞿霄宇

肖梁对新一代的数学人才满怀期望:“他们真的是纯粹地热爱这门学科,以后也想坚持在数学科研的道路上走下去,而不是把数学当成一个跳板、或者转行或者去其他行业,这是让我们非常惊喜的。”

“新生代有更好的环境,我相信一定会有非常好的数学家出现,中国数学将来也会更好。”

#04

新生力量

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除了瞿霄宇,这一届还涌现出很多新生代的数学人才。

陈泽坤生于1996年,是湖北武汉人。他很小的时候就发现了平方差公式:3的平方是9,9减1之后可以写成2×4;4的平方是16,减1之后可以写成3×5。但不久后他发现,这个东西早就写在了课本里。

2015年,他考入北大本科,一次偶然的机会参加了《最强大脑》。节目组把他标记为“数学怪才”。2019年,他在北大直博,研究领域为数论,工位就在未名湖畔,身边就是韦东奕老师。

“我经常看到他拿着自己的水杯,从我门口路过去打水。我的工位环境特别好,有时候碰到难题想不出,就出去散步。北大的校园里有很多猫,一出门就可以去撸猫,一边撸猫一边想问题。”

● 陈泽坤

另一位选手卢维潇出生于1998年,是四川成都人。大概两三岁就对数学产生了兴趣,把家里写满了数字,喜欢念九九乘法表。他最崇拜法国数学家塞尔,塞尔28岁拿下菲尔兹奖。

卢维潇本科就读于北大,和学弟们两个人或者三个人,一起找教室讨论学习,互相激励进步,像北大黄金一代的前辈那样团结奋进。

● 卢维潇

2022年,他们在全球数学竞赛相遇。陈泽坤参赛时,有一道题目是在马桶上想出来的。“我当时还发了一条朋友圈,为什么人在马桶上思考问题思想得最清醒?我猜这是某种精神上的反作用力,随着你的便便叮当一响,你的灵魂就上了天堂。”

刘若川说:“黄金一代某种程度上更意味着一个开始,证明我们也可以在学术上做到顶尖,并且还是成群涌现的。之后国内的数学一直稳步发展,最近十年进步挺大的,年轻学者非常多,也希望在国内培养出更多好学生,形成一个比较好的循环。”

#05

数学精神

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弘扬数学精神的接力棒,从建国前后的“数学泰斗”传到新世纪初的“黄金一代”,如今又传到了全球数学竞赛的“00后新生代”,新生代还会把精神传承下去。

陈泽坤快要博士毕业了,他还是想接着做研究。“倒不是因为做数学非常伟大而去做,而是因为在这个过程中会收获很多能让你哇一下的快乐。什么时候我感觉自己做不动研究了,再考虑别的事情。”

卢维潇在麻省理工读博,研究方向是数论,拿到奖金,请周围同学们搓一顿,然后把钱打给妈妈。“未来,我就是希望能一直做数学或者教数学,如果能一辈子与数学为伴,我就已经心满意足了。”

数学是人类的通用语言,是一切自然科学的基础。数学本身非常优雅,纯粹数学接近于哲学,应用数学则是科学发展的幕后英雄。数学的进步推动了相对论、电磁学、信息论、控制论、现代经济学等诸多学科发展。

通过全球数学竞赛,不仅让青年学子有更多发展的空间,也能让全民参与进来,点燃大众对数学的热情,唤起社会更多对基础科研的关注。

达摩院院长张建锋在采访中说:“我们会一如既往地把大赛办下去,希望更多人关注数学、热爱数学。”

原标题:《20万人冲刺这全球顶尖赛事,这些「数学新生代」让人刮目相看》

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