科学网

 找回密码
  注册
科学网 标签 数学家 相关日志

tag 标签: 数学家

相关日志

玩虚:科学的最高境界
热度 3 xqhuang 2020-10-17 14:13
玩虚:科学的最高境界 喜闻科学网著名“ 虚家 ”(玩虚数的数学家)谢教授荣升 四级教授 ,从三级到四级只是登上科学天梯的一小步,谢教授加油! 李学宽博主用很数学的方式“1+3=4”恭贺谢教授,谢虚家显然不领情: 这个比喻“不二”——聪明,因为缺了2,所以不二 。想二还不容易?本邪送上一份很二的贺礼:3-i^2=4,够二了吧? 谢教授经常发表一些对物理学家很不友好的语录:“ 物理学家就是那样的人,已经不能回头,只能自嗨的那么一群人,哈哈。 ”,“ 数学家更有想象力,相比物理学家,而有想象力的物理学家,准确地说不是物理学家,是数学家,如牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦 。”...。谢教授,想想数学家竟然做出抢诺贝尔女友这种令人不齿之事,你问问牛麦爱先生会愿意与你们为伍?您继续自嗨吧。 物理学家与数学家,谁更有想象力?谢教授不谦虚地认为是数学家,邪教授此生最大的缺点就是谦虚,被逼也不谦虚一回。对着i=sqrt(-1),谢教授冥思苦想数载终于有了重大发现:虚数是“天梯”,它将一维空间上升为二维,虚数没有物理意义!对这样的发现,邪教授只送5个字:缺乏想象力!见上图,邪教授对虚数也算做过一点小小研究,从这图物理学家想象到什么?阴阳、虚实、奇偶、四季、生死、爱恨、成败的互补轮回、...,他们还看到:波动、转动、振动、角动量、自旋、偏振、干涉、衍射、能量守恒、波粒二像性、引力、双螺旋、...。 还别小瞧这个虚数,不夸张地说,整整一个世纪物理学全靠“玩虚”发展起来的,这里面还蕴藏不少宝藏,要靠物理学家的想象力去挖掘。谢教授不算特例,数学家普遍缺乏想象力已经是不争的事实,为什么?有句话可以回答:贫穷限制了想象力!跟物理学家比,数学家都比较贫困。 站的高望的远打的准,玩虚具有升维的功能,它可以让我们站的更高望的更远。科学上,如上图不具备平移对称性的准晶结构,升维到更高维度的空间,它们却拥有平移对称性。军事上,当我们拥有了升维的功能,就有对敌方实施降维打击的实力。 玩虚都能升维吗?非也。玩虚的玩法有两种,一种是向前看的高级虚,玩得好可实现对竞争对手的降维打击,另一种是向钱看的低级虚,玩得溜迟早会被对手降维打击。纵观历史,我们似乎更盛产低级虚的虚家,各类大师你方唱罢我登场。 “破四唯”更要“立四维”,建立一个四维的虚拟世界,让那些真正的虚家(比如谢教授)不为三维的花花世界所诱惑纷扰,安心地躲进第四维空间玩虚,或许有一天,科学与神学会在山顶牵手?
个人分类: 科人网事|3934 次阅读|16 个评论
[转载]为什么中国需要数学家
flysky97 2019-7-29 12:14
本文经授权转载自微信公众号:量子学派(ID:quantumschool), 作者:傅丽叶 华为今年百万年薪招聘的8名同学当中就有两名属于数学专业,分别是北大数院的李屹,中科院何睿,当然,其他几名多少也都和数学有千丝万缕的联系…… 当然,以年薪来衡量一个人的贡献未必准确! 但是,却体现了一个创新型的企业对专业人才的重视! 数学是科学的皇后 壹 大国的崛起是数学的崛起。 表面上数学与国家强盛毫无关系,但如果细究发展动因,最后会明白,数学才是社会发展最底层的引擎。 1854年之前,数学的重心在英法,那时候英法数学家灿若星辰, 笛卡儿、拉格朗日、牛顿、贝叶斯、泰勒、拉普拉斯、柯西、傅里叶、伽罗瓦、庞加莱 等等,无一不是数学天才。而这个时候,正是英法争霸的时代。 1854年~1935年,威廉三世战败后开始教育改革,德国很快取代英法成为数学世界的中心。 高斯、黎曼、康托尔、狄利克雷、雅可比、希尔伯特 在数学界领袖群伦。这段时间的德国,迅速成长为全世界最强大的国家之一。 1935年之后,希特勒给美利坚合众国送上“科学大礼包”: 哥德尔、爱因斯坦、德拜、冯·诺依曼、费米、佛里德里希、冯卡门、海林格、柯朗、纽格堡、外尔、魏格纳 ……很多优秀的数学家从欧洲逃亡北美,数学的大本营从德国转向美国,从此以后直到今天,美国成了世界数学的中心。 从英法到德国再到美国,数学的接力棒握在谁手里,谁就是世界上最强大的国家。 数学无国界,但数学家是有国界的。 要站在世界舞台的中央,为人类社会做出贡献,那 中国需要数学家。 贰 改革开放四十年以来,中国在经济上的确取得巨大进展。 但是与美国的贸易战,让很多人看清楚了,表面光鲜的成就不过是海市蜃楼,如果没有数学这样的基础学科作为基石,一切如镜花水月。 现代顶尖科技基本上由数学来驱动。 例如: ❶当代科技金融的基石是数论中的因子分解算法; ❷人工智能(AI)发展的背后有贝叶斯定理等各种算法支撑; ❸现代芯片技术最终要突破二阶计算、SOAR等数学理论; ❹最前沿的区块链技术后面有椭圆曲线理论、哈希算法作为基石; …… 谁能取得数学上的主动权,谁就有可能在发展中成为赢家。 2019年5月16日,美国商务部将华为列入“实体清单”。相关美国企业将不能再给华为供货,美国的芯片和技术将对华为关上大门。 美国为何如此在意华为呢?表面上与华为的商业成就密切相关,但根本原因与华为的数学竞争力不无关系。 早在1999年,华为就已经在俄罗斯设立了数学研究所,吸引顶尖的俄罗斯数学家来参与华为的基础性研发。 2016年,华为又在法国设立数学研究所。 放眼全球,华为已有700多名数学家、800多名物理学家、120多名化学家和六七千名基础研究专家。 遗憾的是,中国的华为在俄罗斯和法国都设有数学研究所,而中国本土却没有。 2019年5月21日,华为创始人任正非先生,在中国深圳华为总部接受多家媒体的圆桌采访时,提及“数学”27次。 “我们国家修桥、修路、修房子……已经习惯了只要砸钱就行。但是芯片砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家……,但是我们有几个人在认真读书?博士论文真知灼见有多少呢?” 任先生眉头紧蹙,提出了灵魂质问。 工程可以砸出来,但数学家砸不出来。 叁 中国现代数学家在国际上的地位到底如何? 诺贝尔奖是没有设立数学奖项的,但是数学界有自己的“诺贝尔奖”——菲尔兹奖。 与诺贝尔奖一样,菲尔兹奖的华人获得者也是屈指可数,目前仅有2位。 1982年,华裔美国人丘成桐,证明了卡拉比猜想和正质量猜想,获得菲尔兹奖。 2006年,华裔澳大利亚人陶哲轩,因为他对偏微分方程、组合数学、调和分析和堆垒数论方面的贡献,获得菲尔兹奖。 丘成桐 热爱、投入、坚韧、成熟 丘成桐出生于一个高知但贫寒的家庭,他的父亲丘镇英曾担任几所大学的教授。 丘镇英对哲学和中国历史颇有研究,但大学时的专业是经济学。他曾经在朋友的赞助下尝试创办银行,但以失败告终。 在丘成桐14岁时,父亲丘镇英猝然辞世。一家人顿时陷入困境,丘成桐也由此体会到了人情冷暖、世态炎凉。 他在文章中写道:“人情冷暖,此时一一可见,很多以前曾得到父亲大力帮助的亲朋,在我们极度困难时竟然冷眼相看。” 丘成桐的舅舅曾受过丘成桐父母的抚养和帮助,他的家境还算小康。丘成桐的父亲辞世后,他的舅舅提出要帮助他家从事养鸭子谋生。 但他舅舅竟然提了一个条件:所有的孩子必须放弃学业。 好在丘成桐的母亲对孩子们的学业是有要求的,她断然拒绝了她弟弟提出的条件,并且作出了对丘成桐一生都至关重要的决定——让家中年幼的孩子在学校继续读书和完成学业。 其实,丘成桐的母亲当时已经43岁,并且身体不好,患有贫血症。但她用尽全力支撑家庭,以保证孩子们能够继续念书。 丘成桐在《怀念母亲》一文中写道:“母亲坚持要供养我们继续读书。母亲的决断令我深受鼓舞。以后不畏强权,建立自己的信心,也是受母亲的影响和熏陶的结果。” 与此同时,丘成桐也很争气,他学习投入,对来之不易的学业更加热爱。他不仅靠优异的成绩得到了政府奖学金的资助,还在闲暇时靠辅导学童挣钱。 丘成桐在一次演讲中说:“生活虽然很艰难,但我却学会了如何去应付这些困境,并从中取乐。我知道我必须在学业上出人头地……我必须有所作为:为我自己和我的家人走出一条康庄大路。不成功的话,就没有前途了。” “严峻的现实促使我成熟和坚强。我认识到我需要依靠自己的力量。在父亲去世前,我从未有过这种经验。父亲是家庭的领导者,他健在时我们丝毫不担心自己的未来。但现实毕竟是残酷的,再不靠自己就没有希望了。” 14岁时家庭的变故让丘成桐一下子成熟起来,残酷的经历使他对现实世界充满阴影,但却让他在数学这个单纯的王国里更加如鱼得水。 陶哲轩 天才,莫忘创造知识 陶哲轩是一位名副其实的“天才”,据说他的智商甚至超越了爱因斯坦。 陶哲轩的超常智力在他1岁时就已显露出来,当其它幼儿还在蹒跚学步之时,他就已经开始自己阅读书籍,并能打出书中一整页的字了。 “神童”陶哲轩5岁自学完了全部小学数学课程后,7岁就开始自学微积分。8岁正式进入高中,测了个SAT数学,以760分的高分惊艳世人(SAT即美国高考,数学满分800分)。他在中学期间拿各种数学竞赛奖拿到手软,12岁便已摘得国际数学奥林匹克竞赛的金牌——不错,他就是史上最年轻的金牌得主。 14岁,在普通人还在读初中的年纪,陶哲轩就已正式进入大学。他16岁本科毕业,17岁就取得了硕士学位,随即去往美国普林斯顿大学开始博士生涯。 作为一个“天才”,陶哲轩的成长之路布满了鲜花和掌声。然而,当他进入高手林立的普林斯顿后,这位天才少年却“堕落”了。 陶哲轩在普林斯顿的第一年,刚巧是三百多年来无人能解的费马大定理被怀尔斯证明的一年,陶哲轩震惊地发现原来自己对很多数学领域一无所知,并且身边的同学总是能够在自己一无所知的领域高谈阔论。 陶哲轩作为“天才”的自信被打击到了。为了逃避现实,他渐渐沉迷于游戏,经常在机房玩通宵,甚至在当地一家漫画店“勾搭”上了一群玩奇幻卡牌游戏的“酒肉朋友”。当时这些“丑闻”闹得普林斯顿人尽皆知。 所幸陶哲轩及时醒悟: 数学的海洋无边无际,不知道还有多少未知领域需要去发掘呢! “回头是岸”的浪子最终在博士阶段顺利毕业,并在24岁时,被美国加州大学洛杉矶分校聘为正教授——他是该校有史以来最年轻的正教授。 就算是数学天才,也有自己的知识局限,不过只要对数学的热忱还在,就可以重新跃入这片神奇的海洋寻找那些尚未发掘的“无人岛”。 事实上,在博士课程学习的后期,学生们才能真正体验到数学家的工作内容—— 用创新的方法证明定理,以此来创造知识 。 在做了多年教授后,陶哲轩坦言,他对数学的认知,与儿时有很大的不同。 “我成长时,很清楚我想成为一名数学家,但却不知道什么是数学家。我以为会有个委员会,交给我一些难题去解决。” 而实际情况是,做数学家与数学系学生有很大的区别。有些成绩很好的学生,由于缺少创造知识的能力,也成不了好的数学家。 数学家不仅仅需要数学知识,更需要创意、灵感,甚至学科之间的联结能力。有时要专注理解,有时又要即兴发挥。想来,和音乐家差不多。 陶哲轩认为,年轻时的他根本不是在做数学。他注视着从窗户射进房间的光线说:“我那时只懂得弹奏技巧及乐理,并不表示懂得音乐。直到很久以后,我才懂得数学的真谛。” 肆 两位华人菲尔兹奖得主的成长经历,对我们的心智有着莫大的启迪作用。它像是一本大有裨益的成长启示录,为我们揭示了学习数学的过程中所必备的品质素养: 热爱数学、领略美感、全情投入、坚持到底。 不过,细心的你应该注意到了,获得菲尔兹奖的这两位华人,没有一位是从小在中国大陆接受教育的。 中国学生一直以“数学基础比美国学生扎实”而骄傲。你应该也听说过“在美国,任何一个在中国上过学的小商贩都可以在找零钱时迅速算出结果,可很多美国学生没有计算器就算不出来。”这样的老生常谈。 可是,一个典型的“怪现象”却令国人对本国数学教育产生很大怀疑。 一方面,国内的中学生选手不断在国际奥数比赛上摘金夺银;另一方面,数学研究领域却少有大师出现,国际数学大奖始终与中国无缘。 中国人一直引以为傲的“数学基础扎实”,怎么却难出菲尔兹奖得主? 导致“怪现状”的原因是多方面的: ❶ 中国学生追求的是【就业】,而不是【真理】 数学是一门纯理论学科,非常抽象,本身难度非常高,出成果不易,所以从事数学研究必须“坐得住板凳,耐得住寂寞”。 然而,中国大部分学生对于知识的态度都很功利化,他们不约而同地都存在投机心理。 他们的浮躁,使他们都在为就业和眼前利益而忙碌,很少有人愿意把数学研究作为自己的终身职业。 数据说明一切。 《2015-2018年全国硕士研究生报考数据分析报告》指出:工商管理(MBA)、会计、法律硕士等为商业市场而生的专业,已连续数年成为研究生报考专业的Top10,一直是最热门的专业。 而数学专业,完全没有上榜。 近年来,报考专业硕士的人数占报考总数的比例一直在上升(以北京为例),甚至于2017年突破了50%。 这意味着,报考专业硕士的人数已超过学术硕士,并且仍在持续增长。 湖北与河北的学硕、专硕对比图,更加强有力地证明了这一点: 专硕报考人数超过学硕的现象,说明了大部分选择考研“深造”的学生只是为了找到更好的工作, 他们只是利用研究生学历为自己的简历加上一个筹码 。 如果他们在毕业时能找到理想的工作,并且能够胜任,那么他们不会选择考研。 “考研深造,是真的有兴趣才去做,如果仅仅是为了一纸文凭而浪费时间和金钱,那真是太不值了。”一位从没打算考研的本科毕业生这样表示。 据说,清华大学70%至80%的高考状元都读了经济管理学院,计划毕业后进入金融行业。 放眼全国高校,都是如此。 中国科学院院士、清华大学教授施一公曾说:“ 研究型大学从来不应以就业为导向,从来不该在大学里谈就业;鼓励科学家创办企业,则是把其才华和智慧用到了错误的地方。 大学生缺什么?缺少对时代的关切,对国家发展命运的思考,对改变这个社会的责任。” ❷ 中国的数学教育,不懂【数学思维】 所谓“数学思维”,即运用数学概念、思想和方法,思考和解决问题的思维能力。 比如: a. 运用归纳、演绎和类比进行推理与证明; b. 合乎逻辑地、准确地阐述自己的思想和观点; c. 观察、实验、比较、分析、猜想、综合、抽象、概括和建模; d. 有序思考、规律思考、正向思考、逆向思考、整体思考、分组思考、逻辑思考和发散思考; …… 数学思维好的人,主要体现在三个方面: 其一是对数字敏感度高 ,即对数字的记忆和运算能力,可以通过学习口算、心算和笔算等方式获得。 其二是逻辑思维缜密 ,可以通过学习归纳、演绎和类比等推理证明方法获得。 我国数学教育对学生的数字敏感度和逻辑思维培养得很到位,这也是为什么很多人说中国学生“数学基础扎实”的原因。 其三是联想力、想象力和创造力强。 这一点在上文陶哲轩的感悟中有提到过,创造力是一个数学家最基本的素养。 “数学思维就是游戏思维,就是穷尽你的想象力去创造一个世界,然后用严谨的论证和逻辑推理去得到一个答案。是一种高度抽象并解决问题的能力。”而这,才是数学真正能赋予孩子更多可能性的东西。 可惜的是,中国的数学教育,缺乏的正是培养创造力。 中国的应试教育体制,使老师、学生和家长都过分注重分数。 在取得高分心理的驱使下,教师常常按照考纲对学生进行知识灌输,学生则是被动接受知识,缺乏主观能动性。 在这种模式下,很多学生对数学产生了厌学心理,创造能力自然缺乏。 中国人普遍缺乏原创精神,满足于“跟随性创造”。 “跟随性创造”即在他人创造的基础上进行改进、补充发明,导致缺乏自主创新的发明创造。 原因在于,原创性的发明创造更加艰巨,失败的风险更大,使习惯于投机取巧的中国人望而却步。 论计算能力,中国学生全世界最好,但那是我们在题海战术中训练出来的。 如果把数学比作艺术,那么即使是中国的数学尖子生,也只会跟在别人后面临摹,很难像抽象派大师那样“信手挥洒,即显神韵”。 ❸ 漠视【兴趣】的教育,没有灵魂 “兴趣是最好的老师”,这句话人人都会说。但是在中国的数学课堂上,你几乎是感受不到“兴趣”的存在的。 毕业于台师大数学系的孙文先说:“中国的数学教育太刻板、枯燥,习题太多,学生太苦。这是应试教育造成的,但对学生绝对是一种终身伤害——成绩差一点的,会对数学产生厌倦,最后放弃数学。” 拥有英国金融和计算机双硕士学位的张释文,曾经是中国教育体制内的一名数学“学渣”。他回望自己的学生生涯时,说道: “我们数学最大的问题,是我们每个人都‘隐约’记得一些公式和定理,但却清晰地记得我们对它们的‘憎恨’!” 不过,这种情况近年来正逐渐得到改善。 现在的中国,正逐渐将兴趣融入教育,以找回教育的“灵魂”。 比如讲角,现在有一些好的数学老师会让孩子们用报纸自己叠出45°、30°角;讲三角函数,老师会领孩子们走出去,对房屋进行实地测量…… 数学其实可以很有趣。 另外,培养孩子对科学(物理、化学、生物)的兴趣,对学习数学同样有帮助。 毕竟,科学的基础是数学, 把孩子对科学的兴趣培养出来后,孩子会更有动力学习数学。 很重要的一点是,优秀科学家的培养需要“科普”这块肥沃的土壤,所以量子学派一直在努力。 ❹ “数学无用论”害人害己 至今为止,数学在很多中国人眼里仍旧是“无用之学”,这些人大谈“数学无用论”并到处散播, 误导了很多本来有机会学好数学的孩子。 在这些人眼里,学数学不如回家种地、做生意、炒房……殊不知, 这些在他们眼里“比数学有用”的生产活动,处处需要用到数学。 比如做生意,就有一道非常简单的应用题(但你不一定能答对):一个糖果店老板,6元进了一斤糖,计划8元卖出去。一天,一个孩子来买糖,拿出一张百元钞票,老板找不开,便去隔壁杂货店换成零钱,找给孩子92元。孩子离开不久,杂货店来找,说发现刚才那100元是假币,要求糖果店老板换成真币。请问糖果店老板总共损失了多少钱? 已经有想法的朋友,可以将你的答案写在留言区里。 此外,在高端应用领域,更是少不了高等数学的身影。 在现代医学领域中,做CT已是常规性检查,然而其理论基础却源于数学中的拉顿变换。 1917年数学家拉顿在积分几何研究中引入了一种变换(即拉顿变换),几十年后柯尔马和洪斯菲尔德巧妙地运用拉顿变换,设计出X射线断层扫描仪——CT,为医学诊断技术作出巨大贡献,他们两人因此荣获1979年诺贝尔医学奖。 再回望中国,我们身边的华为,它的5G标准是源于十多年前土耳其Arikan教授的一篇数学论文;P30手机的照相功能依赖数学把微弱的信号还原;如今华为终端每三个月换一代,主要是数学家的贡献。 还有金融领域的各种数学建模,我就不一一赘述了。 总之,即使你自己上学的时候因为种种原因而不幸成了数学“学渣”,也请你不要扼杀下一代成为数学大师的可能。 本文转自公众号“量子学派”——专注于自然科学领域(数理哲)的教育平台
个人分类: 科技|2 次阅读|0 个评论
欲读书之丘成桐回忆录
热度 1 Mech 2019-6-20 22:57
年轻时喜欢读数学家传记,尤其是自传或回忆录。当时可以说,凡是有汉译本的我都读过,一共也没有几本。相比之下,物理学家的传记要比数学家多多了。虽然我也喜欢读,但未必能把有汉译本的都读过。当然,后来没有汉译本的数学家传也看过些,仍然不多。 今天看到丘成桐回忆录的电子版,很开心。作者是丘成桐和 Steve Nadis 。书名为《一生之形:对宇宙隐秘几何的数学家追寻 ( The Shape of a Life: One Mathematician’s Search for the Universe’s Hidden Geometry ) 》。由耶鲁大学出版社 2019 年出版。 在书中,丘成桐谈了他的生活,包括数学。他自称有三个家,在哈佛旁、在北京城、在数学中。尤其是数学,是他的普世护照,超越了距离、语言和文化,让他瞬间走遍全球。这真是令人羡慕的境界。 除前言和尾声外,全书分 12 章。依次为:奔波青年 (Itinerant Youth) ,生活继续 (Life Goes On) ,来到美国 (Coming to America) ,近观卡拉比 (In the Foothills of Mount Galabi) ,进军巅峰 (The March to the Summit) ,回乡之路 (The Road to Jiaoling) ,特殊之年 (A Special Year) ,阳光圣地亚哥的弦与波 (Strings and Waves in Sunny San Diego) ,加盟哈佛 (Harvard Bound) ,亲履中土 (Getting Centered) ,超越庞卡莱 (Beyond Poincare) ,两种文化之间 (Between Two Cultures) 。书中还有不少图,既有与名家如陈省身杨振宁霍金合影,也有各种几何图形。 合作者 Steve Nadis 似乎是职业作家,与丘成桐还合作过 The Shape of Inner Space 和 From the Great Wall to the Great Collider 等。我都没有读过。 现在有这么多书看,我都想退休了。如稼轩词所谓 声名少日畏人知 老去行藏与愿违 山草旧曾呼远志 故人今又寄当归 何人可觅安心法 有客来观杜德机 却笑使君那得似 清江万顷白鸥飞 欲读书系列博文 欲读书之《希腊罗马名人传》 ( 部分已读 ) 欲读书之《英国史》 ( 未读 ) 欲读书之《大街》和《名士风流》 ( 已读 ) 欲读书之大卫·洛奇的教授小说 ( 部分已读 ) 欲读书之希腊神话和其他 ( 部分已读 ) 欲读书之《徐霞客游记》 ( 部分已读 ) 欲读书之《品园》 ( 已读 ) 欲读书之《东坡乐府笺》 ( 已读 ) 欲读书之《应物兄 ( 上下册 ) 》 ( 已读 ) 欲读书之《全宋词》
个人分类: 休闲阅读|5918 次阅读|2 个评论
[转载]不拿中国薪水,却立志帮中国成为数学强国,他是谁?
snow1007 2019-5-8 10:10
他33岁摘得世界最高荣誉,被称为数学王国的“凯撒大帝”;他香港长大,美国工作,却割舍不断对祖国的情感;他不拿薪水,担当国内四家数学科学中心主任;他直言不讳,批判数学界的学术腐败。 他就是数学家丘成桐。 香港长大 美国成名 可他的一颗中国心始终未变 1949年,丘成桐出生在广东汕头,同年随父母移居香港。父亲丘镇英曾是香港中文大学崇基学院的教师,丘成桐从小接受到良好的教育。然而在他14岁那年,父亲突然离世,家庭陷入了困顿。 丘成桐一边打工一边学习,17岁考入香港中文大学数学系,开始了他的数学之旅。因为成绩优异,丘成桐被推荐至美国伯克利大学深造,在那里得到了数学大师陈省身的言传身教。 数学博士毕业后,他定居美国。1979年,丘成桐受当时中科院数学所所长华罗庚的邀请,第一次访华。自出生之后的30年后,他再次踏上了祖国的土地。 丘成桐: 下飞机,我伸手摸了一下北京机场的地,我终于到了中国内地。 虽然丘成桐很早就离开中国到美国学习和工作,但他从小学习中国历史和哲学,喜欢吃中国菜、听中国话,对祖国的情感从没有因为离开而改变。 丘成桐: 我前些年去甘肃走丝绸之路,感觉很好,跟我在看历史书时的想法能够共鸣。我去英国看大英博物馆,去法国看罗浮宫,都很有意思,但引不起我的共鸣。 之后,丘成桐有意招收来自中国的博士研究生,为中国培养数学人才。他发现中国的大学教育没有做好,因为到哈佛数学系留学的中国学生水平往往不够。在博士资格考试中,其他国家的学生差不多能够达到满分,而中国学生只能拿到一半的分数。 于是,丘成桐在中国大学发起数学竞赛等人才培养计划。这些年,哈佛招收的中国留学生,数学水平提高了不少。 不拿薪酬 他只求对中国数学有贡献就行 上世纪90年代以后,丘成桐先后担任清华大学数学科学中心、香港中文大学数学研究所、中科院晨兴数学中心、浙江大学数学中心的主任。出人意料的是,丘成桐没有从中拿过任何薪水。 丘成桐: 我在这边是白干的,我觉得对中国数学有贡献就行了。钱拿了有什么好处呢,买一个房子,开一个好车子,吃饭好一点。我孩子长大了不需要这个钱,我的钱足够用了。 虽然不拿薪酬,但作为世界知名的数学大家,丘成桐却四处为数学研究机构筹集资金,呼吁各方支持数学科研。丘成桐直言,自己并不喜欢这样的活动。 丘成桐: 有些有资本做生意的人很骄傲,我不想理他们,有些人认为我在求他,其实对我自己没有好处,我是替这个国家着想。 我宁愿去旅行,好好欣赏大自然的风景、历史,这样会愉快很多。但是要将项目办好,我还是愿意花点儿功夫筹钱。 他规定中心科研人员不得兼职 称兼职是不负责任 丘成桐曾经对媒体表示,他生平立志只做好两件事情。 第一,做出一等的数学研究;第二,为中国数学教育服务,帮助中国成为数学强国。 在丘成桐的带动下,清华大学数学科学中心已经汇集了来自海内外的100多名优秀教师和科研人员,在数学前沿问题的研究、数学人才的培养等方面,影响力与日俱增。 通过各种方法,丘成桐给这些年轻的数学家尽量丰厚的收入,但明确规定,不准兼职。 丘成桐: 举个例子来说,哈佛大学给我的职位,除了休假的时间,是九个月薪水,假如我这九个月在其他地方兼职,就是犯法的。 很多教授到不同地方兼职,到兼职的学校一年可能顶多就去一个星期,可是拿钱还不少,这是完全不负责任的。学生看不到他,老师也看不到他,可是系里面要做什么事还要由他来做主,这是霸权,很不应当的事。 他说奥数培训机构是“工厂” 急功近利抹杀孩子兴趣 全社会对于数学科学重视程度的欠缺让丘成桐感到担心。丘成桐认为,中国家长大多数只希望孩子一生平安有钱,却不鼓励他们承担更多的责任。一些孩子明明在数学方面有天分有兴趣,家长却鼓励他们去念金融,因为金融能够赚钱。 在急功近利思想的主导下,原本应该是从孩子的兴趣出发,提高孩子思维能力和学习素养的奥数培训,全然变了样。 丘成桐: 美国的奥数培养是从兴趣方面来培养的。假设有几千个美国小孩子学奥数,至少有几十个是很好的,很有兴趣的。 但是中国学奥数的小孩子有两三个感兴趣的就不错了。奥校变成一个工厂,培养一些小孩子只能解决奥数的问题,完全不是培养兴趣的地方。 他指名道姓批评学术腐败 称中国数学教育正发生变化 多年来,丘成桐在接受媒体采访以及其他场合下,对于数学界的学术腐败问题以及其他不合理现象指名道姓进行批判,往往身陷舆论的旋涡之中。但丘成桐说,对此他并不后悔。 丘成桐: 这个事情我不做,没人敢做,问题就改不了。那我到中国来干吗?我看到大批天真同时有才华的小孩子,假如他们因为某种制度出不了头,我过意不去。 丘成桐的批判也确实带来了许多积极的改变。 丘成桐: 举个例子,有些名校十多年二十年前,教授不给本科生上课,现在都在教。 很多教育部的官员跟我讲,我讲的话他们都看了,他们也在改。 这几年中国政府对基本科学越来越重视。因为大数据也好,人工智能也好,背后全部都是数学。没有基本科学,中国的科技突破不了,总是要跟着人家后面走。
个人分类: 数学家|633 次阅读|0 个评论
读博记语(390)-“他的一段亲身经历”
zjzhaokeqin 2018-9-2 15:58
读博记语( 390)-“他的一段亲身经历” 赵克勤 读科学网 姬扬 博文《 谈谈《物理学家的睿智与趣闻》 》 , ( 链接地址 http://blog.sciencenet.cn/blog-1319915-1132267.html  ) 记语与评论如下: “ 我的一个朋友曾对我说过他的一段亲身经历。他叫伊戈尔·塔姆(1958 年诺贝尔物理奖获得者),当时是敖德萨大学一名年轻的物理教授。在红军占领敖德萨时期,有一天他跑到邻近一个被马赫诺匪帮的一支部队占据的村庄(当时马赫诺匪帮的士兵常在农村出没,骚扰红军),在他和一个村民为了六把银匙能换多少只小鸡讨价还价时,匪兵看见了他的城里人装束,就把他带到头头那儿。这是个满脸胡子的家伙,戴一顶高高的黑皮帽,宽阔的前胸交叉着两条机关枪子弹带,腰里别着两颗手榴弹。 “你这个狗杂种,你这个共产主义煽动分子,你想颠覆我们乌克兰祖国,对你的惩罚是处死。” “啊不!”塔姆慌忙分辩,“我是敖德萨大学的教授,来这里只是想弄点吃的。” “胡说!”那个头头吼道,“你算哪门子的教授?” “我教数学。” “数学?”头头说,“好吧,那你给我算算,要是把马克劳林级数取到第 n 项,会产生多大的误差,算出来就放你走,算不出就枪毙你。 塔姆简直不相信自己的耳朵 ,这分明是属于高等数学一个相当专门的分支学科里的高深问题。他哆哆嗦嗦地在枪口下算出了答案,交与头头过目。 “正确。”头头说,“现在我看出你真是个教授了,回家吧!” 这个人是谁?谁也不知道。如果他后来没有被杀死的话 ,那么他现在很可能正在乌克兰某座大学里教授高等数学呢。 ——《伽莫夫自传》” 评: ...数学家的睿智与趣闻...。
个人分类: 读博记语|930 次阅读|0 个评论
一本数学书的故事
热度 2 jlpemail 2018-4-20 14:57
一本数学书的故事 (籍利平编写) 1938 年,华罗庚带着一家人来到了云南省昆明市,担任西南联合大学的数学教授。城外20里,有一小村庄,全家人住在一个牲口圈上面的木楼里。牛蹭痒痒,木楼就摇晃;猪马同圈,马一踩猪,猪就尖叫。晚上,为了省油,煤油灯灯芯儿捻得小小的。有一回,农民送给华罗庚的妻子两个鸡蛋。她看到丈夫白天忙着教课,晚上还要写书,熬到深夜,实在是心疼,她就藏了一个鸡蛋在床下。夜深人静,孩子们都熟睡了之后,她把鸡蛋煮了给丈夫吃。华罗庚把鸡蛋分成五份,吃了一份,剩下四份留给妻子和孩子。华罗庚说,等我这本出了,咱们去割几斤肉,美美地吃一顿。要是还剩着钱,就给孩子们添几件新衣服,给我自己买两包烟抽。 1940 年年底,书终于完成了。他把书寄给了重庆的中央研究院,请求出版。好久没消息。他多次写信询问,对方拖了半年才告诉他:手稿被遗失了!30万字、 《堆垒素数论》 可是凝聚了他三年心血,点灯熬油才写成 啊! 听到这个消息,华罗庚气得大病了一场,在床上躺了半个月! 幸好,华罗庚在写完中文稿之后,1941又把它译成了英文。1942年,他把英文稿寄给了苏联数学家维氏。维氏很欣赏这本书,组织人翻译成了俄文, 1946年华罗庚访问苏联时审阅,1947年在苏联出版。后来,这本书陆续出了德文、英文、匈牙利和中文版,成为国内外数学家经常引证的经典文献。 陈景润在厦门大学图书馆做资料员。他问李教授该读什么书?李教授说,应读华罗庚的获奖书。书厚,不好携带。陈景润把书拆开读,读完之后再把它们装订起来,就这样,拆了读,读了再订。整整读了20多遍,有些章节读了40多遍。他对书中每一个公式、定理和证明都反复地验证。陈景润对书中的每一个定理与方法都了如指掌,运用自如,达到了烂熟于心的水准。他发现华罗庚著作的结果还可以改进,写成论文寄给了华罗庚。华罗庚很重视陈景润的研究成果,把他调入了中国科学院数学研究所。 后来,陈景润,也成了著名的数学家。 参考文献: http://www.kepu.net.cn/gb/hlg100/page_1.htm
个人分类: 科学书场|3366 次阅读|2 个评论
自动控制与人工智能的对话,之二
热度 5 zhuyucai1 2018-2-20 22:25
人工智能: 你认为这 60 年自动控制发展怎样? 自动控制: 控制学术界有很多里程碑式的工作。 1960 年代有状态空间模型和卡尔曼滤波; 1970-80 年代有系统辨识和自适应控制; 1980-90 年代有鲁棒控制。另一方面,自动化工业造出了 PLC 和 DCS 等工业控制计算机系统。 人工智能: 这些成果被广泛应用了吗? 自动控制: 嗯。。。没有。应用的绝大部分控制算法是 PID 。 人工智能: 我听说连高精尖的航空、航天和光刻机也用的是 PID 。 自动控制: 基本是。 人工智能: 是你们 60 年都做了没用的东西,还是 PID 太强大了? 自动控制 :都不是。是学术界和工业界的脱节。也有例外,模型预测控制的工业应用就很成功。 人工智能 :但预测控制是人家工业界自己研发的,跟你们学术界没几毛钱关系。工业界成功后,学术界才开始研究预测控制。 自动控制 :这你也知道啊!算我没说。 人工智能 :据我所知,当前工业控制使用的算法是 PID+ 预测控制,不需要你们控制学术界任何贡献。控制界是不是可以消失了? 自动控制 :真够损的!我们起码为工业界提供了人才。 人工智能 :最近翻了翻控制期刊,好像看数学期刊一样。你们为什么都把自己装成数学家? 自动控制 :这是多年来形成的一个潮流。 人工智能 :叫逆流还差不多。另外,你们还供着一个上帝。 自动控制 :上帝? 人工智能 :李雅普诺夫。你们现在是无李雅普诺夫不控制啊。 自动控制 :李雅普诺夫的稳定性理论很伟大。 人工智能 :任何一种理论被推向极端就会导致黑暗,包括上帝。 自动控制 :说得我脊梁骨冷飕飕的。 人工智能 :别搞控制了,加入人工智能吧。 自动控制 :机器感知。 人工智能 :感知就感知。你觉得控制还有前途吗? 自动控制 :就算走了一些弯路, 60 年的发展,形成了巨大的控制红利。红利一旦兑现,将产生空前的经济和社会效益。 人工智能 :请具体一点。 自动控制 :比如,基于模型的控制算法在各行业的推广,将产生空前的生产力。预测控制的成功已经在证明这一点。 人工智能 :靠什么推广这些模型控制技术? 自动控制 :靠建模技术和传感器技术。系统辨识是控制建模的主要手段,在控制界已有长足发展;传感技术却不是控制界单独能把握的。 人工智能 :这么说,控制也是前途光明喽。 自动控制 :总得乐观点吧!今后控制界要学习人工智能界的工作方式,以控制品质定胜负,而不是以定理论英雄。 人工智能 :你是说机器感知界吧?
9678 次阅读|6 个评论
阿狗传道——方程术
热度 5 dongmingwang 2017-12-19 11:30
上升下降 左右进退 互通变化 乘除往来 用假象真 以虚问实 错综正负 分成四式 必以寄之 剔之 余筹易位 横冲直撞 精而不杂 自然而然 消而和会 以成开方之式也 ——《四元玉鉴》序言 所谓方程术,就是方程求解的方法和艺术。方程是最最基本的数学表达式,可以用来描述各种已知与未知之间隐含着的数量关系。方程一词最早作为章名出现在公元前后成书的《九章算术》第八章。《九章算术》一书由刘徽在公元263年作注,是影响最为深远的中国古代数学典籍,其中对方程的论述尤为系统。方程的英文equation源自拉丁语,意思是含有未知数的等式。将方程限定的未知变元的量,即方程的解,通过巧妙的化简变换、推理演算,用显而易懂的形式表达出来,这一过程即解方程。解方程不仅需要行之有效的方法,而且还要有互通变化、用假象真、以虚问实、错综正负的技巧,因而是一门艺术。比中国的方程术更早一些,古埃及人3600年前写在草纸上的数学问题,也涉及了含未知数的方程。从刀耕火种的古代到科学技术日新月异的今天,人们对方程和方程组求解的热情依然未减。这里我们从符号计算的角度,为读者讲讲方程术的故事。 我们的故事从一元线性方程ax+b=0讲起,它的解x=-b/a人人皆知,而一元二次方程ax 2 +bx+c=0的求根公式,人们也耳熟能详。事实上,用配方法求解二次方程的思想早在巴比伦时代就已为人所知。在《九章算术》勾股一章中,配方法也被用来求解具体方程。可是,三次方程如何求解呢?这个问题的研究在很长一段时间内都没有任何进展。甚至到了1494年还有数学家认为一般三次方程不可能用根式求解。1535年,三次方程的求根公式才第一次出现在J. Cardan的名著《大术》 (Ars Magna)中。据说Cardan的方法是基于另一位数学家N. Tartaglia的研究所得。当时Tartaglia宣称自己能求解一般三次方程,并因此赢得了一系列的学术挑战。声名大噪的Tartaglia引起了Cardan的注意。在Cardan再三恳求甚至发誓对此保密之后,Tartaglia将自己的方法写在一首晦涩的25行诗文中透露给了Cardan。经过仔细的研究,Cardan破译了藏在诗中的秘密并将三次方程的根式求解方法发表在他的名著《大术》中。《大术》中还给出了一元四次方程的求根公式,它是由Cardan的学生L. Ferrari首先发现的。有兴趣的读者不妨自己尝试一下如何导出三次和四次方程的求根公式。 三次和四次方程的求解问题在数学舞台上落下帷幕之后,如何用根式求解五次方程很快变得扑朔迷离。在接下来的两个多世纪中,很多杰出的数学家尝试过不同的方法,试图揭开谜团,可是用根式求解一般五次方程的企图都失败了。数学家们开始质疑,五次以上的方程到底有没有根式解?这个问题在两个天才数学家登上历史舞台之后才得到回答。 1826 年,24岁的挪威数学家N.H. Abel用反证法证明了一般五次方程是不可能根式求解的。Abel这位伟大的数学天才1802年生于一个贫穷的牧师家庭,他的一生也都与贫穷为伴。21岁时,他发现一般五次方程无法根式求解,但是由于他提出的群论太超前,当时无人问津。Abel自筹经费印刷了他的论文。为了节省成本,他将文章压缩成六页,寄给了德国大数学家 J.C.F. Gauss,却没有得到任何回应。Abel虽然成就极高,但一生都不得志,无法获得教席专心从事研究。1829年,Abel因为过度贫穷染上肺结核离世,那一年他才27岁。Abel去世两天之后,来自柏林大学的聘书却寄到了他的家中。 在Abel之后,人们已经知道五次以上的一般方程不可能用根式求解,但是有很多特殊的方程,譬如x 5 =1,它们是可以根式求解的。到底哪些方程可以根式求解,哪些方程不可能根式求解呢?判定是否可以根式求解的依据又是什么? 回答这些问题的是另一位天才数学家E. Galois。Galois生于1811年,15岁时进入巴黎一所著名的公立中学。他对别的科目都不感兴趣,唯独对数学情有独钟。Galois深入研读了J.-L. Lagrange,J.C.F. Gauss,A.-L. Cauchy和N.H. Abel的著作,并于1829年在他不足18岁时将其研究成果写成了两篇论文呈送到法国科学院。这两篇文章由Cauchy审稿,但却石沉大海,没有下文。1830年,Galois又提交了另一篇精心写成的论文;这一次论文被送到了J. Fourier那里,而之后不久Fourier就去世了,这篇文章也下落不明。1831年,在S.D. Poisson的提议下,Galois又给法国科学院呈送了一篇新写的文章《关于用根式解方程的可解性条件》。可惜的是,该文的审稿人Poisson和S.F. Lacroix尽了最大努力但仍无法理解Galois的证明,于是文章又被退了回来。Galois一生叛逆不羁、曲折坎坷,他两次投考法国综合理工都名落孙山。传说他对考官给的题目毫无兴趣,甚至将擦黑板的抹布扔到了考官的脑袋上。看似合理一些的解释是,Galois在逻辑推理中跳跃太多,使得水平不高的考官跟不上他的思路。Galois曾两次入狱,最后在1832年的一场几近自杀的决斗中不幸身亡,年仅21岁。自知必死的Galois在他决斗前三夜狂笔疾书,将他所有数学成果都记录下来,并在笔记旁多次绝望地写下了潦草的字迹“我没有时间了”。Galois去世之后,他的文章被法国数学家J. Liouville整理修订后发表在《数学杂志》上。至此一元高次方程的根式可解性问题才画上了完美的句号。 Galois和他的手稿 因为他们的理论都引入了“群”这一开创性的概念,Galois和Abel被并称为现代群论的创始人。Galois完整地解决了一元多项式方程的根式求解问题,并由此建立了抽象代数的主要分支Galois理论。Galois理论的主要思想是通过联系域扩张与Galois群,将域的问题转化为群的问题;后者的研究相对容易。Galois基本定理表明,一般或特殊多项式根式可解当且仅当其对应的Galois群是可解的。简单地说,有理数域上的每个方程都有其对应的Galois群,它是方程根的置换群或其子群。因此一个多项式方程是否有根式解的问题就转化为该方程根的置换群或其某个子群是否可解的问题,而置换群及其子群的可解性有比较一般的判定方法。 Galois 理论的发现,展示了数学天才强大的创造力和想象力,它是人类数学史上浓墨重彩的一笔。令人惊叹的是,一元五次方程的根式可解性,这样一个看上去如此简单而易于理解的问题,其解答却是如此丰富而深刻,为近代数学的发展树立了永恒的丰碑。 既然高次方程的解不一定能用根式表示,那么如何表示方程的解呢?首先我们可以用数值方法求出方程的近似解。这样的数值方法有牛顿迭代法、连续同伦法等,它们的效率相对较高,但也有各自的弱点。从符号计算的角度来说,如果我们希望精确地表示多项式方程的实根,那么可以使用实根隔离的方法。其思想是求得实数轴上的一系列不相交的有理区间,使得所给多项式的每个实根都包含在某个区间内,而且每个区间恰好包含一个实根。由于区间的长度可以任意缩小,我们可以用这些精确的区间来表示该多项式方程的全部实根。比较经典的实根隔离算法主要基于Sturm定理和Descartes变号法则,后者是已知的最快算法。 一个多元多项式方程总有无穷多个复解,那么如何判断它是否有实解、是否有有理数解呢?这也是很不简单的问题,前者涉及到多元多项式的正定性判定问题,而后者是Diophantine方程解的存在性判定问题。由A. Wiles于1995年证明的Fermat大定理就是断言方程x n +y n =z n 在n2时不存在非零整数解。围绕Fermat大定理,这个曾经困扰了数学家358年的著名猜想,有什么样的故事呢?关于方程求解,还有哪些有趣的问题呢?请读者关注本文的后半部分:方程术(续)。 ( 本文图片均来自网络) (徐娟) 来源: 阿狗数学AlgoMath
个人分类: 阿狗数学|10069 次阅读|5 个评论
[转载]三位中国数学家与图灵的故事
Fangjinqin 2017-9-2 21:29
GRChen 周末阅读 721 - 724.zip
个人分类: 人物素描|1379 次阅读|0 个评论
计算机时代的数学家应该有新思维了
热度 2 accsys 2017-6-4 05:51
计算机时代的数学家应该有新思维了 姜咏江 我在 2016 年提出的“专家排序法”( http://blog.sciencenet.cn/blog-340399-995138.html http://blog.sciencenet.cn/blog-340399-993790.html ) 居然没有得到国内数学家们的重视。很奇怪,在计算机时代,或者说在用计算机进行计算的时代,数学家们不研究一下限位数的理论和方法,恐怕要落伍了。 按照非机器计算的思维方式,一般对 n 个数进行排序去重,要访问 n !次。姜咏江提出的专家排序法,只要进行 n 次数据迁移就可以达到目的。这不是一种快速的排序去重方法吗?为了研究 SAT 问题的子句消去法的多项式时间复杂度,姜咏江才研究了限位数在计算机中的排序去重问题。这才有了专家排序法。 子句消去法在进行子句消去过程中,会出现 k 个变量组成的子句重复。例如从 3 个变量的子句,由于消去了一个变量就变成了 2 个变量的子句,加上原有的 2 个变量的子句就可能出现重复。 n 个变量的 3 阶子句中与某个 2 阶子句块相同的子句最多只有一个变量不同,所以子句最多有 n(n-1) 个,而 2 阶子句块的子句最多只有 4 个,我们总需要一一进行比较吗?显然傻子才会这样做!因为这时只要判断那些数中 00 , 01 , 10 , 11 就可以了。当这 4 个数都出现之后,就不用再操作了。如果最后都未全部出现,也不会超过比较 n(n-1) 这个二次多形式时间而已,为了去掉重复,而不用是 n !次。这就是限位数排序的原理。 计算机中的数是限制在固定位数作为处理单位的。一般的数据类型是计算机处理器或存储器存储单元位长的倍数。因而用限位数排序,即姜咏江提出的专家排序法就是这个原理的运用。 在证明子句消去法是一个多形式时间算法中,我运用了专家排序法。据说证明 SAT 问题是多项式时间复杂度算法,必须有数学家们的认可。故写出此博文加以提醒。计算机普及时代的数学家,研究限位数的理论和方法,抛弃连续性,研究纯离散的数字表示,这是广泛存在的计算理论,也是当务之急。 文中所用言辞及写入自己的名字,是为防网络界不当操作行为而为之,望读者见谅。 哎,做创新的学问真难! 2017-6-4
个人分类: 相关计算|4163 次阅读|6 个评论
老校长
热度 2 liyou1983 2017-6-2 12:55
前几日去学校,在人行道上又看到了时常可见的老校长。清癯如昔,头发斑白, 1929 年出生,年近九十了,有时骑那辆破旧的老式飞鸽二四女车,有时走着,步履仍很轻快。每次碰到,笑笑,或默默注视。工作上从未直接接触,他肯定不认识我,但经过那个时代的我们都认识他! 1983 年 9 月入学不久,新从东北调来了陈静波书记。学校是所谓的京城老校,从清末的维新图存,到民国的五四、三一八、一二九,既尊重民主、科学精神,又高揭爱国、进步大旗,更是反右、大跃进、文革的老大难单位。自陈垣老校长 1966 年靠边, 1971 年去世,十多年间没有校长,而大学没有校长似乎也可以运行。(严格来说, 1967 年上台的谭主任也相当于校长。) 1984 年 5 月,才从南开大学调入了新校长,苏联莫斯科大学 1958 年数学副博士, 1977 年从讲师破格提为教授, 1982 年国家自然科学奖三等奖和天津市劳动模范。说来话长,新校长也算学校的女婿,谭得伶老师长期在校讲授俄国语言文学。来之前,传说天津对他有两种安排,副市长或校长。他说,还是老本行吧。 正值改革开放之初,高校的教学、科研、后勤、管理等因长期动乱,破坏停滞多年,不尽如人意处尚多。校长身历新旧社会,留学苏联多年,长期从事教学和研究工作,深知高校发展的困难和目标。到任不久,提出了高水平、多贡献、严管理、好校风的办学思想。 年轻人自是精力旺盛,敢想敢干。不知道当时蜗居筒子楼、数人一间集体宿舍的教师何样感受,大学生埋头苦读之余,指点江山,意气风发,常常就家事国事天下事慷慨激昂。加上风气宽松,每年都会发生几起小故事或小事件。那时的校长,尽管很少创收、挖人、跑项目、盖大楼,但业务过关,为人师表,领导有方。关键时刻,还要反左、防右、救火,秋后少算账。 某年寒假前,因为食堂饭菜,学生们罢吃。大中午了,几个食堂的饭菜都端到了窗台,但窗前只有稀稀落落的几个人。有关部门着急,校长来了,系上围裙,拿起大勺,亲自盛菜打饭。同学们哪承受得了,一场风波很快化为无形。 1986 年 12 月,上海、安徽等地又发生了资产阶级自由化。年底的某个夜晚,同学们放眼校外,群情激奋,准备集体散步。校长闻讯,劝说无效,就走在了队伍中,一路同行。那个夜晚,寒冷、激动、热闹,年近六十的校长,还有他的学生,散步到了京城四校的另三所学校,天亮了才返回。 长期在学校工作,经历过文化沦丧的惨痛,深知教育的重要和教师的辛苦。北大老,师大穷,燕京清华可通融。师范学校和师范生的清苦由来已久,师大自 1954 年迁址至 1987 年,经费紧张,长期没有新建一座楼。新时代的校长,要抓好教学、科研,就必须全面吸引人才、改善硬件,而这都需要大量筹资! 他来师大之前,知道教育部已经给北大、清华、复旦等大学增拨 1 亿元,但没有师大等学校的份,就到教育部、国家计委等各个单位为师大反复争取,每次见到中央领导就要钱,虽然惹了很多不高兴,最终也没有落实。 1984 年 12 月,他提出了设立教师节的想法,并和学校的几位老教授联名建议,很快获得全国人大的批准,终于为全国教师争得了一个节日。 次年 9 月 9 日 (不是 10 日!),第一个教师节庆祝大会在学校的东操场举行。前几天就通知,总理要来,操场的栏杆、地面赶紧略加整理。当天上午,雨过天晴,秋阳高照,土地湿润,八层老主楼还是附近的最高建筑。九点多,赵总理一行来到东操场,站在西面主席台上致礼、讲话,全体师生搬个小板凳对面坐着,班上两位女生还临时到讲台上充当服务生,会场简朴、大方、轻松、自在,一切似乎照常,秩序却也井然。 主席台上挂着“北京师范大学庆祝教师节大会”红底白字横幅。前排,左边蓝色西装、傲骄洋溢的是校长,右边灰色中山装、一脸严肃的是书记。赵总理一身银灰,站在西装与中山装之间,向台下师生挥手致敬。西装与中山装,虽是不经意的意象组合,却又颇有意味。从书记的中山装到校长的西装,似乎也象征着中国从传统转入现代,从封闭走向开放。旧时代虽然刚刚告别,转型发展似乎不可逆转,中国终于迎来了民主科学的春天。 那天,台上台下,师生、官民皆衣着朴素,神态自然,环境轻松,人们曾经何等的沉着、自信、阳光、单纯!台下竟然大胆地举起了“教师万岁”,而不是“总理您好”、“总理万岁”的标语。八十年代,劫后归来的八十年代,拨乱反正的八十年代,意气风发的八十年代,改革开放的八十年代,生机尚存的八十年代,波诡云谲的八十年代,戛然而止的八十年代! 校长关注科学普及,关心学生成长。他 1978 年出版、不断印刷和再版的《科学发现纵横谈》,影响了一代又一代学生。 1987 年,他将稿费和奖金捐助江西家乡母校小学。 90 年代,他每月将 100 元现金放在博士生信箱,资助学生生活,那时候大学毕业生的工资也就 70 元! 1989 年 5 月,校长适时退了下来,仍然教书、研究,在概率论等领域做出了新的成果。还常常慢悠悠地骑着飞鸽二四自行车,上班,买菜,散步,一位平平常常的知识分子。遇到认识或不认识的师生,注目,一笑笑,极温和,有风度。 或许,时代不同,体制变化,蔡元培、张伯苓、陈垣、傅斯年、茅以升、陈序经式的旧校长已不可再现,但宽厚、开明、认真、正直,还应当是每一位公民、每一位知识分子的基本品质! 这些年,大学日新月异,校长一任又一任,但让人记住的并不很多,见到他们也不容易。
1544 次阅读|5 个评论
[转载]看看这10个数学家的逆天童年
if229 2017-6-1 16:51
看看这10个数学家的逆天童年 什么人能过六一儿童节?不同人可能给出不同的答案。如果按我们中国相关法规的说法,未满14周岁的公民都会在当天放假一天。好吧,如果14岁是否还是“宝宝”的界限的话,那么本宝宝哆嗒君一起来和大家盘点10位数学家,他们的孩提时代都做了啥。( 2017-06-01 哆嗒数学网 ) No. 10 祖冲之: 10岁豪言,不求升官发财,只求得知宇宙之奥秘 No. 9 泊松:襁褓中就开始摇摆,于是成为研究摆的顶级专家 No. 8 柯西:拉格朗日对他爹说,数学可以先缓缓,因为他逆天是必然 No. 7 张衡:从小就开始数星星 ,能数到1000+ No. 6 图灵:3岁做实验,8岁写著作 No. 5 高斯:老师说,这孩子太牛,我教不了 No. 4 维纳:9岁上中学,12岁中学毕业 No. 3 帕斯卡:12岁自己推出欧几里德的几何定理,13岁发现“帕斯卡三角形” No. 2 陶泽轩:8岁上中学,12岁IMO金牌 No. 1 欧拉: 9岁自学《代数学》,13岁上大学 来源: http://www.my0538.com/2017/0601/349567.shtml 2017-6-1
个人分类: 谈教育|2112 次阅读|0 个评论
深度学习时代的计算机视觉
热度 1 zsfreefly 2017-5-11 17:27
在上世纪50 年代,数学家图灵提出判断机器是否具有人工智能的标准:图灵测试。图灵测试是指测试者在与被测试者(一个人和一台机器)隔开的情况下,通过一些装置(如键盘)向被测试者随意提问。进行多次测试后,如果有超过 30% 的测试者不能确定出被测试者是人还是机器,那么这台机器就通过了测试,并被认为具有人类智能。 图灵测试一词来源于计算机科学和密码学的先驱阿兰·麦席森·图灵写于 1950 年的一篇论文《计算机器与智能》,其中 30% 是图灵对 2000 年时的机器思考能力的一个预测,但是从图灵测试提出来开始到本世纪初, 50 多年时间有无数科学家提出很多机器学习的算法,试图让计算机具有与人一样的智力水平,但直到 2006 年深度学习算法的成功,才带来了一丝解决的希望。 前深度学习时代的计算机视觉 为什么深度学习之前,传统计算机视觉算法在人脸识别、跟踪、目标检测等诸多领域没有达到深度学习的精度呢?回答这一问题,需要我们先了解传统算法的特点。 对于视觉算法来说,大致可以分为以下4 个步骤:图像预处理、特征提取、特征筛选、推理预测与识别。计算机视觉可以说是机器学习在视觉领域的应用,所以计算机视觉在采用这些机器学习方法的时候,不得不自己设计前面 3 个部分。但对任何人来说这都是一个比较难的任务。 传统的计算机识别方法把特征提取和分类器设计分开来做,然后在应用时再合在一起,比如如果输入是一个摩托车图像的话,首先要有一个特征表达或者特征提取的过程,然后把表达出来的特征放到学习算法中进行分类的学习。 过去20 年中出现了不少优秀的特征算子,比如最著名的 SIFT 算子,即所谓的对尺度旋转保持不变的算子。它被广泛地应用在图像比对,特别是所谓的 structure from motion 这些应用中,有一些成功的应用例子。另一个是 HoG 算子,它可以提取物体,比较鲁棒的物体边缘,在物体检测中扮演着重要的角色。 这些算子还包括Textons , Spin image , RIFT 和 GLOH ,都是在深度学习诞生之前或者深度学习真正的流行起来之前,占领视觉算法的主流。 这些特征和一些特定的分类器组合取得了一些成功或半成功的例子,基本达到了商业化的要求但还没有完全商业化。比如指纹识别算法、基于Haar 的人脸检测算法、基于 HoG 特征的物体检测。但这种成功例子太少了,因为 手工设计特征需要大量的经验,需要你对这个领域和数据特别了解,然后设计出来特征还需要大量的调试工作 。说白了就是需要一点运气。 另一个难点在于,你不只需要手工设计特征,还要 在此基础上有一个比较合适的分类器算法 。同时设计特征然后选择一个分类器,这两者合并达到最优的效果,几乎是不可能完成的任务。 深度学习时代的计算机视觉 深度学习的前世 深度学习网络的最初原型是人工智能领域的大牛Lecun 在 1998 年 ATT 的实验室时发明出来的,当时用这一网络进行字母识别,达到了非常好的效果。 我们不禁要问:似乎卷积神经网络设计也不是很复杂,98 年就已经有一个比较像样的雏形了。自由换算法和理论证明也没有太多进展。那为什么时隔 20 年,卷积神经网络才能卷土重来,占领主流? 这一问题与卷积神经网络本身的技术关系不太大,与其它一些客观因素有关。 首先,深度卷积神经网络需要大量数据进行训练。网络深度太浅的话,识别能力往往不如一般的浅层模型,比如SVM 或者 boosting ;如果做得很深,就需要 大量数据 进行训练,否则机器学习中的过拟合将不可避免。而2006 年开始,正好是互联网开始大量产生各种各样的图片数据的时候,即视觉大数据开始爆发式地增长。 另外一个条件是运算能力。卷积神经网络对计算机的运算要求比较高,需要大量重复可并行化的计算,在当时CPU 只有单核且运算能力比较低的情况下,不可能进行个很深的卷积神经网络的训练。随着 GPU 计算能力的增长,卷积神经网络结合大数据的训练才成为可能。 最后一点就是人和。卷积神经网络有一批一直在坚持的科学家(如Lecun )才没有被沉默,才没有被海量的浅层方法淹没。最后终于看到卷积神经网络占领主流的曙光。 深度学习的今生 深度学习的概念由Hinton 等人于 2006 年提出,具备天时地利人和的深度学习从此一发不可收拾,其在计算机视觉的诸多领域取得的效果远超传统机器学习算法,包括 人脸识别、图像问答、物体检测、物体跟踪 。 人脸识别方面,工作比较超前的是汤晓鸥教授,他们提出的DeepID 算法在 LWF 上做得比较好。最新的 DeepID-3 算法,在 LWF 达到了 99.53% 准确度,与肉眼识别结果相差无几。 物体检测方面,2014 年的 Region CNN 算法、 2015 年的 Faster R-CNN 方法、 FACEBOOK 提出来的 YOLO 网络、在 arXiv 上出现的最新算法叫 Single Shot MultiBox Detector 在识别精度和速度上均与较大提升。 物体跟踪方面,DeepTrack 算法是第一在线用深度学习进行跟踪的文章,当时超过了其它所有的浅层算法。此后越来越多的深度学习跟踪算法提出。
4322 次阅读|1 个评论
[转载]追忆吴文俊:“没有人间烦恼”的数学家走了
dongmingwang 2017-5-7 22:59
打开中科院数学与系统科学研究院的网站,黑白色的首页顶部,一则讣告宣告了一个沉痛的事实——中国科学院院士、首届国家最高科技奖获得者吴文俊,因病医治无效,于2017年5月7日逝世,享年98岁。 一直期待着为老师庆祝生日的中科院数学与系统科学研究院研究员高小山没想到,记忆中开朗、乐观、一直“乐呵呵”的老师吴文俊,就这样离去了。而再过5天,便是他98岁的生日。 想回家过生日 就在4天前,5月3日,中科院院长、党组书记白春礼从蒙古国访问返京后,便匆匆从机场赶到医院看望吴文俊。白春礼一直牵挂着吴文俊的病情,4月11日就曾前往医院进行探望。 事实上,不仅仅是白春礼等中科院领导,许多人都为吴文俊的病情忧心,这其中也包括吴文俊的好友中科院院士、中科院数学与系统科学研究院研究员林群。虽然牵挂,但林群却告诉《中国科学报》记者,他不敢前去探望。 “上次他生病住院,我们去看他,他都要下床送到门口,后来他生病我们都不敢去看他,怕帮倒忙。”林群说。令他“痛心”的是,吴文俊这次没能健康地走出医院。 同样期望吴文俊尽快康复、走出医院的高小山,差不多每个月都会去看看吴先生。他告诉记者,吴先生年纪大了之后,在他生日时陪他一起吃个饭聊聊天,是他们每年必做的事。 “今年虽然没有什么特别的计划,但我们也希望能在吴先生过生日时,按照往常一样陪他坐一坐,简单地为他庆祝一下。”高小山说。遗憾的是,这个愿望终究没能实现。 记者了解到,3月25日吴文俊因脑出血入院治疗,此后身体恢复良好,4月底他甚至还表示,想回家过生日。然而,5月初他的身体状况急转直下,回家的心愿最终落空。 一辈子纯粹做学问 回忆起和吴文俊打交道的点滴,林群一直强调,吴文俊是一个非常“单纯、纯粹”的人,而这种纯粹更多地体现在他不争荣誉、“一心一意做工作”上。 林群评价吴文俊完全“没有人间的烦恼”,因为他从来不为自己争取什么。“第三世界科学院院士也是别人给他的,他自己都不申请。”林群举例说。 事实上,在很多人眼里,吴文俊“一辈子就是在做学问,在一心一意做学问”,世间纷扰似乎都与他无关。“我们知道他的品格,但也学不到。”林群说。 吴文俊的学生、北京航空航天大学教授王东明也坦言,吴先生的纯粹体现在他“以事业为乐趣”的治学态度上,更体现在他的治学态度对下一辈所产生的示范效应中。 “我最初写论文时,英文不好,拿给吴先生看,他坐在那儿帮我改了一两个小时,这件事对我触动很大。”王东明回忆说。 时隔多年,吴先生为自己改文章的那一幕,仍深深刻在王东明的脑海中。直到现在,王东明写文章都非常注意,也采取同样的方式在影响自己的学生。 “大师治学的风范对我的影响非常非常重大。”他说。 复兴中国数学是最大心愿 林群记忆中的吴文俊,还是一个非常有爱国情怀的人,用他的话说,吴文俊是一位“强烈的爱国主义者”。 事实上,回看吴文俊的一生,他对国家的热爱不仅仅体现在毕业后从未想过留在国外的爱国方式上,更是浸润在他一生致力于复兴中国数学的强烈心愿中。 王东明告诉记者,吴文俊在法国时就是布尔巴基学派的成员之一,他看到了法国青年学者为复兴法国数学所做的巨大努力,也萌生了推动中国数学复兴的想法。 “吴先生主张中国数学要发扬自己的传统特色,要有自己的方向,不能光跟在别人后面跑。”王东明说,“吴先生最大的心愿就是让中国数学复兴,让中国古代数学的辉煌能够重现。” 正是基于这样的思想,吴文俊十分注重创新,注重对数学发展的真正贡献。一心装着中国数学发展前景的吴文俊,总是以他独特的方式站在数学发展的前沿。 高小山介绍称,20世纪50年代,在拓扑学刚刚起步时,吴文俊便站在拓扑学发展的最前沿;到20世纪70年代,他看到了信息时代数学与计算机结合的重要性,又再次冲向了这个创新的桥头堡。 通过自己在拓扑学、数学机械化等领域的研究,吴文俊迅速将中国在这些领域的数学带到了世界领先的水平,也为他实现复兴中国数学的心愿奠定了坚实的基础。 “我们希望能够传承吴先生的学术思想和爱国情怀,尽最大努力继续推动中国数学的进步和发展。”王东明说。 如今“中国学派”的说法已经见诸科技文献,吴文俊及其后辈中国数学家的国际影响正逐步扩大,这或许是对吴先生最大的宽慰。 (王佳雯) 来源: http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/5/375574.shtm
1637 次阅读|0 个评论
[转载]人工智能名人堂第18期 | 数学极客-哥德尔
Kara0807 2017-3-10 08:04
人工智能名人堂第18期 | 数学极客-哥德尔 丘吉尔曾说过, “The longer you can look back, the farther you can look forward. ( 回顾历史越久远,展望未来就越深远 )” ,为纪念人工智能领域做出杰出贡献的先辈与开拓者们,鼓励更多后起之秀投身该领域,人工智能国际杂志《 IEEE Intelligent Systems 》自 2006 年始至今陆续推选出了 60 位人工智能专家 。德先生自 10 月 31 日起,已定期于每周一在微信公众号( D-Technologies )上发布人工智能名人堂 60 位成员的相关介绍。往期内容可查看延伸阅读。 人工智能名人堂第18期的主人公是 爱因斯坦 一直找寻的谈伴,并被爱因斯坦视为知音的哥德尔。库尔特·哥德尔(Kurt Gödel)生于捷克的布尔诺,卒于美国普林斯顿。早年在维也纳大学攻读物理、数学,并参加哲学小组活动。1930年获博士学位。其博士论文证明了「狭谓词演算的有效公式皆可证」。之后在维也纳大学工作。1938年到美国普林斯顿高等研究院任职,1948年加入美国籍。1953年成为该所教授。哥德尔发展了 冯.诺伊曼 和伯奈斯等人的工作,其主要贡献在逻辑学和数学基础方面。 幼年时的哥德尔(左二)与家人 少年时光 目前发现的哥德尔的最早文字记录是他的小学数学练习本,大约时间是 1912 年,那时哥德尔 6 岁。最逗的是他有道题算错了, 4-1=4 。又擦掉重做。这么大的数学天才小时候也是一步一步走出来的。 8 岁时,哥德尔患上了严重的风湿性关节炎。他好追根究底的天性促使他钻研了解这种疾病,并知道了它可能的副作用,包括它对心脏的损害。尽管医生告知他得病后并未留下后遗症,他还是相信他的心脏受到损害。 这一点成为他以后生活中一直坚守的一个顽固信念,同时也成为了他后来疑病症的来源。 中学时期,哥德尔在数学和几何方面的才能初显, 16 岁就开始阅读康德的著作。他认为康德对他的智力发展具有塑造作用。这一时期,由于富裕和很高的社会地位,哥德尔一家并没有受到一战战后重建的太大干扰,这也为哥德尔的不断求学打好了物质基础。 哥德尔与妻子 青年生活 哲学界一个有意思的话题是有影响的哲学家大学本科是什么专业的。 1924 年 7 月,哥德尔进入了维也纳大学。最开始哥德尔的主修专业是理论物理,但听了菲利普 - 富特文格勒的数学课后,他便转到了楼下的数学系。在数学系,不时的替主讲教授讲课,或者指点低年级的小萌新,对于哥德尔来说已经是常事。与此同时,他还选修了富特温勒的数论课,这激发他将数论方法应用于逻辑 —— 以自然数表达逻辑和数学命题,现在叫做 “ 哥德尔化 ” 。 1929 年,哥德尔与大他 6 岁的阿黛尔结婚。哥德尔太太阿黛尔曾是夜总会舞女,她到美国后总对人说她是跳芭蕾的。殊不知美国人也了解欧洲战前文化,说跳芭蕾比夜总会也高不了多少。哥德尔朋友们对她的看法是 “ 说话尖酸,粗鲁暴躁 ” 。但哥德尔被她通情达理的气质和乐观的天性深深吸引。即使这么内向的人,外人在时,哥德尔也经常晒幸福,让人家受不了。 定理的证明方法 哥德尔不完备定理 20 世纪 20 年代,在集合论不断发展的基础上,大数学家 希尔伯特 向全世界的数学家抛出了个宏伟计划,其大意是建立一组公理体系,使一切数学命题原则上都可由此经有限步推定真伪,这叫做公理体系的 完备性 ; 希尔伯特还要求公理体系保持 独立性 和 无矛盾性 。希尔伯特的计划也确实有一定的进展,几乎全世界的数学家都乐观地看着数学大厦即将竣工。 正当一切都越来越明朗之际,突然一声晴天霹雳。 1931 年,在希尔伯特提出计划不到 3 年,年轻的哥德尔就使希尔伯特的梦想变成了令人沮丧的噩梦。哥德尔证明 : 任何无矛盾的公理体系,只要包含初等算术的陈述,则必定存在一个不可判定命题,用这组公理不能判定其真假 。也就是说, 无矛盾 和 完备 是不能同时满足的 ! 这便是闻名于世的哥德尔不完全性定理。 哥德尔不完全性定理一举粉碎了数学家两千年来的信念。他告诉我们, 真与可证是两个概念。可证的一定是真的,但真的不一定可证 。某种意义上,悖论的阴影将永远伴随着我们。无怪乎大数学家外尔发出这样的感叹 : 上帝是存在的,因为数学无疑是相容的 ; 魔鬼也是存在的,因为我们不能证明这种相容性。 但是哥德尔不完全性定理的影响远远超出了数学的范围。它不仅使数学、逻辑学发生革命性的变化,引发了许多富有挑战性的问题,而且还涉及哲学、语言学和计算机科学,甚至宇宙学。 2002 年 8 月 17 日,著名宇宙学家 霍金 在北京举行的国际弦理论会议上发表了题为《哥德尔与 M 理论》的报告,认为建立一个单一的描述宇宙的大统一理论是不太可能的,这一推测也正是基于哥德尔不完全性定理。 有意思的是,在现今十分热门的人工智能领域,哥德尔不完全性定理是否适用也成为了人们议论的焦点。 1961 年,牛津大学的哲学家卢卡斯提出, 根据哥德尔不完全性定理,机器不可能具有人的心智。 他的观点激起了很多人反对。他们认为,哥德尔不完全性定理与机器有无心智其实没有关系, 但哥德尔不完全性定理对人的限制,同样也适用于机器倒是事实。 哥德尔不完全性定理的影响如此之广泛,难怪哥德尔会被看作当代最有影响力的智慧巨人之一,受到人们的永恒怀念。美国《时代》杂志曾评选出 20 世纪 100 个最伟大的人物,在数学家中,排在第一的就是哥德尔。 哥德尔与爱因斯坦 换国籍的小故事 1948 年,哥德尔决定加入美国籍,为此,他特地仔细研究了美国宪法,准备参加入籍考试。在考试的前一天,哥德尔打电话给他的朋友著名数学家、经济学家摩根斯顿,他以惊愕有十分激动的口吻告诉后者,他在美国宪法中发现了一个逻辑漏洞,利用这个漏洞,他可以把美国变换为一个专制制度。摩根斯顿和爱因斯坦第二天将一同作为哥德尔入美国籍的证人(那时入籍要证人),两人都建议哥德尔不要在移民官面前提这事。 第二天,爱因斯坦,摩根斯顿和哥德尔驱车前往联邦法院面试。面试中,法官简直被哥德尔如此庞大的亲友团惊呆了,甚至打破常规让两位证人一直坐着。 法官一上来就对哥德尔说: “ 到目前为止你一直拥有德国国籍 ……” 哥德尔马上纠正法官,指出他是一个奥地利人。法官不觉得怎么尴尬,接着说道: “ 不管怎么说,那个国家曾在罪恶的专制制度下 …… 不过幸运的是,这在美国几乎是不可能的。 ” 当专制这个词蹦出来,哥德尔按捺不住大声喊叫: “ 恰恰相反!我知道专制在美国如何发生!而且我可以证明它!!! ” 根据各种流行的说法,当时不但爱因斯坦和摩根斯顿,连法官也都一起努力让哥德尔安静下来,以免他继续就他的 “ 发现 ” 发表详细而冗长的谈话。最后,由于亲友团的强大影响力,哥德尔还是拿到了美国国籍。 晚年生活 50 年代后,哥德尔的身体健康问题和精神问题越发严重。哥德尔晚年不相信别人做的饭菜,但太太阿黛尔也病倒了,没法照顾他。他只能吃些很简单的食物。一次王浩去看他,带了些他太太做的鸡肉,他事先通知哥德尔他会来。但他到后,哥 德尔 却怀疑地看着他,拒绝开门。王浩只得把鸡肉放在门口台阶上离去。也不知哥德尔吃没吃。 哥德尔逝世前一个月,王浩到他家去看他。他的头脑依然敏捷,看不出大病。他对王说: “ 我已经失去做肯定判断的能力了,我只能做否定判断 。 ” 临死前三天,王浩打电话给住院的哥德尔,他彬彬有礼,但语气淡漠。此时哥德尔已经没有朋友,妄想症严重,绝食。王浩是唯一亲近他的人。 1978 年 1 月 14 日,哥德尔病逝。死亡证明说:死于人格紊乱造成的营养不良和食物不足。体重只有 65 磅。 1 月 19 日,有一个私人葬礼,阿黛尔,摩根斯顿太太,几个家庭好友加王浩参加了。 3 月, IAS 举办追悼会。王浩和科秦讲话。科秦把哥德尔同爱因斯坦和卡夫卡相比。哥德尔把一切都留给了阿黛尔。 文章来源 :德先生 延伸阅读 诺伯特·维纳奖得主王飞跃 | AI 名人堂,世界人工智能60年60位名人榜 人工智能名人堂第11期 | 过程哲学创始人-怀德海 人工智能名人堂第12期 | “罪人”-伯特兰·罗素 人工智能名人堂第13期 | 控制论之父-诺伯特·维纳 人工智能名人堂第14期 | 可计算性理论奠基者-波斯特 人工智能名人堂第15期 | 诗人科学家-麦卡洛克 人工智能名人堂第16期 | 数理逻辑大师-阿隆佐·邱奇 人工智能名人堂第17期 | 计算机之父-冯·诺依曼 由清华大学李力教授、中科院复杂实验室主任王飞跃教授同著,后经李力老师、郭伟老师和杨柳青老师共译的中国智能车领域首本专业技术类书籍《智能汽车-先进传感与控制》已登陆德先生求知书店!欢迎大家关注德先生进店选购!
个人分类: 人工智能名人堂|1487 次阅读|0 个评论
李大潜 积微集
热度 2 fxjun 2017-3-6 22:13
微访著名数学家李大潜院士 李大潜院士《积微集》,我不是天生的数学家 书名:积微集 作者:李大潜 是否套装:否 出版社:复旦大学出版社 出版时间:2016年11月 开本:16开 ISBN:9787309123265 作者介绍 李大潜,江苏南通人,数学家。中国科学院、发展中国家科学院及欧洲科学院院士,法国科学院及葡萄牙科学院外籍院士。研究领域为偏微分方程、控制理论、工业应用数学。 李大潜是国务院学位委员会批准的首批博士生指导教师,全国首批有突出贡献的中青年科技专家。曾任复旦大学研究生院院长,中国数学会副理事长,上海市科协副主席,中国工业与应用数学学会理事长,国际工业与应用数学联合会执行委员,国务院学位评定委员会数学学科评议组召集人,教育部高等学校数学与统计学教学指导委员会主任,第八、九、十届全国人大代表。现任高等学校数学研究与高等人才培养中心主任,中法应用数学国际联合实验室中方主任,《数学年刊》主编,中国工业与应用数学学会名誉理事长。 目录 第1部分 我不是天生的数学家 第2部分 母校,心中理想升起的地方 第3部分 数学是一种先进的文化 第4部分 数学教学是传授知识与提高素质的统一体 第5部分 博学而笃志,切问而近思 第6部分 将建模思想融入数学类主干课程 第7部分 问题驱动的应用数学研究 第8部分 中国的工业与应用数学 第9部分 向世界前列迈进的中国数学 第10部分 教材是相应课程的剧本 第11部分 生生不息,贵在坚持 第12部分 忆师友 大事年表 论著目录
4814 次阅读|6 个评论
[转载]知无涯者 The Man Who Knew Infinity
josh 2016-11-14 19:54
知无涯者 The Man Who Knew Infinity https://movie.douban.com/subject/3269088/
个人分类: 自传,他传,大家传|1133 次阅读|0 个评论
读读欧拉吧,他是我们大家的老师
热度 20 Einstein 2016-10-21 13:02
按:写欧拉的科普文章和书籍很多了,下面拙文没什么新的史料发现,权作一篇科普稿子。大约2009年,通过自然科学史研究所邹大海老师联系,让我们几位学生(当时笔者为博士生)为一出版社写一科普书(每人完成几篇,大概如此,记不清了)。后来我们完成后,不知什么原因,此事就没了结果。我便把几篇小文修改后投给《中学生百科》杂志,这篇刊登在2009年第7期上,标题作:他是我们大家的老师。发表时有删节,下文为完整版。 在科学史上, 17 世纪属于牛顿, 18 世纪则是 欧拉(Leonhard Euler,1707-1783)的天下 。他是历史上最多产的数学家,一生完成的论文和著作有 886 篇或部(生前发表了 500 多),其中数学著作占了一大半。正如贝多芬耳聋之后并未阻挡他对音乐创作的激情一样,欧拉在晚年双目失明的 17 年中,依然保持了惊人的创造力,依靠口述完成了大量的著作和论文。我们不能把欧拉看作纯粹的数学家,他在物理学、天文学领域均有很深的造诣,在生理学和文学方面,也是知识渊博的学者。 图1 欧拉的一幅画像 (据画像,应该是在其右眼失明之后) 1707 年 4 月 15 日 ,欧拉生于瑞士的巴塞尔。欧拉的父亲是一位牧师,早年毕业于巴塞尔大学,曾经是数学家雅各布·伯努利的学生,并与伯努利家族(这一家人全是数学家)有几份交情。因此欧拉小时候经常和雅各布的两位侄子,也就是约翰·伯努利的两个儿子尼古拉和丹尼尔一起玩,他也逐渐喜欢上了数学。父亲打算让欧拉学习神学,以便接替他在教堂的职位,因为那时候牧师、医生和律师是比较体面的职业。 1720 年, 13 岁的欧拉进入巴塞尔大学学习神学,他在数学上的天赋很快引起了约翰的注意,约翰慷慨决定每周末单独辅导欧拉一次,欧拉非常珍视这样的机会,每次他都把问题想得很深入,并且带尽可能少的问题去请教老师。在约翰的精心指导下,欧拉的数学突飞猛进。 1724 年, 17 岁的欧拉获得了硕士学位,父亲执意要他做牧师,但在伯努利家族的劝说下,最终父亲同意了让欧拉研究数学。 图2 多面体欧拉公式(e为顶点数,k为棱数,f为面数;左为正二十面体) 1727 年,欧拉就要小试牛刀了。当时欧洲的科学院有个惯例,就是根据政府的实际问题设奖求解。那年,巴黎科学院就“在船上安装桅杆”的问题设奖征答。欧拉提交了一篇论文,但没能获得奖金,仅得到了荣誉提名奖,原因可能是他当时压根就没有见到过一艘船。之后,他向巴塞尔大学的教授职位提出申请,结果又失败了。欧拉并没有灰心,因为当时在圣彼得堡科学院任职的丹尼尔和尼古拉告诉欧拉,圣彼得堡科学院的医学部有个职位,让他前去应聘。欧拉为此一头钻进了生理学,为此还跑去旁听巴塞尔大学的生理学课。等他到了圣彼得堡时,恰逢俄国女皇叶卡捷琳娜去世,科学院一片混乱,医学部的职位也没人管了,欧拉趁机进了数学部,埋头于他心爱的数学研究中, 1731 年成为教授。 1733 年,在丹尼尔返回瑞士后,欧拉接替他担任了科学院数学部的领导职责。那一年欧拉娶了一位画师的女儿,他像喜欢数学一样喜欢孩子,他前后结过两次婚,一共有 13 个孩子,不过只有 5 个幸存了下来。欧拉是科学史上为数不多的可以在任何地点、任何情况下进入工作状态的科学家,他常常一手抱着婴儿,一边写他的数学论文,稍大的孩子就围在他的身边嬉戏。在圣彼得堡,欧拉勤奋地工作,公开发表了 55 篇论文(实际完成近百篇),出版了他的第一本著作《力学》,还参与了俄国政府分配的许多额外工作,比如编写教材,改革度量衡、设计拱桥等。由于过度劳累,在 1735 年的一场病后,他的右眼失明了 (注:经核实,其右眼失明的年代说法不一,有说1735年,有说1738年) 。 1741 年俄国政局陷入混乱,科学院被一些不学无术的人所把持,欧拉愤然离开俄国,到了普鲁士的柏林科学院。 欧拉在柏林期间,完成了 3 00多篇论文和大量著作。值得一提的是欧拉不但是数学研究的巨匠,还是一位杰出的科普大师,他拥有化腐朽为神奇的力量,能把艰深的科学知识以明白畅晓的形式表达出来,而且文字优美,有“数学家中的莎士比亚”之美誉。在普鲁士期间,他以通信的形式辅导一位公主物理、哲学、音乐、逻辑、伦理等知识,后来这些通信以 《给一位德国公主的信》出版,因其文笔优美、通俗易懂而在欧洲广为传播。 1766 年,在俄国女皇叶卡捷琳娜二世的盛邀之下,欧拉重返俄国圣彼得堡,这次欧拉得到了优厚的待遇,皇室提供了一套可供他们全家 18 口居住的房子,家具一应俱全,还配备了一名皇家的厨子。不过倒霉的事迅速包围了欧拉,到圣彼得堡不久,欧拉的左眼因患白内障而失明,他完全陷入了黑暗的深渊。 1771 年,圣彼得堡的一场大火又差点要了他的命,多亏了他的仆人腿脚利索,才把他背出来,可惜的是他的许多手稿成了灰烬。但这些都未能阻 止他在数学上探索的脚步,欧拉似乎是为数学而生的,在双目失明的情况下,凭着自己超强的记忆力和顽强的毅力,先是通过粉笔把公式写在一块很大的石板上,然后口授,由他的儿子笔录来完成论著。厄运并没有阻挡欧拉探索数学奥秘的脚步,相反,他在双目失明之后,完成了400多篇论文,这段时间反而成了他一生创作的高峰期。欧拉从来不服从命运的安排,他说如果命运是块顽石,他就是一把大铁锤,要把这块顽石砸得粉碎。欧拉的心算能力和记忆能力在数学家中是罕见的,一次他的两个学生在计算17项数字之和时发生了争执,原来两人的计算结果在第50位数字不同。为了做出裁决,双目失明的欧拉通过心算很快就得出了正确结果。也难 怪法国物理学家阿拉果说,欧拉计算时毫不费力,就像人呼吸、或者鹰在风中保持平衡一样。 1783 年 9 月 18 日 下午,欧拉计算了关于气球上升轨迹的问题,然后和家人吃晚饭,饭桌上还谈起了天王星的轨道问题。饭后他一边喝茶一边和孙子们玩耍,突然,他的烟袋掉在地上,他留给后人的最后一句话是:“我要死了”,说完便停止了呼吸。 欧拉在数学上的成就包罗万象,包括造船、金融、历法、绘图等应用性非常强的领域。数学的分支中处处可以见到以欧拉命名的数学名词,比如欧拉常数、欧拉线、欧拉函数、欧拉方程、欧拉公式、欧拉定理等。不过,如果提到欧拉最重要的数学成就,那是数学分析,《欧拉全集》中的数学部分有 30 分卷,其中 17 卷有关数学分析。数学分析是 18 世纪数学的主题,欧拉被同时代的人誉为“分析的化身”。 下面这些数学符号,可都是欧拉创造的或者由他推广而使用的: π:圆周率,是圆的周长除以直径所得值,大约等于 3.14 ,注意了,它可不论你的圆多大多小,一律得 3.14 的。 i :虚数的单位,它有个奇怪的特性,就是 i × i 或者说 i 2 等于-1。最初人们认为它是与现实世界毫无关系的数,因为在乘法中正正得正,负负也得正,偏偏i×i=-1,有些不伦不类,所以被称为“虚构的数”,简称虚数 。 e :它叫自然对数的底,你现在可以不深究它的含义,但以后你会知道,在数学符号中它的地位仅次于 π ,其值大约是 2.718 。 Σ :这个符号的读音很有趣,读作:西格马,它的意思是对后面的数值进行求和运算,当你求众多个数之和时,它会省下写很多个“ + ”的麻烦。如果你乐意,可以把你的早餐简单写作 Σ (一袋鲜奶,两块面包),没准你可以因此晕倒一批数学家呢。 欧拉不但善于创造符号,而且能够完美地把数学符号统一到一个公式中,被誉为最美的数学公式就是欧拉等式: e iπ +1=0 这个等式其实是前面我们提到的欧拉公式的一个特殊情况,这个等式把数学中最重要的五个数 e 、 i π、 0 、 1 以如此简洁的形式联系在了一起,令人惊叹不已。 对于如此博大的欧拉,法国大数学家 拉普拉斯由衷 地说:“读读欧拉吧,他是我们大家的老师。 ” ( Pierre-Simon Laplace s aid, read Euler, read Euler, he is the master of us all.) 附图3:瑞士法郎上的欧拉 钞票正面是一对啮合的齿轮,应该寓意欧拉在渐开线齿轮方面的研究,他是这方面的开拓者。 在钞票背面上有一个太阳系图,不确切是不是指欧拉在太阳、地球、月球三体问题上的贡献。在科学史上,他是第一个用近似计算方法解决此问题的人。另外,图上又有彗星,也可能指欧拉在1735年计算了一颗彗星轨道的问题。或者两者兼而有之。 背面上的透镜与光的折射应该反映是1771年欧拉出版的《屈光学》成就,具体指什么,还请专家指教。 背面背景上的锥形器(?)应该寓意欧拉在流体力学方面的贡献——这条也不确定。
个人分类: 科普|29058 次阅读|46 个评论
菲尔兹奖,让数学家们分散了研究精力
热度 10 ZJUlijiang 2016-10-19 10:07
说明:本博客与微信公众号《林墨》同步更新,所有内容均为原创,可授权转载。请扫码关注《林墨》公众号。 摘要 在获得菲尔兹奖之前,获奖者与水平相近却未获该奖的竞争者的科研产量相近,但在获奖后,获奖者的科研产量明显下降,原因在于获奖者在获奖之后开始分散精力,难以像获奖之前那样专注。 论文推荐人: 史冬波 / 上海交通大学 文稿:屈天鹏;文字编辑:李江 / 浙江大学 注:图片来源于 i 时代网 菲尔兹奖( Fields Medal )每四年颁奖一次,颁给二至四名有卓越贡献、未满四十岁的数学家,被视为数学界的诺贝尔奖。 Borjas 等研究了 1920 年后出生的 47 位菲奖获得者在获奖后科研生产率和研究方向的变化。所用数据来源于 AmericanMathematical Society 和 MathematicsGenealogy Project ,包括 1939-2011 年涵盖 73 个数学细分领域的论文。与菲奖获得者对照的是能力相仿的 1920 年后出生的 86 位数学家(即菲奖获得者的 “ 竞争者 ” ),他们虽未能获得菲奖,却至少获得了以下六个重要的数学奖之一: Abel 、 Wolf 、 Cole Algebra 、 Bôcher 、 Veblen 和 Salem 。 论文选取了这 86 位中在菲奖资格期间(即年龄不超过限制期间)年均被引率靠前的 43 位竞争者(以下简称竞争者)与 47 位菲奖获得者对比。该研究统计的最新的菲奖年份是 2010 。菲奖获得者与竞争者平均出生于 1950 年,且发表第一篇论文的平均年龄约为 23 岁。 菲奖获得者在他们的职业生涯里平均发文 116.5 篇,年均发文 3.1 篇, 2011 年 10 月前篇均被引 21 次,而竞争者的分别为 126.4 篇, 3.6 篇和 17.5 次。 20-39 岁间,菲奖获得者和竞争者年均发文都为 3.4 篇,但 40 岁以后前者年均发文数减少 1.2 篇,比竞争者少 1.5 篇。菲奖获得者在获奖后发表的所有论文总体的被引次数比获奖前年均减少 44 次,明显比竞争者的论文质量低。另外,菲奖获得者在获奖后招收的学生人数年均减少约 0.1 人。 菲奖带来的财富不仅是 15000 美元的奖金,还有更多的机会、待遇优厚的工作或职位、科研资金、声誉等,这可能使获得者写论文和指导学生的时间变少。 菲奖还可以让获奖者进行高成本和高风险的研究,可能让其产生 “ 认知迁移 ” ( cognitive mobility )。认知迁移可以衡量新的研究领域偏离原来的研究领域的程度。例如,一个数学家主要发表的数学领域是偏微分方程,该领域引用最多的包括该领域的 15 个数学领域(占引文总数的 92.5% )组成一个基线领域( baseline field ),如果该数学家发表了一篇不在基线领域的论文,就属于认知迁移。菲奖获得者在获奖之前和竞争者的认知迁移的概率相近,大约为 5% ,而获奖之后,两者的认知迁移概率分别涨到 25% 和 10% ,可见, 菲奖大大增加了获奖者分散精力 —— 将精力投入到陌生研究领域(甚至数学以外) —— 的可能 。 编者注 这篇文章来源于 NBER Working Paper 系列,研究了一个有意思的话题。菲尔兹奖授予之后,导致数学家们在 40 岁的时候就分散了研究精力,产量下滑,这大概不是该奖项设立的目的。比较而言,诺贝尔奖授予年龄较大的科学家(大多已过退休年龄),似乎更有利于科学家专注于科学研究。本质上,这是一个 “ 设奖的目的是为了激励还是奖励 ” 的问题,值得从政策上讨论。 参考文献 Borjas, G. J., Doran, K. B. (2015). Prizes and Productivity:How Winning the Fields Medal Affects Scientific Output. Journal of Human Resources,University of Wisconsin Press, 50 (3), 728-758.
11014 次阅读|10 个评论
重读《我要做数学家》
热度 3 Mech 2016-9-6 20:12
《我要做数学家》是数学家哈尔莫斯 ( P R Halmos ) 的职业自传,完全不涉及生活。今年是他诞辰 100 周年,去世 10 周年。哈尔莫斯堪可能不是那种天分很高的顶尖学者,而是踏踏实实工作的职业数学家,教学生、搞研究、写教材、编丛书。用孔夫子的话,就是“多能鄙事”。 本来只是拿起来随便翻翻。后来就一直看下去,初略地重新通读一遍。所有的数学细节都跳过了。第一部分学生时代也跳过比较多,第二部分学者生涯也跳过些,第三部分长者看得最仔细。我也快到退休年龄,急用先学,虽然没期待立竿见影。 书的吸引人之处是通过自己的例子告诉人们做与数学家相关的各种事情,包括但不限于教书、研究、著书、当编辑、指导研究生、推荐、提建议、当系主任、不当系主任、写历史等。都颇有启发性。在最初读这本书之前就看过他的文章如何读数学、如果写数学、如果想数学 ( ?这个记不准,或许没有 ) 。 尾声中他这样回答“当数学家要做什么?”:“你必须生下来就对头,你必须连续不断地追求使自己变得完美,你必须热爱数学超过任何其他事情,你必须不停地勤奋工作,你必须坚持不懈,永不放弃。” “你必须连续不断地追求使自己变得完美,你必须不停地勤奋工作,你必须坚持不懈,永不放弃。”大概对任何职业都适用,只是不同职业,对先天因素的要求可能不同。
个人分类: 休闲阅读|7040 次阅读|6 个评论
终年33岁的印度数学天才,大数学家哈代说“他发现并创造了数学”
热度 28 beckzl 2016-8-30 14:47
Somewhere, 世界上某个地方 something incredible is waiting to be known. 那些不可思议的事物正等待着被发现 —Carl Sagan 1920年4月26日 印度数学奇才拉马努金(Srinivasa Ramanujan)去世,享年33岁 剑桥大学的大数学家哈代 (G · H · Hardy,华罗庚的老师) 听到这一消息时失声痛哭 他在三一学院追悼会上说 “拉马努金的去世,是我生命中最不可承受之痛” 数学家 G·H·Hardy 哈代(Hardy,Godfrey Harold,1877年2月7日-1947年12月1日),卒于剑桥 。13岁进入以培养数学家著称的温切斯特学院。23岁在剑桥获得职位。同年得史密斯奖。 在20世纪上半叶建立了具有世界水平的英国分析学派。 2016年4月 著名投资人尤里·米尔纳 (Yuri Milner) 在自己家中举行了一场小规模的晚宴 到场嘉宾包括Google CEO皮查伊 (Sundar Pichai) 、创始人布林 (Sergey Brin)、Facebook CEO扎克伯格 (Mark Elliot Zuckerberg) 及其他数十位硅谷领袖 米尔纳放映了一部导演马修·布朗最新拍摄的传记体电影——《知无涯者》 电影《知无涯者》海报 影片讲述的正是印度传奇数学家拉马努金的一生 据报道,宴会结束后,扎克伯格等人是红着眼眶走出来的 他们当即宣布将联手成立一项新基金,以纪念拉马努金 拉马努金 亚洲第一个英国皇家学会外籍院士 印度第一个剑桥大学三一学院院士 如果说《美丽心灵》中的纳什是百年一出的天才的话 那么拉马努金是千年才出一个的数学天才 Srinivasa Ramanujan 他是二十世纪最传奇的数学家之一 他独立发现了近 3900 个数学公式和命题 虽然他几乎没受过正规的高等数学教育,却能凭直觉写出不平凡的定理和公式,且往往被证明是对的,他留给世人的笔记引发了后来的大量研究 哈代认为拉马努金是比希尔伯特(数学界的无冕之王)天分还高的数学家! 按照天分打分的话,他给希尔伯特80,拉马努金100,自己 25 哈代、希尔伯特、拉马努金 拉马努金的数学笔记启发了好几个菲尔兹奖获得者一生的研究成就 比利时数学家德利涅(V. Deligne)于1973年证明了拉马努金1916年提出的一个猜想,便因此获得了1978年的菲尔兹奖(数学领域中的最高奖项) … 1887年12月22日 拉马努金出生于印度泰米尔纳德邦埃罗德县的一个没落的婆罗门家庭 印度种姓制度:第一等级婆罗门主要是僧侣贵族,第二等级刹帝利是军事贵族和行政贵族。第三等级吠舍是雅利安人自由平民阶层。第四等级首陀罗。 婆罗门掌握宗教、教育这些精神领域,但在物质方面,即世俗领域几乎一无所有。 父亲是一家布店的小职员,每月只有20卢比的工资 一家7口人就靠这点微薄的收入维持生活 他15岁时 朋友借给他英国数学家卡尔(G. Carr)写的《纯粹数学与应用数学概要》一书 该书收录了代数、微积分、三角学和解析几何的五千多个方程 但书中没有给出详细的证明 正是这本书激发了拉马努金对于数学的狂热 他没有简单地根据已有的证明方法进行推导 而是把每一个方程式当成一个研究题,尝试对其进行独特的证明而且还对其中一些进行推广 他做的工作,相当于在看到一座大厦之后,靠自己的力量 重新再建一座一样的,但是方法却和原来是不同的 演算这一本书上的习题, 他花了整整5年时间 留下了几百页的数学笔记 Ramanujan Journal 一心扑在数学上的拉马努金面临着生活的困境 没有收入的他,甚至连演算纸都买不起 只好在寺庙的地砖上用粉笔计算和推演 因为长期用手肘直接擦地砖上的字 肘部长出了又黑又厚的茧,他却浑然不知 数学笔记写了厚厚的一本 拉马努金为自己写出的公式和命题激动万分 然而5年的艰苦时光换来的智慧成果却在找工作时一文不值 他因为偏科没有获得大学学位,甚至没有数学的专业背景 所有的工作职位都拒绝了他这个无学位、非专业的“闲杂人等” 他住在贫民窟里,晚上席地而卧 拮据到只能让新婚的老婆一直住在娘家 … 在当时,如果一个剑桥数学系学生做出了如此大量卓越的研究成果 可能很快就会发表论文,拥有前途光明的学术生涯 而拉马努金生活在一个闭塞的小镇 除了他以外没人能理解他的数学公式和命题 在众人眼里,他是一个爱数学多于爱人 却穷到吃不上饭的疯子 对数学的信仰和狂热驱使着拉马努金 他无法停止思考和推演那些复杂的公式 他说:数学就是一切 数学笔记上那些密密麻麻的数学符号 就是伟大的绘画,只不过它们是由看不见的颜色画成 Ramanujan1914年的论文 沙子从手掌滑落、风吹动树梢、太阳升起在普通人眼里不过是自然现象而已 在他眼里却 都是精妙优雅的数学 拉马努金看到的是一个一切皆由数学规律完美运转的世界 而他写出的一个个方程就是他用数学语言对这些完美规律的描述 这在他如此自然,就像画家临摹自然界中的花草虫鱼一般 他一直过着极其贫困的生活 直到他遇到人生第一个贵人——艾亚尔(S.Aiyar) 艾亚尔为拉马努金介绍了一份在马德拉斯港务信托处做会计的工作 信托处官员拉奥(R. Rao) 很赏识拉马努金的数学才能,甚至宁愿每个月给拉马努金一些钱,让他挂名不上班,在家专心从事数学研究 他鼓励拉马努金: 一定要让别人发现你的数学天才! 我们印度人虽然在武力上被英国战胜了,但是我们的天才也可以和他们的一样强 即使艾亚尔和拉奥能够感觉到拉马努金的天才 可是要在当时的印度找一个能看懂拉马努金研究成果的人实在太难了 他们开始鼓励拉马努金把研究成果寄给英国的数学家 第一个是UCL的M.J.M.希尔,拉马努金希望他能收自己做学生 然而漫长的期盼之后收到的却是一封拒信 “你的数学品味不错,也有些能力,但缺乏必要的教育背景和学术训练” 因为无学位、非专业,拉马努金再次吃了闭门羹 他没有放弃,又写信给剑桥的两位数学教授,并附上自己的手稿 答案依然是否定的,信被原封不动地退了回来 教授们没有选择相信一个印度小镇小职员的狂言与梦想 直到,拉马努金人生中最重要的伯乐——哈代的出现 拉马努金哈代 … 哈代慧眼识金,立马向 拉马努金 发出了去剑桥大学学习的邀请 在20世纪初种姓制度森严的印度,一个婆罗门是不被允许出国的 一旦他出国的话, 别人会拒绝和他的家人说话,拒绝和他的子女通亲 去英国,对拉马努金来说,是一个赌上一切的选择 拉马努金看着大海上的船只,跪着请求母亲和妻子的谅解 他必须找到能理解他数学研究的那些人,他必须去英国 1914年,拉马努金终于来到了梦寐以求的剑桥大学 初到剑桥的拉马努金,因为所得公式的推导全无步骤而饱受争议,被传统派的数学家排斥 甚至被叫做“来自印度的骗子” 他原本以为能够迅速发表的论文根本无法发表,却被安排学习基础的数学证明课程 在梦想之地的尴尬境况让拉马努金感到万分痛苦 他和哈代大吵一架,几近闹掰 哈代坚信拉马努金的天才,但他也坚信只有将那些公式证明出来,拉马努金才有可能被学术界认可 一直自学的拉马努金开始艰难地重新学习证明 哈代一步步指引他写出现代学术意义上严谨的证明 昼夜不停地演算,英国冬季的湿冷环境,因宗教因素坚持素食的拉马努金,身体很快弱下去 整个冬天不停的咳嗽,他的咳嗽很快变成了肺结核 即使在医院,拉马努金依然不停地推演和计算, 在生病期间证明了整数分拆 在5年里,他们共同发表了28篇重要的论文 哈代克服了学术委员会的种种刁难,想尽办法为印度数学家拉马努金争取院士的荣誉 他知道这对独在异乡的拉马努金和他远在印度的亲人的重要意义 Srinivasa Ramanujan 在剑桥 1917年,拉马努金患上当时难以治愈的肺结核 1919年,他终于回到故乡, 然而病情不断加重 仅一年后,他病逝于马德拉斯,年仅32岁 他离世的消息让整个数学界心碎,哈代在剑桥大学的举办的追悼会上泣不成声 他还等待着他的印度朋友回来和他一起继续研究 拉马努金短暂的一生留下了一份令人着魔的、深奥的公式和命题,足足有3900多个 这些公式后来神秘地出现在数学的分支数学物理、代数几何等 一直到1997年,才总算是完成了其中的一部分 并整理成5大卷出版 哈代是无神论者,可是他却看着拉马努金凭借数学直觉准确预言 用方程和命题描述出一个个极其复杂的数学规律 他说: “我们学习数学,拉马努金则发现并创造了数学” 原本被几代数学家认为是自然不可解之谜的整数分拆 拉马努金却写出了方程,震惊了整个数学界 他在椭圆函数、超几何函数、发散级数等领域也有不少成果 他生命中的最后一项成果——模仿θ函数有力地推动了用孤立波理论来研究癌细胞的恶化和扩散以及海啸的运动 最近有专家认为,这一函数很可能被用来解释宇宙黑洞的部分奥秘 而令人吃惊的是,当拉马努金首次提出这种函数的时候 人们还不知道黑洞是什么 黑洞 印度人在纪念拉马努金时 把他和圣雄甘地(M. Gandhi)、诗人泰戈尔(R. Tagore)等人一道 称作 “印度之子” 千禧年时,《时代》周刊选出了100位20世纪最具影响力的人物 唯一入选的哲学家便是维特根斯坦 而拉马努金则被 称赞为 一千年来印度最伟大的数学家 拉马努金曾说 “如果一个公式不能代表神的旨意,那么对他来说就分文不值” 像拉马努金这样的天才 也许正是上帝送给人类的礼物 生年有数,而知识无涯,真理永恒 而正因如此 才要燃烧一生去捕捉永恒的浮光掠影 英国电影《 知无涯者 》 由罗伯特·卡尼格尔1991年的同名传记改编 该片邀请了菲尔兹奖得主Manjul Bhargava和古根海姆奖得主Ken Ono担任数学顾问 回复公众号SME: 影片 获取《知无涯者》电影完整资源 ——————————
57796 次阅读|32 个评论
拿过奥运会奖牌的数学家,博士答辩粉丝挤满了会场
热度 1 beckzl 2016-8-15 09:53
文章转载自微信公众号:SME 不畏浮云遮望眼 只缘身在最高层 早在卡卡、贝克汉姆、罗纳尔多之前 1908年的伦敦奥运会上(第四届奥运会) 就已经有一个神一般的男子 迷倒了在场所有的球迷 他就是丹麦国家足球队的 Harald Bohr ( 哈罗德 · 波尔 ) 丹麦国家足球队年轻、英俊的灵魂人物 Harald Bohr 1906年以前,丹麦还没有正式的国家队 1906年,为了响应奥运会的邀请,丹麦组建了一支国家队 可以想见,当时的丹麦国家队队员无法与如今的职业球员相比 但在那个年代,他们水平已经是非常出色的了 而Harald Bohr能凭借业余爱好进入国家队,不得不说是个天才 1908年 伦敦奥运会主体育场 在丹麦队对战法国队的小组赛中,右前卫 Harald Bohr 连进两球 Harald Bohr 骁勇的表现使得丹麦队士气大振 一路拼杀进了半决赛 在激烈的半决赛中, Harald Bohr 和队友们愈战愈勇 丹麦队以17:1的辉煌战绩拿下对手(至今都是 世界纪录 ) 最终获得了奥运会的银牌 整个丹麦都沸腾了 所有人都为首次出战就取得如此成就的年轻人们骄傲 Harald Bohr 更是因为骁勇的表现成为了丹麦的超级明星 连皇室成员都成了他的粉丝 … 而获得奥运奖牌,因足球成名 是 Harald Bohr 根本没有想过的事情 1887年, Harald Bohr 出生在一个幸福的家庭 父亲是哥本哈根大学的物理学教授,母亲是丹麦金融大鳄的女儿 他和哥哥 Niels Bohr (尼尔斯·玻尔) 从小在父亲旁玩耍,听着教授们的讨论 对科学产生了浓厚的兴趣 Bohr一家 他的哥哥就是中学物理课本里的Niels Bohr Niels Bohr通过引入量子化条件,提出了玻尔模型来解释氢原子光谱;提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学,对二十世纪物理学的发展有深远的影响。在1922,玻尔因对研究原子的结构和原子的辐射所做得重大贡献而获得诺贝尔物理学奖。 像爸爸和哥哥一样, 17岁的 Harald Bohr 进入了哥本哈根大学学习 他和哥哥 Niels Bohr 从小就喜欢踢足球,哥哥是门卫,他是右前卫 他们一起在丹麦 最厉害的Akademisk Boldklub足球俱乐部踢球 左:Harald Bohr 右:哥哥Niels Bohr 一次偶然的机会,弟弟 Harald Bohr 被国家队的教练看中 进了丹麦国家足球队 亲赴伦敦代表丹麦出战奥运会的那年 Harald Bohr 年仅21岁 还是哥本哈根大学数学系青涩的大四学生 在紧张地准备着开始他的研究生学习 对他来说,在国家队踢球和俱乐部是一样的 就像小时候和哥哥一起踢球 只是换了一群玩耍的伙伴而已 而奥运会之后获得的荣耀却是他从未想过的 在作为一个足球明星风靡全国之后 Harald Bohr 只是羞涩地笑笑,腼腆地表达对大家的感谢 他没有四处抛头露面或者忙着参加活动 而是回到学校默默地继续攻克之前尚未完成的数学难题 就好像什么都没有发生过一样,他又变成了那个数学nerd Harald … 正是因为 Harald Bohr 的低调 粉丝们更加疯狂地喜欢他、崇拜他 一个年轻英俊、家世良好的足球明星 竟然还是个神秘、理性的数学博士 研究着高深复杂的 狄利克雷级数(Dirichlet series) Harald Bohr 几乎成了所有丹麦女孩心目中的白马王子 Harald Bohr 奥运会第二年, Harald Bohr 就获得了数学硕士学位 紧接着一年之后,他获得了博士学位 1910年他进行博士答辩的盛况 更是丹麦少女口耳相传的传奇故事 那一天,当 Harald Bohr 出现在答辩现场时 他完全被眼前的景象惊呆了 参加他公开答辩的足球粉丝填满了偌大的会场, 甚至远远超过了在场的数学家 而他报告的题目却是极其艰深的 《对狄利克雷级数的研究》 尽管如此,所有人还是饶有兴味地听完了 Harald Bohr 漫长而艰涩的答辩 Harald Bohr 与德国数学家Edmund Landau合作,研究黎曼zeta函数 ( ζ(s) ) 1914年,他们证明了zeta函数 ( ζ(s) ) 的零点分布 成就了著名的波尔-兰度理论(Bohr-Landau Theory) 这是 Harald Bohr 在数学界的首次亮相 Harald Bohr Harald Bohr 认为函数可以用一个狄利克雷级数表示 历经三年的辛勤钻研, 他创立了 “概周期函数” ( Almost periodic function ) Harald Bohr 在1924年至1926年三年间在《数学学报》 (Acta Mathematica) 发布了三篇重要的相关论文 这项研究,使得他的名字真正以一个数学家的身份出现在国际视野里 和哥哥 Niels Bohr 在一起 (Niels Bohr 是诺贝尔物理学奖得主) 因为哥哥Niels Bohr在物理学上取得巨大成就,被人们所熟知。至今人们也经常把他们两个混淆,人们常把弟弟在足球方面取得的成绩误加在哥哥身上。 曾经哥哥Niels Bohr在 获得诺贝尔物理学奖后 ,被丹麦国王接见。 国王克里斯蒂安十世说:“很高兴见到著名足球运动员玻尔。” “对不起,陛下可能是想到了我的弟弟。”玻尔马上提醒国王——自己的弟弟才是那位“著名足球运动员”。 这个故事至今仍在在玻尔家族中流传。 杰出的英国数学家Titchmarsh盛赞 Harald Bohr 的“ 概周期函数 ”理论是对复杂变量的最完美的理论 它的简洁和优雅, 直到今天依然是解决这个问题的完美形式 … 而在做研究的同时, 他热爱教学 不像大多数数学家的僵硬拘谨 Harald Bohr 轻松生动的讲授风格获得了学生们的追捧 他在教学岗位上坚持授课36年 亲力亲为地提携后学,鼓励他们的成长 曾任国际数学联盟委员会秘书长的 大数学家Borge Jessen就是他的学生 Harald Bohr 撰写的四卷本《数学分析教材》(Textbook in mathematical analysis) 成为数学分析学的学生入门必备的宝典 为了奖励 Harald Bohr 在教学上的成就 哥本哈根大学专门设立了“ Harald Bohr 教学奖”奖励每年的杰出教学者 哥本哈根大学 Harald Bohr 的一生 是风靡全国的足球明星,吸引无数粉丝支持 是研究成绩卓越的数学家,创建了一个全新的研究领域 也是伟大的数学教师, 授课著书,为世界培养了许多杰出的数学家 不畏浮云遮望眼 他没有因为名利心去成为什么 只是一直坚持着做好自己的事 却走出了一条真正的男神之路 _____________ 我们同样热爱科技 对科技未知充满孩子般的好奇 为科技给生活带来的一切改变感到热血沸腾 我们将科技的感性给大家
2446 次阅读|2 个评论
【2】《碧空尽、天际流与数学家李白》
热度 1 zhaoxc 2016-7-9 11:30
--公众号-- 微高数 --- 《 黄鹤楼送孟浩然之广陵 》 故人西辞黄鹤楼,烟花三月下扬州。 孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流。 【摘要】 前一句反映了逐步趋于有限值零的极限过程(碧空尽),后一句反映了一直趋于无穷大的极限过程(天际流)。 孤船的帆影渐渐远去,其逐渐淡化的影子在一碧长空中慢慢消逝,只见浩浩荡荡的长江蜿蜒延伸,一直向天边流去。远影在碧空中 “ 尽 ” ,长江向天际 “ 流 ” ,多么美妙的极限运动至美。 该诗不仅仅反映了极限思想和过程,而且反映了不同的极限过程,前一句反映了逐步趋于有限值零的极限过程(碧空尽),后一句反映了一直趋于无穷的极限过程(天际流)。因此有的古文解释或翻译说 “ 帆影渐渐在碧空中慢慢消失 ” ,用“消失”而不用“消逝”,是个错误,因为孤帆远影在碧空中的 “ 尽 ” , 是个极限过程,是在消失的过程中,而不是极限的结果,当然还没有 “ 消失 ” ; 闭上眼,念念、想想、品品,你一定感慨李白是多伟大的数学家啊!数学家兼诗人李白不仅理解极限过程,而且将其极限思想融合到诗文写作当中去,是个不折不扣的文理兼通的大家。 反眼观社会,你还会认为( 1 )文科不需要学习高等数学吗?可社会现实是中文系、文史系的学生不学高等数学,你觉着这样出来的培养出的文科生能拥有动态变化的思想和动感文笔吗? Nearly Impossible !!!千百年来出了一个李白;( 2 )极限真是牛顿和莱布尼兹首先提出来的吗?你确信他们没读过唐诗三百首? 极限之美,在品。 【牵涉点】极限。
个人分类: 教育教学|3984 次阅读|1 个评论
[转载]数学/物理学家票选的五大最美数学公式,你认识几个?
lukeshen276 2016-5-25 00:11
  在数学家眼中,符号与数字不仅代表着冰冷的逻辑,还蕴含着崇高的美。    撰文 克拉拉·莫斯科维茨(Clara Moskowitz)    翻译 杜立配    公式美吗?对于科学家来说,公式可以展现大自然的基本原理,或者将复杂的东西简洁地表达出来,这的确妙不可言。但对于普通大众中的一些人而言,公式也可能是美的反面——令人生畏、功利主义以及晦涩难懂。然而对另外一些人来说,正是公式的神秘使其变得迷人:即便不能理解公式的含义,我们也可以被它们所打动,因为我们知道,有些公式蕴含着一些超出我们理解能力的含义。此外,不管是数学家还是普通人,都能被这些公式纯粹的美学感染力所吸引——它们优雅的、有时难以理解的符号以一种视觉上完美的形式组合在一起。   为了研究数学内在的以及视觉上的美,达特茅斯学院的数学家丹尼尔·罗克莫尔(Daniel Rockmore)和Parasol出版社的鲍勃·费尔德曼(Bob Feldman)展开了合作:他们请10位著名数学家和物理学家写出他们心目中的“最美数学公式”,然后让哈伦-韦弗(Harlan Weaver)印刷公司用凹版腐蚀制版法把这些表达式做成了22×30英寸的蚀刻版画。“我当时非常小心,只要求他们选出‘最美数学表达式’,除此之外没有给出其他任何提示,”罗克莫尔说道,“从这10幅版画我们可以看到,对于不同的人,他们心目中的最美数学公式意味着不同的东西。”   很多人选择了经典公式,比如斯蒂芬·斯梅尔(Stephen Smale)给出了牛顿的著名公式。也有科学家选择了和自己关系紧密的公式,包括他们自己发现的、与自身毕生研究兴趣紧密相关的公式——例如弗里曼·戴森(Freeman Dyson)选择了他自己发现的麦克唐纳公式(MacDonald equation)。“我喜欢戴森的选择,”罗克莫尔说,“它纤薄而有序,视觉上极有冲击力。再加上这些阶乘的小感叹号,实在是漂亮极了。”   这个项目的名字叫做“Concinnitas”,名字来源于意大利文艺复兴时期学者莱昂·巴蒂斯塔·阿尔贝蒂(Leon Battista Alberti),原本是用于描述在优美艺术中不可或缺的各类元素的平衡。2014年12月,这些展品于苏黎世的安娜玛丽·韦尔纳美术馆(Annemarie Verna Gallery)首次公开展示,后来又在其他5个美术馆展出,并计划去往更多的地方。下面,你可以欣赏到其中的5块版画。    1 安培定律   推选人:西蒙·唐纳森(Simon Donaldson),纽约州立大学石溪分校数学家   唐纳森并没有选择一个单独的公式,而是列出了三个式子并画了一条打了纽结(如果你对拓扑学有所了解,你就会知道这种奇异的缠绕方式)的电线。电流(J)沿着大箭头的方向在电线中穿过并产生磁场(B),其方向由小箭头表示。这三个式子便是所谓的安培定律,描述了电流是如何产生磁场的。图像和公式展示了电磁学与拓扑学之间的联系,拓扑学是数学中涉及纽结与空间关系的分支学科。唐纳森表示,他之所以认为这套公式和图像很美,是因为它揭示了“曾经被认为完全不同的事物之间的新关联”。将电磁学的一些数学和理念应用到纽结的研究中,研究人员发现了确定看似不同的纽结在根本上是否相同的新方法,就像炸面圈和咖啡杯在本质上具有相同的形状,只不过变形后看起来不同而已。    2 麦克唐纳公式    推选人:弗里曼·戴森(Freeman Dyson),普林斯顿高等研究院物理学家   这个公式是由戴森本人稍晚于数学家伊恩·麦克唐纳(Ian MacDonald)独立推导出来的,它是对经典的τ函数进行重新表述而得到的新公式,因印度数学家斯里尼瓦萨·拉马努金(Srinivasa Ramanujan)的研究,τ函数此前就闻名于世。在麦克唐纳公式中,5个变量a、b、c、d、e两两组合并相减,得到10个差值,将它们全部相乘,并除以1、2、3、4的阶乘(一个正整数的阶乘是所有小于或等于该数的正整数的乘积,如4的阶乘为4! = 1 × 2 × 3 × 4)之积。对戴森而言,这个表达式的优美之处在于它揭示了τ函数的5个变量之间的一种对称,或者说平衡。这个式子还有一种难以名状的美,“它并没有具体地告诉你关于宇宙的什么真理,它只代表它自己,就像一首音乐,”他指出,“要问它究竟代表什么就如同问一首贝多芬三重奏有什么含义一样没有意义,你只需要去聆听它就好了。”这个公式属于纯数学的一个叫做数论的分支。    3 亏格g曲线模空间    推选人:戴维·芒福德(David Mumford),布朗大学数学家   我们的宇宙在空间上只有三个维度,但是数学家可以想象它包含更多的度。这个表达式描述了一个维数为3 g – g的空间,并且当g足够大时,空间的形状是负向弯曲的,如同马鞍的表面。当芒福德发现这个表达式时,“我觉得这是一个令人吃惊的结果,尤其是13这个奇怪的数字出现在其中。”他回忆道。大多数基本的数学表达式都只包含变量、算符以及像1、2这样的小整数,因此这个表达式中出现13这个相对比较大的数就显得不同寻常。对于芒福德来说,正是这个式子的奇特之处使其妙不可言。“数学家通常都认为你所发现的事实都必然是由逻辑预先决定好的——它们必须是这样的而不能是那样的,”他说,“然后你突然得到了一个奇怪的数字,你就不得不想,‘为什么它必须如此呢?’”    4 牛顿法    推选人:斯蒂芬·斯梅尔(Stephen Smale),香港城市大学数学家   牛顿法是用来近似求解方程的一种数学方法,对于无法直接求解的方程f(x)=0,用牛顿法可以求得它的近似解。要使用牛顿法,首先我们需要选取任意实数x,减去函数f (x)除以其在该点的导数f '(x)的商,并得到新的x。这个过程每迭代一次,x就更接近于方程的解。这个方法非常方便,然而即便是牛顿也没能解释它为何如此有效。正是这个谜团让这个方程对斯梅尔充满了吸引力。“为了理解牛顿方程,探索它在什么情况下有效,我已经付出了很多心血,”他说,“但我个人感觉,一个伟大的问题是永远不可能解决的,它只会成为越来越多的研究工作的焦点。”    5 电弱理论的拉格朗日量    推选人:史蒂文·温伯格(Steven Weinberg),得克萨斯大学奥斯汀分校物理学家   大自然有四种基本相互作用力,而这个式子统一了其中的两种——电磁相互作用与弱相互作用(放射性衰变的原因),揭示出它们只是同一枚硬币的正反两面。这个公式由温伯格在1967年发现,它表明在某些能量下,电磁相互作用力与弱相互作用力会统一成同一种相互作用——电弱相互作用,这个发现也让温伯格荣获1979年诺贝尔物理学奖。这里L 代表拉格朗日密度,本质上是相互作用力所对应的场(由A和B表示)的能量密度。“我觉得这个式子的美与式中那些符号的形状无关,”温伯格说,“使这个理论优美的是它的严格性,即哪怕只改变它一丝半毫,它就不再是它了。它的细节已经被一些深层次的基本原理完全确定。” 本文原载于《环球科学》2016年2月号,
2964 次阅读|0 个评论
“民科”也能批评现代科学
热度 7 陈昌晔 2016-2-24 04:19
中国目前掀起了一个讨论民科的小高潮。既可笑,也有意义。 民科,实际上是一个世界性的概念,更正确的称呼应该是业余科学家。这个称呼的对立面应该是专业科学家。各个国家各个领域都有不少的业余人士,他们和专业人士的界限是非常不好划分的。你是数学家,发表物理、化学的观点,就可能被认为是业余观点。你是生物学家,对宇宙形成说三道四,别人可能会看不起你。你是中学教师,对哲学问题评论一番,大家可能不会太当回事。但是人类社会的分工就是这么复杂,专业人士和业余人士的相互作用,才造就了当今科学的伟大发展。 中国有些“民科”,科学水平不高,做的科学太大太空,也是一个不争的事实,不必过分在意。随着教育和文化的普及,民科也会有相应的进步。我今天想思考的是另一个问题:我们的这个社会如何给创造性留下更大的空间。 本文想举一个小小的例子,任何人,例如“民科”,只要有一点关于区间的数学概念,可以用它去难倒物理教授、应用数学家。 普通人对三维空间是有概念的,谈六维空间一定会使他望而生畏。为此,以下我们只谈两维空间。在纸上画一个直角坐标系,一个轴标上x,另一个轴标上v。 在第一象限画一个小方块,在方块里点一些点代表粒子,粒子在方块里的意思是说它们的位置和速度(速率)各限制在一个小范围内。统计物理的一个基本方法是:研究速度如何把粒子从这个小方块里驱赶出去,研究力如何把粒子从这个小方块里驱赶出去,把这两个粒子数相加,是粒子出去的总数目。这个方法虽然写在教科书里用来推导物理方程,但这个方法是有基本问题的。 简单的说,如果小方块很小,速度和力比较大,在一个时间段里,方块里的粒子由于自身的速度导致位置发生变化会从那个位置间隔中“跑“出去,也会由于力的作用速度发生变化从那个速度间隔中”跑“出去。按上面的逻辑,粒子可以在一个时间段内从小方块里跑出去两次。这显然是不合理的。但是这个不合理的推理,几乎所有的物理学家、应用数学家、流体力学家都学过用过。 这个就是我在上一个博文中提到过的佯谬。在科学家的内心里,佯谬是推动他思考的基本动力之一。其实在各个学科中佯谬非常普遍。那种学完一门科学,满足于考分高,没有发现佯谬思考佯谬的人,不会有真正的收获。 我写此文,从小的来说,希望国人对我的科研工作有新的认识。从大的来说,希望国人对科学方法、科学评价和科学制度的建立有新的思考。
4331 次阅读|20 个评论
引力波对于数学基础概念的影响
LINJIANRONG 2016-2-16 00:07
引力波对于数学基础概念的影响 1、今天我们知道物理基础概念中的“力”的同 数学基础概念的一维矢量对应。 2、数学基础概念的一维矢量对应的几何基础概念是线(流型),其数量也是已经知道的顶级3级无穷大(连续性)。 3、另外已经知道的1级无穷大---各种数的数量,2级无穷大是各种几何体上点的数量。 4、引力波是3级无穷大----力的变化,也会对于 2级无穷大是几何体本身作用。 5、事实上,“π不是常数,其实就是---引力波物理概念在理论数学的具体表达。”可惜今天的数学家+科学家依然 都没有走出欧几里的空间。坚持π是常数(路径依赖?)。 今天的我们一定能够看见那一天的到来:“全世界都知道π不是常数,而就是引力波的物理概念就是 他在理论数学的某种具体表达。”
4112 次阅读|0 个评论
穿裙子的“计算机”
热度 18 jiangxun 2015-12-11 08:18
作者:蒋迅 奥巴马向凯瑟润·强森授予总统自由勋章 Source: 白宫 2015年11月16日,美国总统奥巴马宣布了总统自由勋章获奖人名单,其中之一是NASA数学家凯瑟润·强森。这位被称为“穿裙子的计算机”的妇女没有证明过什么猜想,也没有以她命名的定理,那么她是怎样一位数学家呢?让我们来读一读她的故事吧。 本文发表在《航天员》2015年第1期上。 凯瑟润·强森( Katherine Johnson )女士 Source: NASA 现在当人们谈到“Computer”时,理所当然地把它想成是一个电子设备,人们更倾向于相信计算机的结果而不是由人工计算的结果。但是在电子计算机出现的初期时,人们更相信人工计算,而不是电子设备。那时候甚至有一个职业就是“computer”。今天要讲的就是一个“computer”的故事。这个“computer”就是凯瑟润·强森( Katherine Johnson )。作为一位女性非洲裔空间科学家和数学家,凯瑟润·强森女士是值得一篇传记的,因为她的勇气和毅力以及她对NASA早期科学计算和电子计算机时代的特殊贡献应该成为在技术行业的女性和少数民族学习的榜样。 凯瑟润女士出生于1918年8月26日。她原来随父母姓“寇尔曼”(Coleman)。她的母亲原来是一个教师,后来辞职在家专心抚养子女。他的父亲是一个农民,只有小学六年级文化。但是他坚持要让自己的孩子都能上大学,他总是对他的孩子们说:“你们会进大学的”。但她根本不知道大学是什么。她的父亲还说过:“你像其他人一样好,但你不比其他人更好。”她记住了。从此没有自卑感,因为她“跟别人一样的好,虽然没有更好”。在她的老家,非洲裔孩子最多只能上到八年级。於是,父亲把全家搬到离乡村老家125英里之外的“西维吉尼亚有色人种学院”(West Virginia Colored Institute)所在地印斯逖突特市( Institute, West Virginia ),为的就是让他的子女们可以接受教育。在那里,父亲把妻子留下来,照顾孩子们,他自己则返回老家继续去赚钱。他必须外出找兼职工作,他去做过伐木工,终於找到了一份旅馆的清洁工工作,一个月的工资是100美元,可以维持一家的支出。而他们则在每个暑假回到老家去帮助父亲。这样的生活一直持续了八年。最后他的四个孩子都上了大学。 凯瑟润上过的西维吉尼亚大学 从小,凯瑟润就喜欢数学,可以轻易地解代数方程。她相信自己的数学天赋来自她的父亲。她记得父亲特别会心算。只要给他口头出一个算术题,他就能心算出答案来。他看着一棵树,就可以说出他能从中得到多少木材。凯瑟润6岁上小学时直接进入二年级,又跳过五年级,14岁就从西维吉尼亚州立高中毕业。在学校期间,老师们都知道她有极强的求知欲望。人们时常看到她回家的路上和校长一起。她从校长那里得知了很多恒星和星系。1932年,她进入“西维吉尼亚州立学院”(West Virginia State College)学院。“西维吉尼亚州立学院”就是原来的“西维吉尼亚有色人种学院”,现在已改名为“西维吉尼亚州立大学”( West Virginia State University )。她还得到了全额奖学金。一开始,她并不知到自己的数学天赋,她选择的是法语专业。在大一的时候,她遇到了一位识才的数学教师克雷敦( W.W. Schiefflin Claytor )博士。克雷敦是美国历史上第三位非裔数学博士(1933年)。他对她说,“如果我教的哪门课里没有你的话,我一定要找到你。”就这样,在大二大下半年时,她又加上了一个数学专业。克雷敦专门开了一门课“解析几何”(analytic geometry),教师里只有师生两人。现在的公立学校恐怕难以想象会为一个学生开一门课。克雷敦在这里工作不到四年,正好是凯瑟润在那里学习的四年。但就是这门课和这位老师为美国航天事业做出了意想不到的贡献。这是后话。她记得,老师走进教室开始讲课。他知道她学到哪里了,下面该讲什么了。克雷敦说她是做研究数学家的材料。“我将帮你做好准备,”老师对她说。她问老师:“那是一个什么职业?”老师没有正面回答,只是说,“那是需要你自己去发现的事情”。所以从那时起,她就开始梦想着当一名研究数学家。 凯瑟润的毕业照 1937年,18岁的凯瑟润从“西维吉尼亚州立学院”获得法语和数学两个学士学位,并获得 拉丁文学位荣誉 ( summa cum laude )。大学毕业后,她开始在维吉尼亚、西维吉尼亚和马里兰当中小学教师(1936年至1952年)。她还记得她的起薪是每月65美元。当时美国正处於大萧条期间,工作很不容易找。有一天,她突然受到了一个电报,说如果她能弹钢琴,就可以雇佣她。她不知道这个电报是从哪里来的,於是求救于她在大学时的老师。原来有一所小学需要一位法语教师,但还必须能弹钢琴。她的老师记得她会弹钢琴,就把她推荐给那所小学了。就这样她教了两年的法语和音乐。 在去那所维吉尼亚的学校的路上,凯瑟润第一次感受到了种族歧视。公交车在进入维吉尼亚时,司机要求所有的有色人种都到后排去。凯瑟润一动不动,直到司机有礼貌地请到她。出发前,她母亲就警告过:“记住,你是去维吉尼亚。” 1939年她与一位教师结婚。从她的访谈中可知,其实他们早就结婚,但一直没有公开,因为那时美国对已婚妇女当教师是有歧视的。他们一共生了三个孩子,但仍不想放弃自己的梦想。这也是他父亲的期待,因为他希望凯瑟润能成为“比小学教师高一些的老师”。新婚一年后,她上了以白人为主的“西维吉尼亚大学”数学系做研究生。她是校园里唯一的女性黑人学生,因此常常招来另类的目光。尽管她不在乎这些,但还是由於她的丈夫得了癌症,她不得不放弃学业,再次当老师以维持家庭开支。先是替先生完成课时,然后转到其它几所中小学。 一次偶然的机会让她证明了她其实比别人更好。1952年暑假里,她和全家到纽波特纽斯市去参加姐姐的婚礼,纽波特纽斯市离NASA兰利中心非常近。从姐夫那里,她得知NASA正在招收黑人妇女,他们希望招到数学家。为了实现凯瑟润的梦想,她和丈夫立即决定搬到纽波特纽斯市。不过,当年的名额已经满了。她不得不等待一年。在此期间,她在维吉尼亚州纽波特纽斯市的一所公立学校做代课教师。 因为不能确定NASA的工作,她也申请了一些其他的工作。就在NASA正式通知她去上班的前一天,她也受到了当地一所学院的职位,是一个项目的主任。她必须做出一个决断。她曾经梦想过当大学老师,这也是她父亲对她的期待,但她更想当一名数学家。那所学院的院长提出给她的工资与NASA持平,希望她能接受。但是当研究数学家的愿望让她放不下NASA的机会。她毅然决定接受NASA的职位,尽管那只是一个初级计算者(Junior Computer)的职位。 1953年6月,她被NACA(NASA的前身)兰利中心作为合同工雇员雇佣,工作就是与其他一群妇女进行数据处理。NASA早在1935年就有这样一群妇女,不过那时都是白人。1940年代开始才开始有了黑人。专门招募黑人是美国联邦政府平权运动一种努力。按照那个年代的规定,NASA把她们分为两个小组。两组做着完全一样的事情。她所在的小组有十三四个人,都是黑人,都是大学毕业。她把这群人称为是“穿裙子的虚拟计算机”。她们要做的就是读飞机的黑盒子里的数据,然后进行数学计算,比如算出速度和压力,然后画到图表上。这些数据可以帮助NASA工程师进行空气动力学研究。事实上,她的真正职称就是“计算者”(Computer),这个词在当时不是我们现在意义上的电子计算机。当时电子技术才开始使用。人们普遍更相信数学家的大脑。而NASA更希望妇女来完成这件事,因为他们认为妇女会比较细心,不易出错。有一次,一架飞机奇怪地失事了。通过解读飞机的黑盒子,她们发现飞机下方有大量的气流,到了飞机无法承受的地步。从此以后就规定了两架飞机的纵向距离至少要1000英尺。 凯瑟润回想起上大学的时候自己不知道研究数学家是干什么的。老师说她必须自己去发现。她开始有些明白了。也许这原来就是老师说的那个职业?这个职业很适合她,她开始喜爱她的工作。 卫星轨道计算公式 更大的机会还在等待凯瑟润。上班两个星期后的一天,凯瑟润被叫到一个全部是男性工程师的飞行力学研究室里去帮忙。凯瑟润在解析几何上的知识使得她的那些男性长官看到了她的价值,最后竟然“忘记”让她回到那群妇女之中去。“我们写出了我们自己的课本,因为那时根本没有关于空间的课本。”他们从自己所知道的一点点知识开始写,经常需要找出以前的教科书去查几何学定理。她说她有些幸运。但其实,这个幸运来自她坚实的几何知识的积累。这真要感谢那位“西维吉尼亚州立学院”的数学教授。 凯瑟润与同事合影(1970年) 尽管那时候种族歧视和对妇女的歧视还比较普遍,凯瑟润尽量忽略这样的事情。另一方面,在NASA,种族歧视不严重。大家都在忙禄于科研,完成任务是第一位的。“我知到有种族隔离,但我没有感觉。对我没有影响。如果真有,你就去适应它。”她坚持要参加从来没有女性参加过的一些会议。她会问,她能否去。对方说,还没有妇女参加过。她就接着问:有法律禁止妇女吗?没有。“OK,我要去”。於是她开始参加相关的会议。她说自己做 了这些工作,因此有权参加这些会议。 1961年5月5日,NASA宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)乘坐自由7号载人飞船进入太空,整个飞行历时15分28秒。这是他的飞行轨道。 1958年,NACA改名为NASA,而凯瑟润则与工程师们一起成为了“空间任务组”(Space Task Force)的一员。凯瑟润从“飞行力学研究室”调到“太空飞行器控制研究室”。她的职称已经是“航天技师”(Aerospace Technologist)。那时候的轨道模型都是二维抛物线型的,也就是我们通常说的弹道再入,所以比较简单。当说到一个载人舱要落在一个什么地方,人们其实需要知道的是再入点和再入倾角。她需要做的就是从指定的降落点一点一点退回去,直到找到那个轨道上的再入点。只要误差在 ε 允许范围之内,就不会出那个范围。“但是如果再入倾角差上几度或者速度差一点,那就回不来了,”她说。“这是我的长处”,她自信地说。她负责计算了1959年第一位进入太空的美国宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)的再入轨道和他在1961年“水星计划”中的发射窗口。她为宇航员们绘制了在万一电表失灵情况下使用根据恒星来实现的导航图。后来的飞行越来越复杂,变量也越来越多,不但要考虑飞船的位置,从哪里起飞,在哪里降落,地球和月亮的自转等,还要考虑飞船的姿态控制、降落伞、反向火箭等等因素。人工计算越来越不现实。1962年,NASA买了一台一间屋子大小的计算机,第一次用电子计算机计算了 约翰·格伦 ( John Glenn )的轨道。计算机可以算得又多又快,但人们对这项新技术还是不太放心,特别是格伦不放心。格伦要求NASA指派凯瑟润验证电子计算机的数据是否正确。“如果她得到计算机得到的结果,我就去。”凯瑟润强调是集体努力的结果。但是显然是凯瑟润的计算能力和结果准确度帮助NASA建立了对新电子技术的信任。 NASA早期人工计算机 凯瑟润也开始使用电子计算机进行计算了。1969年,她计算了“阿波罗11号飞船”飞往月球的轨道。这个计算要更复杂得多,其中包括月球落地舱和轨道舱的对接。当尼尔阿姆斯特朗踏上月球的时刻,她正在波科诺山(Pocono Mountains)上参加一个联谊会议。她在那里观看了电视。她跟全世界收看电视的人们一样激动,但她又显得格外平静。对她来说这似乎只是一个例行公事罢了。其实她这个“计算机”当时非常的紧张。“我做了全部的计算,我知道我的计算是正确的,”她说,“但是就像开车一样,任何事情都可能发生。我不希望有任何事情发生。”在“阿波罗计划”结束后,她继而参加航天飞机计划,地球资源卫星和火星任务等。 凯瑟润一共在26篇科学论文里署名。在1960年代,一般不会有“女性计算机”能够被作为共同作者写上论文的。所以她能够被当作共同作者之一具有重要意义。比如下面这篇NASA技术报告: “The Determination of Azimuth Angle at Burnout for Placing a Satellite over a Selected Earth Position” 1960. Authors: T.H. Skopinski, Katherine G. Johnson 凯瑟润获得过很多褒奖:1967年的“NASA月球轨道器和执行小组奖”(Lunar Orbiter Spacecraft and Operations team award - for pioneering work in the field of navigation problems supporting the five spacecraft that orbited and mapped the moon in preparation for the Apollo program)和“阿波罗集体成就奖”(Apollo Group Achievement Award),其中第二项奖使她得到了在“阿波罗11号”上飞行过的300面国旗中的一面;1971年、1980年和1984年至1986年的“NASA兰利研究中心特别成就奖”(NASA Langley Research Center Special Achievement award);1998年纽约明代尔州立学院名誉博士学位;1999年西维吉尼亚州立学院杰出校友;2006年首都学院名誉博士,2010年奥多明尼昂大学名誉博士。 1956年凯瑟润的丈夫因脑癌去世。1959年,她与美国空军中校詹姆斯·强森(James A. Johnson)结婚。从此随夫姓强森至今。1986年,她从NASA退休。退休后,她和她的丈夫居住在纽波特纽斯市一个老年公寓里。她有六个孙子和孙女,及四个重孙。她平时弹钢琴、打桥牌,或做拼图游戏。她在一家教会的唱诗班里歌唱了五十多年。有时,她会到学校去演讲,或在NASA频道里接受中小学生的提问。她与孩子们交流,让他们知道通过数学和科学,他们能有什么样的机会。有一次,一位小女孩的提问是:“你还活着?”原来她的照片早就印在了课本上。孩子们觉得上了课本的人一定是历史上过去的人了。 谈到男孩和女孩的区别,她说,“我认为区别在於求知的欲望。对我来说,知道为什么是重要的。有些女孩子不愿意问问题,但如果你好奇的话,你需要问出来。世界上没有愚蠢的问题。女孩子的能力和男孩子一样地强,有时候她们有更多的想象力。” 对於教育,她也有自己的看法。她说,有的老师只教答案。她自己不是这样。她会教:问题是什么,如何下手,如果下手合适,你就能得到答案。有的老师只教那些会出现在考试中的内容,这样教学生只会应付考试。应该教问题的背景和如何解题。如果一次做不出来,两次就可以做出来。她说,她不教答案。 “运气是准备和机会的结合。”她的故事印证了她的这句话。“我在兰利找到了我要寻找的东西,”她说。“这就是一个’研究数学家‘要做的事情。33年来,我每天高兴地去工作。我从来没有哪天起来说我今天不想去工作。” 凯瑟润与前宇航员、NASA前副局长梅尔文合影 Source: twitter 凯瑟润工作照(1980年) 凯瑟润正在工作(1980年) 凯瑟润在计算机终端(1980年) 这是笔者【NASA人的故事】系列中的一篇。请到 这里 继续阅读
个人分类: 航天人|9484 次阅读|22 个评论
图灵测试与中文房间:从哲学反思到科学预言需要形式化技术搭桥
geneculture 2015-7-18 03:59
图灵测试,如果仅仅作为一个非形式化描述的开放的哲学问题,那么,各种观点层出不穷也就在所难免;如果仅仅作为一个可形式化描述的封闭的科学问题,那么,除了在美国获得博士学位的英国数学家图灵和在英国获得博士学位的美国分析哲学家塞尔各自的观点所使用的书面语言应该重新审视之外,在下以科学的严格约束条件加以限制之后,再分别就小字符的直接形式化方法和大字符的间接形式化方法对它们加以规范约束之后,即可分别得到基于算数语言的图灵测试(1)、基于中文语言的图灵测试(3)、基于数字和文字(汉字)的广义双语的图灵测试(2),在各自相应的约束条件下(这是科学技术可以做到的),都可以在严格限定的约束条件下顺利通过图灵测试。这就是在下考虑过的三类孪生图灵机设计方案的独特价值、作用和意义。 附录1:The Turing test is a test of a machine's ability to exhibit intelligent behavior equivalent to, or indistinguishable from, that of a human. Alan Turing proposed that a human evaluator would judge natural language conversations between a human and a machine that is designed to generate human-like responses. The evaluator would be aware that one of the two partners in conversation is a machine, and all participants would be separated from one another. The conversation would be limited to a text-only channel such as a computer keyboard and screen so that the result would not be dependent on the machine's ability to render words as speech. If the evaluator cannot reliably tell the machine from the human (Turing originally suggested that the machine would convince a human 70% of the time after five minutes of conversation), the machine is said to have passed the test. The test does not check the ability to give correct answers to questions, only how closely answers resemble those a human would give. The test was introduced by Alan Turing in his 1950 paper Computing Machinery and Intelligence, while working at The University of Manchester (Turing, 1950; p. 460). It opens with the words: I propose to consider the question, 'Can machines think?' Because thinking is difficult to define, Turing chooses to replace the question by another, which is closely related to it and is expressed in relatively unambiguous words. Turing's new question is: Are there imaginable digital computers which would do well in the imitation game? This question, Turing believed, is one that can actually be answered. In the remainder of the paper, he argued against all the major objections to the proposition that machines can think. In the years since 1950, the test has proven to be both highly influential and widely criticised, and it is an essential concept in the philosophy of artificial intelligence. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Turing_test 附录2:The Chinese room Main article: Chinese room John Searle's 1980 paper Minds, Brains, and Programs proposed the Chinese room thought experiment and argued that the Turing test could not be used to determine if a machine can think. Searle noted that software (such as ELIZA) could pass the Turing Test simply by manipulating symbols of which they had no understanding. Without understanding, they could not be described as thinking in the same sense people do. Therefore, Searle concludes, the Turing Test cannot prove that a machine can think. Much like the Turing test itself, Searle's argument has been both widely criticised and highly endorsed. Arguments such as Searle's and others working on the philosophy of mind sparked off a more intense debate about the nature of intelligence, the possibility of intelligent machines and the value of the Turing test that continued through the 1980s and 1990s. 附录3:Consciousness vs. the simulation of consciousness Main article: Chinese room See also: Synthetic intelligence The Turing test is concerned strictly with how the subject acts – the external behaviour of the machine. In this regard, it takes a behaviourist or functionalist approach to the study of the mind. The example of ELIZA suggests that a machine passing the test may be able to simulate human conversational behaviour by following a simple (but large) list of mechanical rules, without thinking or having a mind at all. John Searle has argued that external behaviour cannot be used to determine if a machine is actually thinking or merely simulating thinking. His Chinese room argument is intended to show that, even if the Turing test is a good operational definition of intelligence, it may not indicate that the machine has a mind, consciousness, or intentionality. (Intentionality is a philosophical term for the power of thoughts to be about something.)
个人分类: 双语信息处理|1018 次阅读|0 个评论
电影《A Beautiful Mind》隐瞒了的真相
热度 26 avein 2015-5-25 22:40
5月23日,著名的数学家约翰.纳什因为车祸去世。于是纳什又进入了人们的视线。其中有一段被《 A Beautiful Mind》隐瞒了的关于纳什的阴暗面也或多或少引起了关注: 纳什1951年在MIT任助理教授,第二年他在医院住院治疗期间与照顾他的护士 Eleanor Stier恋爱,但当Eleanor Stier告诉其怀孕后他抛弃了Eleanor Stier,纳什后来承认他抛弃Eleanor Stier是由于她的社会地位比他低。他们的儿子John David Stier出生后,纳什的父亲由于这件事羞愧而死。 John David Stier出生后不久, 纳什与一名他的前MIT学生结婚【1】【2】。 这让我想起以前听说某诺奖获得者很喜欢女生,进他的实验室差不多是男生给女生干活(男生做实验女生拿到署名的好处,比如主要工作是男生做的,老板喜欢的女生获共同一作署名)网上还有人骂他“老色鬼 ”。“人无完人”,对于这些对人类做出卓越贡献的人,我们这些凡人都喜欢刻意地去为他们隐瞒他们阴暗或不光彩的一面,此所谓”瑕不掩瑜“。“造”了一个个的“神”,我们都是“造神者”。《A Beautiful Mind》没有错,我们的社会需要偶像来引导,然而,偶像的不管是正面还是负面都会被放大,影响也会放大,于是乎我们选择隐瞒负面,凸显正面。当然这样实际上是对这些“伟人”们负面/不光彩面的受害者的不公平。这说明,虽然我们这些凡人们天天嘴里喊着“人人平等”,但我们的骨子里面并不是人人平等的,我们都是趋利的实用主义者。因为你没法否认,在人类文明的发展中成千上万的平凡人也没有一个人贡献大。 1.“ Beautiful mind, lousy character” http://www.theguardian.com/culture/2002/mar/18/awardsandprizes.highereducation 2. http://en.wikipedia.org/wiki/John_Forbes_Nash,_Jr.
个人分类: 杂谈|18957 次阅读|62 个评论
图灵与塞尔:强弱人工智能两派对立
geneculture 2015-5-22 16:38
图灵是数学家,因此,他设想的图灵机(1936年)是很抽象、很精准、很具体的。如果图灵测试采用科学语言(数学)来做人机对话,那么,他设定的一高一低两个标杆(图灵机和图灵测试)也就无可争议了。然而,他却偏偏采用了自然语言(英文)来做人机对话--这就使得图灵测试(1950年)遭遇了塞尔(1980年)提出的“中文屋子”论题的诘难--即使是通过图灵测试也不能证明计算机能够像自然人那样理解自然语言。于是,塞尔从心智哲学的理性反思角度提出了著名的强人工智能观点与弱人工智能观点的二元对立。 http://blog.sciencenet.cn/blog-94143-461750.html 在我看来,至少有三点是值得深思的: 1,图灵--英国人在美国拿了数学博士的学位;塞尔--美国人在英国拿了哲学博士的学位; 2,图灵--理论计算机之父和人工智能(判定)之父,图灵的强人工智能观;塞尔--心智、语言和社会三方面的哲学反思大师,塞尔的弱人工智能观; 3,图灵熟悉数学(科学语言)和英文(自然语言)但是并不是语言学专家;塞尔熟悉哲学和英文,但是,并不懂中文,也不是信息学专家。两人都因为自然语言理解即人机对话如何消除歧义这一人工智能超级难题,而却都以强弱人工智能两派对立而闻名于该领域及其相关领域。 --邹晓辉Geneculture
个人分类: 双语信息处理|1230 次阅读|0 个评论
李晓霞,亢小玉,王淑红,姚远:现代数学家、数学教育家刘亦珩
kexuechuanbo 2015-4-21 23:15
现代数学家_数学教育家刘亦珩研究_李晓霞.pdf 李晓霞,姚远.现代数学家、数学教育家刘亦珩研究 .西北大学学报(自然科学版),2015,45(1):167-172 【作者】 李晓霞 ; 亢小玉 ; 王淑红 ; 姚远 ; 【Author】 LI Xiao-xia;KANG Xiao-yu;WANG Shu-hong;YAO Yuan;School of Education Science,Xianyang Normal University;Center for the History of Mathematics and Science,Northwest University; 【机构】 咸阳师范学院教育科学学院 ; 西北大学数学与科学史研究中心 ; 【摘要】 通过原始期刊文献史料,全面研究刘亦珩在现代数学与数学教育上的贡献。他历任西安临时大学、西北联合大学、西北大学教授、主任,扎根西北30年,在极为艰苦的生活和工作条件下,率先创办微分几何、黎曼几何讨论班,培养了一批直达国际发展前沿的数学研究和数学教育人才。他熟练运用多种语言,翻译、编译和研究微分几何、几何空间等数学前沿问题,引入西方先进的科学技术与科学教育理念,翻译出版数学著述达数百万字,且有200余万字尚未出版的遗作,由此奠定了陕西乃至西北现代数学科学和现代数学教育的基础。 更多 还原 【关键词】 刘亦珩(1904—1967) ; 数学教育 ; 微分几何 ; 西北联大-西北大学 ; 【文内图片】 刘亦珩(1904—1967) 【基金】 国家自然科学基金资助项目(11401161);陕西省自然科学基金重点基金资助项目(2010JM9009);陕西省社会科学基金资助项目(2014M14);陕西省教育厅科学研究计划基金资助项目(14JK1784);咸阳师范学院专项科研基金资助项目(13XSYK048)
个人分类: 科学史论文|2635 次阅读|0 个评论
应该约会徐晓,还是老曹?
热度 5 laserdai 2015-2-17 21:44
徐晓 ,帅哥一枚,物理学家,科学网博主; 老曹, 曹广福 ,衰哥一位,数学家,科学网博主。 你应该同数学家约会吗? 汤雅·科凡诺娃; 翻译:白露为霜 格雷厄姆·马斯特(Graham Masterton)的经典《如何让你的男人在床上狂野》(How to Drive Your Man Wild in Bed)里有一章讲解如何选择一个恋人。它标出男人身上你需要谨慎对待的“红旗”(red flag)。他将这些潜在的不良苗头列成很长的一个表,其中包括前一星期没洗澡以及说话时只谈他自己。 不好的特征的列表还包括哪些职业要避免。你能猜出排在名单上的第一位的职业吗? OK,我想你应该能够猜出,因为是我在写这件事。在书的第64页赫然列出: “避免,作为群体,数学家......”(Avoid, on the whole, mathematicians…) 我算是不听这一劝告的专家了:事实上,我已经同三个数学家结过婚,并同X个数学家约会过。这并不一定是因为我就这么喜欢数学家,我只是没遇上其他人。 当我还是一个学生时候,我有一个理论:数学家同物理学家是不同的。理论是基于我连续参加的两个数学物理会议。第一个是针对数学的而第二个是物理的。第一个是非常安静,而第二个则是豪饮和派对。所以我做出判断,数学家内向而物理学家则外向。我敢肯定,我的第二任丈夫选择了一个错误的专业,因为他喜欢喝酒和聚会。 到如今,很多年之后,我遇到了更多的数学家,而且我要告诉你,他们是多种多样的。说数学家是一种类型是不准确和不公平的描述。我知道的一个数学家甚至成为色情电影的明星。我写这篇文章是为了那些对同数学家约会感兴趣的女孩。我不是在谈论数学专业的学生,我说的是做严肃的研究工作的数学家。我的忠告是什么呢? 我也有几句提醒的话。但请保持在脑子里,它们并不一定适用于所有的数学家。 第一,许多数学家,像我的第一任丈夫,都非常热爱数学。我很佩服这种奉献,但这意味着,他们计划在星期六晚上做数学,宁愿在自己的办公桌上渡过假期。如果他们日程表里每年只能安排一次音乐会,这对我来说是不够的。当然,这一条适用于任何痴迷于他的工作的人。 第二,有些数学家认为他们非常聪明,比其他许多人更聪明。他们将自信从数学扩大到其他领域。他们以专家的姿态开始进入生物、政治、个人关系,等等,其实他们真的不知道自己在说啥。 第三,有些数学家只关注数学世界,以至于他们看不到周围的一切。关于这类数学家有个笑话: “外向的数学家和内向的数学家的区别是什么?外向的看着你的鞋子,而不是他自己的鞋”。 的确,我遇到过很多这样的数学家。你认为他们的妻子是在抱怨丈夫没有注意到自己的新发型?这种琐碎的事情是不值得一提。他们的妻子抱怨的是自己的丈夫没有注意到,家里的家具被拿去抵债了,或者,宠物猫已经死了,取而代之的是一条狗。我的第三任丈夫就是如此。在我们的婚姻的某个时期,我发现他根本不知道我的眼睛是啥颜色。他也不知道他自己的眼睛是啥颜色。他不是色盲,只是无动于衷。于是我请求他帮我做件事:在心里记住我的眼睛的颜色,他做到了。我的朋友艾琳甚至提出为这样的数学家的妻子们建立一个支持小组(support group)。 当然你对这些特点需要注意,数学家还是有让我喜欢的地方。许多数学家的确非常聪明。这意味着,与他们交谈很有趣。另外,我喜欢能够被某件事情所驱动的人,因为它显示了激情的容量(capacity for passion)。 数学家往往是公开和直接的。许多数学家,像我一样,说假话说不来。就因为这个原因,我不玩Mafia了(白露为霜注:一种源于苏联时代的游戏)。我更喜欢那些有话直说,不躲躲藏藏的人。 有一些数学家有一种无辜纯洁的气质,那让我想起普希金的诗剧“莫扎特和萨列里”(Mozart and Salieri)中莫扎特的角色的话语:天才和邪恶是不相容的两件事,不是吗? - 我觉得这可以延伸到数学家。许多数学家忙于探索数学的奥秘,他们对策划和玩“游戏”不感兴趣。 英文原文: Should You Date a Mathematician? The book “How to Drive Your Man Wildin Bed by Graham Masterton has a chapter on how to choose a lover. It highlights red flags for men who need to be approached with caution. There is a whole list of potentially bad signs, including neglecting to shower in the previous week and talking only about himself. The list of bad features also includes professions to avoid. Can you guess the first profession on the list? OK, I think you should be able to meta-guess given the fact that I am writing about it. Indeed, the list on page 64 starts: “Avoid, on the whole, mathematicians…” I am an expert on NOT avoiding mathematicians: in fact, I’ve married three of them and dated x number of them. That isn’t necessarily because I like mathematicians so much; I just do not meet anyone else. When I was a student I had a theory that mathematicians are different from physicists. My theory was based on two conferences on mathematical physics I attended in a row. The first one was targeted for mathematicians and the second for physicists. The first one was very quiet, and the second one was all boozing and partying. So I decided that mathematicians are introverts and physicists are extroverts. I was sure then that my second husband chose a wrong field, because he liked booze and parties. By now, years later, I’ve met many more mathematicians, and I have to tell you that they are varied. It is impossible and unfair to describe mathematicians as a type. One mathematician even became the star of an erotic movie. I write this essay for girls who are interested in dating mathematicians. I am not talking about math majors here, I am talking about mathematicians who do serious research. Do I have a word of advice? I do have several words of caution. While they don’t apply to all mathematicians, it’s worth keeping them in mind. First, there are many mathematicians who, like my first husband, are very devoted to mathematics. I admire that devotion, but it means that they plan to do mathematics on Saturday nights and prefer to spend vacation at their desks. If they can only fit in one music concert per year, it is not enough for me. Of course, this applies to anyone who is obsessed by his work. Second, there are mathematicians who believe that they are very smart. Smarter than many other people. They expand their credibility in math to other fields. They start going into biology, politics and relationships with the charisma of an expert, when in fact they do not have a clue what they are talking about. Third, there are mathematicians who enjoy their math world so much that they do not see much else around them. The jokes are made about this type of mathematician: “What is the difference between an extroverted mathematician and an introverted one? The extroverted one looks at your shoes, rather than at his own shoes.” Yes, I have met a lot of mathematicians like that. Do you think that their wives complain that their husbands do not notice their new haircuts? No. Such triviality is not worth mentioning. Their wives complain that their husbands didn’t notice that the furniture was repossessed or that their old cat died and was replaced by a dog. My third husband was like that. At some point in my marriage I discovered that he didn’t know the color of my eyes. He didn’t know the color of his eyes either. He wasn’t color-blind: he was just indifferent. I asked him as a personal favor to learn the color of my eyes by heart and he did. My friend Irene even suggested creating a support group for the wives of such mathematicians. While you need to watch out for those traits, there are also things I like about mathematicians. Many mathematicians are indeed very smart. That means it is interesting to talk to them. Also, I like when people are driven by something, for it shows a capacity for passion. Mathematicians are often open and direct. Many mathematicians, like me, have trouble making false statements. I stopped playing —Mafia— because of that. I prefer people who say what they think and do not hold back. There is a certain innocence among some mathematicians, and that reminds me of the words of the Mozart character in Pushkin’s poetic drama, Mozart and Salieri: —And genius and villainy are two things incompatible, aren’t they?— I feel this relates to mathematicians as well. Many mathematicians are so busy understanding mathematics, they are not interested in plotting and playing games.
个人分类: 社会文化历史|3827 次阅读|10 个评论
探究艺术在科学活动中的价值
热度 1 kejidaobao 2015-2-3 09:32
/张开逊 1751年,法国数学家达朗贝尔(Jean d'Alembert,1717—1783)为法国启蒙思想家狄德罗(Denis Diderot,1713—1784)主编的《百科全书》撰写绪论 ,提出了按照人类思维方式为知识分类的方法。这里所指的思维方式,是回忆、推理和想象。达朗贝尔将知识分为历史、科学和艺术,它们分别对应过去、现在和未来。他认为,艺术的本质是创造未来。 2个多世纪以来,人们并未更多注意达朗贝尔的见解。其实,它可以看作探究科学与艺术关系的一条线索。 1 科学家交替运用两种思维 科学整体离哲学很近,需要哲学提供认识论和方法论意义的上位思考;科学家个体则距艺术不远,需要丰富的想象力,以飘逸空灵的思维方式产生多种多样的理论构想与解决实际问题的具体方案。 人类探索自然的实践走上正确的道路,归因2次哲学指引的转折。一次发生在公元前6世纪 ,探索者开始与神话分手。以古希腊思想家泰勒斯(Thales,公元前625—公元前547)为代表的自然哲学家认为,宇宙是与神无关的客体,人类通过理性探索,可以理解它们。这是一次认识论意义上的飞跃,真正的科学探索活动由此诞生。另一次发生在公元16—17世纪,以意大利物理学家伽利略(Galileo Galilei,1564—1642)为代表的一批学者,将“实验是自然科学的基础”这一哲学论断,化为可以操作的科学方法,建立了近代科学传统。从此,人类开始用实验编织围捕自然奥秘的大网,努力使自然科学成为具有自我纠错机制的人类知识体系 。 然而,近代科学传统在哲学上面临一个巨大的困难,这一传统要求“人们通过归纳实验与观测事实,发现普遍规律”,人类有限的条件与能力,不可能积累足够的事实,难以通过逻辑与实证发现自然的普遍规律。难怪爱因斯坦(Albert Einstein,1879—1955)屡次感慨:“逻辑与推理不可能帮助我们发现任何新的事物。”科学家开始采用一种变通的办法,根据有限的事实作出假设,构建想象中的理论模型,再通过实验检验,对模型给予确认、修证或否定。实验提供的事实是确定的知识,理论模型是想象的产物,可以在多种可能性中选择。在没有获得新证据之前,这种模型在相当大的程度上依赖科学家的直觉、联想,以及思想实验这只慧眼。科学家构建模型的能力,在很大程度上与艺术家产生创意的情景相似。 2 飘逸的思绪催生新科学构想 自然科学中的许多重大发现,都与探索者的直觉与形象思维相关。 丹麦物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr,1885—1962)注意到氢原子光谱谱线特殊的强度分布和排列方式,构想出电子在原子中处于不同能级的壳层模型,实现了量子理论与经典物理学的契合。英国物理学家卢瑟福(Ernest Rutherford,1871—1937)用α粒子轰击金萡,观察到α粒子被散射的奇异分布,构想出原子结构的太阳系行星模型 。这种形象的比喻,直到今天仍被认为是对原子结构最恰当的描述。尼尔斯·玻尔、卢瑟福都是那种将有限数据幻化成具象情景的高手。他们以艺术想象为媒介,发现物质世界内部的高度关联。在20世纪中期,美籍俄裔物理学家伽莫夫(GeorgeGamow,1904—1968),基于美国天文学家哈勃(Edwin Hub⁃ble,1889—1953)关于河外星系光谱红移的发现,在宇宙学研究中提出了令人大为震惊的“宇宙大爆炸”理论。这一理论不仅解释了宇宙为什么膨胀,而且解释了化学元素的起源。与尼尔斯·玻尔、卢瑟福相比,伽莫夫的宇宙模型已经不是一幅静止的图画,而是一部有声有色的“动画”。伽莫夫的理论问世至今已70多年,日益增多的观测结果不断丰富、发展这个曾经被嘲讽的理论。目前,对它怀疑的目光,主要来自哲学。 步入21世纪,物理学关注的对象逐渐转移到难以感知的微观世界和遥远的宇宙深处,这种研究虽然越来越接近物质世界的本质,然而积累新的实验与观测事实更加困难,要求科学家具有更加丰富的想象力。严谨的逻辑与实证,是科学家的本分;浪漫与飘逸则是新思想产生的精神摇篮。那些曾经激发艺术家灵感的精神要素,对今天的科学家仍然必要。 在人类历史上,一些具有艺术家气质的杰出人物,虽然没有受到严格的自然科学训练,却能以自己的方式步入科学领域,取得卓越成就。 具有艺术家气质的探索者步入科学领域,可能会比传统科学家有更多的选择。1832年,美国画家莫尔斯(SamuelMorse,1791—1872)从欧洲乘船返回美国。在船上,他听到一位旅客讲:“有人在研究电报,想用电线传送文字。”莫尔斯从未听说过电报,这些话令他心动,遂打消去纽约大学担任设计艺术教授的念头,潜心研究电报。当时已有许多电学专家进行这项研究,其中包括英国物理学家惠斯通(CharleWheatstone,1802—1875)。惠斯通在电学研究中成绩卓著,曾经发明精确测量电阻的仪器,直到今天这项发明仍被称为“惠斯通电桥”。惠斯通在1837年发明了世界上第一台实用电报机,采用5条电线传输20个字符。然而,这种机器成本高、速度慢,字符种类不足。当时,人们并不认为电报会有多大用途。1838年,莫尔斯发明了一种新方法,用一条电线(用大地作另一条电流通路)传送时断时续的电流,以点划构成的时序编码表示字符。这种方法不仅速度快、成本低,而且字符种类不受限制。这是一种完全不同于传统技术的方法,在通信技术中首次将组合逻辑改为时序逻辑。莫尔斯的发明,为电报在世界范围应用铺平了道路,使后来的无线电报成为可能。今天,莫尔斯的发明已经成为家喻户晓的专用名词——“莫尔斯电码”。它的发明者,为什么不是惠斯通而是莫尔斯?答案可能涉及艺术与科学的关系。 在莫尔斯电码问世之前10年,法国巴黎出现了一件为世世代代盲人带来幸福的发明——布莱叶盲文。这是一种由6个凹凸圆点组合成的手感文字体系,每个单元可以由圆点凹凸变化形成63种不同含义字符,盲人用手指触摸可以阅读一切书籍文献。从此,盲人可以和明眼人一样,通过阅读分享人类的知识,重新获得尊严。这位伟大的发明者既不是职业科学家也不是文字学家,而是一位自5岁起双目失明的苦孩子,名字叫布莱叶(Louis Braille,1809—1852)。布莱叶10岁时,带着父亲为他做的唯一玩具——可以触摸点数的木头骰子,进入巴黎盲童学校,在这里受到良好的艺术教育。他热衷风琴演奏,不久成为风琴手。风琴有限键盘演奏的美妙音乐,激发布莱叶的灵感,他在19岁时完成了这项伟大的发明。布莱叶的发明在1878年被作为最佳盲文体系向全世界推广,1929年成为国际通用盲文体系。今天,中国盲文出版社的海量图书中,已经包括全套《红楼梦》、《战争与和平》。 回顾这段历史,使我们注意到,人类的艺术素养可能为知识赋予特殊含义,使知识对人类的意义升华到更高境界。 3 “黑暗的中世纪过早醒来的人” 思索艺术在科学活动中的价值,会想到欧洲文艺复兴时期的天才达·芬奇(Leonardo da Vinci1452—1519)。达·芬奇作为艺术家广为人知,其实他更应称为科学家、发明家和哲学家。他的一生仅仅留下7幅署名画作,却留下1000多页记录着他的科学发现、技术发明与哲学理念的手稿。他没有受过专门的科学训练,是通过艺术进入科学之门的。他发明了人类最早的旋翼直升机和扑翼飞机,发明了最早的自行车、坦克和运河挖掘机,设计了许多大型公共建筑和防御工事,设计了强力弩炮和巨型起重机,还发明了可以克服发条弹力减弱影响钟表走时精度的自补偿系统。通过人体解剖,他透彻地研究了人体结构,发现了人体美的数学规律。他最早对化石成因提出科学的解释,还以科学的观念分析听觉与视觉机理。在科学革命来临之前,他已经提出这样的哲学理念:人类知识只能源于感官获得的信息和亲历的体验 。他以艺术家的灵性探索物质世界,以科学家的严谨对待艺术创作,以极为丰富的想象力为人类发明奇妙的机器。他是文艺复兴时期最后一位大师,也是科学革命的第一位先驱,是连结2个时代的纽带。历史学家称他是“在黑暗的中世纪过早醒来的人”。 达·芬奇的探索,在人类思想史上极具意义。它表明,艺术与科学之间的联系,远比人们所知复杂、紧密。人类的创造潜能,远远超过人们的想象。强调单一思维方式的教育,正在消减人类的创造力。 4 艺术与科学在历史长河中交融 艺术和科学,是源远流长的人类活动。它们的起源,可以追溯到人类诞生时期。早期的科学,隐含在人类创造的生存技术之中,这是一种有效而且务实的经验。早期的艺术,出现在人类开始具有自觉意识的时刻,出于生存的忧虑,人们企盼获得超自然力庇佑,在想象中创造出神和神的故事,创造出具象和抽象的符号,希望神陪伴着人类。在历史长河的远端,人类精神世界不断在务实与浪漫之间游弋,为考古学家留下丰富的遗存。 地球上具有独立源头的7个古代文明中,都有锋利的工具和精美的艺术品。考古学家发现,7大文明中的工具大体相似,艺术品则各不相同。尼罗河边的埃及古代石器,与印度河谷阿拉帕石器大同小异。两河流域苏美尔人供奉的神则与中美洲玛雅人的神完全不同,与安第斯山印加人的神也不一样。科学展现出物质世界规律的共性,艺术展现出人类想象创造的精神世界的多样性。 在早期文明中,工具与艺术品是分离的。随着时间的推移,工具与艺术日臻完善,两者也逐渐相互融合,出现了极具艺术意蕴的实用器 ,即使工具和武器也不例外。这种变化不仅源于审美,更源于人类希望器物具有超越物质的精神力量。人类早期杰出的工匠既是科学家又是艺术家。 历史上,艺术与科学有时互相丰富,互相启迪。4500年前,苏美尔人创造了美丽的五角星图案,并将其用在楔形文字中。2000年后,古希腊学者对五角星情有独钟,发明了用圆规、直尺制作正五边形的方法,使五角星成为可以复制的规范几何图形。通过对五角星的研究,科学家发现了著名的“黄金分割”法则,揭示了美的数学规律,架起艺术通向科学的第一座桥梁。通过这项研究,数学家发现了一种描述物质运动变化规律的几何曲线——对数螺线,为古典数学走向现代,奠定了重要的知识基础。 2500年后,现代社会对这种漫长而持久的探索给予热烈回应。当今世界195个国家中,有53个国家的国旗采用有五角星的图案。科学与艺术的完美结合,造就了跨文化的美。 在文明的进程中,艺术有时直接进入人类科学探索活动,留下永久的印记。 发明文字,是继语言之后人类信息科学技术的第二次飞跃。 文字可以使人们看见思想,使人类思维更加缜密,可以使人类在精神领域实现跨越时空的交流。几乎所有文字都始于象形艺术,即使一些后来演变成为高度抽象符号体系的文字,艺术在其中依然起着重要作用。汉字毋庸赘言。回顾拉丁字母演变的历程,能够发现历史长河中科学与艺术交融的轨迹。 拉丁字母源于希腊字母,希腊字母源于腓尼基字母,腓尼基字母源于楔形文字。公元前1800年,生硬的楔形文字在迦南(今天的西奈半岛)引入古埃及象形文字中一些美妙的注音图形 ,演变成22个辅音字母的腓尼基文字。公元前800年,具有艺术天赋的希腊人,在其中加入元音,使其成为具有歌唱性的文字体系,以发出不同元音时的口腔形状,表示这些新增加的字母。古罗马人以这种极具艺术特色的符号为基础,创造了拉丁字母。它书写方便,不易混淆,赏心悦目,成为记录世界多种语言的共同文字。这种信息时代的符号,包含着古老的埃及艺术和希腊艺术。 5 艺术对现代科学的影响在于哲学意义的上位思考 近代科学诞生之后,科学与艺术渐行渐远,很少有人直接以艺术家的方式在科学领域行事。艺术对人类科学活动的影响,主要体现在具有哲学意义的上位思考。这是一种深远的影响,它使科学家在更高的层次上思考问题,这种上位思考直接关系科学家发现与创造的能力。 科学与艺术的研究对象不同,思维方式不同。科学关注物质世界的规律,关注运用规律解决人类实际问题的方法。艺术关注人的精神需求,关注心灵对美与和谐的向往。科学通过逻辑与实证,铺设前进之路;艺术通过想象,呼应人类浩瀚、多元、不断变化的精神需求。科学家的努力,接受物质世界自然规律的检验,这种检验具有共同的标准;艺术家的创造,往往更加自由。 不同的对象、不同的目标、不同的评价标准,造成科学家与艺术家思维方式的差异。这些迥异的思维,可能帮助科学家重新思考那些过于熟悉的事物。 杰出的科学家应当具有(至少在某些时候具有)艺术家的气质,思想深刻,追求飘逸、简约与永恒;以自由的心境探索,以宽容的态度评论;能够在思维的两极驰骋,会在“天上”作画,又会在地上“砌砖”。 艺术与科学,是人类精神世界共存的两种思维。它们形影相随,相辅相成,共同构成文明最美妙的部分。 参考文献 丹尼·狄德罗. 百科全书 . 梁从诫译. 沈阳: 辽宁人民出版社, 1992: 45. 梯利. 西方哲学史 . 葛力译. 北京: 商务印书馆, 2004: 77. 张开逊. 回望人类发明之路 . 北京: 北京出版社, 2007: 1-4. Smith Sonian. Timelines of science . New York: DK Publishing, 2013: 250. Leonardo da Vinci. Leonardo's notebooks . New York: Black Dog Leventhal Publishers Inc., 2005: 391. Marco Cattaneo, Jasmina Trifoni. The world heritage sites of UNESCO: Ancient civilizations . Novara: Whie Star Publishers, 2013: 342. 斯蒂文·罗杰·费希尔. 书写的历史 . 李华田, 李国玉, 杨玉婉译. 北京: 中央编译出版社, 2012: 71. 文章原址: http://html.rhhz.net/kjdb/20150102.htm
个人分类: 栏目:本刊专稿|3382 次阅读|1 个评论
大器晚成的华人数学家张益唐
热度 1 baolintan 2015-1-30 22:32
(本文是根据《纽约客》的一个专访内容缩写的) 他是一名数学家 。 1978 年他 考入北京大学数学系,1992年 在普渡大学获得博士学位, 2013 年,他在孪生素数研究方面所取得的突破性进展,证明了孪生素数猜想的一个弱化形式,发现存在无穷多 相 差小于 7000 万的素数对,从而在 孪生素数猜想 这个重要问题的研究中前进了一大步。随后,人们在半年时间里,利用他给出的方法将这个差值迅速缩小到 246 。 他有些坎坷 。大学毕业后未能如己所愿去研究数论,而是服从安排去研究他自己并不喜欢的代数几何。博士毕业时 既没有发表论文,也没得到导师的推荐信,甚至连一份基本的学术类工作都找不到,若干年后才在朋友帮忙下在 New Hampshire 大学得到一个助教位置。 他是一个孤独者 。 不合群, 不喜交际,觉得交际浪费时间, 沉默寡言,对人也比较拘谨,他是一个有独立思想的人,做事情不紧不慢。他 坚守孤独,坚守清贫,拒绝诱惑。 为了潜心研究数学,几乎把自己与世隔绝。 他喜欢散步和思考,这是他放松的方式。妻子看到他那样时会问一句 “ 你在做什么? ” 他回答 “ 我在工作,我在思考。 ” 妻子不能理解。 他大器晚成 。 2010 年当张益唐已经 55 岁的时候,开始决定研究 “ 素数间隔 ” 这个世界性的数学难题, 三年后在 孪生素数 研究中取得重大突破, 2013 年 4 月向 Annals of Mathematics 投稿的论文 “Bounded gaps between primes” , 5 月被接受发表。当时,他还只是 New Hampshire 大学的一名讲师。 2013 年 5 月应邀在哈佛大学发表演讲, 2014 年 8 月在 国际数学家大会 上应邀在闭幕式前作一小时特邀报告( invited lecture );先后获得美国数学会 2014 年弗兰克 · 奈尔森 · 科尔( Frank Nelson Cole )数论奖、瑞典皇家科学院 - 皇家音乐学院 - 皇家艺术学院联合设立的 Rolf Schock 奖数学奖、以及美国麦克阿瑟天才奖 ( Mac Arthur Fellowship )。 他也很洒脱 。不怎么在意职称,很少发表论文,获奖后周围 的人都在谈论他,但似乎对他没有一点影响, 2013 年在哥伦比亚大学的三次讲学,每次讲座都非常精彩,但从不炫耀。他的同事说他非常温和、谦逊,从不要求什么。他曾经 做过学生会主席、具有演讲天赋、喜欢文学、音乐,是 NBA 球赛铁杆球迷,还可以喝一斤二锅头没感觉。 当他听说自己的论文被 Annals ofMathematics 接收了的 时候,打电话给远在圣何塞的妻子,让她留心媒体报道,说 “ 或许你会在那上面看到我的名字 ” ,妻子却回复她 “ 你是不是喝醉了 ” 。 他打破了哈代定论 。英国著名数学家哈代( G.H. Hardy )曾写道 “ 数学家应该记住,数学比其他任何艺术或科学更应该是年轻人的游戏。我从不知道有哪个数学上的重大突破是由一个超过五十岁的人提出来的。 ” 当被问及上述哈代定论时, “ 那话可能不适用于我。 ” 张益唐说, “ 我仍然有直觉,我仍然很自信,我仍然有其他的愿景。 ”
8800 次阅读|2 个评论
德国最年轻的数学教授Peter Scholze获2015年Cole奖
热度 6 ldh 2014-12-9 08:09
Peter Scholze生于1987年12月11日,2013年晋升为德国波恩大学数学系教授,他也是德国目前最年轻的教授。 因解决Weight-monodromy猜想的特殊情形而获2015年美国数学学会的Cole奖。 他发表论文的情况: Perfectoid spaces and their Applications , Proceedings of the ICM 2014. The pro-étale topology for schemes (with Bhargav Bhatt), to appear in Proceedings of the conference in honour of Gérard Laumon, 2013. On torsion in the cohomology of locally symmetric varieties , Preprint, Bonn, 2013. Perfectoid spaces: A survey , Current Developments in Mathematics, 2012. Moduli of p-divisible groups (with Jared Weinstein), Cambridge Journal of Mathematics 1 (2013), 145-237. p-adic Hodge theory for rigid-analytic varieties , Forum of Mathematics, Pi, 1, e1, 2013. Perfectoid spaces , Publ. math. de l'IHéS 116 (2012), no. 1, 245-313. On the cohomology of compact unitary group Shimura varieties at ramified split places (with Sug Woo Shin), J. Amer. Math. Soc. 26 (2013), no. 1, 261-294. The Langlands-Kottwitz method and deformation spaces of p-divisible groups , J. Amer. Math. Soc. 26 (2013), no. 1, 227-259. The Local Langlands Correspondence for GL_n over p-adic fields , Invent. Math. 192 (2013), no. 3, 663--715. The Langlands-Kottwitz method for some simple Shimura varieties , Invent. Math. 192 (2013), no. 3, 627--661. The Langlands-Kottwitz method for the modular curve , Int. Math. Res. Not. 2011, no. 15, 3368-3425.
个人分类: 科学巨人|27476 次阅读|11 个评论
[转载]数学家Erdos的故事
热度 3 JRoy 2014-12-2 15:10
--1--   一个数学家就是一台把咖啡转化为数学定理的机器。--P. Erdos Erdos(1913-1996)是当代最伟大的数学家之一,他一生中同485位合作者发表过1475篇数学论文,涉及数学的许多领域。下面的这些故事主 要来自他的传记《数字情种》,当然也有一些从别处搜集来的故事。   前面所引的那段话暗示了一天工作19个小时以上(在古稀之年依然如此)的Erdos对兴奋剂的依赖。1979年,他的朋友 Graham与Erdos打赌,只要他一个月之内不服用安非他明,Graham就输给他500美元。Erdos成功地赢得了这次打赌,但他对Graham 说:你帮我证明了我不是一个瘾君子,但在这段时间内我一无所成。我早晨起来就盯着一张白纸发呆,毫无主意,跟普通人没有什么区别。你因此使数学的发展滞 后了一个月。所以他随后便重新开始服用兴奋剂。  --2-- SF创造我们就是为了拿我们的痛苦取乐,我们死得愈早,他的计划就愈早落空。--Erdos Erdos有一套他自己的语言。比如说,他称上帝为SF(Supreme Fascist,最大的法西斯份子),因为他总是折磨Erdos,藏起他的眼镜,偷走他的匈牙利护照,甚至把持着各种古怪的数学问题的解答不让他发现。 Erdos并不敬畏上帝,死亡对于Erdos的唯一意义就是使他无法再进行数学研究,所以他经常说:在坟墓里有的是时间休息。 Erdos从事数学研究的方式很独特。他总是游历于世界各地的大学和研究所,登门拜访那里的数学家,向对方宣布:我的头脑敞开着。然后他们便开始讨论 数学问题,一连持续几天,直到双方都厌倦了为止。他从不在一个城市里连续呆上一个月,他的座右铭是:另一个屋顶,另一个证明。(Another roof, another proof.) --3-- 出生的不幸是什么时候降临在你头上的?--Erdos 常用的问候语 除了SF之外,Erdos还有很多独特的术语。他称小孩为ε,称孙辈为ε^2,称桥牌打得不好的人为o(x),称女人为主人,男人为奴隶,结婚为 被俘虏了,离婚为自由了,音乐为噪声,酒精为毒药,进行一次数学讲座为布道,非数学家为不值一提的人,美国Sam,苏联为 Joe。 Martin Gardner第一次见到他的时候,他问Gardner:你是什么时候到的?Gardner连忙看表,这时Graham小声告诉他,对于Erdos来 说,这句话的意思是:你是什么时候出生的? --4-- 一个数学家必须是在每个星期都有一些新的研究工作才成为数学家。--Erdos Erdos见到他的同行时,总喜欢问:你昨天有什么新的发现?可事实上并不是每个数学家都能像他那样每年发表50多篇论文! 一次,他在巴黎演讲后,一位法国数学家问他关于某位有爵士头衔的英国数学家的近况。他回答:这个可怜的家伙两年前就已死去了。另外一位法国数学家却 说:不可能,上个月我还在罗马见过他。Erdos答:你应该明白我的意思,我是指他这两年没有搞出什么新东西来。 在Erdos的术语里,死了是指这个人不再进行数学研究,离开了才是真正的生理学意义上的死亡。 --5-- 我只要拿张纸,坐下,就能思考。--Erdos 在很多张Erdos的照片上,他都是低着头的。这种姿势很容易让人以为是在打盹,但Erdos声称他是在思考问题。 1939年,Erdos曾听过M.Kac在Princeton研究所做的一个报告。事后Kac这样回忆道:在我报告的大部分时间内,他都快要睡着了。报 告的内容跟他的兴趣毫不沾边。在将近结尾时我大致说了一下我在素因子方面遇到的困难。一提起数论,Erdos马上就精神起来,让我再解释一下到底困难在 哪。不到几分钟,报告还没有结束,Erdos就打断我的讲话并宣布问题解决了! 注:Mark Kac,波兰裔美籍数学家,主要研究概率论与数学物理,有以他名字命名的Feynman-Kac公式。 --6--   匈牙利人的问题在于,每次战争我们都站错了队。--Erdos Erdos于1913年3月26日出生于布达佩斯的一个匈牙利化了的犹太人家庭。匈牙利和犹太,这两个来自东方的古老的民族,曾经孕育了无数的伟人。八十 三年后,当Erdos与世长辞时,Gordon Raisbeck在给Erdos的表妹的吊唁信中写道:   你听说过两个哲学家讨论存在地外生命之可能性的典故吗?其中一人说,如果外星人存在,那么他们的智力水平就有可能超过我们人类, 因此我们可以预期他们已经访问地球了。但他又说:'但他们有没有留下什么痕迹呢?'另外一位哲学家俯身过来时对他耳语道:'嘘!这里我们自称匈牙利人。' 正是有了像Erdos这样杰出的人,才成就了这样的典故。 --7-- 我告诉我母亲,如果你用100减去250,你便得到-150.--Erdos回忆他4岁时的经历 如果说这个世界上真的有天才,那Erdos无疑是其中之一。在蹒跚学步时,他就研究日历,计算母亲还有多久才能放假回家。(那时他父亲在战争中被俄国人俘 虏,母亲在学校教书,他是由一名家庭女教师抚养。)3岁时,他便能心算3位数的乘法,4岁时便发现了负数。同样在4岁时,他就算出一些诸如乘火车去太 阳需多长时间之类荒唐可笑的问题来做游戏。他问她母亲的朋友们多大,然后立即心算出她们已经活了多少秒。 在上高中之前,他母亲一直不让他上学,因为害怕他会得传染病。 他的英语是跟他父亲学的,--他父亲在集中营里为了打发时间,便用一本书自学了英语。所以Erdos的英语发音一直很糟糕,因为他的父亲从来没有听过地道 的英语。 --8-- 这世上有这么多的丑恶现象,我都不敢说,假如上帝存在的话,是不是也是圣洁的。--Erdos 1919年,Miklós Horthy在匈牙利建立了欧洲第一个法西斯政权,并发起了一场血腥的排犹运动。几万犹太人被迫离开匈牙利,其中包括E.Teller,J.von Neumann, L.Szilard, E.Wigner. 这四个人都去了当时的科学圣地--德国,若干年后,他们又都逃到了美国,并参与了曼哈顿工程。 Erdos一家并没有离开。那时犹太人经常在光天化日之下遭到殴打甚至屠杀,(Wigner就曾遭暴徒袭击,)Erdos的母亲曾对Erdos说:你知 道现在犹太人实在是太难了,我们是不是要去洗礼?六岁的Erdos回答道:那好,你可以做你想做的,可我还会和原来一样。 这就是Erdos,从不会放弃自己原则的Erdos. 综观Erdos的一生,他藐视任何法西斯权威,无论是武装暴徒,还是不学无术的大学官僚、美国移民局官员、匈牙利秘密警察、FBI、洛杉矶交警,甚至上 帝。 注:Edward Teller,著名物理学家,被称为氢弹之父。 John von Neumann,20世纪最伟大的数学家之一,在纯粹数学和应用数学的许多领域中都有着无与伦比的贡献。仅电子计算机之父这一称谓便足以使他流芳百 世。 Leo Szilard,著名物理学家、生物学家,核链式反应的提出者及专利拥有者。1939年8月2日,在他和Wigner、Teller的建议下, Einstein给罗斯福总统写信,呼吁美国抢在纳粹德国之前研制成原子弹,--事实上,那封著名信件就是Szilard起草的。 Eugene Wigner,20世纪最重要的理论物理学家之一,获1963年Nobel物理奖。 他还是Dirac的大舅子。 --9-- 我不明白为什么我们初次见面时他会那样--说的全是数的平方和各种各样的证明。在我渐渐了解他之后,我发现他并不是那种喜欢过分张扬的人。……所以我真的 不能解释为什么他总是在说他所知道的所有证法。--A.Vázsonyi对Erdos的回忆 1930年,17岁的Erdos第一次见到14岁的Vázsonyi时,前者对后者说的第一句话是: 给我举出一个4位数。 Vázsonyi答道:2,532. 它的平方是6,411,024. 对不起,我老了,否则我会立即告诉你它的立方。 Erdos又问道:你知道毕达哥拉斯定理的多少种证法? 1种。Vázsonyi说。 我知道37种。你知道位于一条直线上的点不能构成可数集合吗?继而Erdos给出了一种证明方法,然后他说他必须跑了。 六十七年后,Vázsonyi仍然清晰地记得当时的情形: 当Erdos说他必须'跑'时,他像只大猴子一样驼着背,侧着身子,摇摆着双臂,沿着街一溜儿小跑,引得行人时时回头观望。……当他年纪稍大之后,他的 步态不太像猴了,但仍有些奇怪。他老是走得很快,甚至发展到会向一面墙直冲过去,然后突然止步,猛然掉头,再往回跑。有一次他没能止住脚步,一下子撞到墙 上,弄伤了自己。 --10-- 如果你是一只耗子,你就知道了。--Erdos这样解释他把一只小猫称为法西斯的原因 尽管受到各种反犹法律的限制,Erdos还是得以在17岁那年进入布达佩斯的Pázmány Péter大学学习。他经常与他的朋友们在公园或广场里讨论数学问题和时事。 当时的法律禁止群众聚会,经常会有警察过来盘问他们。他们感觉密探无所不在,不能够畅所欲言。所以从那时起,Erdos开始使用一些自己独有的隐语。他用 长波人来代表共产主义者,因为红色光的波长较长;相应地,用短波人来代表法西斯主义者。 政治并不能干扰Erdos和他的朋友们对数学的兴趣。Vázsonyi回忆说:他(Erdos)沉浸在素数的世界里,素数是他的一切,他与素数之间似乎 有着某种奇妙的密切关系。大学一年级时,Erdos便证明了Bertrand猜想:在n和2n之间总存在一个素数,其中n是大于1的整数。这个猜想 最初是在1848年由Chebyshev证明的,但Erdos的证明比Chebyshev的要简单得多。 20岁时,Erdos便宣称要用古希腊时期流传下来的Eratosthenes筛法来给出素数定理的初等证明,若干年后他果然做到了。这是后话。 注:Joseph Louis Francois Bertrand,19世纪法国数学家,在数论、概率论、几何、微分方程等领域均有贡献。 Pafnuty Lvovitch Chebyshev,19世纪俄国数学家,在数学许多领域有开创性工作,是俄国数学的奠基人。 Eratosthenes,与Archimedes同时代的学者,曾任亚历山大图书馆馆长。 --11-- 我是犹太人,而匈牙利当时是个半法西斯国家。--Erdos谈及他离开匈牙利的原因 早在12岁的时候,Erdos就清楚地知道,由于政治上的原因,他迟早得离开匈牙利。1934年,他获得了博士学位,随后便到英国的Manchester 大学进行他的博士后研究。 在Erdos抵达英国的第二天,发生了两件对于他来说颇不寻常的事情,其中一件是这样的: Erdos以前从来没有给面包片抹过黄油,在家里都是他母亲或佣人给他抹的。他回忆道:我清楚地记得,那一次我刚去英国学习,茶点的时候上了面包。要是 承认自己从来没有抹过黄油,那太让我难堪了,于是我就试了试。还不是太难。 就在10年前,当他11岁的时候,他第一次给自己系了鞋带。 --12-- 最好的数学既是美的,同时又是严肃的。--G.H.Hardy 在Erdos抵达英国的第二天,还发生了另外一件事,可能对他的影响更大,那就是他遇见了那个时代最为纯粹的数学家--Godfrey Harold Hardy. 数学家有很多种类型,像Erdos这样的可谓凤毛麟角。(不过好象公众心目中的数学家都是Erdos这样子的。)Hardy可谓是跟Erdos截然相反的 一类数学家。 Erdos每天工作19个小时,Hardy的生活则有规律得多:他每天只花4个小时(上午9点到下午1点)用于数学研究,下午打板球和网球,晚上与 B.Russell,C.P.Snow, G.E.Moore, A.N.Whitehead, J.M.Keynes, G.M.Trevelyan, E.M.Forster, L.Strachey, L.Woolf人热烈交谈。 Erdos只对数学感兴趣,Hardy的兴趣则广泛得多。有一年,他在给朋友的明信片里谈了他新年的6项打算:1.证明Riemann假设;2.不能让 211队在奥威尔举办的板球决赛阶段第四局比赛中出局;3.找到足以让公众信服的证明上帝不存在的论据;4.成为登上珠穆朗玛峰的第一人;5.成为苏联、 大不列颠及德意志联合王国的首任总统;6.谋杀Mussolini. Erdos是天生的流浪者,Hardy则憎恶旅行,尤其是害怕坐船。如果Hardy不得不乘船出海,他就会给朋友寄一张明信片,宣称自己已经证明了 Riemann假设。他认为这样一来上帝就不会让他在旅途中死去,因为上帝--他个人的敌人--是不会让他享有证明Riemann假设的荣誉的。 Erdos其貌不扬,看上去还有些神经质,Hardy则是出了名的美男子,十足的绅士。 当然,他们也有一些共同点,比如说他们两人都不太喜欢上帝。Hardy拒绝涉足任何带有崇拜色彩的地方,为了迁就他,剑桥大学特意在校规里加了一条,使他 可以豁免某些职责,不参加礼拜。他们两人也都终身未婚。他们都喜欢与人合作:Hardy与Little-wood及Ramanujan的合作至今仍被 人津津乐道,Erdos则有多达485名合作者。 他们两人更重要的共同点是:他们都是纯而又纯的数学家,而且也都是第一流的数学家。 注:Godfrey Harold Hardy,剑桥分析学派后期的领袖人物,主要研究调和分析与解析数论。 Bertrand Russell,20世纪最著名、最重要、最卓越的思想家之一,曾获1950年Nobel文学奖。 Charles Percy Snow,英国小说家、物理学家和政府官员,曾任剑桥大学行政领导人。 George Edward Moore,英国实在论哲学家,著有《伦理学原理》、《哲学研究》等。 Alfred North Whitehead,英国数学家、哲学家,著有《数学原理》(与Russell合著)、《过程与实在》、《观念的历险》等。 John Meynard Keynes,有史以来最伟大的经济学家之一。 George Macaulay Trevelyan,英国自由主义历史学家,曾任剑桥大学三一学院院长。 Edward Morgan Forster,英国小说家、散文家、社会和文学评论家,著有小说《霍华兹恩德》、《印度之行》等。 Lytton Strachey,英国传记作家、批评家,著有《维多利亚女王时代名人传》等。 Leonard Woolf,英国文学家、出版家、政界人士、记者和国际主义者,他还是Virginia Woolf的丈夫。 Georg Friedrich Bernhard Riemann,19世纪德国数学家,在数学的许多领域内均有天才的开拓性工作,对20世纪数学的发展有着难以估量的深远影响。 John Edensor Littlewood,英国数学家,与Hardy密切合作达35年,共同撰写了100篇论文。 Srinivasa Aaiyangar Ramanujan,天才的印度数学家,对无穷级数和数论有着惊人的直觉。 --13-- 明年哥廷根见!--Erdos理想中的犹太人祝酒辞 到英国后,Erdos开始了他的流浪生涯。他频繁来往于英国的各个大学之间,从没有连续七天呆在同一个城市。那时候世界数学的中心是哥廷根大学,尽管希特 勒的兴起已使哥廷根开始衰落。Erdos一直想去哥廷根,但作为犹太人的他始终没有达成这个心愿。 他每年要回布达佩斯三次,看望双亲和老朋友。有一次,在他回家期间,Vázsuoni正研究一个图论问题,并找到了这个问题的必要条件。他回忆道:我几 乎天天与Erdos见面。但我犯了一个致命的错误--我在电话里把自己的发现告诉了他。我称这个错误是致命的,是因为他在20分钟后就回电告诉了我证明充 分性的方法。'该死的,'我想,'现在我只好和他合作写这篇论文了。'这个著名的Erdos数'1'究竟给我带来了什么,我几乎一无所知。 Erdos数是数学界流传的一个典故。即给每一个数学家赋予一个Erdos数:Erdos本人的Erdos数是0;曾与Erdos合作发表过文章的人 的Erdos数是1;没有与Erdos合作发表过文章,但与Erdos数为1的人合作过的是2;……自然,不属于以上任何一类的就是∞. --14-- Wir Mathematiker sind alle ein biβchen meschugge. (我们数学家都有些疯狂。)--E.Landau曾对Erdos说的一句话 在常人眼里,数学家往往是些怪人。其实数学家多半还是很正常的,只是当他们思考起数学问题时,脑海里就容不得别的东西了。 Harold Davenport的妻子Anne Davenport回忆说:有一次在三一学院,我想大概是在30年代,Erdos和我丈夫在一个公共场所思考了一个多小时而彼此一言不发。最后, Harold说:'这不是0,而是1',这才打破了长时间的沉寂。然后就是如释重负、一片欢欣了。他们周围的人都以为他们疯了。的确,他们是疯了。 注:Edmund Landau,德国数学家,主要研究数论与复变函数,曾在柏林大学和哥廷根大学任教授。Erdos没去过哥廷根,Landau却访问过剑桥,他们可能就是 在剑桥见面的。据说Landau怀疑Littlewood这个人的存在性,所以专程去英国看了一下。这个故事还有另外一种版本,说Wiener在访问剑桥 时遇见了Littlewood,便说:哈!原来还真有你这么一个人!我还以为Littlewood是Hardy发表那些写得不太好的文章时所用的化名 呢!Wiener对这个笑话感到非常苦恼,专门在自传里辟了谣。 Harold Davenport, 剑桥学派的数论专家,曾任伦敦数学会主席,有各种论著196种。 --15-- 人们研究你是因为你是一个数学家,而不是因为你研究Leibniz.--Erdos对Godel如是说 1938年9月3日发生了捷克事件。那天Erdos正在布达佩斯,他当晚便匆匆赶回英国,几周后又去了美国,到位于Princeton的高等研究所 (Institute for Advanced Study)工作。 高等研究所是30年代初由Bamberger兄妹捐资兴建的,首任所长为教育家Abraham Flexner. 这个研究所聘请的第一批研究员是:Alexander, Einstein, Morse, Veblen, von Neumann, Weyl. Oppenheimer曾称高等研究所是一座疯人院,--许多年以后他自己成为这家疯人院的院长。在这里,Erdos肯定算不上是天才,但却仍然显得很怪 异,因为一年半以后他就因为过于uncouth and unconventional而被解聘了。不过天真的Erdos却把在研究所的这段日子称为他在数学上最有成果的时期。 当时的高等研究所拥有世界上最出色的一批数学家,比如说Godel. 那时候Godel的兴趣已经转向了形而上学,所以Erdos常与他吵得不可开交。 注:Gottfried Wilhelm Leibniz,17世纪德国百科全书式的学者,微积分的创始人之一。 Kurt Godel,奥地利裔美籍数学家、逻辑学家。 James Waddell Alexander,美国拓扑学家。 Harold Marston Morse,美国数学家,Morse理论的创立者。 Oswald Veblen,美国几何学家和拓扑学家。 Claude Hugo Hermann Weyl,Hilbert的得意门生,20世纪最伟大的数学家之一。 Robert Oppenheimer,美国物理学家,曼哈顿计划的主持人,被称为原子弹之父。 --16-- 我知道Einstein绝不信奉人格化的上帝,因为我问过他。--Erdos 如同那个时代曾待在Princeton的其他人一样,Erdos曾有幸与Einstein交往。有一次在Einstein家吃午饭时,Erdos把自己最 钟爱的素数理论讲给Einstein听。Einstein对这一理论的评价很高,但他对细节并不感兴趣。 他们两人主要讨论的话题还是政治。Erdos一向很关心政治,经常就世界政治和人类的普遍问题发表一些悲观言论。 原子弹的问世使Einstein再次成为世界关注的焦点,--尽管没有Einstein也能造出原子弹。Erdos曾问Einstein:40年前你想 到过你的质能方程会在你的有生之年得到应用吗?Einstein说:我没料到。我曾想也许最终会得到应用,但没料到会那么快。 其实像Einstein或者Erdos这样的科学家并不很关心自己的理论能否得到应用。一个极端的例子是Erdos曾经拜访过的Hardy,他就宣称最好 的理论是毫无用处的,比如数论和相对论,--不幸的是他举的这两个例子都错了。 --17-- 他在Princeton的大街上走来走去,挥舞着双手,旁若无人地比划着。--Louise Straus对Erdos的回忆 同Einstein相比,他的数学助手Ernst Straus与Erdos之间有着更多的共同语言。每当他在自己的宿舍里住腻的时候,他就跑到Straus的家里呆上若干天。 那时Straus夫妇经常在半夜里听到一声巨响,那是Erdos在开窗户,--他从没想到应该轻轻地把窗户放下。他不会使用淋浴器,不会把水龙头关上。他 到公用电话亭里彻夜不停地往里面塞硬币,给世界各地的数学家打电话,宣称自己在Straus家里,然后和他们讨论问题。他还邀请附近的一些朋友到这里来, 不管主人是否同意。 许多年以后,Straus说:Einstein曾对我说过……对于一个科学家而言,首要任务是解决核心问题,而不为其他问题所动--无论那些问题多难, 多么具有诱惑力。Erdos完全违背了Einstein的这一番话,但他却取得了成功。他几乎痴迷于他所遇到的每一个难题,并成功解决了其中的大部分。 --18-- 你应该找一份实际的正经工作。--Halmos对Erdos的劝告 P.R.Halmos曾记载过Erdos在Princeton时的另一个故事。Hurewicz曾经提出过这样一个问题:Hilbert空间中有理点集合 的维数是多少?Erdos听到这个问题后,便问Hilbert空间和维数各是什么意思。有人把定义告诉他,很快Erdos便得出了答案。这是 Erdos对一个他几乎一无所知的领域作出的贡献! 注:Paul Richard Halmos,匈牙利裔美籍数学家,Springer-Verlag出版社主编。著有《测度论》等。 Witold Hurewicz,波兰裔美籍数学家,维数理论和同伦论的开创者。 David Hilbert,德国人,历史上最有影响的数学家之一。他使哥廷根成为当时世界上数学家朝拜的圣地。 --19-- Erdos在任何时刻都集中精神思考。--S.M.Ulam 那时候Erdos手头很拮据,只能靠大学发给他的访问津贴度日。被高等研究所解聘后,他一度失去了生活来源,幸好Ulam向他伸出了援助之手。Ulam是 Erdos在剑桥结识的朋友,当他得知Erdos的窘境后,便邀请Erdos到他工作的Wisconsin-Madison大学来访问。 许多年以后,Ulam在他的自传中回忆道:Erdos身材中等偏下,极度的神经质,他几乎总是'上窜下跳',或者挥舞着他的双臂。他的眼神表明他总是在 思考着数学问题,只有在他就一些还模糊不清的世界时事政治和人类的普遍问题发表相当悲观的言论时才会被打断。如果他突然产生了一个有意思的想法,就会一下 子跳起来,挥舞双臂,然后再坐下来。 注:Stanislaw Marcin Ulam,波兰裔美籍数学家。早年研究拓扑,后因参与曼哈顿工程,兴趣遂转向应用数学。他是Monte Carlo方法的创始人之一。 --20-- 他(Erdos)具有神秘的技能,可以运用最深奥、抽象的数学工具来预测原子弹的反应。--Ulam 1943年,Ulam到Los Alamos参与原子弹的研制。他极力劝说Erdos也加入他们的行列,Erdos本人也很愿意为消灭法西斯而出力。于是Erdos给他的同胞 E.Teller写信,申请加入曼哈顿工程。但Erdos在信中特别强调他战后要回匈牙利,所以理所当然地被取消了资格。 Erdos就是总喜欢和权威对着干,而且根本不遵守各种保密规则。他还给在Los Alamos的P.Lax寄了一张明信片:亲爱的Peter,我的间谍告诉我Sam正在造原子弹,告诉我,这是真的吗? 还有一次,Erdos和包括Lax在内的几个匈牙利人一起吃晚饭。席间他们一直用匈牙利语交谈,Erdos却突然用英语大声问:原子弹的研制进展如何? 注:Peter Lax,匈牙利裔美籍犹太数学家,主要研究泛函分析、偏微分方程和应用数学。曾任美国数学会主席、美国原子能委员会计算和应用数学中心主任、纽约大学 Courant数学研究所所长、纽约大学Courant数学和计算实验室主任。1987年获Wolf奖。他还是北京大学荣誉研究博士。 --21-- 数学家能在没有粉笔、纸或笔的情况下工作,他可能在走路、吃饭甚至谈天时继续思考。--Ulam 其实Erdos无论如何都不可能被接纳到曼哈顿工程中的,因为他在FBI早已有了案底。1941年,他还在Princeton的时候,有一次与两名 Princeton的学生,加久谷静雄和A.H.Stone,一起去Chicago参加一个会议,途经长岛,便下来看看海景。他们在一个无线电发射塔-- 可能是一个秘密的军用雷达--附近拍照,被警卫发现。警卫报警称3个日本人在这里鬼鬼祟祟地拍照,于是警察四处搜捕,终于在路上截获了他们。 FBI的调查人员问他们为什么没有看到NO TRESPASSING的标牌,Erdos说:我正在思考问题。思考些什么?数学。 当晚,他们的身份被确认,于是得到释放。但此事已经被FBI记录在案,并对Erdos产生了不利的影响,这是后话。 --22-- 他的到来极大地丰富了我们的业余生活。--一位Purdue大学老师对Erdos的回忆 类似的一件事情发生在1943年。那年Erdos在Purdue大学找了一份非全日性工作,总算摆脱了四处举债的日子。 在Purdue时,他不分昼夜地散步。有一次,他半夜三更在外面溜达,被警察叫住了。他没带任何证件,警察便问:你在干吗?我在思考问题。思考 什么?数学。于是他们满腹狐疑地放他走了。 Purdue位于一个与世隔绝的小镇,人们的娱乐活动很少。Purdue的老师们每周都要聚会一次,进行一些非正式的演讲和讨论。有一次演讲人没有到,又 没有准备别的节目,Erdos便自告奋勇,上台演讲。他不借助任何稿子,做了一个引人入胜的关于蜜蜂的色视觉方面的近期研究进展状况的报告。台下的人都大 感惊讶,因为从没想到只痴迷于数学的Erdos还会关注这类东西。 --23-- 纳粹杀害了我母亲的4个兄妹。--Erdos 战争期间Erdos一直得不到家人的讯息,很挂念他们。1945年8月,他终于收到了消息。他母亲仍然健在,但他父亲已死于心脏病。 苏军占领匈牙利后,红色 植 代替了白色恐怖。红军士兵在街上随意抓人,大批匈牙利人被送往古拉格群岛,其中绝大多数再也没有回来。 Turán就曾经有过一段危险的经历。当时他在布达佩斯被一个苏联巡逻兵拦住去路,被要求出示证件。可Turán刚逃过纳粹的搜捕,身上没有任何证件。情 急之下,他拿出一本1935年出版的《托木斯克数学力学研究所通报》,上面有他和Erdos合著的一篇论文。这本战前的苏联杂志显然赢得了士兵的好感,于 是他被放行了。后来Turán遇见Erdos时,感慨地说:没想到数论还有这样的妙用! 注:Paul Turán,匈牙利数学家,主要研究数论和图论。( chocolate语:Turan定理) --24-- 他(Ulam)真的很幸运,并没有遭受年迈体衰和老年痴呆这两大恶魔的折磨,他在依然还能求证、还能猜想的时候猝死于心脏病,死时没有痛苦,没有恐惧。- -Erdos 如果你是一位才华横溢的数学家,如果你不幸得了脑炎,如果在你做完脑部手术、恢复清醒之后,医生问你这样一个问题:8与13的和是多少?你的感觉会是 怎样的? 这就是Ulam在1945年冬天的遭遇。也许他会从此丧失对自己数学能力的信心,--如果他在走出医院的时候没有遇见Erdos. 那天,当Ulam在妻子的搀扶下离开医院时,突然看见Erdos神气活现地出现在他们的面前。 Stan!我还以为你已经死了,正准备替你写讣告,还打算独自完成咱们合写的论文。 Erdos手提一个小箱子,里面装着他的全部财产,显然是无处可去,于是Ulam便邀请他去自己的家。在乘车回家的路上,Erdos缠着Ulam讨论数学 问题,根本不让Ulam休息。一到家,Erdos就要Ulam同他下棋。Ulam起初对于下棋感到很紧张,惟恐自己已经把规则忘记了。当他赢了第一盘之 后,又怀疑是Erdos故意让他的。Erdos要求下第二盘,结果Ulam又赢了。这时Erdos说:到此为止吧,我累了。Ulam才发现原来 Erdos是认真的。 Erdos在Ulam家里住了两周,不停地与Ulam讨论数学问题。在Ulam做手术后,Erdos是第一个把他当作数学家而不是白痴或者准白痴看待的 人。 --25-- 死亡从40岁开始。--Erdos 1948年冬,Erdos回到布达佩斯,看望了他的母亲和一些老朋友。但很快斯大林就开展了一次笔迹审查活动,大肆封锁边界、围捕公民,Erdos不得不 再次逃离匈牙利。随后几年内,他往返于美国和英国之间,居无定所。 那时Erdos已经开始在信件里不停地抱怨自己已经老了,他还经常对人说,上帝已有一只手搭在了他的肩膀上。有人问他:Paul,如果你才40岁时就感 觉如此之糟,当你50岁时又会如何?他立即悲哀地说:更糟。 科学家的创造年华通常是很短暂的,所以学术机构中都设有终身职位,以保证科学家的生活。Erdos的朋友们劝他尽快找一份终生职位,他们说:Paul, 你那走江湖数学家的生涯还要维持多久?他竟回答:起码40年。他甚至拒绝了一些大学的终身职位的邀请。 --26-- 数学是科学的女王,数论是数学的女王。--C.F.Gauss 大约在1792年,15岁的Gauss经过深入的分析和例证,猜想素数在自然数中的的分布密度应该是1/log(x),因而,他提出这样的公式:π(x) ~Li(x) , 当 x → +∞ ∞ 1 其中π(x)表示不超过x的素数的个数,Li(x)=∫ --- dt 2 log(t) Gauss曾经写信给当时世界上一些著名的数学家,向他们请教这个问题,但没人能给出证明。 差不多在同一时候,Legendre通过数值计算,于1808年提出了这样一个经验公式: x π(x)~ -------- , 当 x → +∞ log(x)-1.08366 容易看到,Gauss和Legendre提出的渐进公式是等阶的,实际上都等同于猜想 x π(x)~ --- , 当 x → +∞ log(x) (不过Gauss的猜想更加深刻和精确。) 这就是19世纪最著名的数学难题:素数定理。这个猜想是非常令人惊异的,因为素数在自然数中的分布可以说相当杂乱无章,但它竟然还能用这样简单的公式 来描述! 在Gauss的一生中,肯定曾花费了不少时间和精力来思考这个从少年时便开始困惑他的难题,但我们没有Gauss关于这个问题的研究记录,所以也无法知道 他在这个问题上究竟走了多远,不过十有八九是他并没有解决这个猜想。 注:Carl Friedrich Gauss,主要生活在19世纪的德国数学家。他通常被认为是历史上最伟大的三位数学家之一,另外两个是Archimedes和Newton. Adrien-Marie Legendre,活跃于大革命前后的法国数学家,在数学的许多方面都作出了重要贡献。 --27-- 高等算术(即数论--编者注)中一些最美丽的定理具有这样的特性:它们极易从经验事实中归纳出来,但其证明却隐藏得极深,只有高人一等 的研究者才能把它们 挖掘出来。正是出于此种原因,赋予高等算术以神奇魅力,使之成为第一流数学家们最喜爱的科学。至于它远远凌驾于数学其他各分支之上的无限丰富性,那就更不 必提了。--C.F.Gauss 首先对素数定理的研究作出了重要贡献的是Chebyshev. 他证明了存在两个正常数C_1和C_2 ,使不等式 x x C_1---≤π(x)≤C_2--- log(x) log(x) 对充分大的x成立,并且相当精确地定出了C_1和C_2的数值。他还证明了 π(x)log(x) __ π(x)log(x) lim ----- ≤1≤lim -----  ̄ ̄ x x x→∞ x→∞ 也就是说,如果π(x)log(x)/x 的极限存在,则必定是1. 这些无疑都是很重要的进展,但不幸的是,用Chebyshev的方法无法证明最后的结果。 1859年,Riemann发表了题为论不超过一个给定值的素数个数的论文,这是他唯一一篇关于数论的论文。在这篇仅8页的论文里面,Riemann 首次深刻而系统地研究了ζ函数 ∞ 1 ζ(s)=Σ -- n=1 n^s 的性质。并且指出,素数的分布与ζ函数,特别是ζ函数的零点的性质有着密切的联系。在这篇文章里,他还提出六个关于ζ函数的猜想,其中一个就是著名的 Riemann假设:ζ(s)的所有非平凡零点都位于直线 Re(s)=1/2 上。 Riemann的这篇论文为素数分布理论的研究指明了方向,以后这方面所有的进展都是从他的思想中得来的。 1896年,两位年轻的数学家Hadamard和de la Vallée Poussin按照Riemann的思路,各自独立地利用高深的整函数理论证明了素数定理,从而解决了这个有一个世纪历史的难题。后来Landau, Hardy-Littlewood等人利用函数论的知识给出了素数定理的新证明。 以上各人的证明都需要利用ζ函数以及一些较深的分析工具。后来Wiener用实分析的方法证明了素数定理等价于ζ函数的零点不在直线 Re(s)=1 上。这就更让人相信,素数定理的证明必然要用到ζ函数以及高深的分析工具。 1921年,G.H.Hardy就曾经说过这样一段话:断言一个数学定理不能用某种方法证明,这可能显得过于轻率;但有一件事(素数 定理没有初等证明) 却是清楚的。如果有谁能给出素数定理的初等证明,那么他就将表明,我们过去关于数学中何谓'深刻'、何谓'肤浅'的看法都是错误的。那时我们就不得不把书 本都抛在一边,重写整个理论。 Hardy逝世于1947年,他万万没有想到,就在他去世的两年后,两位年轻的数学家就推翻了他以及整个数学界的断言,用完全初等的方法给出了素数定 理的证明,进而导致了整个素数理论的重写。 注:Jacques Salomon Hadamard,法国数学家,在数学的许多方面均有贡献,被誉为Poincaré之后少有的多面手。 Charles Jean Gustave Nicolas Baron de la Vallée Poussin ,比利时数学家,他是国际数学联盟(IMU)首任主席。 Norbert Wiener,美国数学家、哲学家,控制论的创立者,在调和分析、数学物理、概率论、泛函分析、非线性数学、生理学等许多方面都有巨大贡献。1964年获 美国国家科学奖章。 --28-- 我很同情非数学家,我觉得他们失去了一种最激动人心的、丰富的智力活动的回报。--Selberg 1949年,两位年轻的数学家,31岁的Selberg和35岁的Erdos分别独立地证明了素数定理。与以往的证明不同的是,他们的 证明没有用到ζ函 数,而且除了极限、e^x和log(x)的简单性质外,没有用到任何高等数学的知识,甚至连微分和积分都没有用到!可以说,他们给出的是一个完全初等 的证明,这一结果轰动了整个数学界。 (后来有人用 1 + x/1! + x^2/2! + … + x^N/N! 代替 e^x , 用 Σ 1/n 代替log(x),n≤x 给出了一个连超越函数都不需要用的初等证明。) 在Erdos的一生中,尽管发表了1475篇论文,但像素数定理的初等证明这样具有划时代意义的成果却很少。但Erdos对这件事却避而不谈,因为在这件 事上颇有争议。 当时Selberg发现了一个恒等式,他把这个恒等式告诉了Erdos. 然后他们两人分别独立地用这个恒等式给出了素数定理的初等证明。他们本来商量好在同一本杂志上一起发表文章,讲述各自的工作。Erdos便到处给数学家发 信,宣称他和Selberg已经给出了素数定理的初等证明。但有一次,Selberg碰上一位陌生的数学家,对方开口就说:你知道吗?Erdos和-- 和谁来着?--用初等方法证明了素数定理。Selberg伤透了心,便抢先发表了论文,并因此享有该成果的大部分权益。Selberg也从此与 Erdos反目。 在数学家中,优先权的争论并不少见,最著名的就是Newton和Leibniz关于微积分发明权的争论。但Erdos却具有罕见的坦荡 胸怀,他愿意与别人 分享他的数学思想,他的目的并不是要第一个去证明某个问题,而只是使这个问题得到解决--不管是不是他解决的。所以Erdos才能有创纪录的485名合作 者。但我们不能指责Selberg心胸狭窄,因为即使Newton或者Gauss这样的最伟大的数学家也会陷入优先权的争论之中。这只能说是一场悲剧。 注:Atle Selberg,挪威裔美籍数学家,在数论、调和分析、离散子群、自守函数等方面均有贡献。1950年获Fields奖,1986年获Wolf奖。 1998年5月30日至6月15日应北京大学的邀请到中国进行学术访问。 --29-- 对于Erdos来说,被剥夺了旅行的权利就像是被剥夺了呼吸的权利一样。--M.Henriksen 1954年,Erdos被邀请参加一个在阿姆斯特丹举行的学术会议,他于是便向美国移民局申请再入境许可证。那时正是麦卡锡时代,美国处于一片红色恐惧之 中。(以至于当Erdos想往匈牙利--一个共产主义国家--打电话时,都没人敢把电话借给他。) 移民局的官员不想给Erdos发再入境许可证,便向他问了各种各样愚蠢的问题。 你母亲是否对匈牙利政府有很大的影响?你读过马克思、恩格斯或者斯大林的著作吗? 没有。Erdos回答。 你对马克思如何评价? 我没有资格评价他,但毫无疑问他是个伟人。 离开匈牙利容易吗?--这是一句废话,因为谁都知道答案是否定的。 不容易。我现在还不想访问匈牙利,因为我不知道他们是否会让我返回来,我只是计划去英国和荷兰。 如果你能肯定匈牙利政府会让你离开,你会访问匈牙利吗? 那当然了,我母亲在那儿,还有好多朋友也在那儿。 在麦卡锡时代,你是不可以承认你想去一个共产主义国家的。 --30-- 我现在在澳大利亚,明天去匈牙利。设k为最大的整数以满足……--一封典型的Erdos的信件的开头 移民局没有给Erdos再入境许可证。Erdos请了一名律师提出上诉,结果被驳回。法院没有给出任何理由。他的律师被允许查阅部分 Erdos的档案,发 现其中附有一封Erdos写给居住在红色中国的华罗庚的信:亲爱的华,设p是一个奇素数……Erdos一年要写1500封左右的信,基本上都在讨论数 学问题。但移民局的官员显然害怕信中的那些他们看不懂的数学符号是某种密码。 另外根据FBI的记录,Erdos还曾经涉嫌在一个雷达站附近从事间谍活动。所以他被麦卡锡踢出美国是再正常不过的事了。 Erdos说:我没有取得再入境许可证便离开了美国。我想我这样做完全是按着美国最优良的传统行事:你不能让自己任凭政府摆布。 --31-- 他是一个流浪的学者(wandering scholar)。他时常横跨五大洲。他效忠的是科学的女王而不是任何特别地方或研究所。--Rado谈Erdos 被赶出美国之后,Erdos发现自己已经没什么地方可去了:荷兰只给了他几个月的签证,英国也差不多。西欧的各个国家都不愿意接纳一个对红色中国亲善的 人。最后,以色列接纳了他,给予他居住权,但他拒绝加入以色列国籍,并且保留自己的匈牙利护照。 1955年,Erdos在密友们的多方奔走和呼吁下,终于得以访问匈牙利。匈牙利政府颁发给他一个特别护照,证明他是匈牙利公民,但拥有以色列居住权。从 此Erdos能够自由出入匈牙利。他每年都要回去几次,看望母亲和朋友们。 但Erdos永远都不会安居在一个地方,他宣布自己是世界公民。他以惊人的速度穿梭于各个大学和数学研究所之间。他的足迹踏遍五大洲, 他在超过25个国家 里进行数学研究,在遥远的地方完成各种重要的论证,有时还在这些地方的不知名的杂志上发表自己的成果。他曾经在六十年代初和八十年代中期两次访问中国。 1990年,为柯召教授八十俪暨执教六十周年,《四川大学学报》出了一本专辑。Erdos热情地写了一篇题为《初等数论中的某些问题与成果--祝我的朋友 和合作者柯召80寿辰》的论文发表在该专辑上。 他的全部财产都装在一只破旧的小衣箱和一个在布达佩斯中心商场购买的土黄色塑料包里。 流浪,流浪,这就是一个犹太人的宿命。 注:Richard Rado,德国数学家,后移居英国。主要研究组合数学。 柯召,中国数学家,研究方向为数论、组合数学、代数等。 --32-- Non numerantur sed ponderunter.(不是看数,而是称重。)--俗谚 在古代匈牙利的贵族院,统计选票不是看票数,而是称重量。Erdos经常会想象上帝正拿着天平衡量他与同事们合著的论文。天平的一端放 上他与已去世的同事 合著的论文,另一端放上他与仍在世的数学家合著的论文。当亡者的那一端下沉的时候,我肯定也要死了。他这样说。 是的,每个人都会衰老,都会死去。所以Erdos以惊人的精力工作,--他害怕有一天他再也不能思考。 即使在70多岁的时候,他还一年发表50多篇论文。 有人曾经写过一首打油诗: 有一个猜想的确深奥 圆是否是圆的有谁知道 在Erdos用库尔德语 写的一篇论文中 一个反例已经找到 当Erdos听到这首诗时,他想用库尔德语发表一篇论文,但却找不到库尔德语的数学杂志。 --33-- 他(Erdos)的工作节奏真是逼死人。--Ralph Faudree 不知道那些有幸受到Erdos拜访的数学家们会有何感触,至少孟菲斯大学的Ralph Faudree是很不适应。他发现Erdos每天仅仅需要3个小时的睡眠,每天很早就起来写信--都是有关数学的。他起来后,觉得别人也该起来工作了,就 把电视打开,声音开得大大的。他还会跑去敲Faudree的卧室的门:Ralph,你还活着吗?吃饭的时候,他也会在餐巾上写写画画或是不停地讨论数 学问题。 Faudree后来回忆道:等他住上一两个星期后你都快要崩溃了,但就在他走后的几天里,我还会不断收到他的电话:'证明完成了没有?你把它交给打字员 了吗?' --34-- 他(Erdos)一定是认为我有可取之处,因为后来连续10多年他每年都来路易斯维尔找我,而且一呆就是一个星期。--Michael Jacobson 1983年,Erdos第一次到路易斯维尔拜访Michael Jacobson. 那时Jacobson还没结婚,于是就跟Erdos住在一起。他对Erdos的故事早有耳闻,已经作好准备与之一起拼命工作,但情况显然远超过他的预料。 头一天我们就工作到半夜1点,我已经精疲力竭,上楼睡觉去了。他呆在楼下的客房里。凌晨4点半,我听到厨房有响声,他把锅碗瓢盆弄得 一片响,那是在告诉 我该起床了。大约6点钟时,我跌跌撞撞地下了楼。你猜他说的第一句话是什么?不是'早上好!'也不是'睡得好吗?'而是'设n是整数,k是……'我只穿了 一件浴衣,半裸着身体,眼睛还是半睁半闭, 壊壉
个人分类: 分享|2143 次阅读|6 个评论
我的学术家谱
热度 6 dongmingwang 2014-11-28 17:21
一 个偶然的机会得知有个数学家谱项目Mathematics Genealogy Project。从这个项目的网站(http://genealogy.math.ndsu.nodak.edu/),可以查询到已注册数学家的博士论文题目、毕业院校以及导师的相关信息。我感觉很有意思,不知道是谁想出这么好的主意。 于是我输入导师的姓名(Dongming Wang)试了试,居然有记录,甚是惊喜。王老师于1987年毕业于Academia Sinica(中国科学院),导师是Wen-Tsün Wu (吴文俊)。不断向上查询学术家谱,一个个响亮的名字出现在眼前。 吴文俊的导师是Charles Ehresmann,而Ehresmann的导师就是著名的数学家Elie Cartan(E·嘉当)。Cartan的博士导师有两位:一位是 Gaston Darboux (达布),他对 数学分析 ( 积分 、 偏微分方程 )和 微分几何 ( 曲线 和 曲面 的研究)均作出了重要贡献。实际上,我们在本科的数学分析课上就听过其大名:达布和与达布积分就是以他的名字命名的。而嘉当的另一位导师是 Marius Sophus Lie (李),他创立了著名的李群和李代数理论。 回到达布,他的导师是Michel Chasles,再往上就是Siméon Denis Poisson(泊松)。泊松对积分理论、热物理、弹性理论和电磁理论等多个领域都有重要贡献,但他最著名的工作主要集中在概率论领域。他改进了多种统计方法,建立了描述随机现象的一种概率分布-——泊松分布,推广了大数定理,并给出了在概率论与数理方程中均有重要应用的泊松积分。 泊松也有两位导师:Joseph Louis Lagrange(拉格朗日)和Pierre-Simon Laplace(拉普拉斯)。这两位数学家在数学、力学和天文学三个领域中都有太多的重要贡献,这里就不一一列举了。我们应该还有印象,在高等代数和数学分析教材中拉格朗日和拉普拉斯的名字总是频繁出现,如拉格朗日乘数法和拉普拉斯变换等。继续搜索拉格朗日的学术家谱,我又发现了这些名字: Leonhard Euler Johann Bernoulli Jacob Bernoulli Nicolas Malebranche Gottfried Wilhelm Leibniz 。 Leonhard Euler (欧拉)是18世纪数学界最杰出的人物之一,他不仅为数学作出了重要贡献,而且将整个数学推至物理学领域。据说他的父亲Paul Euler和Bernoulli(伯努利)家族关系不错,小欧拉经常在伯努利家里玩,耳濡目染就爱上数学了(再次证明了成长氛围的重要性)。Johann Bernoulli发现欧拉的天才后对他悉心教导,而欧拉也不负众望,19岁就获得了博士学位。Johann Bernoulli和Jacob Bernoulli两人是兄弟,是著名的瑞士伯努利家族成员。Jacob Bernoulli被公认为概率论先驱之一,他提出了 概率论 中著名的 伯努利试验 与 大数定理 。Johann Bernoulli的工作包括解决悬链线问题,发现 洛必达 法则、研究 最速降线 和测地线问题,给出求积分的变量替换法等,当然最重要的成就无疑是培养了天才欧拉。Leibniz(莱布尼兹)的科学成果就毋庸赘言了,他与牛顿是微积分的共同创始人。 太出人意料了,我竟然就是这么多著名数学家的学术后人。此时此刻,我不禁想起几年前我第一次看见这份学术家谱时写下的日志:“哇塞!欧拉的后人,不敢相信!所以为了能成为欧拉的徒孙,以后能到他老人家墓前叫声师祖,我也一定要博士毕业!” (李晓亮)
6970 次阅读|5 个评论
数学家文丛
Yaleking 2014-11-8 14:46
1.V.I.Arnold论数学教育: Arnold - On Mathematical Education Revised . 顺附欧阳顺湘博士的主页 http://math.uni-bielefeld.de/~souyang/ 2.黎景辉教授介绍几本关于动力系统 , 随机微分方程 ,黎曼曲面和代数数论的好书. 介绍几本关于动力系统,随机微分方程,黎曼曲面和代数数论的好书(黎景辉).pdf 3. 姜伯驹:新课标让数学课失去了什么.pdf 姜伯驹:新课标让数学课失去了什么.tex
个人分类: 数学教育|3704 次阅读|0 个评论
纪念郝鈵新先生
热度 9 jiangxun 2014-10-27 00:13
作者:蒋迅 北京师大数学学院消息 :北京师范大学数学科学学院郝鈵新教授,因病于2014年10月13日8时40分在北京逝世,享年91岁。现转发马京然老师的一组幻灯,仅以此纪念郝鈵新先生。
个人分类: 谈数学|12083 次阅读|19 个评论
让 梯若尔的数学情节
热度 1 active007 2014-10-13 23:07
看过本届2014年诺贝尔经济学奖得主让 梯若尔的简介的博友们可以看出,数学博士出身,拿过多个博士学位。这里,简单说说研读过他的著作后的感受:数学味道十足,可以说是个数学家,应用数学家。 让 梯若尔最著名的著作当属他和另一位学生的合著作品——《博弈论》了,是目前为止最经典和难度最高的博弈论著作了。其中的数学方法主要有泛函最优化理论等,对于我这个泛函还没完全入门的学生来说真的读起来很困难。还有一部著作叫《委托代理理论》也是如此,不过数学稍稍简单些。 想起一位美国经济学家和金融学家说过的一句话:如果你想在金融经济学领域有所建树的话,起码对于泛函分析和实变函数的数学工具应该运用自如,就像大学生用高中数学知识建模一样自如才行!!汗颜啊! 又想起我国应用数学家好像在“对策论”(我国的名字)领域也有不少专家啊,不知道他们能不能将泛函分析和实变函数运用自如呢??我们的对策论成果为什么不入流呢?应用问题?还是其他问题? 我觉得称让 梯若尔是一位应用数学家也不为过。喜欢他,佩服他,在我心中他就是经济学的爱因斯坦!!
4441 次阅读|1 个评论
[转载]高斯与10马克
lcqq 2014-9-5 22:09
我喜欢德国马克的重要原因,就在于它票面上那些小图案反映的信息非常多,这些图案并非是杂乱无章地堆叠在一起,而是体现了与票面主题人物的高度相关性,如人物的生平、贡献等等。以上所说的小图案,或者以地纹的形式再现在收藏者面前,也可能以人物的某种发明、人物的某本著作给收藏者以联想。末版10马克作为低面值,同样隐含了一些极为重要的信息,如藏友“我爱纸币”提到,如果能找到纸钞正面中间那些建筑的原始照片就太好了。目前,我正在努力做这方面的尝试,希望我的尝试能够给大家带来实质性的帮助。 一、高斯其人 高斯的全名是:约翰.卡尔 . 弗里德里希.高斯,生于1777年4月30日,卒于1855年2月23日,享年77岁。高斯享有“数学王子”的美誉,他的成果可以用一系列的关键词来描述:二次互反律、质数分布定理、算数几何平均、 正态分布曲线(高斯曲线)、 正十七边形尺规作图法、最小二乘法等等。如果有人认为高斯的研究成果只局限于数学领域那就大错特错了,数学学科的理论交叉性为高斯提供了极为广阔的理论视野,实际上,他是一个通才,在大地测量学、天文学、光学、电磁学等方面亦有着十分重要的贡献。 10 马克正面人物肖像取材于丹麦画家克里斯蒂安. 阿尔贝切.延森的一副作品(1840年)。同西德时期马克的部分面值一样,设计师采取了局部截取+反转的形式,从而使原始肖像画得以再现。 如果按照“德国马克男性人像雕刻难度更大,还原原始画作比例更高”的观点,高斯的雕刻头像其实并不输其他大面值纸钞。 二、 票面上反映的信息 在写这段文字前,我查找了大量的中英文资料,实际上,这是一项有趣的工作,因为哪怕是德国马克上的一幅小图案就包含了非常多的信息。 1、 我首先想要介绍的就是纸钞正面中间那些历史建筑。这些历史建筑全都位于德国北方小城哥廷根。大家知道,哥廷根是世界著名的大学城,高斯一生最辉煌的时期就是在这里度过的。 经再次查证,纸钞正面中间共有五幢建筑,它们分别是: A、 位于哥廷根大学威廉广场的大讲堂(Alte Aula),竣工于1835-1837年间,是英国国王威廉四世在哥廷根大学建校一百年时所赠。 B、 圣约翰教堂建于14世纪,是市内最古老的建筑之一,有造型奇异的双塔。 C、 雅可比教堂 ,以雕刻精美的祭坛而闻名,最醒目的就是那根高高的尖塔,这是哥廷根市内的标志性建筑。 D、哥廷根市政厅,位于市中心广场。 E、哥廷根大学天文馆。高斯曾任该馆馆长,在这里长期从事天文学的研究。 德国马克纸钞上的建筑只是大致的轮廓,在还原细节上肯定不如原始图片,但从一些建筑的具体特征加以观察,我们仍然能够清晰辨别。 补充资料: 哥廷根 ,又译格丁根,德国北方小城,位于德国下萨克森州。从2006年的人口统计数据来看,该小城人口不足13万。哥廷根四周被青山怀抱,莱纳河流经该小城。哥廷根市内的历史建筑和大学城为该城注入了浓厚的历史和文化底蕴。 图为哥廷根市中心广场,图中左下角建筑是哥廷根市政厅,右下角的尖塔是 雅可比 教堂。 图为市中心广场的挽鹅少女铜像,这是该城的象征。这里有个传统习俗,就是在哥廷根大学获得博士学位的人,都要来到这儿,在挽鹅少女铜像的脸上吻一吻。数年来,学子游客都慕名来到哥廷根,一睹这位世界上被吻次数最多的少女的风采,她一脸显露的稚气,不知给人们带来多少幸福。 补充资料: 哥廷根大学 于1734年建校,距今已有270多年的历史。 哥廷根大学 是英国国王乔治二世出资兴建的。因此,该校又被称为乔治.奥古斯塔大学。 哥廷根大学 是德国乃至全世界的著名高等学府,从该校走出的毕业生中,有45位诺贝尔奖获得者。在哥廷根大学学习或者任教的不乏世界性的名人,高斯是其中一位。其他还包括物理学家普朗克、物理学家奥本海默、社会学家马克思.韦伯、哲学家叔本华、语言学家格林兄弟等。 图为哥廷根大学的校徽,图中人物是汉诺威选帝侯 英王乔治二世。 图为在哥廷根大学学习或者任教的世界性名人。 图为哥廷根大学内的天文馆(纸币上的五大建筑之一)。 2 、纸钞正面中间是 正态分布 曲线,又称高斯曲线,这是高斯一生中最重要的成就之一。18岁时的高斯发现了质数分布定理和最小二乘法。通过对足够多的测量数据的处理后,可以得到一个新的、概率性质的测量结果。在这些基础之上,高斯随后专注于曲面与曲线之间的计算,并成功得到高斯钟形曲线(正态分布曲线)。其函数被命名为标准正态分布(或高斯分布),并在概率计算中大量使用。 正态分布公式: 3 、纸钞背面主图是航海常用的六分仪,六分仪的原理由牛顿首先提出,高斯对其理论加以完善,并制造出仪器,在实践中广泛使用。六分仪具有扇状的外形 ﹐ 其组成部分包括一架小望远镜 ﹐ 一个半透明半反射的固定平面镜即水平镜 ﹐ 一个与指标相连的活动反射镜即指标镜。六分仪的刻度弧为圆周的1/6。使用时 ﹐ 观测者手持六分仪 ﹐ 转动指标镜 ﹐ 使在视场里同时出现的天体与地平线相重合。根据指标镜的转角可以读出天体的高度角 ﹐ 其误差约为±0.2~±1度。 图为六分仪的构造: 图为通过地平线与太阳之间的夹角测量,来确定船体所在的经纬度,在早期航海中,这是一项行之有效的方法,时至今日,该方法仍然在使用。 第一步,将六分仪对准地平线。 第二步,按住指标臂开口夹,松开指标臂,使其活动。 第三步,将镜头中的太阳调整到地平线上。 第四步,松开指标臂开口夹,同时调整镜头中太阳的位置。 第五步,晃动六分仪,从而确定位置。 第六步,读取角度,从而确定船体所在的经纬度。 4 、纸钞背面右下角是高斯所广泛从事的大地测量学工作。所测量的是德国北部城市汉堡至不莱梅的一大块地理区域,这些地理坐标由一个个三角形组成(三角测量外场观测)。1818年至1826年之间,高斯主导了汉诺威公国的大地测量工作。通过他发明的以最小二乘法为基础的测量平差的方法和求解线性方程组的方法,显著地提高了测量的精度。汉诺威公国的大地测量工作直到1848年才结束,这项大地测量史上的巨大工程,如果没有高斯在理论上的仔细推敲,在观测上力图合理精确,在数据处理上尽量周密细致的出色表现,就不能完成。在当时条件下布设这样大规模的大地控制网,精确地确定2578个三角点的大地坐标,可以说是一项了不起的成就。 5 、纸钞背面的地纹是行星运行轨道和磁场,这里隐含了高斯的一个重要成就,即是发现了谷神星的运行轨迹。谷神星于1801年由意大利天文学家 皮亚齐 发现,但他因病耽误了观测,失去了这颗小行星的轨迹。皮亚齐以希腊神话中“丰收女神”(Ceres)来命名它,即谷神星(Planetoiden Ceres),并将以前观测的位置发表出来,希望全球的天文学家一起寻找。高斯通过以前的三次观测数据,计算出了谷神星的运行轨迹。奥地利天文学家 Heinrich Olbers在高斯计算出的轨道上成功发现了这颗小行星。从此高斯名扬天下。高斯将这种方法著述在自己的著作——《天体运动论》中。 补充资料: 谷神星是太阳系中已知 体积 最大的小行星,也是第一颗被发现的小行星。现在它又是太阳系中最小的、也是唯一的一颗位于小行星带的矮行星,谷神星的直径约和中国的青海省相当。 图为 哈勃太空望远镜 观测到的谷神星。 如果仔细观察,就会发现,纸钞背面的地纹实际上是由一个个的数学符号组成的,这再次印证了“票面元素与主题人物高度相关”说法的正确性,德国马克的设计师真是非常用心,在此感谢他们! 三、10马克关门币 按照克劳斯目录的记载,10马克发行有99年版,签名为Welteke Stark(威尔忒克 .斯塔克,音译)。99版10马克在96年升级版50、100、200马克之后发行。笔者认为,应该是10马克在日常流通中使用次数较频繁,从而增加其发行量。其他大面值钞票,包括500马克以上,可能在实际流通中使用的次数并不多。(500和1000马克也没有升级版) 笔者目前购入了一张关门币,实际上,说它是关门币,可能还不够严谨,因为只有这个年版的末尾字冠才能称之为关门币。而我,一个极为爱好德国马克的收藏者,目前连德国马克的发行字冠都没有搞清楚,所以在这里就不随便发表意见了。 非常期待购入 《末版德国马克系统概述》 (The last banknotes)这本书,希望书中的内容对马克发行字冠、发行数量等信息有详细的介绍。 图为 《末版德国马克系统概述》, 唯一的遗憾就是该书是全德文版的,不过好在还有彩色图片和GOOGLE翻译工具。 结语:德国马克是一张张会讲故事的纸币,如果把每张德国马克上的小细节全部搞清楚,几乎是小半部的德国人物史。挖掘钱币背后的故事是一项有趣的工作,同时也是一项系统工程,德国马克总有说不完的故事,我希望外币收藏者不要成为保管员,把你们的精力更多地放在钱币研究上面吧! http://blog.sina.com.cn/s/blog_6b97597b010141hj.html
4317 次阅读|0 个评论
张益唐不愿回母校——普渡大学,往事不堪回首
热度 3 lcqq 2014-8-27 21:44
麦克阿瑟天才奖(MacArthur Fellowship)得主、新罕布夏大学数学系终身教授张益唐(Yitang Zhang),2013年以「十年磨一剑」的苦行僧精神,破解「孪生素数」这一困惑了人类两千多年的数学难题,引发国内外同行关注,张益唐也因此从一位藉藉无名的大学讲师一步登天,跻身世界重量级数学家行列。   张益唐曾经一度怀才不遇,遭遇人生低谷,曾在餐馆打工、送外卖,在连锁快餐店赛百味(Subway)做临时会计等,而后隐居在新罕布夏州大学任讲师14年,一路走来,跌跌撞撞,经历许多辛酸和白眼,但他始终没有放弃自己喜爱的数学研究,多年的坚忍不拔,终于一举成名天下知,荣誉接踵而来。   现在的张益唐,却希望做回平常人,一再感嘆「成名不如不成名」,表示自己不大关心金钱和荣誉,喜欢静下来做自己想做的事情,但已「人在江湖,身不由己」。   张益唐6月5日在目前任职的新罕布夏大学,接受本报专访,畅谈他如何破解千古数学之谜的传奇人生。   记者问:什么是「孪生素数猜想」?你的论文为什么被誉为「破解了千古之谜」,引起轰动?具体贡献在那一方面?   张益唐答:首先要说明,我做的并非是完全解决孪生素数猜想问题,只是部分解决,但的确是重大突破,它的解决,对促进整个数论、数学方法及技巧上的发展,有很大贡献。   「孪生素数」是无穷多个、每个间隔为2的素数对,孪生素数之间的间隔应该不会超过一个常数,有很多数理家都做过这个东西,我证明的是7000万。   这个问题本身非常吸引人,素数谁都知道,而且这个猜想很早就有人观察了。在历史上,至今没有定论,是谁最早观察和发现孪生素数的现象?现在能看到的文字纪录,可追溯到1849年法国数学家阿尔方‧波利尼亚克所写的东西,这个题目的提出甚至可能更早。   这个问题理论很简单,很多人都懂,但要证明却非常困难。也许这就是它吸引人的地方。   重大突破 引发素数研究热潮   问:多少年没有进展的数学问题,在你证明出间隔「有限」之后,突然兴起研究热潮,并大有进展。两年间,孪生素数的间隔数已缩小到246。这是因为他们受到你的启发、用了你的方法吗?   答:确实如此。其实在我之前,有三个分别是美国、匈牙利、土耳其的数学家,他们合作10多年,做到最后一步。也就是,在证明孪生素数是「有限间隔」这一步上就差一点点,谁也跨不过去。   2008年,在美国西部的「美国数学研究所」,为此专门开了一个为期一周的研讨会,把这方面的专家都请去,看大家能否突破这一步,但还是没有人突破。于是,大家都悲观了。认为这个问题,用现在这个方法是不可能解决的。当时,我根本不知此事,也不知道有人在做此问题。这是我做出来之后,才有人告诉我的。   之前,我只知三个数学家在做,也知道他们的方法,但我用了比较新的思维,花了三年时间,终于取得突破。   问:「数学年刊」(Annals of Mathematics)审核和刊登投稿论文的平均时间是一至两年。你是2013年4月17日,向该年刊投稿,没想到5月17日就得到回覆?   答:在普林斯顿大学访问研究时,该校数学家P. Sarnak告诉我当时情况是这样的:   我投稿「数学」后,审稿人是罗格斯大学的H. Iwaniec教授。当他看到我的论文时,第一个感觉是「不可能做出来!」但开始阅读后,就发现有些吸引点。然后他开始与好友Sarnak通电邮。一个接一个的电邮,从「这篇论文有值得关注」、「这里面有个很好想法」、「非常好的想法」、「这个证明有可能是对的」、「非常可能是对的!」一个星期中,接二连三的电邮,评价一个比一个高,语气也愈来愈兴奋。   第二个星期,Iwaniec教授把所有的事都停了,根据我的思路,把此证明重做了一遍。做出来后再与我的对比,觉得是对的。第三个星期,他就逐字逐句地阅读我的论文,最后写出「找不到任何错误」的评论。就这样,三个星期,这篇论文就通过了。   因此,我要特别感谢Iwaniec教授。我的论文写得那么长和复杂,他真的花了功夫去审查和证明,三个星期就向学刊做出强力推荐和会刊登的回覆。他一点都没有嫉贤妒能,还兴奋得不得了。让我感触很深,真希望中国学术界的人都能像他这样「学术至上」。   去年9月在普林斯顿大学见到他。我当面向他致谢,并表示在他开创的领域中学习到很多,当时Iwaniec教授还笑著回答,「但是我没有成功」。   问:你为何对「孪生素数猜想」问题有兴趣和如此执著?其中是否遇过瓶颈?有没有想过放弃?   答:凡是著名的数学问题,很多人都会有兴趣、想去做。一开始,我对此问题就有「应该能做出来的」的感觉。虽然也看看别人怎么做,但这方面能查到的资料不多,可能是因为长时间没有进展,我看的也只有那几篇文章。我做的过程中,没有遇到特别大的挫折,思路逐步形成,主要都是靠想出来的。   看梅花鹿乘凉 萌生解题灵感   问:2012年夏天,你在科罗拉多州立大学音乐系终身教授齐雅格位于丹佛家中作客时,突如其来萌生破解孪生素数猜想的灵感,能否描述一下当时情景?   答:齐家后院有两株树,那个夏天十分干热,梅花鹿经常一家大小来到树下乘凉,十分可爱。那天下午,我想到院中看梅花鹿,但牠们没来,如果来的话,可能我也想不出孪生素数猜想。   问:解题功力是个累积过程。即使不在那儿,可能也会在别处发生吧?   答:完全可能,时候到了,就发生了。   问:请谈谈你做学问的方法。研究题目是有计画、有时间设定,还是随机的?   答:应该说比较随机,不太可能有规定。主要是注意别人在做些什么,找出你觉得有意思、又有希望做出来的东西。   问:有没有一些当初觉得「有希望」,但后来做不出来的题目?   答:是,也有些做到一个地步,不知该如何走下去,就停在那儿、要放一放。这些问题,从数学上看,并非不可能解决,但现在却停在那儿,没有往前推进,或走得很慢,要思考是否应该改一下方向。   问:你平常一天是如何度过的?思考数学的时间有多久?   答:我的工作就是思考。如果算思考的话,我一天工作十几小时。若说坐在桌前写、看、打电脑,那不会太长。   我在任何地方都可以思考。我喜欢步行,天气好的时候,我可以一个人在外面走一两个钟头。因为是早睡早起的人,特别喜欢在清早步行。我很容易进入思考状况,只要完全进入,外界不会对我有干扰。再嘈杂,也没有关系。   问:开车时也思考吗?   答:我过去是开车的。开车时想问题虽然也没出过什么事,但后来每次开车前,总要告诉自己「别去想了」,「开车时可不能走神」,结果弄得自己很不舒服,那干脆就别开车了。不开车比开车过得更自在一些,少了很多束缚,也没有负担。六、七年了,我在这儿(指新罕布夏)没有车,平常坐巴士到学校。因为便于思考,我喜欢坐车。   问: 论文发表后,你曾应邀在普林斯顿大学访问研究。谈谈在普林斯顿的时光,是否常与其他大师交流、激盪?见过纳许(John Nesh)教授(刚刚车祸丧生的诺贝尔经济学奖得主、数学家)吗?   答:我是应普大「高等研究所」之邀,以成员(member)身分驻校研究。本可以再留半年,但今年夏天要到中国科学院讲学,因此仅待了半年。在普林斯顿半年,校方不但提供极好的食宿、研究、生活环境,在许多学术活动中,可以了解现今数学界关注的问题,也有少数几次与大师级数学家交流的机会,对开扩视野很有助益。可惜的是,虽然多次路过纳许家,但没机会见到他,没想到发生车祸,真是遗憾。   母校不愉快回忆 不愿再提   问:你离开母校普度大学之后,有没有再回去过?   答:普度大学去年就发电邮,说要颁杰出校友奖给我,我没有回覆。今年又来函重提此事,我还没决定要怎么回覆。   问:为什么没有决定?   答:我不太想回去。两年前,普度就请我回去做报告,我没去。那时,邀请我的单位很多,我确实也忙不过来。   问:但即使不忙,是否也不愿回去?是因为勾起你的不愉快回忆吗?   答:我不想去。因为,不想勾起回忆。   问:可否谈谈在普度的遭遇?   答:我不想谈这个。要牵扯到另外一个人,还是不讲为好。   问:那么还会再去做当时博士论文的「雅比克猜想」吗?   答:我不会再有时间做那个题目。   问:也有不愿再勾起伤痛的因素?   答:有这样的因素。   快餐店打工经历 成了传奇   问:现在大家喜欢谈你毕业后,在肯塔基「赛百味」快餐店做会计、送外卖、做三明治的经历,比对后来你的一举成名,增添了「传奇」味道。但事实上,那八年你怎么过的?   答:其实还好,我能承受得住,也没有特别难过,也许我的性格就是这样。   问:你是北大的佼佼者,被校方推荐、拿奖学金出国攻博士,但毕业后没有推荐信、论文不能发表。看到同侪安家立业、飞黄腾达,难道不觉得难过吗?   答:也许是个性吧,我还能经受这些挫折。别人觉得传奇,我不这么认为。只觉得一切就是顺其自然。   问:那时你情绪低落,连家人也不联络,听说妹妹还上网寻人?   答:是有这么一回事。那时我刚到新罕布夏州,朋友把我的电邮给了妹妹,才重新联络上了。   问:与家人失联,是否也有一点功名未就、无颜见江东父老的味道?   答:(苦笑)在赛百味的那段日子,是不太想跟家人联络。   问:不愿去追忆那段岁月吧?   答:是不太想。但我有个同学现在肯塔基大学(Lexington)任教。他邀请我去演讲,我答应了。虽然原来的店主过世、易主了。那个地方,我倒乐意回去看看,也会看看那时去查过资料的肯塔基大学图书馆。但普度,我是不愿再回去了。   问:在赛百味工作的五、六年,还在思考数学问题?   答:是的,事实上,刚到新罕布夏州发表了一篇论文,就是在肯塔基打工时,工余思考研究累积下来的成果。   问:因为学长唐朴祁建议、学弟葛力明推荐,14年前,你来到新罕布夏大学(UNH)任讲师,可否谈谈UNH的岁月?   答:记不太清楚了,应该是从临时讲师,后升为正式讲师,每学期教两门课,六小时,有办公室、福利,但没有研究经费。我教本科生的微积分,有时也教研究生课程。也许是天性吧,我喜欢教书,按照课程规定,为学生授业解惑,觉得很有意思。学生对我的评价也非常好。   问:现在UNH的头衔、待遇、职务、工作、地位,有什么变化?   答:论文发表后,院长和系主任每两周都来跟我谈一次,说要升我为正教授。我在去年1月正式升为终身职教授,待遇福利比照正教授标准,有所提高。办公室未变,每周授课时数降为4小时,研究经费需自己申请,虽然被告知简单写写即可拿到经费,但我觉得搞纯数学,不需要申请研究经费,所以也没提。   在美国就这点好,大家彼此尊重、各做各的。我一向少与人接触,也少参与系上活动,过去就是我「冷落」人家,所以现在也谈不上有什么改变。有些系上教授,像当时进校时任系主任的K. Appel,一直都对我很敬重。   「成名不如不成名」 感受压力   问:你曾说「成名不如不成名」。成名真的不好吗?光环带来什么压力吗?   答:成名有它的好处,但带来的副作用太多了,时间不再属于你,是最大的问题。干扰太多,要应付的事太多。因此谢绝的很多,许多电邮也无法回覆或作答。对于喜欢安静的人来说,有了光环后,似乎很难保持这种状态。   虽没有学术上的压力,但出名后,大家把你的话视为「金玉之言」,提出各种问题、要我提建议什么的,压力不小。其实我能讲什么呢?觉得自己已说得太多了,有些说话一直在重覆,很没意思,但别人非要你说了才算。出名后,似乎方方面面都成了名家,这就是压力。   问:你是个淡泊的人,对物质需求有近乎「洁癖」的简单,金钱真的不重要吗?   答:至少我没把它看得那么重要。自己要求不高,一般都还能过,也没有真正匮乏的时候。   问:一路走来,不论在研究学问、生活工作上,有著急过、埋怨过、气馁过、动摇过、恐惧过吗?如果有的话,是为什么?   答:不能说一点都没有。多少都会有。虽然不是非常强烈,但也曾著急过,自己还能不能回到学术圈。   问:是什么力量使你坚持下来?   答:因为还是热爱科学,即使在很不理想的状态,我也没有动摇过,没想过离开数学研究的道路,另谋生计。我对数学研究的热爱是全心全意的。   问:有人说,性格决定命运。你觉得什么性格让你有今天?   答:坚韧不拔,我能坚持下去。   问:这两年光环在身,相信你经历了很多,有什么印象深刻和难忘的事?   答:去年在瑞典皇家科学院领罗夫肖克奖时。皇室公主来颁奖,还请了好几位名家参加活动,当时的场景很令人感动。获奖人在典礼前被请到很古老、听说诺贝尔也曾待过的楼下参加酒会。上来的时候,看到那些等候参加典礼的名家,个个穿得非常正式、西装领带、胸前口袋塞著白手绢,国际学术界那些人都非常好。我的妻子也跟著我去风光了一次。   问:什么时候,你知道命运改变了?   答:2013年5月9日。我在办公室收到「数学年刊」编辑部寄来审核评论。 说是论文是正确的,强力推荐发表。而且给了非常高的评价。   当时觉得很欣慰。其实投出之前,我就肯定这个证明是对的,知道数学年刊肯定会接受,而且评价会很好。但结果比我想像好得多,没有想到评论会那么好。   也就是那一天,学刊的编辑给我发了个电邮,问了两个问题。第一,你是否愿意把此消息告诉媒体;第二,此文是否能传寄给想看的人。两个问题,我都答了「yes」,从那以后,铺天盖地的电邮和事情就来了。   后来,数学界的Simons Foundation负责人告诉我,他们公布此消息和论文后,Simons的网站都挤爆了。   问:这些都是你难忘的时刻?   答:应该说是吧。但是我这种性格,其实没有那么激动欢欣,这篇论文带来的轰动确是出乎意料的。   问:除数学之外,听说你对文学、音乐、历史等方面也有兴趣 ?   答:是的。不工作时,我喜欢听音乐、看书,什么书都看;音乐主要是古典音乐。最近还发现童年时听过的「红歌」也挺有意思。   问:请给学数学的年轻人一些建议。   答:如果真的热爱科学的话,不要轻易放弃。   问:从北大出来,在美国深造、教学,请谈谈中美教育的差异。   答:中美教育各有所长。美国中学的基本功不够扎实。中国除了正规数学教育,还有许多如奥数之类的东西,把孩子逼得太过分了,也许孩子成绩会好,但很可能丧失了兴趣。有必要吗?这是我的疑惑,我也没有答案。   问:有人说,你的故事比纳许还要精彩。有人找你写传记、拍电影吗?   答:加州一家专作文献纪录影片的电影公司拍了一部名叫「大海捞针」(Counting from Infinity)的一小时影片。2013年9月在柏克莱开拍,去年5月到普林斯顿、去年10月分别在UNH和瑞典拍摄,断断续续拍了一年多,今年1月正式发表,现在网上发售。拍电影挺麻烦的,还要假装是演员。   问:从藉藉无名的大学讲师,到跻身世界重量级数学家行列。现在「孪生素数」告一段落,你未来动向如何?有什么计画?   答:简单来说,我还是会继续研究我的数学。至于将来会在什么地方,我也没想那么多。到时看情况吧。我还是把做学问看得最重要,其他的我都不在意。   问:你说过,目前仍有很多思考的题目,也有些已部分解决,但要等到完全解决才会发表。   答:其实就是三、四个,都是一些我认为有希望突破,但都是很难的问题。   问:现在对自己有什么的期许?   答:继续做学问,我相信自己还能做学问。   问:张益唐是个什么样的人?   答:(沉吟片刻)…不要把张益唐看得太高了,张益唐事实上就是个很正常、很普通的人。 http://sciencenets.com/article-165-1.html =================================================== 2014年7月4日张益唐获选第30届中央研究院院士 http://www.sinica.edu.tw/manage/gatenews/showsingle.php?_op=%3Frid%3A6738 學 經 簡 歷 北京大學數學系學士( 1982 )、碩士( 1984 )、助教( 1984-85 ) Purdue University 數學系博士( 1991 ) University of New Hampshire 數學系講師( 1999-2013 )、正教授( 2014 迄今) 曾 獲 得 之 學 術 榮 譽 ICCM Morningside 晨興數學卓越成就獎( 2013 )(特別設立獎項) 瑞士 Ostrowski Prize. Ostrowski 數學獎( 2013 )每兩年頒發乙次。由 Basel, Jerusalem, Waterloo 大學,及丹麥,荷蘭 academies 組成 Jury 。張益唐是歷年二十餘位獲獎者中第二位華裔 美國數學學會, Frank Nelson Cole Prize in Number Theory ( 2014 )。這個獎項是 AMS 最高等級獎之ㄧ,每三年頒發乙次。張益唐是歷年五十餘位獲 Cole 獎( Algebra, Number Theory )者中唯一華裔 第六屆世界華裔數學家大會,邀請演講( 2013 ) 國際數學家大會,邀請演講( 2014 ) 相关博文与采访: 2013-05 汤涛(香港浸会大学数学教授) 张益唐和北大数学78级 2013-06-08《名星》专访 http://www.weidb.com/p998.htmloption=hotpage=1 【我若在中国,无法取得今天这样的学术突破】 2013-07-13 季理真(密歇根大学数学教授) 在台湾大学 对张益唐专访 【如果当时有一个这样的人,对学生关心又能带领我走的话,也许我的获益会更大。如果有好学生,我希望将来我能充当这样的老师。】 2013-08-02 刘全慧 (湖大物理教授): 张益唐不是学生的榜样,而你要成为学生的榜样 【 不能鼓励学生为了任何一个伟大的理想而放弃世俗的生活。即使你自己希望成为张益唐,也不能指望 您 的夫人是张益唐的夫人 】 2014-08-27 闾丘露薇(凤凰卫视记者): 一位旅美数学家 【不过我对张更有兴趣的是,他为何二十多年都没有回过中国。】 2014-08-31 第28卷 34期 亚洲周刊 专访張益唐: http://www.yzzk.com/cfm/content_archive.cfm?id=1408592439497docissue=2014-34 張益唐一生默默無聞,將近六十歲時解開了數學世紀難題,震驚世界。張的數學之路很波折,在美國普渡大學讀博士時跟台灣導師關係不好,畢業八年找不到教職,曾流浪各地打零工,生活一度困窘。 張益唐:不受世俗約束的人 二零一三年四月十七日,數學界最為權威的期刊《數學年刊》(Annals of Mathematics)編審人伊萬尼克(Henryk Iwaniec)收到一篇署名「Yitang Zhang」的文章,這個新罕布什爾大學(University of New Hampshire)的講師名不見經傳,卻寄來了一篇關於世紀難題「孿生素數猜想」(Twin Prime Conjecture)的論文,「不可能的」,伊萬尼克覺得這個問題太困難,這個張益唐也太有野心了,於是把這篇文章擱置一邊。 如果伊萬尼克沒有再讀這篇文章,他可能會錯過數學史上的一項重大成果,好在伊萬尼克的同行也注意到了這篇文章,他們不停向伊萬尼克發郵件,告訴他這篇文章很有道理,值得細看。於是伊萬尼克終於重新審視這篇文章,純數學在最高的層次高深而複雜,這位六十六歲的數學家、數論領域的權威花了整整一星期時間才把這篇文章「消化」,並驗證了文章的正確性。 《數學年刊》地位權威,審稿嚴格,交上去的稿件幾個月後才登出是正常的事情,幾年之後刊登也沒有什麼奇怪,張益唐的文章和另外七篇文章同期刊登,這幾篇文章裏,審稿時間最長的一篇花了九年,其他快的文章也需要四個月,而張益唐的文章只用了短短一個月。 張益唐的成果得到業內高度評價之後,立即被《自然》(Nature)雜誌網站報道,《紐約時報》、英國《郵報》(The Telegraph)、《連線》(Wired)雜誌等大媒體迅速跟進,海外華人論壇mitbbs裏一向冷清的數學版面也突然熱 有研究任務的講師。他默默無聞,但是獨愛鑽研數學,在將近六十歲時,他做出了世界級的數學突破,一時聲名鵲起。 張益唐的故事確證明了那句真理﹕金子在哪裏都會發光。但是如果張益唐的性格以及他的遭遇稍有變化的話,他發光的歷程本可能不那麼「辛苦」。一九五五年,張益唐出生在一個知識分子家庭,父親是工程師,母親是機關幹部。他的父母是上海人,但是在北京工作,張從小在上海的外婆家長大。在數學上,張從小既沒有淵博家學,也沒有名師的指導,純粹是個人興趣,他愛看《十萬個為什麼》,盡自己最大的努力在那個貧乏的時代搜集任何關於數學的書,他不識字的外婆還對他表示過不贊成,問張花錢買那些書幹什麼? 張益唐小學四年級時,文化大革命爆發,他的學校教育也就正式終止。那一年,他先被父母接到北京,而後又去湖北當知青。最後他又回到北京,由於受到知識分子父母的牽連,他等了一兩年才在一家製造鎖工廠當上工人,不過這樣的牽連在文革之中,並不算「嚴重」。雖然教育受到打擾,但是張對數學的興趣一直沒有停止,他說,在文革的歲月裏,他仍然在鑽研數學,仍然心懷朦朧的希望,覺得「數學家還是會有用」,社會「還是會走上正軌」。 一九七七年,文革接近尾聲,中國第一次恢復高考,張雖然只有小學學歷,卻仍憑著聰明才智和多年自學考上了大學,但是由於政治課成績比較差,他決定進行重考。很多人參加高考時無比緊張,複習壓力巨大,但是張對自己卻信心滿滿,「我相信我還是會考到不錯的大學的」,最後結果也並不出乎意料,小學畢業、耽誤教育十年的張益唐,在一九七八年順利考取北大數學系,滿分一百分的數學,他考了九十八分,值得一提的是,當時很多人的語文都考不及格,張卻考取了八十八高分。 一九八九年的北大是一個學習風氣濃厚得無以復加的地方,在文革中耽誤了十年的教授和老師都上緊發條,奮力爭取他們「失去的十年」,這一代的大學生裏人才極多,張藝謀、陳凱歌等引領中國電影的「第五代」導演都是一九七八年的大學生。張益唐在人才濟濟、學風濃厚的北大裏,仍然名列前茅。他獲得了扎實的數學訓練,在未名湖畔度過了大學本科和碩士共七年的時光,此時,他便已經對數論產生了濃厚的興趣。 碩士畢業,出國深造成了必然的選擇,張益唐這樣資質優越的學生受到老師空前的關照,但是校方過度的干預也對張的學術發展產生了阻礙。張的研究興趣是數論(Number Theory),但是當時北大數學系認為,代數幾何(Algebraic Geometry)是中國亟待發展的領域。當時北大數學系主任、後來的北大校長丁石孫把張益唐推薦給了在普渡大學任職的來自台灣的數學教授莫宗堅(Tzuong-Tsieng Moh)。張當時遵從了這個決定,一方面是師命難違,另一方面,當時的張心裏也有為國奉獻的想法 華人數學家的圈子其實不大,丁石孫向代數幾何領域權威莫宗堅大力推薦張益唐;其實哈佛大學的丘成桐也幫張益唐聯繫了數論方向的專家、聖迭戈加州大學的Harold Stark做導師,但最終被丁石孫否定。如果去加州大學,張益唐的學術生涯將大為不同。 在張益唐成名之後,普渡大學向他發去了一封電子郵件,授予「傑出校友」稱號,內容值得回味。普渡大學說,「儘管我們知道你在普渡過得不好,但是我們還是希望你能够回來」。不過張卻不想回去,「我確實不願意回去,一點意思都沒有。而且我回去會令某個人覺得很難堪」。 在普渡大學的博士歲月是張益唐二十多年不願公開的傷心史,他對亞洲週刊談到他的導師莫宗堅,「他太不尊重我了,為了他自己的一時意氣,根本就不顧學生。而且最後呢,他內心也知道是他把事情給弄壞了,但是反過來要遷怒自己的學生,說自己的學生不好」。 與導師莫宗堅的分歧 張去年成名後,莫宗堅發表一篇題為《張益唐在普渡大學的生活》的文章,由於張益唐不願評論這段時光,這篇文成了唯一的也是單方面的記載。莫說張是一個「有決心、聰明並且努力的年輕人」,師生間的交流十分密切,在張益唐的第一個學期,兩人幾乎天天見面,而且經常聊到傍晚。張的研究方向是雅各比猜想,而莫已經在這個領域做出了領先成就,師生二人在學術方面似乎產生了分歧,莫委婉地提及他否定了張的成果,但是最後仍然通過了他的學位。 莫宗堅說「在幾年研究之後,益唐開始相信他可能找到了獨立於我成果之外的證明,我作為雅各比猜想的『守護人』(Gatekeeper),會對任何證明進行驗證,並否定錯誤的證明」,莫接著還說,「可能雅各比猜想還需要留待未來才能證明」。 張益唐仍以雅各比猜想為主題寫出了論文,並順利通過答辯,拿到博士學位,莫宗堅也是答辯委員會的成員之一,他說「張益唐十分出色的完成了他的答辯」(His thesis passed the committee with flying colors),不過這篇畢業論文並沒有發表。 博士畢業的張益唐面臨找工作問題,莫宗堅並沒有為他推薦工作,而是告訴了他找工作的方法,莫認為導師為學生介紹工作的文化已經過時了,並說「益唐從來沒有向我要推薦信」。 七年博士生涯,沒有做自己感興趣的研究,和導師的關係嚴重不和,畢業後找學術工作又受挫,張益唐在畢業後開始了長達八年的「放逐」。他當時一方面覺得「心灰意冷」,另一方面,又覺得自己「一個人自由也可以繼續做數學,最後還是能做出來(成就)」,他仍像文革時期一樣,懷有自信與希望。 當其他留美同學順利走向大學講堂和企業辦公室的時候,張益唐則走進了肯塔基州的大街小巷,在各種店鋪打工,還在朋友開的賽百味(Subway)三明治店裏當會計。張大多數時間在肯塔基州打工,偶爾還去其他的州住,一出去就是兩三個月,睡在老同學家裏。 王當時還不知道張益唐何許人也。後來,得知台灣中央研究院二零一四年七月授予張院士榮譽後,王大為驚訝,還在臉書上感嘆,「千萬別小看你身邊每一個人」。 老朋友不僅給張益唐提供了旅行暫住的 地方,也在生活上給了他很大的幫助,他在賽百味的會計工作及在新罕布什爾大學的講師職位,都是朋友幫忙介紹的。而張雖然並沒有八面玲瓏的人際交往能力,但是他也同樣很關心這些老同學、老朋友。馮勝平有了女兒後,張益唐每年都要寄過去一張二百五十美元的支票以表支援。馮在接受《美國之聲》採訪時說,張寄支票持續了很久,後來叫他不用寄了,但支票仍然是準時送到。 一九九九年,張在新罕布什爾大學校友葛立明的力薦之下,來到這所大學擔任臨時講師。當時張剛剛結婚,新婚太太對他生活的「窘境」記憶猶新,「他連床都沒有,就睡在床墊上」。不過,不論是大學講師有限的薪水、租房睡床墊的生活狀況,甚至之前打雜工度日的生活,在張益唐看來,都沒有什麼,「我對物質生活確實要求不高,用我太太的話說我有點潔癖。她給我買的衣服我覺得是個負擔……我自己有幾件襯衫幾雙襪子我自己都清清楚楚,我不願意讓自己有一樣多餘的東西」。 在打雜工的八年以及做普通講師的十四年,他一直在獨立進行數學研究演算。和其他學科相比,數學的研究條件要求最少,不用器材、不用資料、更不用到處開會,「一張紙一枝筆就够了」。二零零一年,張益唐在《杜克數學學報》(Duke Mathematical Journal)上發表了一篇論文,這篇論文已經很有份量,「終身教職是够的」,張自信地說。不過他仍然還是普通講師,他的教授頭銜是成名之後才「追加」的。「有很多人不願意。我們那裏庸人太多,根本就是在那混日子的,不教書也不做學術。可能也是我對一些課程設置有點不太滿意,說話有意無意也有得罪過一些人」,張直言。 在花園裏頓悟出解答 讓張出名的孿生素數猜想只是張研究的衆多題目中的一個,這個成就是長年積累後的頓悟產生的結果。二零一二年夏天,張正在朋友齊雅格家作客,張的愛好除了數學、古典文學外還有音樂,勃拉姆斯(Johannes Brahms)是他最喜歡的作曲家。張當時數學研究不順,打算來朋友家好好度假,但是心思最後又回到了數學之上,當時張在齊的花園閒逛,也許是周遭景物的刺激,也許是一時的心情,張就在那一刻產生頓悟,多年積累的思路突然融匯貫通,張隨後展開演算,得出了突破性的成果。 一九九一年,張益唐離開普渡大學,之後,他再沒有回到這所學校,也對當年的傷心事閉口不提,即使是在二十多年後,即使是在取得了巨大榮譽之後依然難以釋懷。他和導師莫宗堅再沒有交流過,他也不想讀莫回憶他的文章,但莫對他的評價,張益唐也會同意,他認為張肯定適應不了傳統學術生活,肯定適應不了「升職」(Promotion)、「評終身教職」(Tenure-Track),「他是個不受世俗拘束的人,就應該給他以自由」。(I regarded him as a free spirit, and I should let him fly.)
28964 次阅读|3 个评论
数学家们、数理学界的高手快来!救命!
热度 2 yangxintie1 2014-7-5 10:18
在 在双曲和椭圆型规律之间的跳跃的系统,他的扰动(噪声)有什么不同的特征? 在跨光速区域,基本方程已经是抛物型的了,应当有两条路,一条是沿着亚光速椭圆型退回来,一条是沿着双曲型走下去。这是任何搞数理方法的人都很明白的事情。 至今为止所见到的这类方程所研究的现象,除了相对论出现虚数表达的以外,自然界还没有任何一种物理现象在抛物型方程之后过渡到虚数方程里面去的,流体力学把这个看成假象,过去也用虚数表达,但是二战以后,超音速飞机飞的哗哗的,谁再想象这里有个虚数空间,那就是脑残了,除非实数方程算不出来的时候也用虚数方程,叫做虚特征线方法,美国早年搞了一阵,中国也有人在81-85年左右搞,非常复杂,我亲眼见有搞出自闭症来的。 谢天谢地,后来流体再也不用虚数特征线了。现在的教材把这章就删了。现在美国宇航院也在光纤里面做实验,做得是光进入光纤后如同吹入风洞产生激波的实验,这个实验是用光子做得,关键在数理方程解来说,这些很难算出来的解有个光学试验验证是很神奇的,结果不仅可以用到高超音速飞行器上,也可以用到电子加速器上。 在这里,方在于空气动力学在这个抛物型的过渡区还不止开头说得两条发展之路,还有一条路是在双曲型区域和椭圆型区域震荡,产生一个数学上的间断,我想这点对加速器近光速时候古怪的噪声可能是个很好的解释,如果把这种间断的能谱及特征提取一下,从数理上说明这是一种在双曲和椭圆型规律之间的跳跃,那也是很不错的,老实说空气动力学者到这里功力已经不足了,数学家们。数理学界的大拿们快来呀!救命呀!!!!!!!!!! 对了,除了请教数学家以外,还想问一下声学研究者,或者风洞边试验员。难道亚音速试验段和跨音速试验段的震耳欲聋的噪声真的在谱特征上就没有区别吗?我们搞试验的时候可是确确实实看到,启动过程中那个激波在露头的时候是忽闪忽闪如同火苗子一样的,一会在喉道上,一会在喉道下方,还来回跳呐,这种噪声的特征就没有什么数学量来表达吗?
个人分类: 非线性数理方法|4261 次阅读|4 个评论
求教朋友,如何把无旋的流体欧拉方程组简化成小扰动速度势形式?
yangxintie1 2014-7-3 23:35
把无旋的流体欧拉方程组简化成速度势方程,再建化成小扰动速度势形式,这是很容易做到的, 其结果就变成了一个小扰动速度势方程。而且(1-M*M)的系数可以提到方程f方向导数表达式外面 现在我们还保留原来的方程组的矢量形式,将是个什么样子呢?美国AIAA一个论文上有人说他写出来了,但是仅仅是论文上提了一下,没有见到真内容。 问过了很多空气动力学学者,没有解答 希望求助科学届的高手,特别是数学家们出手援助
个人分类: 非线性数理方法|3541 次阅读|0 个评论
谈谈数学模型的简洁美——
热度 13 jingxinsy 2014-6-26 11:31
这一讲我们探讨数学模型的简洁之美。 首先,简洁性是数学美的一个重要的特征。 提起简洁性,我们来听听著名的数学家陈省身教授怎么讲?他说: “在数学的世界中,简单性和优雅性是压倒一切的。” 无论是数学的概念、公式还是法则,还是数量上的逻辑系统性,还是空间形式的本质属性,无一不以它所特有的数学语言的精炼、逻辑体系的严密、字母符号的准确的描述,向我们展示着数学的简洁之美。 这也是数学模型所追求的美学原则之一。 那么首先我们探讨什么是简洁?我们先来想一想在生活当中和简洁相反的词都有哪些?你可能会想到: 啰嗦、多余、累赘、冗长,等等。 是的,简洁在生活当中是指说话、行为简明扼要,没有多余的内容。简洁本身就是一种美,而数学的首要特点就在于它的简洁。 第尔曼 (C. Dillmann) 说“数学是语言的语言。通过数学,自然界在论述;通过数学,世界的创造者在表达;通过数学,世界的保护者在讲演。” 恩斯特·马赫( Ernst Mach , 1838 年— 1916 年)说“也许听起来奇怪,数学的力量就在于,它规避了一切不必要的思考,惊人地节省了脑力的劳动。” 伟大的希尔伯特曾说( Hilbert, 1862 年— 1943 年)“当我听到人们讲解某些数学问题时,常常觉得很难理解,甚至不可能理解。这时候我就想,是否可以将问题化简些呢?往往,在终于弄清楚之后,实际上,它只是一个很简单的问题。” 真理常常是简洁的,事物的本质也常常是简洁的,简洁美充分显示了客观规律的特征,在简洁美的后面,我们可以抓住事物的本质结构,也常常可以抓住真理。 简洁性也体现了易于把握、有助于提高思维效率的特点,只有简洁才能把人类长期积累的知识世世代代的传下去。 数学的简洁性是什么?数学简洁性首先它不是贫乏、肤浅的意思,而是少而精,是复杂与深奥的高度的凝练。 我们知道,现实世界是复杂和简单的结合体。简洁就是拨开迷雾、去伪存真的过程。 其实,数学的简洁性始终都在和复杂性相伴而生。 有句话这样说:简洁既是创造性的神枪,又是创造性思维的猎物。没有创造性的思维,没有高层次的简洁;没有高层次的简洁相当的简洁,我们的思维也会陷在一种冗长繁琐的重负当中,不可自拔。 所以简洁可以使我们看到自然,看到本质,看到真、善、美! 数学的简洁美是数学内容和它的简化形式的统一,是人类“思维经济化”在数学上的反映。 第二个问题我们来谈谈数学模型的简洁美。 数学模型的简洁美也是对客观规律简洁性的一种折射,是参照一定的经验法则体现出来的。 我们来形容数学模型的简洁之美,可以用两句话“数学模型如诗,数学模型如画”。 一首诗,是用最少的语汇来表达天、地、人之间的最大量的思想和感情的,有这样一首诗: 你在桥上看风景,看风景的人在楼上看你。 明月装饰了你的窗子, 你装饰了别人的梦。 这里边凝聚了天、地、人间最大量的思想感情。 那么一幅画呢,一幅画要在有限的画面上来表达最多的情感和事物的话。这一样需要提炼。 中国画追求的是 “神似”。看上去很凝炼。很少在乎那种形似的东西。我们知道徐悲鸿( 1895 年— 1953 年)他是著名的画马的一个大画家。 徐悲鸿画的马,无论是引颈长嘶,还是奋蹄奔腾的时候,我们都能够看到一种健、力、美的这样的特点。他的美体现在马的气势磅礴上,体现在马的奔放不羁上,还有就是展示了马的傲骨锋棱。很少看到形的东西却展示了一种神的魅力。 数学家李大潜院士在《数学建模与素质教育》这篇文章当中说:“数学上追求的是最有用广泛的结论、最低的条件代价以及最简明的证明,使学生形成精益求精的风格,凡事力求尽善尽美。” 一个正确的数学模型应当是形式上简单的、逻辑关系是清晰的、求解方法是明确的。 我们知道数学建模就是将复杂的研究对象简单化、抽象化,撇开了它的一些具体的特征,减少其中的参数,抽取其主要量,找出量的变化与量与量之间的相互关系,在一种“纯粹”的形态上,追求“神似”地去研究和解决现实问题的这样的一个过程。 数学模型的简洁美,总结起来就表现在四个方面: 第一,追求较少的假设条件; 第二,抓住主要关系; 第三,采用尽可能简洁的方法; 第四,推出尽可能广泛而深刻的结论。 下面,我们来谈谈数学的符号:符号是展示数学模型简洁美的媒介。 我们知道,符号就是便于我们交流和记忆的一种代号,是文化的产物。 符号,不仅具有速记和节省时间的作用,还能够精确、深刻地表达某种概念、方法和逻辑关系,便于我们处理和运算。 皮亚诺(Peano,1858年—1932年)曾经说过“数学的一切进步,都是引入符号的反应。” 数学符号是抽象世界里人们对客观事实发生、发展以及客观事物运动规律的最直接、简明的表达方式,是现实世界中交流与传播数学的媒介。 德国数学家莱布尼茨(Leibniz,1646年—1716年)曾经说:“符号的巧妙和符号的艺术,是人们绝妙的助手,因为它们使思考工作得到节约。在这里它以惊人的形式节省了思维。” 俄国的数学家罗巴切夫斯基(Lobachevsky ,1792年—1856年)说:“数学符号的语言更加完善、准确明了地提供了把一些概念传达给别人的方法。利用符号,数学上的每一个论断和它所描述的东西就可以更快地被别人所了解。” 符号感主要表现在它能够从具体的情境中抽象出数量关系和变化的规律,并用符号来表示;理解符号所代表的数量关系和变化规律;会进行符号间的转换;能够选择适当的程序和方法解决用符号所表达的问题。”因此,符号虽然我们看上去很抽象,具有高度的概括性、精确性和形式化的特点。 而符号的约定在数学建模当中也是重要的一环。 数学的符号大致我们可以给它分作四类: 第一类:字母和数字 它们主要取自于某种语言的字母或文字,例如英语、希腊语、德语、阿拉伯、罗马数字等等。我们经常用X、Y、Z来表示变量, 用大A、大B、大C来表示矩阵等等。这些都是我们约定俗成的符号表示。 第二类:标识符 它们通常是约定的特殊的记号,表达着专门的意思。比如:我们常用的角(∠),三角形(△), 总和( ∑ ),连乘( ∏ ),这些符号。 第三类是:关系符 它们主要用来表达数与形的关系。这里面我们提一提,垂直(⊥) ,平行(∥), 等号(=),近似( ≈ ),不等号( ≠ ),大于号(>),小于号(<),变化趋势( → ),求极限时经常用这个符号,相似( ∽ ),全等( ≌ )有时候还用它作为等价的符号,还有成正比( ∝ ) 等等。 第四类就是:运算符 你比如说:加号(+),减号(-),乘号( × 或 · ),除号( ÷ 或/),两个集合的并( ∪ ),交( ∩ ),根号( √ ),对数( log , lg , ln ),比(:),微分( d x ),积分( ∫ ),等等。我们还知道行列式,它用 Det 括弧里边写个大写 A 可以是行列式,它英文的字头来表示的这样的一种符号。还有很多的数学符号是用它的英文字头来表示的。 前面我们已经讲过数学建模的过程大致分为这样的一些步骤。模型准备、模型的假设、模型的建立、模型的求解、模型的检验与模型的分析应用几个阶段,通过这些阶段我们就会完成从一个现实的对象数学模型,再从一个数学模型回到现实对象的一个完整的解决问题的过程。 那我们拿来现实问题以后,翻译成数学模型,然后通过对数学模型的处理,可以帮助我们回过头去解决现实问题当中要求作出的决策、预测或者其他的论断。 从宏观的角度来说,建立数学模型的时候,要善于近似、简化、抽象,深刻地了解实际问题所属的学科领域的一些基本规律和背景知识,这样的话呢,就会便于我们抓住问题中起关键作用的量及其关系,灵巧地运用数学概念、符号、式子和规律去刻画它内在的本质。 从微观方面来说,我们要擅于观察,善于深入。因为实际问题一般都比较复杂,影响某一个量变化的因素可能也很多,往往是多因素共存,所以只有我们深入细致入微的观察,能够揭开表象才能突破问题的瓶颈。 2001 年的全国大学生数学建模竞赛的 A 题,这是我校的柴桥子、姚益平、徐杨三位同学组成的建模小组完成的。 题目是:《血管的三维重建 》。 我们来看看这个题当时就是这样叙述的。我来把它来从头到尾领着大家看一遍。 断面可用于了解生物组织、器官等形态。例如,将样本染色后切成厚约1 m m 的切片,在显微镜下观察该横断面的组织形态结构。如果切片机连续不断地将样本切成数十、成百的平行切片,可逐次逐片的观察。根据拍照并采样得到的平行切片的数字图象,用计算机可重建组织、器官等准确的三维形态。 假设某些血管可视为一类特殊的管道,该管道表面是由球心沿着某一曲线(我们称为中轴线)的球滚动包络而成。例如圆柱就是这样的一种管道,它的中轴线是直线,由半径固定的球滚动包络形成。 现有某管道的相继100张平行切片的图象,记录了管道与切片的交。图象文件名依次取了出来0.bmp、1.bmp、…、 99.bmp,格式均为BMP格式,宽、高均为512个象素(pixel)。为简化起见,假设:管道中轴线与每张切片有且只有一个交点;球半径固定;切片间距以及图象象素的尺寸取为1。 取坐标系的Z轴垂直于切片,第1张切片为平面Z=0,第100张切片为平面Z=99。Z等于一个Z值的时候,切片图象中象素的坐标依次可以在文件中得到。这个时候,我们保持好这个图片,给我们这个次序非常重要。 这个题要求我们什么呢?计算管道的中轴线长与半径长,要求给出具体的算法,并绘制中轴线在XY、YZ、ZX平面的投影图。 100 张的平行切片的图象可以从给的网址上(http://mcm.edu.cn)下载。 这个建模小组,他们拿到这个题就产生了极大的兴趣。那么,经过这个研究发现,这个问题就好像他们因为为了搞建模竞赛买的面包香肠,这切一口香肠一样,所以他们顿时就产生了灵感,喜欢做这个题。在求解这个问题的过程当中,他们基于生活中的经验,就把这个题解决的非常完善。 提出假设。他们是这样做的:适当摆放血管的位置,平行的切割血管使得每张切片的前面都平行于X/Y轴平面,第一张切面的切面就落在了X/Y平面上,这样的一个坐标系建立起来之后,就把这100张图放进了一个三维直角坐标系中。管道中轴线与每张切面有且仅有一个交点,并且半径又保持等长。所得的切片都是平行的切片,切面的间距和图像的像素的尺寸都是1,在做数字图像处理的时候,他们也不考虑由于存储格式造成的BMP图形的边界模糊的问题。也不考虑在拍照的时候BMP图像的边界这个误差。于是,就可以把这个问题血管管道中轴线与每张切片有且只有一个交点这样的一个情况拿到,求半径固定切片间距以及图像像素的尺寸均为1. 坐标系的Z轴又垂直于切片,第一张切片又是平面z=0,第100张切片就是z=99。于是的话,他们就把这个问题完全可以放到一个量化的一个图形的这样的一个可视的状态中。 他们建立的第一个模型是投影叠合法,就是在直角坐标系下把 100 张图片都投影到 XOY 平面上去,这样,就可以得到一个月牙形的黑带,像图片上面表现出来的这个黑带,相当于重建之后的血管在 XOY 面上的投影图,血管中轴线的投影也必然存在着这个黑带当中,任意做一条与黑带相交的直线后,发现这个直线与这个中轴线在 XOY 平面投影交于一点,这个点就是黑带中包含的一个最大内切圆的圆心,半径就是血管半径,直线与这个黑带相交的线段中的任一点为圆心设置了一个初始的半径,沿着这个四圈搜索,当有白色点出现的时候就表明进入了黑带的外侧,在这个圆心和半径同时移动的过程当中,直到搜索到有白色点出现,这样的话,把这个半径值就可以找到了。适当分割以后,做这个直线的平行线,依次他们取了 368 条平行线,然后逐行进行搜索,最后取了这个半径的均值,计算的结果是 29 像素。根据这个圆心坐标,又绘制了中轴线在 XOY 面上的投影,但是这个方法有局限性,它很难求出这个中轴线在 YOZ 平面和 ZOX 平面的中轴线的投影。所以,需要对模型进一步的加以改进。第二个模型他们是这样做的: 最大内切圆法,在血管中轴线上的每一个点都存在着一个与这个点为球心,血管的半径为半径的一个内切圆,如果从三维看,就是一个包络球,血管壁上每个点都是这个球和这个血管壁的交点,如果平面看就是这个最大圆和血管的这样一个交线,过中轴线上的点,每一张切片上都存在着相同大小的这样的最大内切圆。通过随机取图形,遍历这个图,遇到黑点的时候,这个半径初值这个画的圆我们判断圆周上点的颜色,如果有白色点,说明圆已经移到了这个外界,直到这个圆周上的点全是黑色的点这个时候就完成了这种遍历搜索,在这个搜索的过程中,因为给的图像是黑白图像,大家知道我们可以用 0 表示黑点,用 1 表示白点,所以它叫 0-1 二制图像,处理起来相对简单,对所有的图像处理之后,找到了半径值,圆心坐标也得到了,也就是每张切片与它中轴线的交点,为了节省时间,还提出了算法的优化和改进,在这个过程中,他提出了一个控制因子,用已经找到的半径对下一个图像进行圆心自动的去调整,这样的话就节省了所用的时间,求得了 100 组的半径和圆心之后加上 Z 轴的坐标就找到了每一个切片的中轴线交点的三维坐标,在用两点距离公式就把中轴线的长度计算出来了。通过取平均值的方法得到了更精确地半径值。根据坐标点也绘制了中轴线的三维坐标图,同时也得到了这个中轴线在 YOZ 和 ZOX 面上的投影图,如图片所示。 计算的结果:中轴线长度是 524.4611 像素,血管半径大小是 29 像素。 他们出色的工作获得了当年全国大学生数学建模竞赛的二等奖。 从这个数学建模问题,我们可以看到用简单方法也可以解决看似很复杂的问题,折射出了数学模型的简洁之美。 一个数学模型建立以后,求解也是非常重要的环节。 《血管的三维重建》这个问题,他们建模小组用到了 C++ 、 MATLAB 等软件。并且进行了编程。 有时候,模型建了以后,求解起来可能也很困难,而且求不出来也是时有发生。 因为实际问题往往规模很大,比较复杂,这样的话,在计算上面就增加了难度,用通常的手段方式有的时候就力不从心、十分困难,所以拥有高水平的数学软件的编程和应用能力非常重要。 常用的数学软件包括: C++ 、 MATLAB 、 SPSS 、 Lingdo/Linggo 、还有 Mathematica 等等,当然还有很多非常有效的软件可以为我们所用。它们各有各自的应用的范围。所以,我们在平时同学们应该加强这方面的自学。 我们来看一个多项式模型。 我们知道多项式它的标准型是按 X 的降幂或者是升幂这样的形式的一个叠加组合形式。 秦九韶他把它做了变形,比如图片上边这个五次多项式,他给它提了四次,于是就把五次多项式化成了五个一次式的处理。 秦九韶 (约公元1202年-1261年)是在宋朝时期和李冶、 杨辉 、朱世杰并令为 宋元数学四大家 的一名数学家。他潜心钻研数学,广泛涉及应用,对天文历法、水利水文、建筑、 测绘 、农耕、军事、商业金融都有研究和涉猎。 秦九韶是我国古代著名的数学家代表,他的《数书九章》记录了宋元时期 中国 传统数学的主要成就,对 数学 的发展产生了广泛的影响,国外科学史家都称赞他是 “他那个民族,那个时代,并且确实也是所有时代最伟大的数学家之一。 什么是“算法”?概括地说,就是指求解问题的一个方案准确而完整的描述。 计算 5 次多项式在自变量取 5 时的值的时候。我们可以通过秦九韶算法得的结果是 14130.2 。从理论上将,同学们可能会觉得没有什么区别,但是在计算机完成的时候,他们数值处理的路径完全发生了变化。 秦九韶算法是将一元 n 次 多项式 的求值问题转化为 n 个一次式的求值计算,大大减少了计算中乘法的次数。对于现代计算机来说,我们知道,做一次乘法运算的时间要比作一次加法要长得多,所以许多函数在用多项式逼近的时候, 秦九韶 算法目前仍然是一个最优的算法。因为秦九韶算法极大的缩短了CPU的运算时间。 数学建模的时候,我们一定要尽可能的用简洁的语言也包括简洁的计算方法。 爱因斯坦说:“从希腊哲学到现代物理学的整个科学中,不断有人力图把表面上极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本概念和关系,这就是简单性原则。” 正所谓“理念相通、大道至简。” 所以说,数学模型的简洁之美,不仅可以培养我们的求简意识,还可以使我们进一步正确地理解数学是一种简化复杂问题的有效的科学方法,是一切自然科学与社会科学的基础,具有广泛的应用性。 好,先谈到这儿。 同时,非常感谢各位的支持!
13427 次阅读|15 个评论
生命会找到出路
热度 1 fieldtian88 2014-6-9 15:53
《侏罗纪公园》中数学家参观公园时的探讨让人记忆犹新。“你这样控制它们是行不通的,如果进化史教会了我们一件事,那就是生命是不受控制的,生命会解放自己,幸苦地甚至危险的扩展到新的领土,突破所有障碍。但这就是生命。”“我只是说生命会找到出路。”任何困境都无法组织生命的求生欲望,即使是亿万年前的古生物也会力争在逆境中求生存。生命不受人类控制,只有物竞天择,自然选择。自然总会按照自己的规律而不是人的意志来前进,人为的控制有时只会造成更重大的灾害,一旦人类试图扮演上帝,悲剧就可能随之而来。 “对大自然缺乏起码的敬畏是可怕的。遗传是地球上最可畏的力量。你在此用科学力量的问题在于它没有任何约束。你阅读别人的研究,然后采取行动。你的知识不是自己的,所以不用负如何责任。你站在巨人的肩膀上,尽快去做成一些事。还没弄清楚已经申请专利,然后包装,现在快要销售了。你想要销售它!”“但是你的专家只知道埋头苦干,没思考该不该做。”“发明有什么好,那是暴力。它是狂暴刺穿的行为,到处留疤痕。你说的发明,我叫它‘强暴大自然’。”数学家更具有哲学思辨性。 生物圈中,存在着生态系统,物种和遗传多样性。基因改造生物( GMO ),就是转基因生物,可能经历遗传变异和自然选择,像病毒一样发生物种入侵,造成无法逆转的局面。如果打开潘多拉魔盒,救赎也无济于事。 大自然没叫生物自己创造出这样的基因,是有原因的,可以解释。问题是你如何了解转基因生物的生态系统,因此你如何设想控制的办法。必要时它们会自卫。人类创造了转基因生物,但它们可能脱离束缚,不受控制,根据自己和自然的意愿生长。 科学家不都是哲学家,哲学家也不全是科学家。但他们都在推动人类文明发展。“人性的进化是缓慢的。”我们更需要哲学家。科学家难免“不识庐山真面目,只缘身在此山中。”诺贝尔之于炸药,爱因斯坦之于核武器,发明之于后悔不已。既然不能证明转基因无害,也不能证明其危害,那就得搁置争议,摒弃利害,继续探索发现,直到这个首要问题解决为止。我们会看到的,只是时候未到。 “世界急遽改变,我们迎头赶上。我不想妄下论断。”而考古学家却不置可否,持有保留意见,
个人分类: GMO|2836 次阅读|1 个评论
量纲分析是怎样进入应用的?
热度 1 yangxintie1 2014-5-20 11:00
所谓量纲分析是如何来的也很有趣。无量纲其实最早並不是理论家和数学家应用的,而是一些知道事物依赖变量的初入手的探究者,这时候甚至连个公式都没有,只知道和某些量有关,F=f(R,S,T,L,M),然后这些搞实验的或搞实践的就想摸点规律,为此要从这些量里找出最关健的组合,以便找出些最简的关価,最后搞出公式和方程,这时的量纲分圻就是一把利剑。比如老太太搅鸡蛋或者揉面,什么组合对质量影响大,作一次就知道速度,粘性,搅拌和揉的距离等是关健要素,把它们搭配一起找出个无量纲的组合,它就是雷诺数!致于以后数学家和物理家们认识更深刻了,从方程去找这些无量纲量,那就是錦上添花了,以后给学生的教材略去了广义探索这一块,都从推导和分析方程讲起了。于是就有人认为:上面说的这是力学圈的情况。这个很晚了,是在无量纲化已经成了其它某些早发展的理性学科的常用手段之后的事情。包括量纲分析这个想法也是在力学上搞出来的,实际上对于大部分做物理的,并不使用量纲析的思路了?对于实际情况在那些熟门熟路的领域里面确实如此,但是人类总是向不同领域进攻的,越是前沿,越没有现成的公式?特别是一大堆跳出书斋又急需处理的工程技术问题,越需要这种手段。它不仅涵盖航空航天航海,微波,材料,天文,而且在生物工程,地质工程应用不断,现代科技每天都出现一些连公式都拿不出耒的没头设脑的难题,已经远远超越NS方程和电动力学几个方程联起未就能解决向题阶段,就是流体方程,也有非牛顿流体,迟豫,松弛,转捩,湍流模型远未搞清楚,电动力学方程一样也有很多没头没脑的问题,还需探究,这些地方量钢分折都是一把好刀。 其实,有些有学术成就的人也未必对无量纲化的本质很清楚,比如为了解释麦克尔逊茣雷实验,引入了个变换,洛伦兹本人认为新的波动方程只有尺缩变换,可是他的固体以太的尺缩介释是不对的,经过了一个世纪,越耒越多的发现,洛伦兹坚持的方程实际上是个极度减化的真实小扰动声学方程。用不着尺缩解释,这只是个微分方程的特性,用这个特性加这个变换函数就如同补充线一样是个近似算法而已 (1—M*M)* F,t,t=F,x,x十F,y,y 其中这个F对t二阶导数前的尺缩系数里的M就是无量纲数。 M=V/C,V是运动的速度,C是波速,(光速或音速)。 很多中国理论物理名人不会推导这个或不屑于推导这个,但是却敢直接武断的用声光速度大小量级不一样的原由进行否定,也不理会这些方程的无量形式一模一样所意味的含义。牛人就是牛,连起码的知识准则和科研道德都不要了,我们能信他们吗? 其实不妨眼放远点,看看美俄德英人家怎么看?人家许多人却对无量纲方程完全雷同背后的含义很感兴趣,探索不舍,成果不断。大家完全可以不顾名人的名言,有点自己的思考,只有这样,中国科学才能进步
个人分类: 趣味科普|4696 次阅读|8 个评论
强烈谴责北大数院宗传明教授的虐猫暴行(转载)
热度 10 controlhopeless 2014-5-14 11:22
  这个是给动保、环保人士和(爱猫以及不爱猫)数学家看的。借用周前校长的话:“我们现在有一部分国民很可悲,可以骂普通数学家的娘,但却不可以骂著名数学家的娘。” 嘿嘿,转载以下网文,唯恐天下不乱。注意,博主纯粹贤得,正要准备向 优秀数学家学习 ,还在找差距。。。待找到差距,学习好那些启示后,一定顾及影响,知趣地删掉此转发,以免和大环境不和谐。。。  http://edu.qq.com/a/20071203/000086.htm 发信人: feiyiyi (fei), 信区: bagua 标 题: 强烈谴责北大数院宗传明教授的虐猫暴行(转载) 2007-11-24,朗润园13号公寓门前一只四个月大的小猫被残害。在我们到现场取证时,自称“英雄”的数学学院宗传明教授,公然毁坏杜老师所制猫窝,并不顾阻拦,将被害猫的尸体顺墙扔到校外的马路上,声称是为了保护环境。 2007年11月24日上午8点,协会接到王老师的电话,说朗润园又发生一起杀猫事件,希望协会出面留下一些现场证据。接到通知后,协会两人赶到朗润园13号公寓。在与杜老师取得联系后,我们赶到事发现场,恰好发现宗传明教授骑车疾驶而去,全然不顾我们身后叫他停车。现场目击证人称,尽管他极力阻拦,宗传明教授还是将猫的尸体从西墙扔 到了校外的马路上。我们现场采集了一些照片资料。 据杜老师讲,早上七点钟左右的时候,她来此地喂猫,发现了猫的尸体,然后通过王老师电话联系到我们。在我们到来之前,她一直在事发地守候,在回自己的公寓拿相机的过程中,宗传明教授就强行把猫扔到了校外的马路上。 在此事之前,他还用脚跺坏了杜老师辛辛苦苦做的漂亮的猫舍,并声称那猫舍摆在他这污染环境。但是,所有人都会看到,被他踩毁的猫舍的碎屑,在起风时被吹得到处都是。不知道他这个“环保主义者”如何评价他自己的这种行为?既然他认为这是在污染环境 ,那么它破坏了猫窝之后,为什么自己不把它清理掉?一个真正热爱环境的人,能 做出这种事情来,岂不是滑天下之大稽? 之后,我们打电话叫了保卫部的同志来作为公证人。他疯狂的追着保卫部的车,继而进行了他自认为慷慨激昂的陈词。他说他把猫窝破坏掉,是为了他所居住的地区环境的整洁,是一件很了不起的好事,是为民除害,功德无量的大好事。在问道究竟是不是他杀的猫时,他矢口否认,说以自己的人格保证不是他杀的。但是,当我们质问他既然不是他杀的,而且明明知道有老师已经在保护现场,准备获取证据的时候,为什么还要从环卫工人那硬把猫抢回来,顺着围墙扔到校外的马路上时,他振振有辞:“那些泼皮无赖随便弄一只死猫扔到我这里,破坏了我的环境,所以我要把它扔掉。”可是当被问及校外的马路上车多人多,扔在外面更加破坏了境,他为什么要以更大范围的破坏环境,退一步讲,为什么要以破坏别处的环境,来实现他所谓的保护他自己居住地的环境时,他大言不惭地说 ,“我只管我这里,我不管其他地方。” 他声称自己是代表整个13公寓的居民来清理环 境,为民除害,说他们都是70、80岁的人了,劳动能力比较差,没法做这种事情,也没有 胆量做这种事情,他不行,他有骨气,有胆量,所以他要站起来,要来做这件事情。他说 他是个英雄,是个大英雄,是个为民除害,不计个人得失的伟人。但是据我们了解,13公 寓没有人请求他来代表,也没有人愿意他来代表。他们很大一部分人是爱猫的,不希望猫 受到伤害。而且,在调查中,我们知,他在每户居民的门前贴了一张纸条,说什么大家联合起来,一起来消灭这些祸害之类,遭到很多邻里的反感。 在整个过程中,他以北大教授的身份自居,不断的拿出教训人的口吻,并威胁说如果把此事公开到网络上,就要到法庭提起诉讼云云。而且他自己也承认这是威胁。 如果没有做贼心虚的成分在里面,又何必如此残忍呢?这个小生命本来就已经很可怜了, 为什么还不能让他入土为安呢?扔到墙外对你究竟有什么好处?一句狗屁不通的解释就想把一切都掩饰吗?请允许我们用这种不文明的词,我们也仅仅是向您学习了一下,以其人之道还治其人之身而已。一个北大的教授都已经用了不文明的词语,我们也就没有必要对他表现出过多的尊重。 在保卫部的帮助下,我们从校外取回了猫的尸体,猫的头部血肉模糊……在取猫的途中,我们又一次发现了这个“爱护环境”的人,急匆匆的骑车赶过来,也想把猫取走。他是良心发现,想要清理环境,还是别的什么不可告人的动机? 猫取回之后,我们见到了常年在此地喂猫的张老师。张老师显然已经气愤到极点了,因为此前在朗润园已经发生过三起极其恶劣的杀猫事件。当时正值北大迎接教学评估的关键时期,所以我们所有人都采取了压制的措施,使这件事情仅仅局限于几个人知晓。 张老师哭着从回龙观小区赶过来,悲愤不已。所有在场的人无不流下眼泪。这些生命到底招谁惹谁了?? 我们跟随张老师到了13号公寓楼下,希望那个自称英雄的北大数学学院知名教授宗传 明先生能够做一个英雄的举动,在保卫部、居委会和燕园派出所的代表都在场的情况下, 在公正公开的情况下,给我们一个合理的解释。自始至终,这位有骨气、有胆量的英雄都 没敢出来。居委会主任希望进去协商,都被拒之门外。最后无奈打了一层一位居 民的电话 ,才进了公寓楼。最终他同意到居委会协商。 在协商过程中,张老师提出,如果今后有什么喂猫的物品放置的不合适,请他跟张老师联系。英雄教授称:“我不会和你们这些泼皮无赖联系。”张老师再次忍受他的无理, 退让一步说,可以跟居委会联系,让居委会把情况反映给她。该英雄再次称:“我不会跟 居委会联系,我保证我会直接采取措施。”并且在此过程中,他不断地强调,自己把猫扔 到墙外是为了保护环境,而且他只负责自己居住的这个地方的环境,并不惜以破坏其他地 方的环境为代价。这就是一个环保主义者对自己环保理念的阐释。 最终,他保证,他没有杀过猫,将来也不会杀猫。张老师保证,今后不在那个地方放置猫窝,并尽量把猫引走。不过,需要插一句,那些猫早在他来之前就已经在那里生活了 ,而且之前一直很快乐,人与猫相安无事。 这就是最后的结果。他说自己的时间很宝贵,画外音是我们的时间很无意义。然后就走掉了。 这就是今天的所见所闻。 我们由衷的感谢,在今天的整个过程中,保卫部、燕园派出所和朗润园居委会公正、平等的态度和你们给予我们的各种帮助和理解。谢谢你们一直在寒风中陪伴我们,共同处 理这件事情;谢谢你们最公正、平等的态度带给我们的安全感。 我们由衷的感谢,关注这件事情的所有朗润园的可亲可敬的人们。虽然素昧平生,但 今天,为了几个可怜的小生命,我们走到了一起。 我们很爱惜北大的声誉,作为一个北大人,我们把它视为我们不可推卸的责任。所以 我们一直隐忍,在教学评估的关键时刻,忍受着失去我们所关心的生命所带来的悲愤。但 现在,接二连三的血案已经难以让我们平静下来了。所以我们发了这个帖子。还希望所有 关爱生命的人,不要把帖子删掉。北大需要听听另一种声音。 我们以协会的名义担保,上述均属事实,绝无虚构。 北京大学 流浪的天使动物关爱协会 2007-11-24
个人分类: 唯恐天下不乱|1845 次阅读|10 个评论
评华人顶级数学家,陶哲轩,张益唐和femaletiger18
热度 7 dulizhi95 2014-4-27 21:18
评华人顶级数学家,陶哲轩,张益唐和 femaletiger18 femaletiger18 是科学网上的注册用户,本人的学弟,现在似乎在美国搞计算机。然而,这老弟或小妹很不友好,既然是校友,学弟或学妹,我多次希望知道其人的真实姓名,以便好好交流交流,其人就是要跟我玩真人不露相。 不过,毕竟是校友,其人对我还是很够真情,称我的博文时有涉及政治类,可能会带来不好,建议我还是谈谈数学计算机等专业。尽管我的博文在政治上遵循几条最根本的原则,应该不会有问题,但还是感谢学友的关心,并遵照执行,以谈专业为主。 既然你不露面,那我就用激将法,这次讽一讽这位喜欢在数学上高谈阔论的小校友。 在几位华人顶级数学家里面, femaletiger18 特别推崇张益唐,认为以成果论,张益唐高于另一位华人少年天才陶哲轩。并在我的博文后留言,将这两人进行了一番深入详细地比较,下面是 femaletiger18 的原文: ======= 张益堂和陶哲轩成就的具体分析 ======= ************************************************************************ 陶哲轩 : 存在任意长度的素数等差数列。 张益堂 : 存在无穷多个素数对,它们之间的距离是小于 7000 万的某一个常数。 ************************************************************************ 上述陶哲轩和张益堂的结论有什么关系? 下面谈到的数列都是非平凡的,即相同的一个数不能在数列里出现两次或以上。 我们把陶哲轩的成就拉出来和张益堂大侠的成就比较一下 : 所谓任意长度的素数等差数列,就是你随便说一个自然数,比如说 13 亿,陶哲轩说存在 13 亿 个素数,它们是某个等差数列的 13 亿个项,这个是存在性证明,具体举出这 13 亿个素数,恐 怕比较繁杂了点。 我希望对任何细节都不遗漏的解释一下,有的人解释问题总是含糊其辞,好象高深莫测, 实际是怕别人追究细节,就想混过去,我则不然,逻辑上必须要铜墙铁壁。 任意长度和无穷长度的差别 : 这里任意长度是说素数数列的长度可以是任意的有限自然数, 既然是自然数,不管它有多大,就还是有限的,无穷长度已经不是一个自然数 ( 我自己关心的 问题是连续统,超越数等 ) 。 有限长度的素数数列,它的公差必然是一个有限的自然数,但陶哲轩只指出公差的存在 性,它的具体数字并不给出。 为了比较,把陶哲轩的结论加强 ( 如果成立,陶的成就就更大,但应该不成立 ) 如下 : ************************************************************************ 加强的陶哲轩结论 : 存在无穷长度的公差有限的素数等差数列 .( 这个加强应该是不成立的 ) ************************************************************************ 强调公差有限,是因为这里数列已经变成无穷数列,假如这里的公差可以任意大,事情 就不好说了。在这个加强的结论下,我们部分得到了张益堂的结论,即有无穷多个素数,它们 之间的距离是有限常数,并且它们呈等差数列,但这个常数是多少?还是没结论。 但上述加强是不成立的,原因是在等差数列这个条件下,数列长度无法达到无穷长,因为 这样的话,素数分布会变得很均匀。但问题是素数分布很不均匀,在任意长度(实际是有限长 度)条件下,就是在有限的范围内,素数分布有局部的均匀性,于是可以得到陶哲轩的结论。 但不管这个有限范围是几万万亿,比起无穷来,它还是一个小数字,小到可以忽略不计。 张益堂去掉了等差这个限制,换来了数列长度的无穷长这个结论。素数数列长度从任意 长度 ( 有限 ) 变到无穷长度 ( 无限,注意任意长度和无穷长度的差别 ) ,是极大的飞跃。老张成就 了他的英名。 把张益堂的结论也变换一下,就是 : ************************************************************************ 张益堂 : 存在无穷长度的的素数数列,它虽然不是等差数列,但是它由素数对构成, 每对之间的距离为有限常数。这个常数小于 7000 万,现在大概是几千或几百。 ************************************************************************ 中学数学里也有那种数列,它们本身不是等差或等比数列,但经过变换以后,存在着规律, 这也是目前所谓研究性高考题的思路,不知道出考题的先生们注意到陶哲轩和张益堂没有。 当然张益堂或许并不是从陶哲轩的思路上出发研究这个问题,但最终的结论却密切相关, 我为了比较他们的成就所以对他们的结论做了上述变换。 ************************************************************************ 我的判断是 : 在素数分布问题上,张益堂的成就 陶哲轩的菲尔茨奖成就 ************************************************************************ 张益堂和陶哲轩素数分布示意图 * 表示素数,空格表示距离,一个空格可能是一个很大的距离。 陶哲轩素数分布示意图 * * 之间是公差。 ------------------------------------------------------------------------ * * * --------- 长度为 3 的素数等差数列 * * * * --------- 长度为 4 的素数等差数列 * * * * --------- 长度为 5 的素数等差数列 ...... * * *...* * --------- 长度为 n 的素数等差数列 ------------------------------------------------------------------------ 张益堂素数分布示意图, * * 之间是有限常数距离,但两对 * * 之间越来越稀疏 ------------------------------------------------------------------------ * * * * * * * *... ......* *... ------------------------------------------------------------------------ 本人认为,femaletiger18 的这段专业数学论述,包含了三点根本错误: 1, 尽管本人不是数学专业,但基本的数学概念和思维逻辑大致没丢。高数里关于无穷大的定义印象是:对于任意一个大的数 M ,总存在一个数 N ,使得 N 大于 M , N 的抽象就是无穷大。从而,陶哲轩的任意长度无疑包含了无穷大。他与张益唐的主要差别不是 femaletiger18 所说的那一点,恰恰相反,是另一点:他的等差数列的相邻两数没有限制,也就是可能趋向无穷大,而张益唐将其限定在小于 7000 万。 2, femaletiger1 对张益唐定理做这样的理解:“两个相邻距离小于某个常数的素数对,这样的素数对两对之间的距离越来越稀疏”,显然,这个理解是不正确的,张益唐的定理并没有这么说,也没必要这么说。 3, 由于第 2 条,他或她关于陶哲轩定理的如下理解也是错误的:“假使将陶哲轩的定理加强,即陶哲轩数列的级差均小于某个常数,则陶哲轩优 于张益唐。但陶哲轩定理无法做这样的加强,且这样的加强也肯定是不成立的。”陶哲轩定理显然可以进行这样的加强,即若是将陶哲轩定理改为:存在无穷多个等差数列,其数列级差均小于某个常数。那么,这个定理是有可能成立的。假使陶哲轩证明了这个定理,那张益唐也就没有价值了。
13768 次阅读|21 个评论
“什么是数学?”我们本该懂的问题
热度 4 jmluo0922 2014-4-1 15:15
最近在看一本关于数学的科普著作,作者是美国的著名数学家R·柯朗与H·罗宾。这本著作的名字就叫“什么是数学?” 如果我们过分地强调数学的抽象性,将会导致: 从上面的这段话,我深深地感觉到: 我们的理论物理,如果不从对自然规律的观察中去发现, 而仅是“形而上学”地建立一些假设性公理,规定一些逻辑演绎规则, 并由此去解释自然, 最终将成为定义、假设性公理、规则和演绎法的游戏 !!! 我们必须警惕和避免这种情况的发生!!!
个人分类: 杂谈|4926 次阅读|10 个评论
像运动员一样的数学家——采访北京大学许晨阳教授(下)
yeqinma 2014-3-10 10:46
像运动员一样的数学家 马: 这许老师在去年的求是沙龙上关于代数几何的发言, “ 代数几何在中国是个非常年轻的领域,前面说到在复几何或者在数论上中国人做的很好的工作大多都是用解析的方法,而用代数的方法来研究,在中国算是刚刚开始发展。这也是我当初回来的原因之一。 我有时候在想,为什么代数几何这个分支在中国这么年轻,这可能和我们的文化传统很有关。中国科学史上出了很多动手能力很强的人,但我们对进一步去发展一套理论,然后在抽象思辨的层面建立一个框架,完全进行逻辑推理演绎的传统并不是很强。甚至在整个东方文化里,这也不是很强的特点,这也许是代数几何这种比较结构性的数学在中国比较年轻的原因。 ” 我想问的是,为什么代数几何在同样属于东方文化的日本就这么强? 许: 日本研究代数几何的方式跟西方也不完全一样,而且日本毕竟西化得比我们早。我记得广中平祐【日本代数几何学家。1970年菲尔兹奖获得者】曾经说过,日本人的思辨能力没有西方人强。而且日本在很多方面来说是个很西化的国家,他们的文化内核里有一些西化的东西存在。 马: 并且,他们的教育训练中包含了一些西方的思想模式… 许: 对。实际上不光是代数几何在中国不强,整个代数这个学科在中国都并不强。 马: 为什么呢? 许: 代数是什么,简单说就是给你一套符号,然后你去推演这套符号。这需要非常强的抽象逻辑思维。 中国的哲学传统跟西方的哲学传统是很不一样的,当然我是外行了,我自己感觉中国哲学里面很少有西方式的分析性哲学,中国哲学都是什么“道”啊,“悟”啊。比如你对比道德经这样的中国哲学基础,和古希腊哲学,那其实就是自然科学的起源——从一些现象推演出自然世界的运行规则…. 马: 哦,你说的是不是中国的“悟”相对于西方的“逻辑”。 许: 对,差不多这个意思。中国人的逻辑思维能力相对来说不是那么强。 马: 你在你的求是奖申请书里写的,你希望能参与创建中国自己的代数几何学派。这篇你介绍给我读的森重文【日本数学家。因三维代数簇的分类而著名,被代数几何学家称作森重文纲领。】在台湾中研院所做的访谈里也提到,代数几何单单在日本就有好几个学派。我理解的学派是,他对某个问题的认识或者方法是跟别人不一样的,有些独特的思想方式或内涵是靠一代一代授业往下传的。我想知道,你们的学派具体如何定义,你们高维代数几何方向是不是也有不同的学派,学派之间存在矛盾或者斗争么? 【按:《有朋至远方来——专访森重文教授》数学传播 33卷4期, pp. 3-18】 许: 数学的学派一般是指:有一个牛人,把跟他做相近工作的人凝聚在他周围,比如小平邦彦【日本数学家。代数几何日本流派的奠基人,于1954年获得菲尔兹奖,是获此荣誉的首位日本人。】,他就是在东京大学形成了做代数几何的传统,凝聚了一批人做复代数。也许某个学派只注重代数几何里的分类问题,那么他最好的学生都在做分类问题,他们的起点也会比外人高,从各种不同的角度来做,互相的交流合作也很多,最终结果是他们形成了一股力量可以把这个方向推进得很深。 马: 这就是学派的意思。 许: 对,所以中国现在希望建立自己的代数几何的学派。 马: 现在有么? 许: 这个…看你怎么定义了,理论上只要人数大于等于二就可以说自己是个学派了是吧?(笑) 马: (笑)那么你在美国,跟你的导师和你的合作者,属于某种学派么? 许: 我们的圈子其实不大有学派这个概念。因为学派很多时候除了学术上的关系还有人事上的关系。我们都在世界上不同的角落,没法形成学派。 马: 也就是说形成不了势力? 许: 势力也有,主要在日本。实际上在美国,学派这个概念不重。 马: 欧洲日本比较重。 许: 对,因为美国的数学系一般强调平衡,一个方向一般只招一个人,不会把类似的人都招到一个系里,所以没法形成日本那样的学派。 马: 关于数学家,我一直觉得比较疑惑的一点是,很多数学家似乎都有constant insecurity(时刻的不安全感),生怕自己创造力突然就在下一刻没有了。比如森重文在那篇访谈里说:“我想每位数学家都会有明日做不出新东西的恐惧”,我在关于别的数学家的一些文章中也看过类似的感想。仿佛做自然科学的人没有这么大的不安全感,因为科研越往下做,知道得越多,实际上把未知领域也越拉越大…所以其实是可以越做越深的。实际上,是否这不是因为你们没有东西做,而是你们怕自己做不出来,因为你们做的东西太难了是么? 许: 对,因为数学,就是说,你投入的精力跟产出并不成正比。当然如果你知道得越多,知识面越广,也许也会对研究有帮助…【不是很确定的口吻】 马: 我想我的问题是: 为什么你们的不安全感这么的大 许: 我觉得可能是这样,当然这话现在可能不太适用了。以前冯诺依曼说过,做数学最好的时候是26岁。 马: 为什么? 许: 他说,26岁之后人就没有之前那么聪明了(笑)。当然现在看来这个26岁的门槛设得有点太早了。但数学很多时候确实是个年轻人的学科。 马: 因为年轻人的思想负担会比较少么? 许: 不是… 马: 或者说创意,intensity(强烈的专注,激情)… 许: 对,对,再加上concentration(集中精神的能力),考虑这三点的话可能还是年轻的时候状态最好。当然你可能到了某一阶段还能不停地做出东西来,但如果要超越你自己也许会比较困难… 马: 我能不能这么理解,你们的不安全感实际上源自于数学研究对人的要求实在是太大了,就像运动员一样… 许: 对!某种程度上来说就是这样。因为做数学研究,没有别的或者说外在的东西能帮助你,也许你年龄大了,成名了,会拥有更多的社会资源,但那个东西对你做数学研究本身不是那么的有帮助,相对于其他学科来讲。 数学研究更依赖于你自身最纯粹的那一部分 。就像跑步,需要你的muscle(肌肉)特别地强大,做数学的话,需要你的mental muscle(脑力)特别强大。这对于年纪大的人是很可怕的事情,因为你不知道哪一天你就过了你脑力最强的时期,你的巅峰期。 马: 别的领域的科学家不少是越老做得越大,掌控的学术资源越多,发的文章也越来越多。因为实际上很多成果不是他们自己做的,都是下面的人,他们从第一作者变成通讯作者。那么数学家就没有这种“学而优则仕”的好处,你们永远必须战斗在第一线,是么? 许: 对,数学家可能也是年纪越大掌控的学术资源越多,这种资源对整个方向发展往往有利,但是对你个人的研究不见得有决定性的作用。 马: 也许其他的学科对脑力的要求也稍微小一点,强度没那么大,能多干几年。 许: 也许吧,我也不是那么清楚(笑)。又或者其它学科的团队性更强烈,而数学一定程度上还是很崇尚个人英雄主义。 “中国的数学只能靠中国人自己” 许晨阳教授(左)出席2013年求是沙龙。 马: 接下来想请你介绍一下回来之后的工作和感想。 许: 我回来主要工作还是做做研究了(笑)。 马: 我看过你的求是杰青奖申请书,你说你的理想是把你们中心建设得跟普林斯顿的高等研究院一样… 许: 这个现在只能说是个理想。实际上会有很多困难。我们中国这个地方没法完全国际化,因为语言的原因,不可能完全国际化,所以我跟别人也一直这么说,我说我们如果将来有一天,能达到东京大学数学中心那样的高度,我们就很满足了。因为你在一个不能国际化的地方,你只能… 马: 不能国际化只是语言的问题么? 许: 这就是一个很大的障碍,因为你吸引不到全世界其他国家最优秀的人来。你请一个人来,不只是让他给talk(演讲,讲课),他需要在这里长期生活,跟别人交流。很多问题不是给他很多钱就能解决的。现在我们招不到最好的外国学生,最好的外国教授,注定没法完全国际化。 马: 那法国一直以来不是数学中心么? 许: 法国的数学的确很强,但还是没有美国强。而且我觉得实际上, 随着美国的国际化越来越重,其他好多地方(的数学)和美国比都在走向相对的衰落 。中国如果能建设得像法国和日本这样其实就已经很好了。 马: 日本和法国哪个更强? 许: 法国强。 马: 法国不是更不国际化,他们连英文都不愿意说! 许: 你可能觉得法国不够国际化,但是他们的英语水平肯定是要比日本人高的。美国就更是个移民国家,他们可以吸引全世界的人才,这方面我们很难说能做到和他们一样好。 马: 也就是说,中国的数学要强,只能靠我们中国人自己。 许: 对啊,我觉得建设成东大就很不错了。 马: 我们现在离东大有多大差距? 许: 还是挺远的吧… 马: 那如何才能接近呢? 许: 把在国外做的很好的人招回来。 马: 国外做的很好的…中国人。 许: 你现在只能招中国人,能招到外国人是更好了,但是现在很少人愿意来中国长期待着,如果不是中国人的话。 马: ok,看来这不是一个学校可以完成的任务。 许: 对,不是一个学校可以做到的,也不是钱能解决的问题。 马: 比如像法国,就算不像美国这么国际化,它是不是也可以招到欧洲各国的人才,欧陆各国之间的学术交流一直也很密切。这方面,至少现在是中国很欠缺的。 许: 对。这是个现实问题,我一直跟别人说,我们的目标应该是建立一个东大一样的,国际化的区域中心。你想IAS(普林斯顿高等研究院)之所以这么强,是因为它一开始招到了很多欧洲来的人,比如爱因斯坦,冯诺依曼,从一开始它就可以说是个国际化中心。 马: 好吧。我们还是回过头来谈谈你回国之后的工作。 许: 我回来的另外一个好处是有机会跟北大的本科生进行很多互动。虽然这些本科生将来不见得会留在北大做博士,甚至不会考虑做学术,但是我希望能跟他们在交流过程中,不光是让他们认识学术,还能看到我在北大其实过得还挺开心的,让他们看到在北大也有条件、有机会做好的研究,就像当初田老师影响我们一样, 我还是希望能通过自己的行为来影响未来的中国数学家 。 马: 你要在中国建设代数几何这个学科,先不要说学派,如果你最好的学生都会出国,而其中许多应该都不会马上回来,你的努力是不是要很多年才能看出成效? 许: 这显然是个长远过程。我当然希望我的学生中有些人能回来,但是选择不回来或者暂时不回来也可以,只要他们能经常回来给talk,跟国内的学术界交流,招中国留学生做他们的学生,我觉得就是一种进步,一种促进。我们当然还有本土培养的博士、博士后,这些人也是学科发展的动力。 马: 这些人的水平如何? 许: 总体水平还可以,但我觉得国内培养的博士有两个很大的问题:第一是有点太听话,实际上就是被动,第二是不够ambitious(有雄心,有抱负)。我在普林学到的最重要的一课就是如何自己寻找问题,尤其是在你导师和其他人都不帮你的情况下,如何寻找好问题。我的导师虽然不在细节上给我多少指导,但他是个非常了不起的几何学家,我从他身上学到很多,跟他接触、交谈、上他的课、读他写的文章,都能学到很多东西,学习他是如何在做学问。 自学能力,这点很重要 。比如什么样的问题才是好问题,怎么理解学科的发展,这样的大的眼光,非常重要。如果到了博士阶段还在被动学习,也许做科研并不适合你。我觉得这些是现在中国的博士生所缺乏的。 马: 你觉得问题的症结在哪里? 许: 我也搞不清楚,我现在对国内的博士教育也还在理解过程当中。 马: 不知道我的判断对不对,你应该是那种天生ego(自我意识)很大的人,但是很多中国人的ego是从小遭到打压的,包括我自己,比如我当初就很怕我的导师甚至是博士后,其实回头看在很多地方我的确可以胆子更大一点,但是….你知道中国文化是要求服从权威的,你这样大ego的人可能根本就没有那种心理负担。 许: 所以我很希望,除了教给我的学生数学,我还能帮助他们变得更ambitious一点,ego更大一点 。 “做数学就是做人的一部分” 马: 你现在跟本科生接触比较多,你是怎么培养本科生的ego的呢? 许: 北大本科生的ego都很大(笑)。这方面他们不太需要更多的培养。我认识的北大数学系毕业,跟我前前后后出国留学的,现在在国外做得不错的人,ego都很大。这点可能是北大的长处。虽然ego太大不见得总是好事情,但是仿佛做学术还是适当地需要有ego。 我的意思是,做学术从一开始就应该有很远大的志向。 我还发现的一个问题是:这里的博士生,博士后,似乎也不太重视对自己学术事业的长期规划。当然也可能是因为我跟他们谈得还不够深入,所以…但是我的确从他们身上感觉不到他们正在有意识地、积极地在发展事业。 马: 你自己是什么时候开始产生积极发展事业的意识的? 许: 这个…一开始就有吧。就是一开始读PhD的时候,如果你周围的人,你的师兄,博士后,都很成功,你也会看出通往学术成功的路径是什么。 马: 能说的更具体点么? 许: 其中一点就是,你必须学会怎么跟别人交流,怎么向别人介绍自己的研究成果,这都是nontrivial(数学术语:不平凡)的。另外就是在学术选择方面,比如:你是希望做主流还是非主流的问题?我当然不是说总做主流就是好,但你至少应该有这个辨别能力,你要知道什么是主流。不要到头来,本来你很想做主流的东西结果发现其实一直在做非主流,那就很悲剧了。 马: 其实我们学生物的很多一开始也只会埋头看文章做实验,因为职业规划,至少学术生涯的规划,对很多刚出大学,刚刚开始真正接触学术研究的人来说并不是那么显而易见的事情,你需要通过不断地学习摸索和自我认识才能形成思路。那么这些东西是你从读PhD就自己有意识地去学习,还是经过人提点之后才得到启发? 许: 不知道,我好像一开始就有这个意识: 想要成为成功的数学家,你必须掌握这些东西 。 马: 我觉得你算是很有远见,那么早就开始做事业规划。我想职业规划的确是不少博士生所欠缺的,不只是中国的博士生。 许: 对,所以我们现在北大搞了个讨论班,就叫事业发展午餐讨论会。 主要是和一些年轻的研究者聊聊在数学界里如何生存、如何面对和解决一些数学研究以外的问题。这些事情有些导师教,有些不教。先做一次,效果好的话就再做一次。我们请了科技部的负责人来讲怎么申请基金,还有做得比较好的、对整个科研环境比较理解的老师,以及做得比较成功的博士后来介绍经验。 马: 这个讨论班是为博士和博士后开的? 许: 先针对博士后,看看效果如何。我觉得我们好多博士后可能只是,就像你说的,只关注自己的学术研究。这当然是工作最主要的一部分,但是做学术不光只是研究,还有很多相应的后续工作,包括做出来的结果如何得到广泛承认,这都不是trivial的东西。 马: 你说的得到广泛承认就是给别人介绍(研究成果)是么? 许: 对,而且你必须要介绍得很有意思。这一点可能在数学没有生物上那么重要,但是也很重要。比如我举个例子:学术文章要怎么写,里面应该包含什么因素和内容,这一点很多学生都没有概念,文章并不只是把结果写对了就行了的。你们做生物的可能很早就会意识到,写文章一定要强调它的… 马: significance(成果的意义与价值)和story(对课题的背景、探索过程、展望的完整叙述)。 许: 对。但我怀疑很多学生一开始都不会写文章,这样让别人注意你的结果就比较困难。 马: 你的博士后的文章写得如何? 许: 没有仔细看过。方向跟我做的不一样, 马: 刚才说的那些职业规划的概念,跟你同龄的人比,你觉得你在这方面算早熟么? 许: 没有….当初跟我一起去美国念书的那些人,起码现在做得比较成功的那些人,这方面都很强。我觉得美国很强调学术职业规划,在中国好像就强调得不够。你将来想成为一个数学家,除了做研究,还有很多别的本事需要掌握,比如怎么指导学生,怎么申请各种经费,这都是需要学习的。我认识的大多数数学家,除了个别,比如Grothendieck, Perelman 【格里戈里·雅柯夫列维奇·佩雷尔曼,解决庞加莱猜想的俄国数学家】, 这样的人可以纯粹做研究。但是其他人,包括普林斯顿的那些数学教授在内,在数学做好的同时也需要在其他方面付出很多努力。 我一直觉得做数学是做人的一部分 。 马: 做数学是做人的一部分?不是做人是做数学的一部分? 许: 我一直认为,做数学对我最大的意义是帮助我成为一个更好的人。 马: ………. 真的么? 许: 对,因为我以前从来不觉得我是个能长期专注于一个事情的人,现在我可以做到了。 马: 【抚掌】这么说来,数学算是你修行的一部分么? 许: (笑)但我的确是从上大学就开始这么想:做数学是让你在最大程度上成为一个更理想的人。 马: 成为更理想的人的目的是什么? 许: 没有这之外的目的,那你说活着是什么目的,对吧,除了繁衍下一代以外。(笑) 马: 我觉得挺有意思的,你把你的事业作为你整个的人生追求的一部分,这是一个非常holistic approach(全面,从整体着眼的发展),而不是像很多人一样把生活跟职业分开。也就是说,你刚才说的职业规划,并不是从一个功利的角度来考虑… 许: 对,绝对不是功利角度,我考虑的就是:怎么让自己能更好地做数学,做更好的数学。 马: 最后还有两个问题要请教许老师,这其实是我的上一任访谈对象蔡亮教授【按:与许晨阳同届的求是杰青;复旦大学生命科学院研究员】对你提出的问题。当然,你也有机会对我未来的下一任采访对象提问。我现在把蔡老师的问题播给你听。 许: 好。 蔡亮: 第一个问题是,你觉得回国后的学术环境怎么样,有人支持是否重要?第二个问题是,回顾十年前,我们自己的本科生生涯,当时的我们跟现在的学生有什么差别,你最想对现在的学生说什么? 许: 第一个问题,我想支持还是蛮重要。每个人回国的动机可能不一样。如果纯以做好研究而言,我觉得在现阶段的中国,年轻人回来如果能获得足够的支持,能得到相应的保障,对他能否安心作研究的意义很大。因为在中国很多规则变化很快,相对而言没有国外那么成熟和稳定。如果要靠一个在国外生活过很长一段时间、在国内没有科研工作经验的年轻人自己来摸索和掌握这些规则,很多时候的确挺困难。 如果这个年轻人能得到可以信任的人的支持,他就省去了很多事情,可以专心作研究 。另外我认为,获得同行公平的评议对个人保持好的研究心态实际上非常重要。如果在国内没人支持,而想要获得这种公平的评议,在有些时候会是个问题。 不过我自己的感觉是,现在国内很多我有所了解的数学系或者中心在这方面的发展是很良性的。比如,我觉得北京国际数学中心为我们年轻人提供的研究条件其实已经十分理想。大环境上有些局限,没法改变,这就要靠所在单位尽可能地减少这些干扰。 马: 很坦率的回答!那么第二个问题。 年轻人应该忠于自己的本心 许: 我觉得…当然我现在接触比较多的学生一般是他们那一届中最好的了,跟当时的我们感觉还是挺像的,还是很理想主义,挺想做学术的。我想现在的学生总体来说,跟当初的我们比起来肯定还是要更务实一些。 马: 你指的是职业选择… 许: 对,因为我们那个时候生活压力没有他们大。那个时候我和我周围的同学从来没觉得买车买房会是个需要操心的事儿,很多人的主要烦恼是怎么申请出国留学。现在学生的物质压力的确比我们以前要大多了,比我们那时候要活得更累一点,人活得太累了也没法好好做研究。 做学术需要一定的自由,如果有太多羁绊、约束的话,很难安心做研究 。 我想跟现在的学生说的是: 从我选择做数学到今天,我一直并且仍然觉得这是我一生中做得最好的选择之一 。可能我的很多当初没有选择做数学研究的同学,到现在物质条件要比我强得多,但是学术研究作为职业,作为生活方式提供给你的那种自由是很可贵的。人在十几二十岁,还没有安顿下来的时候可能会觉得一些物质条件很重要,物质基础的确很重要,但是等你到了30几岁,安顿下来了之后,你回头看会发现那些物质条件其实没有你想象得那么重要,或者那么难得到,而你的工作如果不是自己最喜欢的话,很快就会发现没有那个激情、没有动力继续下去了。我现在做的就是我最喜欢的工作,可以很专心地享受工作给我带来的乐趣,我觉得这是最难得的。而且这种自由我想也是在别的行业中很难找到的。 马: 你的意思是对学术研究有兴趣的孩子还是应该坚持。 许: 反正我认为应该坚持,而且我发自内心地认为这是一种很理想的生活方式。 马: 但是你要知道,首先你是一个winner(赢家),而学术道路上充满了losers(输家),牺牲者。 许: 我怎么就是个winner了? 马: 你可以拥有这种自由的生活方式,本身就是一个赢。 许: 当然,我可以加上一条disclaimer(免责声明):如果没法在学术圈中生存,做不了学术的话,还是要慎重考虑一下出路。但是我看到的很多例子是,很多人是在可做可不做,在犹豫彷徨,这个时候我的建议是:要认清楚自己的兴趣和追求,然后坚持下去。 学术研究可以让你很开心,也可以让你很痛苦,但是重点在于你做的是否是你真心认为有意义的事情 。我也认识很多学术事业一开始非常不顺,但是通过坚持最终取得了成功的人。 马: 你的意思是不是:人还是要忠于自己的本心,而不要因为一些外在的因素影响了自己的追求。 许: 对,尤其不要因为一些你在现阶段看上去的压力,实际上这些压力到最后都不会是最关键的问题。 马: 对不少想海归的人来说,现在回国,很难逃避买车买房的压力,当然我们可以向你学习,选择不买车不买房(笑)。现在学数学回来的人多么? 许: 肯定没有学生物的多。实际上学数学的很多人不愿意回来,因为回来对个人的现实意义不是那么大。像实验科学,可能你在外面是博士后,回来就能当老板,开实验室。数学的话,在哪里做都差不多。 马: 那许老师为什么要回来? 许: 总是会有人愿意回来的。对我来讲,回国也是好多因素叠加在一起的最终选择。回来以后无论生活工作,好多方面和在美国很不一样,所以我也理解,做这样的选择的确需要承受一些风险。不过目前为止我还是挺开心作出这个选择的。 2013年度求是奖颁奖典礼 (左起)许晨阳教授,复旦大学校长杨玉良教授,清华大学焦丽颖教授,复旦大学张远波教授 马: 非常感谢许老师,也期待您在不久的将来能为我们带来一场精彩的《求是人对话》。 许: 好的,我也很期待。 马: 我看森重文说,代数几何很重要,可以用在密码学上。 许: 对,我也经常这么听人说,但是具体怎么回事我不太了解。 马: 你可以申请跟王小云教授(2006年求是杰出科学家奖得主)做一次访谈,和她切磋一下如何用代数几何破译密码(笑)。 许: 好的!(笑) 编辑/录音整理:马业勤 http://www.qiushi.org/index.php?m=contentc=indexa=showcatid=29id=210page=3
11884 次阅读|0 个评论
像运动员一样的数学家——采访北京大学许晨阳教授(中)
yeqinma 2014-3-10 10:43
在绝境中求索——从学生到学者 马: 你本科提前毕业,然后就开始自己做研究,一开始会觉得很lost(迷茫,不知所措)么? 许: 当时的确很lost,不过硕士的时候主要是在学东西,没有做什么能发表的结果出来。但是后来博士的时候也时常觉得lost,我现在有时候也会lost,所以做数学lost是常态么,做数学就是在绝境中求索。 马: 那你现在应该已经习惯了,我问你的是最开始,从学生到研究者的角色转变的心路历程(笑)。 许: 我在大学里其实就已经在用做研究的方式来学习了。我在北大的时候上课上得很少,很多时候只是去参加考试,平时就在图书馆里自己学自己的,所以也没有接受教授的什么指导,跟后来真正做科研没有太大分别。 马: 你这个方法是你自己喜欢,还是因为想要训练自己做科研而特意为之? 许: 我也不知道,可能就是因为喜欢。北大这方面是很自由的,只要你考试考得过去,平时上课不点到也没关系。 马: 那你是如何临时抱佛脚的呢,抄别人笔记? 许: 看书,看笔记。学习数学么,主要是掌握概念。这就是我为什么成绩不是我们年级第一的原因,因为不上课… 马: 你是第几? 许: 可能….第四第五吧,具体我也不知道。 马: ...真谦虚… 许: (笑)我的重点是,做研究的这种痛苦我从大学就开始体验了,这段经历可能是我一生中第一次对什么东西特别认真地投入。中学的时候学数学,觉得这些都好像挺容易的,计算么,做不做的出来就那么回事儿,反正没有那么投入。上大学之后的感觉是,你自己选择的路,一定要为自己负责。而且确实开始觉得蛮有意思,虽然非常难,但是非常有挑战性。我觉得我在大学比中学时要用功很多。 马: 那博士呢。 许: 博士也很用功。 马: 我看了一些关于你的报道,都讲的是你的成功,你的研究成果,我想跟你讨论一下你研究经历中的失败。 许: 我也没觉得我有多成功… 马: 但是那些文章都讲的是你的成果,对吧。你能不能跟我们分享一下你如何在失败中成长。 许: 但是数学没有失败这回事。 马: 为什么没有,你不会做不出来么? 许: 数学大多时候都做不出来,我现在也做不出来(笑),你的常态就是做不出来,极少很幸运的瞬间你能做出来。但是我可以跟你说说我做得比较郁闷的时候。我可能读Phd的时候一直都比较郁闷,偶尔有开心的片刻,就是做出来东西的时候。但总的来说,大多数时间都很郁闷。因为总是不知道该做什么,你就得不停地去找问题来做。 马: 比如说生物吧,我感觉凭本科所学的知识就可以展开至少最基本的科研工作了,角色转换似乎并不是特别的难。你能不能大概讲一下数学博士生是如何做角色转换,从学生到研究者? 许: 其实学数学的,尤其是学数学的中国人,我的感觉是从学生到研究者的转换过程还是挺困难的。因为实际上,数学发展到今天,历史比大多数学科比如生物要长很多,我们对数学的认知也更深,所以你要在这里面找natural(自然)的问题并不是那么容易。也许要等你到前沿之后,才能看出哪些问题是自然的。我是从做PhD开始进入高维代数几何这个领域,花了五六年的时间才真正进入了高维代数几何的最前沿。 马: (笑)我怎么觉得学生物的从一开始就要冲到最前沿,因为我们的前沿日新月异。 许: 就是说,你要对论文里的内容要有深刻的理解。比如我们领域的有些论文我读了很多遍,直到我开始跟那些专家进行合作,学会用他们文章里的方法解决问题,我才能说我真正地理解了。 马: 如果你需要五六年才能到前沿,PhD期间怎么发文章呢? 许: 不到最前沿也可以发文章。我指的最前沿是你能对整个学科的picture(图景)产生很深刻的理解。也许你对某一个问题掌握了前沿,就能把它做出来。但是要对整个学科的前沿有整体的认识,我花了五六年的时间。 马: 是因为数学太艰深了么? 许: 对,数学跟你们生物的不同也许在于,生物论文你可能看一遍就能看懂他在做什么了,而数学论文要看很多很多遍才能看懂。逻辑上你也许能看懂,但是要真得完全理解需要付出很多努力。 马: 生物论文也是…逻辑上能看得懂,要成功重复他的实验也需要付出很多努力… 许: (笑)好吧。 马: 回到刚才的话题,请问什么是自然的问题? 许: 这很难说。什么叫好的数学问题?这个问题其实不太容易回答。这么说吧,用一个比较宽泛的定义就是:好的、natural的问题就是其他人也很感兴趣的问题。找这样的问题是很困难的,这对所有的青年…对所有的数学家都是个难题。我不知道做生物是不是也是一样,找到一个好的问题基本上就已经成功了一半。 马: 某种程度上是这样,做研究当然需要有好的问题。不过我以前经常听到一句话就是:”Ideas are cheap” (想法/点子不值钱)。很多时候我们掌握的资源,至少跟提出问题的能力一样重要。有些问题就摆在那里,大家都知道,也不一定像数学那样需要什么不世出的天才来解决,就是缺少足够的资源来做。 许: 恩,对数学研究来讲,资源不起那么决定性的作用,虽然当然也很重要。 马: 你指的资源是什么样的资源? 许: 你指的资源是什么样的资源? 马: 各方面的条件:实验技术的成熟,团队,合作者…包括经费,还有导师在这个领域中的掌控权,等等。 许: ok,我说的资源就是经费(笑)。或者说用经费可以支持你做的事情。但是数学显然也有很多问题完全超越了当时的技术条件,比如费马大定理,那是在三百多年前提出来的,那个时候的数学工具很少很少,到今天才被解决。那么你集中再多资源当时也解决不了这个问题。 马: 你所说的数学工具是什么?我看仿佛不只是知识的意思。 许: 我指的应该是数学语言,也包括技术。数学语言现在已经发展得非常复杂了,经过了三百多年的发展才足够解决费马大定理。前段时间张益唐作出巨大贡献的孪生素数猜想,那个时间更长,有两千多年的历史。 马: 你开始读博士的时候是怎么开始找问题的呢?我想知道你怎么找到你的第一个问题,然后怎么着手的。 许: 第一个问题是我导师的一个猜想,这是他在某个会议上提出的一个猜想,当时我有个师兄对这个问题也感兴趣,正好我们在做这个问题的时候,双有理几何领域当时有了一个很大的发展,所以我们利用了新发展的工具来解决了这个猜想。 马: 等于,这个问题并不是你独立提出来的。我看过之前北大校报对你的采访,你说过做数学有些方面很像是在勾画建筑蓝图,陈省身先生在一次演讲里也说,数学是要建设架构。作为一个刚刚起步的博士生,这似乎太难了? 许: 数学的确很像是建筑蓝图,但是我也是从扮演工人的角色开始的。有人给你修的差不多了,你自己再在局部修一点东西,这样累积经验。当然这只是我自己的经历,有些很强的人也许一开始就能把整个picture看得很清楚,一开始就能从建设框架做起。 马: 那你现在把picture看清了么? 许: 我现在能看到的肯定比我最初要看的更大更远了,但是显然很多伟大的数学家心中的图景要比我的大得多得多。 我从最初的做窗户,做门开始,也许现在能看到一栋楼,而人家看到的是一座城市 。 马: 数学作为形式科学,和自然科学的确在很多方面是很不一样的,比如我们主要是靠做实验来探索,发现自然规律,很多时候一个学科,一个方向的框架是靠几年甚至几十年一点一点的累积建成的,也就是所谓的development by accumulation(通过累积得到发展)。而数学可以由一个人一下把某个方向的框架建立起来,比如你之前跟我介绍过的Grothendieck【亚历山大·格罗滕迪克,犹太裔无国籍数学家。创造了现代代数几何语言,奠定了代数几何“黄金时代”的大发展。】,他似乎就更像是代数几何领域的建筑师,他设计出一个蓝图,让其他人去实现。 亚历山大·格罗滕迪克 许: 对,但他算是一个非常非常极端的典型,也就是你所说的不世出的天才(笑),以他那样风格工作的人很少。我想数学研究可能两方面都有——肯定是有抽象的部分,但也有很大一部分是在探索,发现未知。不过在纯数学领域,的确有很多人喜欢先建构框架,然后再解决问题。 马: 你个人的风格更偏向哪一边? 许: 这个其实在工作中很难区分,我应该两者兼有,但我应该算是做得更hardcore(过硬,纯粹)、更技术一些,有很大一部分是在探索,抽象相对少一点。如果你纯发展语言,而不以解决某些问题为目的,这样的工作经常不会被appreciate(得到重视,欣赏)。最好的数学应该是:你发展一套新的语言,用来解决前人遗留下来的旧的问题。 马: 请问抽象和技术在数学研究里是什么定义? 许: 抽象就是发展数学语言,技术则是要解决数学问题,尤其是一些经典问题。如果只抽象而不解决hardcore问题,也有价值,但其价值有待检验。 首先,数学比其他学科困难的一点是,这套语言掌握起来非常困难,你首先必须对语言本身有很深的理解。很难说我们现在所发展的是不是一定就是最好、最恰当的用来描述这个世界的数学语言,这是没法验证的。有些数学家可以对语言发展做出很大改变,他的想法就是发展数学语言,还有一类人是用数学语言来解决问题。这两种人当然不是决然分开的,很多人会发展语言,然后用语言来解决问题。Grothendieck的天才之处在于,他能在发展语言之后,以大家完全想不到的方式解决问题。 马: 其实我刚才就想问这个问题——能不能跟我讲讲数学语言怎么理解?你所说的语言可以理解为技术么?因为在生物里面没有语言这个概念。 许: 技术是一方面,另一方面是 看待问题的角度、你的研究范式、方法论。或者说,数学语言是你可以选择的操作平台 。这么说吧…你解决问题,有的时候是靠发展一套抽象的观念,然后这个问题在这套观念之下就自然而然地迎刃而解。但是有的时候你只是使用了一个别人都不会的诀窍,那便只能算是技术。以前我看过一个比喻,说Grothendieck面对一条河流的时候,他会把整条河流填满,然后过河。而Deligne【皮埃尔·勒内·德利涅子爵,比利时数学家。最重要的贡献之一是20世纪70年代关于韦伊猜想的工作】则是架一座小桥就过去了。那么我们就会认为Deligne比较偏技术,Grothendieck比较偏语言,当然除了Grothendieck,Deligne比几乎所有的其他人都更偏语言。 另外举一个例子,前面我提到了一些数学里面留存了几百年,最后被解决的问题。而你回过头看,就会发现这些问题在被提出之时,甚至是长久之后都没有得到解决的原因就在于:它们被提出来的时候的数学语言远远没有发展到位。 马: 我想我大概明白了。我想接着谈你的研究风格:你会同时想好几个问题么,还是一段时间只想一个问题。 许: 怎么说呢,这跟年纪也有关系,我现在这个阶段还一般不会集中做超过一个问题,比如我在某个问题上有进展了,肯定就集中精力做那一个问题。 马: 不少做生物的人会同时进行几个课题,因为很可能有一个,或者全都做不出来,如果高风险高回报的那个课题失败了,至少还能把其他小一点、也许稳妥一点的课题做出来垫底。数学也会这样么? 许: 其实做数学如果能确认这个问题做不出来,实际上也算是一种认识。 马: 是么,也可以发文章么?(笑) 许: 可能发不了文章,但是对你的研究绝对有很大帮助。数学其实就是从错误当中找到正确的路径,我记得以前有数学家曾经说过,数学就是朝着正确的方向犯错误。你每犯一个错误就是朝着正确的方向更近了一步。 马: 你不是说数学没有失败么?那么错误的定义又是什么? 许: 比方你有个想法,你去试着用这个想法解决你的数学问题的时候发现不成功,当然你同时也会搞清楚为什么不成功,你对这个问题的了解就又加深了一步。其实这就有点像,你在一个黑暗的屋子里找一件东西一样,你在屋子里不停地摸索,虽然一直还没找到,但是至少可以在摸索中拥有越来越多的线索。 马: Andrew Wiles【安德鲁·怀尔斯,英国籍数学家,1994年证明出困扰数学家三百多年的费马最后定理。】是不是说过类似的话,那个灯的开关—— 许: 对,是他形容自己怎么解决谷山-志村猜想,证明费马大定理的时候说的,他大概是这么说的:“设想你进入大厦的第一个房间,里面很黑。你在家俱之间跌跌撞撞,但是逐渐你搞清楚了每一件家俱所在的位置。最后你找到了电灯开关,打开了灯。突然你能确切地明白你身在何处。” 【按:原文为“就像踏入一个黑暗的大楼。第一个房间是那么黑,你被家具磕磕绊绊。慢慢地我摸清了每一个家具的位置,然后大约在六个月以后,我终于找到电灯开关,于是整个房间被一下子照亮了。接下来你到下一个房间,在黑暗中再呆上六个月。这样,每一次突破,也许只是一两天的事,它们若没有之前的六个月的摸索,根本不可能发生。”】 马: 这样听起来,开关有没有可能撞大运,正好碰到? 许: 你如果不去摸索的话就永远不会有大运的,对吧。还是要靠不断的摸索。往往是,你在黑暗中做了无数的尝试,已经把图景给大概拼出来了, 你凭着所有的线索在某一瞬间找到了开关,然后,把那一瞬间归结为运气 。 马: 我想问的是,在这过程中图景是渐渐地清晰,还是突然一下,就真的跟灯被打开了一样…豁然开朗。 许: 取决于具体问题。很多时候,以我自己的经历是像开灯一样,突然一下豁然开朗。 马: 所谓的灵光闪现的那一霎那(笑)。 许: 对啊(笑)。 马: 请问你们经常到处做访问的目的是什么?主要是为了找人合作么? 许: 对,首先我们没有实验室的限制,所以可以到处跑。你跟不同的人聊可以引发很多新的想法,实际上我做的好多东西是跟不同的人聊出来的。有的时候你都完全没想到能做出新东西来,结果通过和别人交流的刺激,才发现原来还可以这样想问题。 马: 人家给你提供了新的视角或者新方法。 许: 对。 马: 你们在进行学术交流的时候会分享自己的研究成果和思路,然后又没有所谓的实验记录来证明自己。数学会存在scoop(抢先发布)的问题么?比如有竞争者听了你的思路,赶紧把结果做出来发表。甚至乎,如果有剽窃的情况怎么办,只能拼人品么? 许: 偶尔会发生这样的事情。我认识有人经过这样的事情之后会变得特别小心。有时候圈子里有那样的人,我会避免把我的想法告诉他们。但是我确实经历过有人把我邮件里写的东西给用了…实际上有邮件作证还算是好的,最坏的就用了你们谈话的内容,这样的例子确实是有的。不过我还是觉得,你还在跟其他人讨论的想法首先都不会是什么成熟的想法,如果在讨论的只是模模糊糊的东西,而别人能以此为基础很快地作出很干净的结果来,这也算是数学的进步。 另外我想说,比如物理、生物这样的实验科学,也许你在做某个实验、研究某个问题的时候并不能完全意识到它的价值,也许某个实验结果会出乎意料地好,让你得了诺贝尔奖。这样的例子我想在实验科学里是有的,但在数学里不会。一般做数学研究,你会在很早、最初的阶段就能意识到某个问题的价值,你也会相应地加强保护意识。 马: 对,我想这也是数学跟实验科学的一个很大不同。实验科学真的很多时候是在探索,无意中就有了一个大发现,实验科学家的一项重要工作就是能够对实验结果的学术价值和意义做出准确判断。是不是可以这么说,我们需要对实验结果解析的更多,而对你们来说取得结果的过程,也就是推理反而才是重点,可以这么说么? 许: 对,我一个做物理的同学以前跟我说过,他做研究大多数时间都用在解析,也许就是你所说的意思。 http://www.qiushi.org/index.php?m=contentc=indexa=showcatid=29id=210page=2
10996 次阅读|0 个评论
像运动员一样的数学家——采访北京大学许晨阳教授 (上)
yeqinma 2014-3-10 10:40
2013年底,基金会与北京国际数学研究中心的许晨阳教授(杰青‘13)在幽雅静谧的北大镜春园进行了一次深度访谈。这位年轻且极具个性的数学家与我们分享了他初生牛犊不怕虎的求学之路;从学生到学者的转变历程;为什么把数学家比作运动员;作为回国不久的青年教师,他最希望教给学生的两样东西,以及他“做数学就是做人的一部分”的有趣的个人信仰。 采访者 :马业勤,华盛顿大学生物本科,耶鲁大学生物博士;求是基金会科学传播副总监。 采访对象 :许晨阳,北京大学数学本科,普林斯顿大学数学博士;北京国际数学研究中心教授,从事高维代数几何研究;2013年求是杰出青年学者奖获得者。 时间:2013/12/11,2013/12/13 地点:北京国际数学研究中心,北京大学,镜春园 引子 马: 许老师您好。说实话,我现在比较紧张。 许: (笑)不要紧张,你有什么感兴趣的话题,尽可以随便聊。 马: 紧张主要是因为心里没有底,因为我自己学的是实验科学,对数学研究、数学家,实在太无知,只是朦朦胧胧觉得数学家这个职业很高大上…(笑) 您应该算是很年轻的数学家,所以我主要想向您了解您是如何成长为数学家的:大学,研究生,博士后的经历;为什么要选择学术道路;如何做研究,如何起步;对治学,以及个人学术事业发展的心得与认识。当然还想请您分享一下作为回国不久的青年教师,对培养学生的经验、体会,等等。这些话题应该都是学生和青年学者们很感兴趣,也会对他们有帮助的。 许: 首先我要纠正一个误区,虽然我自己还是相信数学是个高大上的学科 ,但数学家这个职业并不一定意味着高大上(笑)。其次,我想数学研究和实验科学研究,甚至这两种科学家群体和生存状态应该的确存在不少差异,我们可以就这方面谈谈,我觉得也会很有意思。 关于数学家的成长 求学时代的许晨阳教授 (摄于美国纽约) 马: 太好了。第一个问题,关于数学家的成长,这也许是每个数学家都会被问到的问题,就是… 许: 说实话,我很不好意思别人叫我数学家,我最多算是个数学工作者(笑)。 马: (笑)中国的数学基础教育是很强的,但我认识的不少学生时代数学特别强的,甚至是数学系博士毕业的中国人最终并没有选择数学研究为职业,不少都跑去搞金融了。那么,回顾你的成长,有哪些关键点,或者你自己的哪些特点,根本气质,决定了你会继续走数学研究这条路? 许: 我觉得最重要的还是兴趣,很多人数学好并不见得对数学就一定有兴趣,而且数学家作为职业在社会上的定位和影响并不像很多其他职业那样广泛被人接受。所以,如果不是特别喜欢的话,你很难把这作为一个理想的职业。 马: 要喜欢到什么程度才会决定去做数学家? 许: 就是说: 你就是喜欢做数学 。觉得没什么职业比这个更理想了。就我自己来说,我也许也没有一开始就把数学作为职业选择,一定要做数学家,但是我每一次做职业选择、人生选择的时候,好像跟其他工作比起来我还是最喜欢数学。 马: 你什么时候开始考虑职业选择或者未来的方向,是高中还是大学阶段? 许: 可能把数学作为工作选择是在大学,但我在中学的时候参加数学竞赛【按:为中国数学奥林匹克冬令营,许晨阳1998年获冬令营金牌,并入选99年国家数学集训队】,可以选择(保送的大学)专业,我还是觉得最喜欢数学,就是那时决定进入北京大学数学系。 马: 这样参加数学竞赛的经历对你的职业选择,后来的学习等等起到了什么样的影响? 许: 冬令营的最大作用就是让我进入了北大数学系。等我进入集训队之后,实际上对数学竞赛已经失去兴趣了,因为在集训队就是不停地做题,感觉挺无聊的。那个时候每两到三天就要考试,一共大概要考十次试。所以我后来反而把时间用来学英语了,也看了看高等数学。 马: 你觉得数学竞赛的意义何在?我怎么觉得这种以比赛为目标的重复训练对为国家培养数学家好像没什么用处,似乎还会有反效果。 许: 做那么多题本身很难说有多大意思…最大的意义应该在于:通过冬令营和集训队,把一些对数学有兴趣的孩子集中起来,形成一个群体让他们互相认识,互相影响。比如像我,在我们中学可能是数学最好的,但是通过冬令营、集训队的经历我认识了全国各地数学拔尖的人,其中很多后来也成了我在北大数学系的同学。让聪明的孩子处于一个良性竞争的状态下,这个我觉得还是蛮重要的,也很有意义。 马: 这个应该算是竞赛之外的附加值。 许: 对,我觉得实际上这更重要,能进入这样一个群体其实价值很大。但是做太多题,不停地在数学竞赛技巧上提高,我觉得本身没什么意思。 马: 会跟其他的孩子交流思想么? 许: 对,当时会跟队友进行很多讨论,了解其他人是如何学数学,如何思考,做数学的风格,等等。而且很多时候不仅仅限于数学。总之,和聪明且志趣多少相投的人交流,在哪个方面都有可能获得收益。 马: 集训班里有没有老师辅导?怎么给你们上课? 许: 有老师,但主要是辅导我们怎么做题。其实我觉得集训班是个蛮好的机会,应该有老师来给我们这些孩子讲讲现代数学的观念,给我们介绍竞赛以外的东西。好像有那么一个两个老师讲过这方面的内容,但是大多数老师就是训练你做竞赛题。 马: 与其让你们这些人天天做题,是不是应该专门为你们办个数学夏令营? 许: 我知道前苏联就是用这种渠道培养了很多数学家,他们的奥数训练就是让他们最好、最成功的数学家来给学生讲课。中国的奥数训练主要是讲题,当然那些老师也许也是好的数学家,但从效果上看,中国学生在集训队里接触最多的是解题技巧,而不是数学思想。而实际上真正的现代数学思想和解题是完全不同框架的东西。 马: 等于你的数学思想是到大学才开始… 许: 对,我觉得比较系统的接触数学思想还是大学的时候。 马: 大学数学教育跟中学就应该完全不一样了。请评价一下你在北大所受的数学教育,北大怎么培养你的数学思维? 许: 大学课程,一开始其实说起来也不是特别难,至少从技巧要求来讲,不见得比中学课程的要求要高。但是它的思维层次、整个抽象程度要比中学高出很多。比如说微积分,你如果只是单纯地算式子,其实中学生也会算,但是你要弄明白微积分的涵义,所谓的数学分析,就需要牵涉到很多现代数学概念,当然我所说的现代数学也是17,8世纪的数学。我想大学数学的第一步,就是对思维抽象程度的训练,这方面很关键。 在北大上的基础课,比如数学分析之类,我没觉得有什么特别的,但是北大有几点我觉得很好,第一点是:北大有很多优秀的学生,同学间可以互相讨论,这点对我的促进很大, 有同侪的感觉很好 ,而且这种交流我觉得在年轻的时候尤其重要,能给你非常多的灵感和启发。比如我看到有些很优秀的中国学生在本科时期转学出国,但是在国外他们属于少数群体,跟其他同学的交流并不如我们在北大那么多,后来的发展反而没有留在北大的这批人好。第二点是:北大的选课比较自由,像我本科三年就毕业了,因为我提前把本科的课都选完了。北大有这个传统,就是如果你学有余力,你可以提前学高年级的课。而且,北大的本科数学课程在国内大学来说算是建设得比较整齐的。 马: 请问整齐是什么意思? 许: 就是说,数学基本该有的基础方向都设有相应课程,比如据我所知国内有些学校,像在代数这个方向的课就不是很齐全,没法跟国外本科生的课相提并论。 马: 你在北大也读过硕士,导师就是田刚教授,对吧。你能不能对比一下北大的硕士教育,或者说研究生教育和本科生教育。 许: 那个时侯北大研究生的基础课并不是很深,前沿课程也不多,现在可能好一些了。不过当时有些从国外回来的老师会在北大开一些讨论班,读一些国外经典的又或者是最新的文章,像我第一次参加田刚老师的讨论班应该是我大二大三的时候,然后还有一些暑期课程。但是总的来说,当时北大的研究生课程深度和系统性不如国外一流大学。 马: 你在国外也教过书,本科生研究生的课程都教过。他们课程的设计和深度相对于北大的,你如何评价? 许: 这个取决于你跟哪个学校比,像我教过的普林斯顿和MIT(麻省理工),跟北大的差距还是很大的。比如普林斯顿的有些课程,教授教的就是他正在研究的内容,几个礼拜前做出来的研究成果马上就在课堂上教给学生。我记得我在普林的时候上过我博士导师János Kollár【匈牙利籍著名代数几何学家,2006年柯尔奖(Cole Prize)获得者,美国科学院院士】开的一门课,当时他正在写一本关于构造高维模空间的书,他在第一堂课上列举了当时这个理论里还未解决的一些数学问题,然后就一边讲这门课一边一个一个地尝试解决这些问题。我记得有一次他把那个礼拜的课给取消了,因为他说他过去几个星期没做出新的结果来。 马: 也就是学生们能够实时而且直观地学习数学家是怎么在做研究。 许: 对。总的来说北大本科生的课水平还不错,研究生相对于外国一流大学可能还是要差一些。但是我觉得北大在全国应该已经是最好的了。 János Kollár 教授在课堂上 初生牛犊不怕虎——研究生、博士与博士后导师的选择 马: 许老师作为青年教师,对学生的教育理念应该主要来源于自己的求学经历。所以我想请你谈谈,你自己是如何选择导师的? 许: 我们从硕士导师开始说吧。我出国以前在北大读了个硕士。我跟我的同学刘若川【1999年国际数学奥林匹克金牌得主,现任北京大学北京国际数学研究中心特聘研究员】都选择了田刚老师【中国籍数学家,Veblen奖获得者,国际数学家大会报告人】做硕士导师,我们应该算是田最早在北大所收的学生之一。我们都希望能做一些比较前沿,但是在国内做的人不是那么多的数学,当时我就想要做代数几何,虽然那时候对这个方向其实并不是很了解。田本人是做复几何的,这个方向跟代数几何有很大的重叠,应该说大家做的问题很多都是一样的,只是使用的方法不太一样。 马: 刘若川也是做代数几何的么? 许: 一开始是,但是他去MIT读博之后转了个方向,他现在在做代数数论。 马: 但是你,就一直没有转方向,从一开始就在做代数几何。你的兴趣为什么这么执着呢? 许:因为我第一次接触代数几何之后就觉得这是我的兴趣所在。第一,我喜欢做几何,第二,我对代数方法很感兴趣。 马: 所以用代数的方法来分析几何就是一个最完美的方向。 许: 对。首先代数几何是个很大的领域,而且实际上我一开始跟田做的代数几何跟我后来做的也不太一样。 马: 田给了你很多指导么? 许: 他不是那种手把手的导师,你有什么可以去跟他谈,会推荐你读文献,但是他一般一开始不会在技术上给你太多指导。他比较喜欢让学生自己去找问题。就是人们说的授人以魚不如授人以漁。 马: 你和田刚平时是如何互动的,比如一个礼拜碰一次头? 许: 田会在大方向给予指导,我们有什么问题就去问问他。他不是那种会给你很多指导,跟你说很多的人,但是他说的有些话,我们到事后可能才发觉其实非常关键,甚至过了很多年之后,我才真正理解他当初的意思。当然还是因为他的数学高度的确是比那个时候的我们要高太多。他从最开始就会跟我们分享他从他那个角度的看法和见解,但其实我们当初经常觉得很茫然,听不懂他在说什么。不过也不好意思追问,因为是田么。(笑) 田刚教授 马: 一开始会觉得很紧张么,面对这样的老师? 许: 是有点紧张,不过当时也有点初生牛犊不怕虎。我记得有一次我和刘若川跟田约好了见面,结果我们两个在公车上看报纸,坐过站了,迟到了半个多小时。但是田也没说什么,他对我们还是挺nice(好,宽容)的。我记得我刚跟田的时候,他推荐给我两个人的文章,一个是Demailly跟Kollár关于Kahler-Einstein度量的经典论文,一个是Fulton跟Pandharipande【印度裔代数几何学家,2013年克雷研究奖获得者】写的,介绍Gromov-Witten不变量 的很有名的文章。当时我选择读的是后者,跟田做的毕业论文也是关于这个方向。很有意思的是,等我去了普林之后,发现Kollár和Pandharipande当时正好都在那儿做教授,很自然的会在他们两人之间选择导师。虽然我看的是Pandharipande的文章,后来却选择了Kollár做导师。 马: 为什么? 许: 田把文章推荐给我的时候,可能因为Kollár的文章比较难,要求比较高,所以我看不太懂。Pandharipande那篇文章我的确觉得很有意思,但是等后来我又读了Kollár的一些文章,反而觉得这就是我的方向,觉得他的研究更有意思。但是当时选择Kollár做导师还是比较有风险的,因为他是圈子里比较有名的对人很严厉,要求高。而且Gromov-Witten不变量在那个时候发展很快,正处于一个很好的时期。 马: 当时你就知道这个方向正好发展很快? 许: 我自己当然没什么认识,是听别人说的。他们对我说,如果你跟Pandharipande做的话可能发展会更好。但我最终还是觉得要以自己的兴趣为主,还是要做自己最爱做的事情。实际上当时对这两个方向都不是特别懂,反正就随便看看就选了个自己最感兴趣的(笑)。当时去问过田,田也鼓励 选择方向要按自己的爱好,不要太随波逐流 。 马: 你怎么评价你的博士论文? 许: 还行吧,不算特别出色。我毕业的时候得到了美国的Clay Liftoff Fellowship,那个大概每年奖给20几个数学系应届博士毕业生,所以我想水平可能还可以。但我自己对论文并不满意,记得当时还蛮有挫败感。不过我导师经常跟我说, thesis is not important, solving problems is important (毕业论文不重要,解决问题才重要)。他自己的毕业论文在写完了之后,因为格式有问题,每页的最后一行下留的空白的间距不对,他就直接用涂改液把每一页的最后一行都涂掉了,也就是说他的毕业论文根本是不通的,因为每一页都缺一行。 马: 间距不对是说不符合要求是吧,因为很多学校对论文格式的要求很苛刻。 许: 对,而且因为当时没有计算机,都是打字机打的。我的博士论文其实就是把我已经投出去的三篇论文放一块儿,就算是一本论文了。 马: 然后你就去MIT的McKernan【按:James McKernan,英国籍代数几何学家,2009年柯尔奖获得者,英国皇家学会成员】那里做博士后了。他是你老板的合作者么? 许: 不是,他是我老板以前的博士后。他其实也挺传奇的,在我们圈子里过去一直被视为underdog(居下风的人),大家都不是太看好他。做了十几年的underdog之后终于做出来很了不起的工作。 马: 你能不能大概谈一下你博士后的经历。或者说,跟你读博时期对比一下。 许: 博士后时期的研究应该说比博士时期要好一些,但我博士后所做的问题实际上从读博时就开始考虑的了。我PhD第四年没有做出任何成果来,那一年尝试了很多东西,一个都没有成功。但是数学就是这样,当时好几个没有成功的东西后来都在博士后时期做成功了。 马: 一般学生物的毕业去做博士后,研究方向和课题都会至少有些变化,那么你毕业之后换了导师,仍然继续在做你博士期间开始思考的问题。 许: 对,数学的博士后课题跟导师基本没有关系,不会也不必被博士后指导老师的方向影响。有些人甚至一辈子都在做他博士时期开始做的方向。 马: 我想一般实验科学的博士后好像要跟导师的研究领域至少沾点边,因为需要利用导师实验室的实验条件。 许: 我们不存在这个问题。实际上数学界不存在“博士后导师”这个概念,很多时候这只是一个头衔,没有什么实际意义。一个重要原因是我们的博士后工资不是导师出的,而是学校出的,我们的主要职责不是为导师服务,而是把课教好。比如我在MIT的身份其实是讲师。 马: 也就是说,你跟你的博后导师更像是合作者的关系,而不是老板和长工的关系。 许: 对。我没有任何义务跟我的博士后老板合作,他也没有培养我的义务。我们俩合作课题的时候,我觉得我们完全是平等的,不存在“指导”的关系。当然博士后最好是找一个跟你的研究方向相关的老板。我去MIT做博后主要是考虑,首先我应该去一个好学校,因为好学校里有很多做得很好的年轻人,你可以跟他们有很多互动,也许会产生很多好的想法。我自己现在的博士后,基本上也是在独立做研究,他们做的东西好多我也不是特别懂。 马: 看来数学博士后在很多方面比实验科学博士后要独立很多。不过我想导师对学生的学术事业发展还是很重要的。关于导师的选择,我身边很多人,包括我自己,在选择导师的时候都会比较在意老板对学生、对博士后好不好,在学术圈内的名声,等等。不管老板对你本人好不好,至少最好不要跟着一起倒霉。你在选择研究生、博士和博士后导师的时候,除了考虑学术兴趣,有没有考虑导师的人品、方向的发展前途等等这些现实问题? 许: 其实当时也得到了这些方面的信息,而且得到的信息很多都不支持我所做的选择,但是最后让我做出选择的还是兴趣。 我有朋友是老板人品不好的受害者,这些事情在数学界可能也不少。不过说实话,我还真没在普林斯顿听说过哪个老师人品好不好这样负面的评价,我在普林只听说过哪个老师对他的学生帮助大不大。有的人可能对学生帮助很大,有的人可能不帮,但从没听说过哪个老师会害学生的。最多是,某个老师实在是太聪明了,他的学生在他面前没法生存。但这跟人品无关。我的老板不能说是很nice,他的性格很孤傲,但他特别公正,在学术上很公平,所以也没什么敌人,而且大家比较信赖他的判断。 马: 我的意思是说,比如你将来申请经费和找教职,都需要推荐信,那么你就需要你的博士和博士后导师给你写推荐信,所以这些人的人品和作风其实很重要。 许: 对,也可能我有点naïve(天真,无知)了,但是我总觉得事业的成功最终取决于你的学术做得好不好。 马: 恩,好老板的学生在这方面都比较naïve(笑)。做得好的人也不少,凭什么有些东西就会轮到你而不是别人。 许: 但是我仍然觉得这种个人关系没那么重要。 马: 所以这不在你的考虑之内。这对生物来说很重要,从很多牛人的履历上,你可以看到他要么就是博士的时候傍大牛,要么博士后的时候傍大牛,或者一直都在傍大牛。 许: 对,但是其实我前面所说的这些人都是大牛。 马: 【无语的】都是大牛。 许: 对(笑),我面临选择的这些人全都是大牛,前面说到的所有的名字,每一个都是大牛。 马: 但是数学圈子不可能完全没有人品不好的人吧(笑),他们不会对自己的学生不好么? 许: 恰恰相反,我自己觉得很多时候问题反而在于,有些人对自己人过于好,不然怎么能make their own army(建设自己的军队), 有自己的势力呢?但是这种“好”,其实很多情况下是以牺牲学术公平为代价的。我认为这在美国代数几何界有的时候还真是个问题。(笑)所以我觉得, 对自己的学生太好了实际上是对其他人的不公平 ,看过很多这样的例子,一些人喜欢push(推举)自己的学生,而把别人的机会挤掉了。其实我也经历过挫折,你知道我刚出道的时候,也有一阵子因为一些不完全是数学的原因文章发不出来。 马: 你没去跟你的大牛老板Kollár说? 许: 没有,从来没有。我主要是不觉得应该拿自己这点破事去影响他,所以到现在我也不晓得他知不知道这件事情。 马: 你们发文章没有通讯作者,都是学生自己独立发?不过那些人应该也都知道你导师是谁了。 许:对,我现在指导的学生发文章也不挂自己的名字。不过你看,我想说的是这么倒霉的事情最终还是可以被克服的。当然还有比我更不顺的人,只要坚持,最后也能挺过去。 http://www.qiushi.org/index.php?m=contentc=indexa=showcatid=29id=210
21686 次阅读|0 个评论
你知道系领带有多少种方式吗?超过17万种!
热度 1 zhpd55 2014-2-11 22:31
你知道系领带有多少种方式吗?超过17万种! 诸平 男士系领带是非常普遍的,但是你不一定知道 系领带 究竟有多少种方式。大多数人知道一两种、多者三四种,知道十种八种的人可能寥寥无几。但是据物理学家组织网( Phys.org ) 2014 年 2 月 10 日报道,由瑞典斯德哥尔摩瑞典皇家理工学院( KTH Royal Institute of Technology ) Mikael Vejdemo-Johansson 领导的一个数学家团队,他们通过数学计算得到的结果是系领带可以有 177147 种不同的方式,这已经远远超出了以前的研究结果( 1999 年 , 有人提出系领带的合理计算总数可能只有 85 种不同方式),相关研究结果已经上传到预印本网站( arxiv.org ),更多信息请浏览: More ties than wethought, arXiv:1401.8242 arxiv.org/abs/1401.8242
个人分类: 新观察|4162 次阅读|1 个评论
关于歌德巴赫猜想的一些胡言乱语
热度 1 jiangying99991 2014-1-20 15:51
  昨天,在路上,洋洋突然说他觉得哥德巴赫猜想的殆素数推进有点奇怪,比如9+9,偶数6怎么也表达不成9+9的形式,再比如陈氏定理1+2,10怎么也表示不成1+2的形式。对于这样的质疑,我们当然不会认为经过全球数学家公认的陈氏定理会犯这样简单的错误,于是他做出猜想,会不会是把1当成质数。但是我们商讨再三,认为把1当成质数不妥。由于在路上,无法查询资料,我们只能胡乱猜想,基本上形成两个思路:1.这个偶数得比较大,因为9+9的形式即使使用最小的质数2,也等于1024了。2.9+9应该包括低于9+9的形式,同样1+2也应该包括1+1的形式。   回到家,通过网络对歌德巴赫猜想进行查询,得到a+b的准确定义:任一充分大的偶数都可以表示成为一个素因子个数不超过a个的数与另一个素因子不超过b个的数之和记作a+b。也就是说我们在路上进行的两种猜测都是接近正确的。但是有一点没有搞清楚,这里的充分大到底该如何理解呢,是不是有比较小的偶数不满足a+b的形式?   接下来,洋洋仔细看了看殆素数推进的历史:   1932年,英国的埃斯特曼证明了“6 + 6”。   1937年,意大利的蕾西先后证明了“5 + 7”, “4 + 9”, “3 + 15”和“2 + 366”。   这里他觉得奇怪,已经到6+6了,怎么又到5+7,一边缩小,一边放大。   1948年,匈牙利的瑞尼证明了“1+ c”,其中c是一很大的自然数。   显然,这个1+c是蕾希2+366的延续研究。想了一会儿,他问:既然6+6是全集,2+366也是全集,但是为啥不是证明了2+6?经过一番讨论,得出这样一种可能性,某偶数2n,可以写成一种6+6,也可以写成一种2+366,两个表达是不同的两个形式。到这时,我已经头晕脑胀。   然而事情还没完,饭桌上的龙门阵,外公居然讲起非诚勿扰上的一个“民间数学家”号称解决了歌德巴赫猜想,并且通过主持人希望有权威专家认证。我心想,这可不好,千万不要走民科这条路。于是就对孩子讲,这个天才的路子走错了,现代科学和数学不能这样闭门造车,科学研究还是要遵循科学规则,每一个阶段成功都要拿出来让同行评审才行,不然自己的一点小小的错误都会导致最后结论的错误。如果最后拿出一堆的稿子,再去找人进行同行评审,人家是不会接招的,每天都有人号称发明了永动机,推翻了相对论,要是对这些不遵循科学规范的人都进行理会,科学家还要不要干自己的工作了?
个人分类: 数学猜想|3745 次阅读|1 个评论
[转载]重读张景中先生-- 逆境中走出的数学家
xiangfasong 2014-1-9 22:08
杨子 (2013-11-2002:05:09) 重读张景中先生,是因为我突然想知道杨路的儿子,毕竟同师同事一场现在没了联系。随便上网搜索便又看到了张先生的记事。 张先生的人生周围有很多值得我们去思考的东四,他的身上有很多我们需要去学习的东四。他的成绩斐然,人生也很励志。再读还是感慨良多收益良多。我总是觉得,一个人能在学术上成功的基础,就是人品简单,再是思维智者。 下面是根据张院士的演讲发表的文字: (一)相逢未名湖 (注:虽然他被北大打成右派和边缘化,但他对北大的感情是如一的) 1954 年 9 月,我从河南的一个县城 —— 汝南,来到未名湖畔。 (注:我知道汝南,是因为书记纪晖)。童年对我影响最大的人是祖母。她叫李凤彩,是汝南李寨一个大地主的女儿,读过私塾,信佛。在那是兵慌马乱的抗日年代,她常在炮声中牵着我和哥哥跑进高梁地的深处,从怀里掏出一本破旧的《古文观止》,教我们读书 ……” 。 那一年,北大数学力学系一年级新生 220 多人,从全国各地汇集于北大。 9 个小班,我在 5 班。 50 年代北大很重视基础课程。程民德教授讲微积分,江泽涵教授讲解析几何,周培源教授讲普通物理,美国归来的力学家王仁教授讲理论力学。课程分量不重,学生有充分时间阅读、思考和讨论。(注:好的老师,很容易带出好的学生) 大一时,在解析几何教科书上看到函数方程 f(x+y)=f(x)+f(y) 的连续解只有 f(x)=c x 。想到一个确定它全部解的方法,写成论文,居然顺利地在《数学进展》刊出。没高兴多久,编辑部来了信,说有读者来函问:关于这结果,前人有哪些工作?研究者在发表自己的成果之前,应当了解别人已经做出了什么,才是负责的态度。我费了九牛二虎之力,终于伤心地发现:早在 1920 年,德国的哈默尔已经做了这个工作。我只好复信致歉。后来邵品琮告诉我,这个 “ 读者 ” 就是华罗庚先生。他是《数学进展》的主编,但刊物出版后他才看到。他便让编辑部给我这个作者写信,用意是促使作者明白科学研究的入门规矩。邵是华公的弟子,对此事知之甚详。(注:邵在,此事总得有个交待。也告诉学生如何进入科研。我人生第一次发文章也犯过类似错误) 北大数学系学生课外学术活动当时很活跃。我参加了丁石孙先生所指导的代数课外小组。先是研究矩阵的无穷乘积,后来又对函数的迭代问题产生了很大兴趣。有些结果直到 20 年后才发表。年轻人兴趣广泛,爱下象棋,打乒乓,还参加了北大诗社。。(注:爱好只是爱好,广泛的人容积出成绩) 在 1956 年夏,系里试行 “ 免修 ” 制度:自学某门课并在开课前考得优良成绩者可以免修。我免了 “ 实变 ” 和 “ 复变 ” ,时间更充裕了。老师们告诉我,不要把时间都用来做题目,要多读书多看文献打下雄厚的基础。回想那时,可真是黄金时代。。(注:我不提倡孩子跳级,也不提倡学生免修,多听老师的课,比自己读书要受益良多,听讲座一样的功效。) 但是, 1957 年到来,一切都变了。 (注:小平的反右对中国社会的思想禁锢学术禁锢之影响,其实比文革还甚。半百以上年纪的人一定有此共识) (二)告别未名湖 许多人说,从 1957 年,中国进入了一个多灾多难的时期。(注:这是思想、文化、技术、风貌的分水岭。所以人们老说,文革手法只是反右在组织上的继续。)对我也是如此。命运突变。 1958 年 2 月我和杨路被打成右派,开除学籍,劳动教养,从此告别了未名湖。 40 年后,出版了一本由牛汉、邓九平主编的文集《原上草》,主要内容是 1957 年北大学生中的 “ 右派 ” 言论。现在回头看看,大多不过是常识的见解而已。 在半步桥收容所经过半月 “ 学习 ” ,被火车运到天津附近的茶淀站,分配到清河农场劳动。这里属于北京市公安系统劳改机构。 1958 年新建了几个劳动教养分场。我先到于家岭西村,后来又到了 584 分场、化肥厂、于家岭东村等地劳动。 大跃进年代,劳教农场里劳动之紧张沉重不难想见。白天劳动,晚上开会。我随身有几本书,其中《数论基础》是最常翻看的。里面有许多好习题,忙里偷闲记个在心里,上下工的路上或开会时就够想一阵子了。有时在路上不想题,边走边下盲棋,对锻炼记忆力很有好处,也有助于形成不用纸笔想问题的习惯。(注:谁说的来者,监狱是个研究的好地方。还有一个北大的徐云存,跟我做过邻居,他也是右派时出的研究成果 ) 经历了三年自然灾害的严酷磨练后,于 1962 年解除了劳动教养,留在农场当 “ 就业人员 ” 。最好的一段时光,是调到了农场的航运队,乘船沿金钟河来往于天津和清河农场之间。从天津运回垃圾当肥料,再把农场生产的葡萄运到天津,比在大田劳动宽松得多。有更多的时间看书、思考,甚至有一些研究结果成文投稿。后来才知道,右派分子的文章是发表不出来的。那时候杨路仍然在北京团河农场劳动教养。两人靠通信交流。也算一种精神上的享受吧,身各一方,两点一线,依然构成了一个数学研究的 “ 阵线 ” 。 关于逐段单调连续函数迭代根存在性的研究,是这几年中完成的。这涉及函数方程领域一个老问题。对非单调函数,即使是对单峰连续函数,迭代根的存在条件也长期未得到答案。我和杨路对一般的逐段单调连续函数,给出了存在任意次连续迭代根的容易检验的充要条件。在《数学学报》发表。并引起了后续研究。 关于几何算法,杨路提出:通过点与点的距离关系,不建立坐标系而直接研究几何图形的性质。这实际上重复了西方数学家对距离几何的基本工作,并走得更远,建立了高维几何度量的一般方程。这方面的工作在国内外学术期刊和国际会议文集上被引用近 400 篇次。英文专著《几何不等式的最近进展》( Recent Advance in Geometry Inequalities )中,引用 20 多篇,其中有些是整段摘录。《几何不等式在中国》(文集)一书中,关于高维几何的论文,几乎每篇都引用了我们的工作。这些工作的基础,大体上是在农场劳动的几年中形成的。 30 年后,基于当年建立的几何算法和我提出的新思路,解决了预给度量的初等图形(由有限个点、超平面和超球组成的图形)在欧氏空间嵌入条件的问题。 对这一工作,美国著名离散数学家和计算机科学家 L.K e l l y 评论说 ( 《数学评论》, 96e:52013) : “ 这是一个正在发展中的纲领的一章。这个纲领肇始于维也纳的 Menger 和中国的吴文俊,在西方由 Blumenthal 及其学派,在东方则由杨、张等所推进。 “ 除了理论和基础的意义和重要性之外,该纲领的倡导者并顾及其在计算机辅助几何推理、定理机器证明、近似数据嵌入等各不同领域的应用。 ” 在这段时间内,读了一些能找到的数学书。在辛钦所写的关于排队论的小册子里,看到一个多年未解决的 “ 埃尔兰问题 ” ,花了半年中的星期天把它做出来了。但是,辛钦在两年前已经解决了。这类重复性劳动做了不少。 好景不长。文化大革命来了。我和杨路的通信被管教人员视为反改造活动被迫中止。我和许多农场的 “ 就业人员 ” 一起, 1966 年 8 月被集体调往新疆生产建设兵团。在那待了 13 年 4 个月。 (三)西域十三年 从北京来的几个农场集中起来的队伍,组成了新疆生产建设兵团工二师的一个工程支队。任务是修一条从库尔勒到若羌的公路,全长 400 公里。每天挖土、抬土、浇灌水泥,制砖,建桥铺路。真正没有可能看数学了。劳动之外,除了吃饭、睡觉,就是开会和读 “ 红宝书 ” 。因为是 “ 五类分子 ” ,星期天还要加班劳动,打扫厕所、砍柴。但思想总是自由的。开会学习的时候,可以想自己的爱想的一切。 林彪垮台前不久,摘了我的右派帽子。虽然仍是 “ 摘帽右派 ” ,毕竟和没摘帽的有不同,有了更多的生活空间,有了更多做数学的时间和自由。我找到了杨路的下落,中止六年的学术通讯恢复了。这时他已被调到四川大邑的新源煤矿劳动,解除了教养但未摘帽,仍是被公安部门监管的就业人员。信件由杨路的妻子张锡铮传递。大多是讨论几何算法的,是 80 年代发表的许多论文的基本内容。 在坎坷的命运之路上,常常得到好人的帮助。在这些人中,不能不说到郭秀华。郭秀华是我的中学同学。这时恰好在 21 团组织部工作。翻阅人员档案时,意外地发现了阔别多年的老同学的材料。在一个星期天,他毅然打破了 “ 革命干部 ” 和 “ 就业人员 ” 的界限,到基建连去找我。四届人大提出的 “ 四个现代化 ” ,在一定程度上冲淡了极左的气氛。郭秀华抓住这略有宽松的大气候提供的时机,借助自己在组织部工作的有利地位,促成团里作出决定:调我到团场的子女中学当代课教师。尽管学校领导提出异议,抵制摘帽右派来到这培养接班人的地方,使此事拖了一年,最后还是实现了。 1974 年 4 月,我走上 21 团子女中学初二年级讲台讲平面几何。 这是 16 年来梦寐以求的命运转折点。。(注:我的中学时代就得益于所有的老师都是名牌臭老九) 在教学中,痛感传统的几何解题方法过于依赖技巧,难于为学生掌握,开始探索新的更有效的方法。很快发现,用面积关系解几何题目非常有效,并且容易掌握。我对这种技巧作了深入的研究,把它从特殊技巧初步发展成一般方法。向学校领导提出了教材改革的建议。当然,这个建议没有得到采纳。 面积法引出了教育数学的研究,并导致 18 年后几何定理可读证明自动生成新方法的出现。但当时这却帮不了忙。由于主张加强基础知识教学,在 “ 反击右倾翻案风 ” 运动中,我理所当然地受到了批判。结果被清出学校,回基建连劳动。在挖河的工地上,传来了揪出四人帮的消息。一起劳动的一位记者老李悄悄告诉我:中国的命运改变了。 我们想到,和国家人民一起,我的命运也会改变。 几年后我在北京参加学术会议,和这位记者老李相遇时,他已经是《嘹望》杂志的一位主任编辑。根据杂志上一篇文章的作者署名和单位,我和校友洪家威取得了联系。由于洪的推荐,广东肇庆师范学院来函向 21 团商调我。团里不肯放,再次调我到子女中学。这是 1978 年。离开未名湖 20 年了。 (四)科学的春天 1978 年,春江水暖鸭先知。春的信息之一,是能够发表论文。这是一篇小文章。华罗庚在一本书中,讲过巴芒( B A Y M N ,苏)计算台形体积的公式。这公式不便计算,并且对简单形体不能给出准确值。我提出了另一个消除了这些缺点的公式。文章发表在《数学的实践与认识》上。编辑部给团政治部发函询问,如何署名?经领导慎重研究,最后决定署名为 “ 新疆巴州 21 团子女中学数学教研室 ” 。 无论如何,总是发表了。后来又在《计算数学》发表一篇,署名井中。(注:历史都是很讽刺的,大概笔名,号,别名都是在这类环境下诞生的。也是一种文化) 科学大会的召开带来了科学的春天。中国科技大学的领导棋早一步,千方百计网罗人才。当时,北大同学熊金城、赵立人和老师陶懋颀都在科大数学系。他们在寻访我的下落。熊从洪家威处知道我在新疆,几位校友的热诚推荐,科大一封电报,邀我到合肥学术交流。 他们通过我,也就找到了杨路。另一封电报到了四川大邑新源煤矿。 1978 年 12 月, 20 年后,我们第一次在大学的校园里相会。 陶懋颀先生带着调函飞往新疆首府乌鲁木齐,拿到必要的文件,乘汽车长途跋涉到南疆的库尔勒,直到最基层的 21 团,才取到了我的档案。这一行,同时还办成了北大校友任宏硕的调动手续。任后来是中科院数学所的研究员。陶先生为挤车被踩伤了脚,回来后因劳累过度病了一场。 恩师陶懋颀先生的热诚帮助终生铭记。 50 年代,他讲数理方程,还辅导过我们的体育活动。在大家心目中,陶先生是一位德智体全面发展的青年师长,是学习的榜样。他在 1957 年被错划为右派后,调到内蒙古大学,又被迫离开讲台喂猪。陶先生正直、热情,勇于坚持真理,乐于助人,教学科研极为勤奋,硕果累累。他不管在哪里工作,都得到同事和学生们的信任和爱戴。 1997 年秋,陶懋颀先生终因积劳成疾患不治之症。学生和朋友们,包括我全家,从全国各地来看他。他的逝世是我成年后经历过的最大的悲痛。 1979 年这一年,科大接收我为讲师(注:当时科大的很多老师都是全国来的兼职的,尤其北京科学院系统的老教授在那里挂个名。张景中老师也是编外人员,户口到不了科大)北京大学对我的右派问题给以改正。科大工作六年。教数学系和少年班的微积分。为了克服微分学入门的难点,提出了非 ε 语言的极限定义方法,以及连续归纳法。基于这些工作和 1974 年提出的面积方法,形成了教育数学思想的基础:应当改造现有的数学方法中与教育规律不相适应的部分。这构成了《从数学教育到教育数学》( 1989 年出版)一书的主要内容。 数学不仅是科学和技术,也是文化。文化的延续和发展需要大众的理解和参与,因而数学教育和数学科普的重要性不亚于数学研究。因此,我花了大量的时间和精力从事科普。为少年儿童写《数学传奇》是第一本。为青年读者所写的《数学家的眼光》和《数学与哲学》,受到较广泛的好评。陈省身先生给我一封信中,对《数学家的眼光》表示了赞赏,建议译成英文。这些书都以繁体字重版。 这 6 年,自己和杨路等合写了几十篇(部),似乎饥不择食。所作的问题除了几何算法(距离几何)和动力系统中的泛函方程外,还涉及数值分析、组合几何、计算几何和非线性振动等多个领域。例如,方程求根的一个迭代算法,只用 N+1 个息却达到了 2N 阶的敛速,这在同类算法中是计算效能最高的。 又如,和常庚哲合作,解决了计算几何领域多年未有答案的 “ 单形上伯恩斯坦多项式单调性逆命题 ” 是否成立的问题,等等。 敝帚自珍,最喜爱的是生锈圆规作图问题。在尺规作图、单规作图以及直尺作图的问题被数学家们逐步解决之后,这个领域已经沉寂了 100 多年。其实,有一个问题大家知之甚少:只用一个固定半径的圆规能作出哪些几何图形?这问题早在达芬奇时代就提出来了。 美国著名几何学家佩多( D.P e d o e )重提这一问题,在国际期刊上公开征解:已知两点 A 、 B ,能否只用一只生锈的圆规(即固定半径的圆规)找出点 C ,使 A B C 成正三角形? 几年无人给出解答。我和杨路知道这一问题后,很快找到了两种解法。佩多知道后大为赞赏,在一篇文章中说这是使他最兴奋的数学经验之一。 但他又提出:已知两点 A 、 B ,能否只用一只生锈的圆规找出线段 A B 的中点(线段是没画出来的)? 国外有本关于限制规尺作图的书中曾断言:这是不可能的。但没有证明。 一位名叫候晓荣的年青人加入了研究的行列。他推广了我的想法,使中点作图问题得以解决。进一步,我们得到了意外完美的结果:从已知两点出发,凡是用尺规作图能作出的点,只用一把生锈的圆规也能作出。这工作先在国内用科普形式发表,后又在国际期刊《几何学报》刊登。审稿评论称: “ 这结果如此惊人,如此重要,其方法又引人入胜。我无条件推荐它发表。 ” 佩多对此印象极深。以至在《美国数学月刊》上的一篇评论文章中谬奖 “ 杨和张是中国几何学界的阿尔法和欧米加 ” 。 自己感到,工作失之宽泛。集中精力,选定主方向,才能做出好的工作。 (五)学习和探索 1985 年,我和杨路同时调往中国科学院成都数理科学研究室。次年,同时被聘为中科院研究员,任研究室正副主任。 我们逐步转入机器证明的新领域。 这一领域早就吸引着我。那是在 1955 年,丁石孙先生讲高等代数时提到了塔斯基( T a r s k i i )的一个新成果:一切初等几何和初等代数的命题都是可判定的,也就是说:可以用机械的方法,解决初等几何和初等代数领域的任何命题是否成立的问题。 初等几何的问题千变万化,怎么可能用机械的办法一举而解决?妙不可言,深不可测!于是我选择了数理逻辑专门化作为自己的方向,希望弄清其底蕴。但只跟着胡世华先生学了半年多,就被捉去当右派了。 1979 年到科大,从《中国科学》上看到了吴文俊先生提出几何定理机器证明新方法的论文。这一突破性工作对我有莫大的吸引力,就开始向这一方向学习、思考,创造进入这一领域的基础条件。 也是在吴文俊先生影响下,洪家威提出一个例子就能证明一条几何定理的思想。 1984 年,我和洪家威讨论了这个问题。我认为用一组例子比一个例子更易实现。两年后,我和杨路提出了机器证明的数值并行法。 传统的观点认为,要证明一个几何命题,举多少例子也不行,必须用演绎推理的方法。其实,用有限个数值实例,也可以严格证明几何定理。洪家威用一个例子证明几何定理的结果很有趣,可惜方法太复杂,难于实现。我们用一组例子证明几何定理的数值并行法,很快就由我的研究生李传中用 BASIC 语言和 C 语言实现了。这软件可以在无硬盘的低挡微机上,在数以秒计的时间内证明非平凡的几何定理。方法的基本思想是:用数值计算代替符号计算以提高运行速度,用并行计算以代替串行计算以减少内存消耗。 由于吴文俊先生和廖山涛先生的推荐,我于 1989 年到意大利底里亚斯特的理论物理中心( IC TP )访问近一年。在意大利、新加坡、泰国和香港的一些大学里讲了几何定理机器证明的数值方法,均引起很大的兴趣。利用 IC TP 的计算机设备条件,我对机器证明的代数方法,作了进一步的探讨。基于我提出的想法,和杨路以及他们的学生候晓荣一起,对吴文俊先生倡导的机器证明的特征列方法作了一系列的改进和发展。 在几何定理机器证明的吴法取得公认的成功后,这一领域面临两个有待突破的难题:一个是几何不等式的机器证明问题,另一个是如何让机器生成易于理解和检验的证明的问题。我特别关注的是后一问题,即可读证明的自动生成问题。 事实上,直到 1992 年初,所有有效的几何定理机器证明的方法都只能判定命题是否成立,而不能给出通常意义下的证明,即人在合理的时间内能看明白,能检验其正确性的证明。在有些著名的科学家看来,让计算机用统一的方法对千变万化的几何命题给出可读的证明是不可能的。但是,如果不突破这一关,几何定理机器证明就难于在教育中发挥作用,难于得到大众的理解,难于在人类文化的发展中扮演更重要的角色。 1992 年 5 月,应周咸青博士的邀请,我到了美国维奇塔大学。我提出了一个想法:在面积方法的基础上,探索几何定理可读证明自动生成的新途径。周咸青问:面积方法不是算法,怎么用于机器证明?经过一个不眠之夜,我从面积方法解题的大量经验中提炼出对这一要害问题的回答:消点。按传统的几何解题思路,题目做不出时就往图上加点什么。消点法却相反,要从图上去掉些东西,使图逐步简化,直到水落石出。代数方法也是立足于消,消去变元。但在消去之前还是要添上坐标。消点法却要就地消去,不添什么。这是难点。我提出的面积方法的基本工具共边定理,恰好能搬掉这块石头! 二天早晨,我用基于面积关系的消点法机械地证明了两个几何命题,回答了周咸青的疑问。我们决定沿这一路线研究。周咸青建议我学 LISP 语言,开始试编新方法的程序。他就到北京探亲开会去了。一个多月后,周从中国回来,新编的程序已经证明了近百条定理。 这年 7 月,高小山博士也来到维奇塔大学,投入这一课题的研究行列。高是吴文俊先生的弟子,在机器证明领域已有不少好的工作,并且是编程能手。他的加入使工作进程更快了。我进一步提出用更多的几何工具如勾股差、全角来加强消点法。高小山则提出用体积关系把消点法推广到立体几何。不久,基于杨路提出的想法,我们又把消点法用于非欧几何,在计算机上生成一批非欧几何新定理的可读证明。我们进一步发展了基于前推搜索的逻辑方法,使这一方法达到实用阶段。(注: 1994 年,张景中与周咸青高小山合撰了以消点法为主题的英文专著《几何中的机器证明( Machine Proofs in Geometry )》出版。书中收集了近 500 条由计算机自动生成可读证明的几何定理。 1996 年,美国科学基金委员会在芝加哥组织了一次关于自动推理的学术讨论会。该会的主要报告中 6 次提到这项工作,并把它列为近年来自动推理的几项重要进展之一。 (注: 为此,张景中教授获 1995 年中国科学院自然科学一等奖。 1995 年,张景中当选为中国科学院院士。 1997 年,获得国家自然科学二等奖) 从 1996 年,我的主要兴趣转向于数学教育和智能教育软件。在原有软件基础上做进一步优化,并根据我国数学课程改革的实际需要,吸取美国优秀教学软件《几何画板》的长处,给原有软件增加了大量新功能。 2002 年,我们发表了《 Z + Z 智能教育平台 - 超级画板》。 Z+Z, 是知识加智能之意;而 “ 超级 ” 两字是从超级市场借来的,意思是说,数学教学和学习所用的一切工具这里应有尽有,好像超级市场一样。《超级画板》易学易用,用它能快速、精确地画动态几何图形和各种与参数动态关联的曲线,并具有跟踪、轨迹、动画、变换、测量、推理、公式编辑、图表绘制、符号演算、课件制作演示以及编程环境等多种用处。为了使这项软件能为尽可能多的师生所应用,《超级画板》推出了免费版本给中小学数学教学。 (注: “Z+Z 智能教育平台 ” 软件已被写入教育部指定中学教材) 能在不断的学习和探索中度过后半生,是我的愿望。 (六)重聚未名湖 2004 年,北大数学力学系 54 级校友重聚未名湖畔。 半个世纪过去了。当年那些 “ 以天下为己任 ” 的少年书生,多已成为退休赋闲的老人。大家在一起回忆共同的记忆,分享不同的经历,怀念故去的同窗,互道珍重夕阳红。 经历了多年的风风雨雨,校友们大都以平和冷静的心态看待过去和现在的一切。国家和社会的有了大的变化,有了令人欣慰的进步。 50 年来,我们根据各自的看法和处境,做了自己想做的或不得不做的事,为社会的变化起到了自己预期的或没有料到的作用。世界上有太多的事还应当做。但留给我们做的时间不会很多。敬爱的几位老师欣然参加了聚会,语重心长地要大家以平常心安度晚年,保重健康。回顾这一切,就像已经读到了一部小说的最后几页。我们无法改写故事的情节,但已经了解自己的经历了。
个人分类: 博文转载|5204 次阅读|0 个评论
应用数学家
metanb 2013-11-16 13:20
他们的价值在于作出终极的仲裁。
个人分类: 魔鬼辞典|1713 次阅读|0 个评论
[转载]法国杰出的数学家傅里叶
hotjava 2013-11-15 13:46
傅里叶,J.B.J.(Fourier,Jean Baptiste Joseph)1768年3月21日生于法国奥塞尔;1830年5月16日卒于巴黎.数学家、物理学家.   傅里叶出身平民,父亲是位裁缝.9岁时双亲亡故,以后由教会送入镇上的军校就读,表现出对数学的特殊爱好.他还有志于参加炮兵或工程兵,但因家庭地位低贫而遭到拒绝.后来希望到巴黎在更优越的环境下追求他有兴趣的研究.可是法国大革命中断了他的计划,于1789年回到家乡奥塞尔的母校执教.   在大革命期间,傅里叶以热心地方事务而知名,并因替当时恐怖行为的受害者申辩而被捕入狱.出狱后,他曾就读于巴黎师范学校,虽为期甚短,其数学才华却给人以深刻印象.1795年,当巴黎综合工科学校成立时,即被任命为助教,协助J.L.拉格朗日(Lagrange)和G.蒙日(Monge)从事数学教学.这一年他还讽刺性地被当作罗伯斯庇尔(Robespierre)的支持者而被捕,经同事营救获释.1898年,蒙日选派他跟随拿破仑(Napoleon)远征埃及.在开罗,他担任埃及研究院的秘书,并从事许多外交活动,但同时他仍不断地进行个人的业余研究,即数学物理方面的研究.   1801年回到法国后,傅里叶希望继续执教于巴黎综合工科学校,但因拿破仑赏识他的行政才能,任命他为伊泽尔地区首府格勒诺布尔的高级官员.由于政声卓著,1808年拿破仑又授予他男爵称号.此后几经宦海浮沉,1815年,傅里叶终于在拿破仑百日王朝的尾期辞去爵位和官职,毅然返回巴黎以图全力投入学术研究.但是,失业、贫困以及政治名声的落潮,这时的傅里叶处于一生中最艰难的时期.由于得到昔日同事和学生的关怀,为他谋得统计局主管之职,工作不繁重,所入足以为生,使他得以继续从事研究.   1816年,傅里叶被提名为法国科学院的成员.初时因怒其与拿破仑的关系而为路易十八所拒.后来,事情澄清,于1817年就职科学院,其声誉又随之迅速上升.他的任职得到了当时年事已高的 P.S.M.de 拉普拉斯(Laplace)的支持,却不断受到 S.D.泊松(Poisson)的反对.1822年,他被选为科学院的终身秘书,这是极有权力的职位.1827年,他又被选为法兰西学院院士,还被英国皇家学会选为外国会员.   傅里叶一生为人正直,他曾对许多年轻的数学家和科学家给予无私的支持和真挚的鼓励,从而得到他们的忠诚爱戴,并成为他们的至交好友.在他帮助过的科学家中,有知名的 H.C.奥斯特(Oersted)、P.G.狄利克雷(Dirichlet)、N.H.阿贝尔(Abel)和 J.C.F.斯图姆(Sturm)等人.有一件令人遗憾的事,就是傅里叶收到.伽罗瓦(Galois)的关于群论的论文时,他已病情严重而未阅,以致论文手稿失去下落.   傅里叶去世后,在他的家乡为他树立了一座青铜塑像.20世纪以后,还以他的名字命名了一所学校,以示人们对他的尊敬和纪念.   傅里叶的科学成就主要在于他对热传导问题的研究,以及他为推进这一方面的研究所引入的数学方法.早在远征埃及时,他就对热传导问题产生了浓厚的兴趣,不过主要的研究工作是在格勒诺布尔任职期间进行的.1807年,他向科学院呈交了一篇很长的论文,题为“热的传播”(Mémoire sur la propagation de la chaleur),内容是关于不连结的物质和特殊形状的连续体(矩形的、环状的、球状的、柱状的、棱柱形的)中的热扩散(即热传导,笔者注)问题.  在论文的审阅人中,拉普拉斯、蒙日和 S.F.拉克鲁瓦(Lacroix)都是赞成接受这篇论文的.但是遭到了拉格朗日的强烈反对,因为文中所用如下的三角级数(后来被称为傅里叶级数) 表示某些物体的初温分布与拉格朗日自己在19世纪50年代处理弦振动问题时对三角级数的否定相矛盾.于是,这篇文章为此而未能发表.不过,在审查委员会给傅里叶的回信中,还是鼓励他继续钻研,并将研究结果严密化.   为了推动对热扩散问题的研究,科学院于1810年悬赏征求论文.傅里叶呈交了一篇对其1807年的文章加以修改的论文,题目是“热在固体中的运动理论”(Theorie du mouvement de chaleur clansles corps solides),文中增加了在无穷大物体中热扩散的新分析.但是在这一情形中,傅里叶原来所用的三角级数因具有周期性而不能应用.  这篇论文在竞争中获胜,傅立叶曾获得科学院颁发的奖金.但是评委——可能是由于拉格朗日的坚持——仍从文章的严格性和普遍性上给予了批评,以致这篇论文又未能正式发表、傅里叶认为这是一种无理的非难,他决心将这篇论文的数学部分扩充成为一本书.他终于完成了这部书:《热的解析理论》(Théorie anatylique de la chaleur),于1822年出版.他原来还计划将论文的物理部分也扩充成一本书,名为《热的物理理论》(Théorie physiquede la chaleur).可惜这个愿望未能实现,虽然处理热的物理方面的问题也是他的得奖论文中的重要内容,而且在他的晚年的研究工作中甚至是更重要的内容.   《热的解析理论》,是记载着傅里叶级数与傅里叶积分的诞生经过的重要历史文献,在数学史,乃至科学史上公认是一部划时代的经典性著作.然而,对于傅里叶在数学上和数学物理上工作的具体评价,历来众说纷坛.有些人只注意了傅里叶级数和傅里叶积分本身的推导,从非时代的严格性标准来要求他.实际上,要全面地理解傅里叶的成就,还应该注意到以下两个方面:一是他把物理问题表述为线性偏微分方程的边值问题来处理.这一点,连同他在单位和量纲方面的工作,使分析力学超出了I.牛顿(Newton)在《原理》(Principia)中所规定的范畴.二是他所发明的解方程的强有力的数学工具产生了一系列派生学科,在数学分析中提出了许多研究课题,极大地推动了19世纪及以后的数学领域中的第一流的工作,并且开拓了一些新的领域(见后文).况且,傅里叶的理论和方法几乎渗透到近代物理的所有部门.   傅里叶在《热的解析理论》这部基本著作中,写进了他的差不多所有有关的工作,而且在此书的各个版本中几乎丝毫未加更动.因此,把这些内容与其他没有发表的、为人引述的、散见于各处的资料联系贯串起来,就可以切实地概现他的全部研究成果,以及他表述和处理问题的风格.同时,通过这些材料,也可以看出,在某些关键之处,傅里叶未能克服的困难和他失败的原因.   傅里叶在热的分析理论方面的第一件工作中,采用了这样的模型:热是由分立粒子间的穿梭机制传送的,其物理理论是简单的混合过程,所用数学属于18世纪50年代.在他所从事研究的问题中,其一是关于排列在一圆环上的n个粒子.他获得在n为有限的情形下的完全解.他想把结果推广到连续的情形,未能成功,因为当n无限增大时,指数上的时间常数趋于零,从而使所得的解与时间无关.后来他才明白应如何修正他的传输模型以避免这一反常的结果.此外,在他集中注意于完全解及其困难时,他未能意识到,当t=0时,他的解给出一个内推公式,可用以得到连续情形下的傅氏级数.(拉格朗日前此之所以未能发现傅氏级数也可类似地来解释,而并非象通常所认为的那佯,是由于顾虑到严格性所致.)   傅里叶成功地建立的热传导方程可能是得益于 J.B.毕奥(Biot)早先关于金属条中的稳定温度的工作,毕奥区分了体内传导和体外辐射.但是毕奥的分析,由于用了一个错误的物理导热模型而导出一不正确的方程.傅里叶则因构建了较好的物理模型而克服了困难,容易地获得一、二维情形下充分显示与时间的关系的类似于(1)这一型的方程.   傅里叶的杰作是选择这样一种情形的问题来应用他的方程的,即一条半无穷的带,一端是较热的均匀温度,沿其边则是较冷的均匀温度;具有极其简单的、导源于伯努利兄弟(Bernoullis)和L.欧拉(Euler)的分析力学传统中的物理意义.稳定情形无非就是笛卡儿坐标下的拉普拉斯方程.傅里叶可能试用过复变函数方法(这样的解见于他的《热的解析理论》一书).但其后就用分离变数法得到了级数解和以下边界条件的方程   用无穷矩阵的方法来求方程(4)的解,并将它推广到任意函数f(x),这一工作曾屡次遭受评议.但不应忘记,这一工作是在柯西-魏尔斯特拉斯(Cauchy-Weierstrass)的正统理论建立之前几十年做的.傅里叶不是一个头脑简单的形式主义者;他精于处理有关“收敛”的问题,在他讨论锯齿形函数的级数表示时就显示出了这种能力.有关傅里叶级数的收敛性的几种基本证明,例如狄利克雷的证明,其主要思想均可在傅里叶的著作中找到.而且,比任何人更早,他已看到,在计算傅氏级数的系数时,对一给定的三角级数逐项积分,是不能保证其正确性的.   傅里叶的三角级数展开的使人震惊之处在于,他示明一种似乎是矛盾的性质:在一有限区间内,完全不同的代数式之间的相等性.对于很广泛的一类函数中的任何一个函数,都可以相应地造出一个三角级数,它在指定的区间内具有与这函数相同的值.他用例子说明,那给定的函数甚至可以在基本区间内分段有不同的代数表示式.虽然三角级数展开和任意函数两者都曾为其他人(包括泊松)用过,但前者只限于有关周期现象的问题,而后者,当作为偏微分方程的解出现时,由于其性质,是假定不可能用代数式表示的.   关于傅里叶这一首次成功的研究结果的早期记载,说明了这个结果的生命力和他本人对此成果的惊异.在他的工作中,有受到蒙日影响的痕迹,如用曲面表示解,以及确定方程的解的边界值的分离表示.此后,傅里叶满怀信心地进入了新的领域.在三维情形遇到了一些困难,但把原方程分为两个方程就解决了.这两个方程,一个与内部传导有关,一个则与表面上的温度梯度所产生的辐射有关.应用于球体时运用球坐标,结果是一非谐的三角级数展开,其中的本征值是一超越方程的诸根.傅里叶运用他关于方程式论的知识,论证了这些根的实数性.当然,这一问题曾使他困惑了多年.在圆柱体的热传导问题中他又作了进一步的推广,其傅里叶解就是如今所称的贝塞耳(Bessel)函数.所用的技巧由傅里叶后来的同事 J. C.佛朗索(Francois)、斯图姆和 J.刘维尔(Liouville)全面地予以普遍化.   在研究沿一条无穷长的线上的热传导问题时发展出来的傅里叶积分理论,可能是基于拉普拉斯把热扩散方程的解表示为一任意函数的积分变换的思想,这函数表示初始的温度分布.傅里叶通过对有限区间中级数展开的推广,分别导出了对原点是对称的和反对称的情形之下的余弦和正弦变换.逐渐地他才认识到,把一给定的函数分解为偶函数和奇函数的普遍性.   傅里叶在这方面的创造性工作于1817—1818年间又最后一次绽发光辉,他成功地洞察到积分变换解与运算微积之间的关系.当时,傅里叶、泊松、柯西之间形成了三足鼎立之争.后二人于1815年已开始运用这样的技巧,但是傅里叶针对泊松的批评给予了摧毁性的反击.他展示了几个方程的积分变换解,这几个方程是长期以来未能得到分析的,同时他还指出了导至系统理论之门径.其后,柯西运用复变函数中的残数(residue)理论也获得了同样的结果.   作为一位数学家,傅里叶对于实际问题中的严格性的关心,不亚于除柯西和阿贝尔以外的任何人.但他未能想到极限理论本身的重要意义.在对他1811年获奖论文的评议中,关于缺乏严格性和普遍性的批评,长久以来是被误解了.那些批评,其动机有许多是带有非学术成分的.泊松和毕奥,是在热扩散理论方面被他超过的劲敌,多年来总是力图贬低傅里叶的成就.关于严格性的批评,可能是根据泊松的观点,即认为在球形问题中出现的本征值未能证明是实数,而复数根将导致在物理上是不可能的解.(泊松自己在数年后为傅里叶解决了这一问题.)所谓傅里叶级数解(2)缺乏普遍性,可能是将它同拉普拉斯早先得到的积分解对比,而在后者中,被积函数清楚地含有任意函数.   傅里叶的机智在于分析力学方面.他对分析技巧和符号表示极为精妙和富于洞察力,使他的研究能够获得成功.在他之前,分析力学中出现的主要方程常是非线性的,所用解法都是专设的近似法.当时,微分方程领域也象是一个尚无通路的丛林.傅里叶为解偏微分方程创造了和说明了一种连贯的方法,即可以把一个方程及其级数解按照不同的物理情况清楚地分离为不同的分部来加以分析.我国数学家、微分方程方面的著名学者申又枨教授(1901—1978)曾经说:傅里叶的创造,是给各种类型的偏微分方程(波动方程、扩散方程、拉普拉斯方程等)提供了一种统一的求解方法,就好比从前解“四则问题”时,各种难题有各种解法,而运用代数方程以后,就有了统一的简便的解法.这个比喻,很好地形容了傅里叶的方法在微分方程领域的重要意义和广泛的实用价值.事实上,傅里叶的方法是如此之强有力,以致过了整整一个世纪,非线性微分方程才重新在数学物理学中突起.   对傅里叶来说,每一数学陈述(尽管不是形式论证中的每一中间阶段)都应有其物理含意,包括展示真实的运动和能够(至少原则上)被测量两个方面.他总是如是地说明他的解,使所得到的极限情况能为实验所检验,而且一有机会他就自己动手来作实验.   傅里叶早年草设的物理模型虽很粗糙,但在他1807年所写的文章里,就已全面地把一些物理常数揉进他的热传导理论中.对物理意义的关注,使他看到在他的形式技法中所存在的潜力,能检验在傅里叶积分解的指数上出现的成群的物理常数的相关性.由此出发,他得出了关于单位和量纲的全面理论,虽然其中一部分是L.卡诺(Lazare Carnot)曾预期到的.这是自伽利略以来在物理量的数学表示理论方面第一个有成效的进展.与他同时代的人,如毕奥,在同一问题上的混乱情形相比,就更显示出傅里叶的成就.   虽然傅里叶多年从事热的物理理论的研究.但是他最初基于热辐射现象方面的贡献却未能存在长久.他对他的理论的各种应用都很关心,诸如对温度计的作用和房间供暖问题的分析,以及最重要的、对地球年龄下限首次作出的科学的估算等.令人不解的是,傅里叶相信热作为宇宙中的首要媒介的重要性,但他似乎对于热作为一种动力方面的问题却不感兴趣,以致对 S.卡诺(Sadi Carnot,是 L.卡诺的儿子)有关热动力问题的著名论文毫无所知.   和傅里叶的著名的热传导问题的成就相比,他在数学的其他方面的工作就鲜为人知了.首先是他对方程式论有着长时间的浓厚兴趣.傅里叶的证明方法是这样的:以(x+p)乘f(x),得一新的多项式,它比 f(x)多了一个系数,使系数序列中多了一个正负号,同时多了一个正(或负)根 p;并且可以看出系数序列中“变”(或“不变”)的数目至少增加1个.因为傅里叶的这一成果很快就成为标准的证法,所以证明的详情可见于任何一本讲述这一法则的教科书,虽然人们未尝知道这一证法的发明者就是青年傅里叶.   傅里叶还把笛卡儿法则推广到估计在一给定区间 内f(x)的实根数,并于1789年向科学院递交了一篇文章,其中有他对自己的定理的证明,可惜文章在巴黎那革命动荡的年代里丢失了.大约30年后这篇文章才得以发表.由于另有一位兼职数学家比当(Ferdinand Budan de Bois-Laurent)也发表过类似的结果,所以关于在给定区间内n次代数方程的实根数的判定法,后来被称为傅里叶-比当定理.直到傅里叶逝世之前,他始终没有中断过方程式论方面的研究,并且计划写出一部七卷本的专著:《方程判定之分析》(Analyse des équations déterminées).他已写出头两卷,但他预感到生前大概不可能完成这部著作,于是写了一个全书提要.1831年,即他逝世的第二年,由他的友人纳维(Navier)将这部未完成的著作编辑出版.从全书提要中,可以看出傅里叶对方程式论有过十分广泛的研究.其中最重要的是各种区分实根和虚根的方法,对牛顿-拉夫逊(Raphson)求根近似法的改进,对D.伯努利求循环级数中相继项之比的极限值的法则的推广,等等.由于傅里叶还有线性不等式的求解法和应用方面的工作以及他对这一问题的出众的理解,因而也被后人称为线性规划的先驱.傅里叶对力学问题也作过相当多的探讨,他曾发表过关于虚功原理的文章.   在傅里叶的最后的岁月里,当他支持统计局的工作时,他的研究接触到概率和误差问题.他写下了一些关于根据大量观测来估计测量误差的重要文章,发表于1826年和1829年的统计局报告上.   纵观傅里叶一生的学术成就,他的最突出的贡献就是他对热传导问题的研究和新的普遍性数学方法的创造,这就为数学物理学的前进开辟了康庄大道,极大地推动了应用数学的发展.从而也有力地推动了物理学的发展.   傅里叶大胆地断言:“任意”函数(实际上是在有限区间上只有有限个间断点的函数)都可以展成三角级数,并且列举大量函数和运用图形来说明函数的三角级数展开的普遍性.虽然他没有给出明确的条件和严格的证明,但是毕竟由此开创出“傅里叶分析”这一重要的数学分支,拓广了传统的函数概念.l837年狄利克雷正是研究了傅里叶级数理论之后才提出了现代数学中通用的函数定义.1854年 G.F.B.黎曼(Riemann)在讨论傅里叶级数的文章中第一次阐述了现代数学通用的积分定义.1861年魏尔斯特拉斯运用三角级数构造出处处连续而处处不可微的特殊函数.正是从傅里叶级数提出来的许多问题直接引导狄利克雷、黎曼 G.G.斯托克斯(Stokes)以及从 H.E.海涅.(Heine)直至 G.康托尔(Cantor)、H.L.勒贝格(Lebesque)、F.里斯(Riesz)和E.费希(Fisch)等人在实变分析的各个方面获得了卓越的研究成果,并且导致一些重要数学分支,如泛函分析、集合论等的建立.傅里叶的工作对纯数学的发展也产生了如此深远的影响,这是傅里叶本人及其同时代人都难以预料到的,而且,这种影响至今还在发展之中.   傅里叶之所以能取得富有如此深刻内容的成就,正如撰写过傅里叶传记的两位作者所说:这只有富于生动的想象力和具有适合其工作的清醒的数学哲学头脑的数学大师才能达到.从傅里叶的著作中,我们看到:他坚信数学是解决实际问题的最卓越的工具,并且认为“对自然界的深刻研究是数学发现的最富饶的源泉”.这一见解是傅里叶一生从事学术研究的指导性观点,而且已经成为数学史上强调通过研究实际问题发展数学(包括应用数学和纯粹数学)的一派数学家的代表性格言.   傅里叶的研究成果又是表现数学的美的典型,傅里叶级数被一些科学家称颂为“一首数学的诗”.他的工作还引起了他的同时代的哲学家的重视.法国哲学家、实证主义的创始人 A.孔德(Comte)在《实证哲学教程》(Cours de philosophie positive,1842)中,把牛顿的力学理论和傅里叶的热传导理论都看作是实证主义基本观点在科学中的重要印证.而辩证唯物主义哲学家 F.恩格斯(Engels)则把傅里叶的数学成就与他所推崇的哲学家 G.W.F.黑格尔(Hegel)的辩证法相提并论,他写道:傅里叶是一首数学的诗,黑格尔是一首辩证法的诗.
个人分类: 天下杂谈|6346 次阅读|0 个评论
【微博】今天是中国著名数学家华罗庚的诞辰日
热度 2 pukin 2013-11-12 11:54
今天,11月12号,也是光棍节的第二天,是中国著名数学家华罗庚( 1910.11.12-1985.06.12 )诞辰日。103年的今天,华罗庚出生在江苏金坛。华罗庚先生是中国科学院院士,美国国家科学院外籍院士。是中国解析数论、典型群、矩阵几何学、自守函数论与多元复变函数等很多方面研究的创始人与奠基者,是中国大陆在世界上最有影响力的数学家。 十年前,曾经读过王元先生为华罗庚写的传记《华罗庚》。书中的一些细节,至今记忆犹新。 按现在的标准,华先生绝对是著名学者里的高富帅 1985 年 6 月 1 日 华罗庚赴日访问前夕
个人分类: 人物记事|4251 次阅读|2 个评论
[转载]著名数学家弗里曼·戴森的演讲译文:鸟和青蛙
热度 1 liuyongjing 2013-10-29 21:50
编辑按: 弗里曼•戴森 (Freeman Dyson)1923年12月15日出生,美籍英裔数学物理学家,普林斯顿高等研究院自然科学学院荣誉退休教授。 戴森早年在剑桥大学追随著名的数学家G.H.哈代研究数学,二战结束后来到美国康奈尔大学,跟随汉斯•贝特教授。他证明了施温格和朝永振一郎发展的变分法方法和费曼的路径积分法的等价性,为量子电动力学的建立做出了决定性的贡献。1951年他任康奈尔大学教授,1953年后一直任普林斯顿高等研究院教授。 《鸟和青蛙》(Birds and Frogs)是戴森应邀为美国数学会爱因斯坦讲座所起草的一篇演讲稿,该演讲计划于2008年10月举行,但因故被取消。这篇文章全文发表于2009年2月出版的《美国数学会志》(NOTICES OF THE AMS, VOLUME56, Number 2)。 经美国数学会和戴森授权,科学时报记者王丹红全文翻译并在科学网上发布这篇文章。 有些数学家是鸟,其他的则是青蛙。鸟翱翔在高高的天空,俯瞰延伸至遥远地平线的广袤的数学远景。他们喜欢那些统一我们思想、并将不同领域的诸多问题整合起来的概念。青蛙生活在天空下的泥地里,只看到周围生长的花儿。他们乐于探索特定问题的细节,一次只解决一个问题。我碰巧是一只青蛙,但我的许多最好朋友都是鸟。 这就是我今晚演讲的主题。数学既需要鸟也需要青蛙。数学丰富又美丽,因为鸟赋予它辽阔壮观的远景,青蛙则澄清了它错综复杂的细节。数学既是伟大的艺术,也是重要的科学,因为它将普遍的概念与深邃的结构融合在一起。如果声称鸟比青蛙更好,因为它们看得更遥远,或者青蛙比鸟更好,因为它们更加深刻,那么这些都是愚蠢的见解。数学的世界既辽阔又深刻,我们需要鸟们和青蛙们协同努力来探索。 这个演讲被称为爱因斯坦讲座,应美国数学会之邀来这里演讲以纪念阿尔伯特•爱因斯坦,我深感荣幸。爱因斯坦不是一位数学家,而是一位融合了数学感觉的物理学家。一方面,他对数学描述自然界运作的力量极为尊重,他对数学之美有一种直觉,引导他进入发现自然规律的正确轨道;另一方面,他对纯数学没有兴趣,他缺乏数学家的技能。晚年时,他聘请一位年轻同事以助手身份帮助他做数学计算。他的思考方式是物理而非数学。他是物理学界的至高者,是一只比其他鸟瞭望得更远的鸟。但今晚我不准备谈爱因斯坦,因为乏善可陈。 弗兰西斯•培根和勒奈•笛卡尔 17世纪初,两位伟大的哲学家,英国的弗兰西斯•培根(Francis Bacon)和法国的勒奈•笛卡尔(Rene Descartes),正式宣告了现代科学的诞生。笛卡尔是一只鸟,培根是一只青蛙。两人分别描述了对未来的远景,但观点大相径庭。培根说:“一切均基于眼睛所见自然之确凿事实。”笛卡尔说:“我思,故我在。” 按照培根的观点,科学家需要周游地球收集事实,直到所积累的事实能揭示出自然的运动方式。科学家们从这些事实中推导出自然运作所遵循的法则。根据笛卡尔的观点,科学家只需要呆在家里,通过纯粹的思考推导出自然规律。 为了推导出正确的自然规律,科学家们只需要逻辑规则和上帝存在的知识。 在开路先锋培根和迪卡尔的领导之下,400多年来,科学同时沿着这两条途径全速前进。然而,解开自然奥秘的力量既不是培根的经验主义,也不是笛卡尔的教条主义,而是二者成功合作的神奇之作。400多年来,英国科学家倾向于培根哲学,法国科学家倾向于笛卡尔哲学。法拉弟、达尔文和卢瑟福是培根学派;帕斯卡、拉普拉斯和庞加莱是迪卡尔学派。因为这两种对比鲜明的文化的交叉渗透,科学被极大地丰富了。这两种文化一直在这两个国家发挥作用。牛顿在本质上是笛卡尔学派,他用了笛卡尔主义的纯粹思考,并用这种思考推翻了涡流的笛卡尔教条。玛丽•居里在本质上是一位培根学派, 她熬沸了几吨的沥青铀矿渣,推翻了原子不可毁性之教条。 在20世纪的数学历史中,有两起决定性事件,一个属于培根学派传统,另一个属于笛卡尔学派传统。第一起事件发生于1900年在巴黎召开的国际数学家大会上,希尔伯特(Hilbert)作大会主题演讲,提出了23个未解决的著名问题,绘制了即将来临的一个世纪的数学航道。希尔伯特本身是一只鸟,高高飞翔在整个数学领地的上空,但他声称,他的问题是给在同一时间只解决一个问题的青蛙们。第二起决定性事件发生在20世纪30年代,数学之鸟——布尔巴基学派(Bourbaki)在法国成立,他们致力于出版一系列能将全部数学框架统一起来的教科书。 在引导数学研究步入硕果累累的方向上,希尔伯特问题取得了巨大成功。部分问题被解决了,部分问题仍悬而未决,但所有这些问题都刺激了数学新思想和新领域的成长。布尔巴基纲领有同等影响,通过带入以前并不存在的逻辑连贯性、推动从具体实例到抽象共性的发展,这个项目改变了下一个50年的数学风格。在布尔巴基学派的格局中,数学是包含在布尔巴基教科书中的抽象结构。教科书之外均不是数学。自从在教科书中消失后,具体实例就不再是数学。布尔巴基纲领是笛卡尔风格的极端表现。通过排除培根学派旅行者们在路旁可能采集到的鲜花,他们缩小了数学的规模。 自然的玩笑 我是一个培根学派的信徒。对我而言,布尔巴基纲领的一个主要不足是错失了一种惊喜元素。布尔巴基纲领努力让数学更有逻辑。当我回顾数学的历史时,我看见不断有非逻辑的跳跃、难以置信的巧合和自然的玩笑。大自然所开的最深刻玩笑之一是负1的平方根,1926年,物理学家埃尔文•薛定谔(Erwin Schrodinger)在发明波动力学时,将这个数放入他的波动方程。 当薛定谔开始思考如何将光学和力学统一时,他就是一只鸟。早在100多年前,借助于描述光学射线和经典粒子轨迹的相同数学,汉密尔顿统一了射线光学和经典力学。薛定谔也希望用同样的方式来统一波动光学和波动力学。当时,波动光学已经存在,但波动力学尚未出现。薛定谔不得不发明波动力学来完成这一统一。开始时,他将波动光学作为一个模型,写下机械粒子的微分方程,但这个方程没有任何意义。这个方程看起来像连续介质中的热传导方程。热传导与粒子力学之间没有可见的相关性。薛定谔的想法看起来没有任何意义。然而,奇迹出现了。薛定谔将负1的平方根放入机械粒子的微分方程,突然间,它就有意义了。突然间,它成为波动方程而不是热传导方程。薛定谔高兴地发现,这个方程的解与玻尔原子模型中的量化轨道相吻合。 结果,薛定谔方程准确描述了我们今天所知原子的每一种行为。这是整个化学和绝大部分物理学的基础。负1的平方根意味着大自然是以复数而不是实数的方式运行。这一发现让薛定谔和其他所有人耳目一新。薛定谔记得,当时,他14岁大的“女朋友”伊萨•荣格尔(Itha Junger)曾对他说:“嗨,开始时,你从来没想过会出现这么多有意义的结果吧?” 在整个19世纪,从阿贝尔(Abel)、黎曼(Riemann)到维尔斯特拉斯(Weierstrass),数学家们一直在创建一个宏大的复变函数理论。他们发现,一旦从实数推进到复数,函数论就变得更深刻更强大。但是,他们一直将复数看作是人造结构,是数学家们从真实生活中发明的一种有用、优雅的抽象概念。他们未曾料到,他们发明的这个人工数字事实上是原子运行的基础。他们从未想象过,这个数字最初是出现在自然界。 大自然所开的第二个玩笑是量子力学的精确线性。事实上,物理对象的各种可能状态构成了一个线性空间。在量子力学被发明之前,经典物理总是非线性的,线性模式只是近似有效。在量子力学之后,大自然本身突然变成了线性。这对数学产生了深刻的影响。19世纪,索菲斯•李(Sophus Lie)发展了他关于连续群的精致理论(elaborate theory),以期弄清楚经典力学系统的行为。当时的数学家和物理学家对李群几乎没有任何兴趣。李群的非线性理论对数学家来说过于复杂,对物理学家来说又过于晦涩。索菲斯•李在失望中离开了人世。50年后,人们发现大自然本身就是线性的,李代数的线性表示竟然是粒子物理的自然语言。作为20世纪数学的中心主题之一,李群和李代数获得了新生。 大自然的第三个玩笑是拟晶体(Quasi-crystals)的存在。19世纪,对晶体的研究导致了对欧几里德空间中可能存在的离散对称群种类的完整列举。人们已经证明:在三维欧几里德空间中,所有离散对称群仅包含3级、4级或6级的旋转。之后,1984年,拟晶体被发现了,从液体金属阵列中长出的真正固体物显示了包含5重旋转的二十面体的对称性。与此同时,数学家罗杰•彭罗斯(Roger Penrose)发现了平面“彭罗斯拼砖法”。拟晶阵列是二维彭罗斯拼砖法的三维模拟。在这些发现之后,数学家不得不扩大晶体群理论,将合金拟晶体包含其中。这是还在发展中的一个重要研究项目。 大自然开的第四个玩笑是拟晶和黎曼ζ函數零点(zeros of the Riemann Zeta function)在行为的相似性。黎曼ζ函數零点令数学家们着迷,因为所有的零点都落在一条直线上,没有人知道这是为什么。著名的黎曼猜想是指:除了平凡的例外,黎曼ζ函数零点都在一条直线上。100多年来,证明黎曼猜想一直是年轻数学家们的梦想。我现在大胆提议:也许可以用拟晶体来证明黎曼猜想。你们中的部分数学家也许认为这个建议无关紧要。那些不是数学家的人可能对这个建议不感兴趣。然而,我将这个问题放到你们面前,希望你们严肃思考。年轻时的物理学家里奥•齐拉特(Leo Szilard)不满意摩西的十条诫命,写了新十诫来替换它们。齐拉特的第二条诫律说:“行动起来,向有价值的目标前进,不问这些目标是否能达到:行动是模范和例子,而不是终结。” 齐拉特践行了他的理论。他是第一个想象出核武器的物理学家,也是第一个积极以行动反对核武器使用的物理学家。他的第二条诫律也适用于这里。黎明猜想的证明是一个值得为之的目标,我们不应该问这个目标是否能实现。我将给你们一些这个目标可以实现的暗示。我将给数学家们一些建议,这是我在50年前成为一名物理学家之前获得的忠告。我先谈黎明猜想,再谈拟晶体。 直到最近,纯数学领域还有两个未解决的超级问题:费马大定理的证明和黎曼猜想的证明。12年前,我在普林斯顿的同事安德鲁•怀尔斯(Andrew Wiles)证明了费马大定理,如今,只剩下黎曼猜想有待证明。怀尔斯对费马大定理的证明不只是一个技术绝技,它的证明还需要发现和探索数学思想的新领域,这比费马大定理本身更辽阔更重要。正因如此,对黎曼猜想的证明也将导致对数学甚至物理学诸多不同领域的深刻认识。黎曼ζ函數和其他ζ函數也类似,它们在数论、动力系统、几何学、函数论和物理学中普遍存在。ζ函數仿佛是通向各方路径的交叉结合点。对黎曼猜想的证明将阐明所有这些关联。就像每一位纯数学领域里严肃的学生一样,我年轻时的梦想是证明黎曼猜想。我有一些模糊不清的想法,认为可以引导自己证明这个猜想。最近几年,在拟晶体被发现后,我的想法不再模糊。我在这里把它们呈现给有雄心壮志赢得菲尔茨奖的年轻数学家们。 拟晶体存在于一维、二维和三维空间。从物理学的角度看,三维拟晶体最为有趣,因为它们栖息于我们的三维世界,可以通过实验加以研究。从数学家的角度来看,一维拟晶体比二维和三维拟晶体更为有趣,因为它们种类繁多。数学家这样定义拟晶体:一个拟晶体是离散点群的分布,它们的傅立叶变换是离散点频率。或简而言之,一个拟晶体是一个有纯点谱的纯点分布。这个定义包括了作为特例的普通晶体,它们是拥有周期谱的周期分布。 将普通晶体排除在外,三维中的拟晶体只有极为有限的变形,它们均与二十面体有关。二维拟晶体数目众多,粗略地讲,一个独特的类型与平面上每个正多边形都相关联。含五边 形对称的二维拟晶体是著名的平面彭罗斯拼砖。最后,一维拟晶体有更为丰富的结构,因为它们不受制于任何旋转对称。就我所知,目前还没有对一维拟晶体存在情况的全数调查。现已知,一种独特拟晶体的存在与每个皮索特-维贡伊拉卡文数(pisot Vijayaraghavan number)或PV数对应。一个PV数是一个真正的代数整数,是有整数系数(integer coefficients)多项式方程的根,其他所有根的绝对值都有小于1的绝对值。全部PV数的集合是无限的,并有非凡的拓扑结构。所有一维拟晶体的集合都有一种结构,其丰富程度可与所有的PV数集合相比,甚至更丰富。我们并不确切地知道,一个由与PV数没有关联的一维拟晶体构成的大世界正等待探索。 现在谈一维准晶体与黎曼猜想的联系。如果黎曼猜想是正确的,那么根据定义,ζ函數零点就会形成一个一维拟晶体。它们在一条直线上构成了点质量(point masses)的一个分布,它们的傅利叶变化同样也是一个点质量分布,前者的点质量位于每个素数的对数处,其傅里叶变换点质量位于每个素数的幂的对数处。我的朋友安德鲁•奥德泽科(Andrew Odlyzko)发表了一个漂亮的ζ函數零点的傅利叶变换的计算机运算。这个运算精确地显示了傅利叶变换的预期结构,在每一个素数或素数的幂的对数上有明显的间断性。 我的推测如下。假设我们并不知道黎曼猜想是否正确。我们从另一个角度来解决问题。我们努力获得一维拟晶体的一个全数调查和分类。这就是说,我们列举和分类拥有离散点谱的所有点分布。对新对象的收集和分类是典型的培根归纳活动。这也是适合于青蛙型数学家的活动。然后,我们发现众所周知的与PV数相关的拟晶体,以及其它已知或未知的拟晶体世界。在其它众多的拟晶体中,我们寻找一个与黎曼ζ函數相对应的拟晶体,寻找一个与其它类似黎曼ζ函數的每个ζ函數相对应的拟晶体。假设我们在拟晶体细目表中找到了一个拟晶体,其性质等同于黎曼ζ函數零点。然后,我们证明了黎曼猜想,等待宣布菲尔茨奖的电话。 这是一种妄想。对一维准晶体进行分类极其困难,其困难程度不压于安德鲁•怀尔斯花7年时间所解决的问题。但是,如果我们以培根主义者的观点来看,数学的历史就是骇人听闻的困难问题被初生牛犊不怕虎的年轻人干掉的历史。对拟晶体分类是一个值得为之的目标,甚至是可以实现的目标。这个问题的困难程度不是像我这样的老人能解决的,我将这个问题作一个练习留给听众中的年轻青蛙们。 艾布拉姆•贝塞克维奇和赫尔曼•外尔 现在,我介绍我所知道的几位著名的鸟和青蛙。 1941年,我作为一名学生来到英国剑桥大学,极其幸运地受教于俄罗斯数学家艾伯拉姆•萨莫罗维奇•伯西柯维奇(Abram Samoilovich Besicovitch)。时值第二次世界大战,剑桥只有很少的学生,几乎没有研究生。尽管当时我只有17岁,而伯西柯维奇已是一位著名教授,但是,他给了我相当多的时间和关注,我们成为终身朋友。在我开始从事和思考数学时,他塑造了我的性格。他在测量理论和积分方面上了许多精彩的课程,在我们因他大胆地滥用英语而哈哈大笑时,他只是亲切地笑笑。我记得仅有一次,他被我们之间的玩笑惹怒。在沉默了一会后,他说:“先生们,有5000万英国人讲你们所讲的英文。有1.5亿俄罗斯人讲我所讲的英文。” 伯西柯维奇是一只青蛙,年轻时,因解决一个名为挂谷问题(Kakeya Problem)的初等本平面几何问题而出名。挂谷问题是这样描述的:让一条长度为1的线段按360度的角度在一个平面上自由转动,这条线扫过的最小面积是多少?日本数学家挂谷宗一(Soichi Kakeya)在1917年提出这个问题,并成为之后十年内未解决的著名问题。当时,美国数学界领袖乔治•伯克霍夫(George Birkhoff)公开声称,挂谷问题和四色问题是最著名的未解决问题。数学家们普遍相信,最小的面积应该是π/8,即棒在三尖点内摆线的面积(three-cusped hypocycloid)。三尖点内摆线是一条优美的三尖点曲线,它是一个半径为四分之一的小圆圈在一个半径为四分之三的定圆内滑动时,动圆圆周上的一个点所绘制的轨迹。长度为1的线段在旋转时始终与内摆线相切,它的两端也在内摆线上。一条线段在旋转时与内摆线的三个点相切,这是一幅多么优美的画,绝大多数人相信它一定给出了最小面积。然后,伯西柯维奇给了大家一个惊喜:他证明,对任何正∈(positive ∈)来说,这一线段在旋转时所扫过的面积小于∈。 实际上,在挂谷问题成为著名问题之前,伯西柯维奇已经在1920年解决了这个问题,但在当时,伯西柯维奇本人甚至不知道挂谷提出了这个问题。1920年,他将解决方案用俄文发表在《彼尔姆物理和数学学会期刊》(Journal of the Perm Physics and Mathematics Society)上,这是一份不被广泛阅读的期刊。彼尔姆大学位于距离莫斯科东面1100公里的彼尔姆城,在俄罗斯革命之后,这个城市成为许多著名数学家的短暂避难所。他们出版了两期《彼尔姆物理和数学学会期刊》,之后,期刊便在革命和内战的混乱中停刊了。在俄罗斯之外,这份期刊不仅不为人知,而且不可获取。1925年,伯西柯维奇离开俄罗斯,来到哥本哈根,并在这里获知到他已经在5年前解决的著名挂谷问题。他将解决方案重新出版,这一次,论文用英文发表在德国著名的《数学期刊》(Mathematische Zeitschrift)上。正如伯西柯维奇所说,挂谷问题是一个典型的青蛙问题,一个与数学的其它方面没有太多联系的具体问题。伯西柯维奇给出了一个优雅、深刻的解决方案,揭示出它与平面中点集结构的一般定理之间的联系。 伯西柯维奇的风格体现在他的三篇最好的经典文章中,这些文章的标题是:“平面点集之线性可测量的基本几何性质”(On the fundamental geometric properties),它们分别发表在1928年、1938年和1939年的《数学年鉴》(Mathematische Annalen)上。在这些论文中,他证明:平面上的每个线性可测量集可被分解为有规则和无规则的分支,规则分支在每个地方几乎都有一个切线,而无规律分支都有一个零测量投射向几乎所有方向。简而言之,规则分支看起来像连续曲线,而无规则分支看起来不像连续曲线。无规则分支的存在和性质与挂谷问题的伯西柯维奇解有联系。他给我的工作之一是,在高维空间中将可测量集分为规则分支组件和无规则分支。虽然我在这个问题上一事无成,却永远被烙上了伯西柯维奇风格。伯西柯维奇风格是建筑学风格。他用简单元素建造出精美、复杂的建筑结构,通常情况下有层次计划;当大厦建成时,通过简单的论证就可从完整结构中推导出意外的结论。伯西柯维奇的每项工作都是一件艺术品,像巴赫的赋格曲一样精心构成。 在跟随伯西柯维奇做了几年的学生后,我来到美国普林斯顿,认识了赫尔曼•外尔(Hermann Weyl)。外尔是一只典型的鸟,正如伯西柯维奇是一只典型的青蛙。幸运的是,在外尔退休回到位于苏黎世的老家之前,我在普林斯顿高等研究所与他有一年的相处时间。他喜欢我,因为在这一年间,我在《数学年鉴》(Annals of Mathematics)上发表了有关数论的论文,在《物理评论》(Physics Review)上发表了量子辐射理论的论文。他是当时活在世上的少数几位同时精通这两领域的专家之一。他欢迎我到普林斯顿研究所,希望我像他一样成为一只鸟。他失望了,我始终是一只固执的青蛙。尽管我总是在各种各样的泥洞附近闲逛,我一次只能关注一个问题,没有寻找问题之间的联系。对我而言,数论和量子理论是拥有各自美丽的两个世界。我不像外尔一样去发现构建大设计的线索。 外尔对量子辐射理论的伟大贡献是他发明了规范场。规范场的想法有一段奇特历史。1918年,在他统一广义相对论和电磁学的理论中,他作为古典场论发明了它们,并称之为“规范场”,因为它们关系到长度测量的不可积分性。他的统一理论立即遭到爱因斯坦的公开拒绝,经历了这个来自高层的霹雳之后,外尔并没有放弃他的理论,只是进入别的领域。这个的理论没有可验证的实验结果。1929年,在量子理论被其他人发明后,外尔意识到与经典世界相比,他的规范场论更适合于量子世界,而他将经典场论转化为量子场论所做的事,就是将实数转化为复数。在量子力学中,每个电荷的量子伴随一个有相位的复杂波函数,并且规范场涉及相位测量的不可积分性有关。规范场可以精确地与电磁势等同,电荷守恒定律成为局部规范不变性理论的推论。 从普林斯顿回到苏黎世4年后,外尔去世了,我应《自然》之邀为他撰写讣告。“在20世纪开始从事其数学生涯的所有活着的数学家中,”我写道,“赫尔曼•怀尔是在最多的不同领域做出了重大贡献的人物之一。他堪与19世纪最伟大的全能数学家希尔伯特和庞加莱相提并论。活着的时候,他生动地体现了纯数学与理论物理前沿的联系。现在,他去世了,这种联系中断了,我们期望直接借助于创造性的数学想象来理解物质世界的时代结束了。”我哀伤于他的逝世,但我并不希望追随他的梦想。我高兴地看到纯数学和物理学在向截然相反的方向前进。 讣告以外尔为人的概述结束:“外尔的性格是一种审美感,这主导了他对所有问题的思考。有一次,他曾半开玩笑地对我说,‘我的工作总是努力将真与美统一起来;但是,如果只能选择其中之一,那么我选择美。’这段话是对他个性的完美概括,表明他对自然终极和谐的深刻信念,自然的规律必将以数学美的形式呈现出来。这表明他对人类弱点的认识,他的幽默总会让他不至于显得傲慢自大。他在普林斯顿的朋友还记得我最后一次见他的模样:那是去年四月在普林斯顿高等研究院举行的春之舞会上:一个高大、和蔼、快乐的人,尽情地自我享受,他明朗的身架和轻快的步伐让人一点看不出他已经69岁。” 外尔逝世后的五十年是实验物理和观察天文学的黄金时代,也培根学派旅行者收集事实、青蛙们在我们生存的小片沼泽地上探索的黄金时代。在这50年中,青蛙们积累了大量的有关宇宙结构、众多粒子和其间相互作用的详尽知识。在持续探索新领域的同时,宇宙变得越来越复杂。不再是展现外尔数学简洁和美丽的大设计 ,探索者发现了夸克和伽玛射线爆等奇异事件,以及超对称和多重宇宙等新奇概念。与此同时,在持续探索混沌和许多被电子计算机打开的新领域时,数学在变得越来越复杂。数学家发现了可计算性的中心谜团,这个猜想表示为P不等于NP。这个猜想声称:存在这样的数学问题,它的个案可以被很快解决,但没有适用于所有情形的快速算法可解决所有问题。这个问题中最著名的例子是旅行销售员问题,即在知道每两个城市之间距离的前提下,寻找这位销售员在这一系列城市间旅行的最短路径。所有的专家都相信这是猜想是正确的,旅行销售员的问题是P不等于NP的实际问题。但没有人知道证明这一问题的一点线索。在赫尔曼•外尔19世纪的数学世界中,这个谜团甚至还没有形成。 杨振宁和尤里•曼宁 对鸟们来说,最近五十年是艰难时光。然而,即使在艰难时代,也有事情等着鸟们去做,他们勇敢地去解决这些事情。在赫尔曼•外尔离开普林斯顿后不久,杨振宁(Frank Yang)从芝加哥来到普林斯顿,搬进了外尔的旧居,在我这一代的物理学家中,他接替外尔的位置成为一只领头鸟。在外尔还活着时,杨振宁和他的学生罗伯特•米尔斯(Robert Mills)发现了非阿贝尔规范场(non-Abelian gauge fields)的杨—米尔斯理论,这是外尔规范场思想的一个漂亮外推。外尔的规范场是一个经典数量,满足了乘法交换定律。杨-米尔斯理论有一个不交换的三重规范场(triplet of gauge fields)。它们满足量子力学自旋三分量的交换法则,这是最简单的非阿贝尔躺代数A2(non-abelian lie algebra A2)的生成子。这个理论后来如此普遍,以至规范场论成为任何有限元李代数的生成子。有了这种普遍性,杨—米尔斯规范场理论为所有已知粒子和其相互作用提供了一个模型框架,这个模型就是今天粒子物理学的标准模型。通过证明爱因斯坦的重力场论适合于同样的框架,以克里斯托夫三指标符号规取代范场的作用,杨振宁为这个理论上写下点睛之笔。 在他1918年一篇论文的附录里,加上1955年为庆祝他70岁生日而出版的论文选集中,外尔阐述了他对规范场理论的最后想法(这是我的翻译):“对我的理论最强有力的辩护应该是:规范场不变性与电荷守恒相关,正如坐标不变性与能量动量守恒的相关性。”30年后,杨振宁来到瑞士苏黎世,参加外尔百岁诞辰庆典。杨振宁在演讲中引用这段话,作为外尔提出将规范场不变性作为物理学统一原理的思想证据。杨振宁继续说:“通过理论和实验的发展,今天我们已经认识到:对称性、李群和规范场不变性在确定物质世界的基本作用力中发挥了至关重要的作用。我将之称为对称支配相互作用基本原理。”对称支配相互作用的观点,是杨振宁对外尔言论的概括。外尔发现规范场不变性与物质守恒定律有密切关系。但他只能走这一步,不能走得太远,因为他只知道可交换为阿贝尔域的规范场不变性。借助于非阿贝尔规范场产生的非平凡李代数,场之间形成的相互作用变得独特,因此,对称性支配相互作用。这是杨振宁对物理学的伟大贡献。这是一只鸟的贡献,它高高地飞翔在诸多小问题构成的热带雨林之上,我们中的绝大多数在这些小问题耗尽了一生的时光。 我深深敬重的另一只鸟是俄罗斯数学家尤里•曼宁(Yuri Manin),他最近出版了一本名为《数学如隐喻》(Mathematics as Metaphor)的随笔。这本书以俄文在莫斯科出版,美国数学协会将之译为英文出版。我为英文版书作序。在这里,我简单引用我的序言:“对鸟们来说,《数学如隐喻》是一个好口号。它意味着数学中最深刻的概念是将一个世界的思想与另一个世界的思想联系起来。在17世纪,笛卡尔用他的坐标概念将彼此不相干的代数学和几何学联系起来;牛顿用他的流数(fluxions)概念将几何学和力学的世界联系起,今天,我们将这种方法称为微积分学。19世纪,布尔(Boole)用他的符号逻辑(symbolic logic)概念将逻辑与代数联系起来;黎曼用他的黎曼曲面概念将几何和分析的世界联系起来。坐标、流数、符号逻辑和黎曼曲面,都是隐喻,将词的意义从熟悉的语境拓展到陌生的语境。曼宁将数学的未来看成是对可见但仍不可知的隐喻的一个探索。最深刻的一个隐喻是数论和物理学之间在结构上的相似性。在这两个领域中,他看到并行概念诱人的一暼,对称性将连续与离散联结起来。他期待一种名为数学量化(quantization of mathematics)的统一。” “曼宁不认可培根主义者的故事。1900年,希尔伯特在巴黎的国际数学家大会上提出著名的23个问题,规划了20世纪的数学议程。根据曼宁的观点,希尔伯特的问题是对数学中心议题的一种干扰。曼宁认为数学的重要进展来自纲领,而非问题。通常情况下,问题是通过采用老想法的新方法而得以解决。研究纲领是诞生新想法的苗圃。他认为,以一种更抽象语言重写了整个数学的布尔巴基纲领是20世纪许多新思想的源泉。他将统一了数论和几何学的朗兰兹纲领视为21世纪新思想的希望之泉。解决了著名未解决问题的人会赢得大奖,但只有提出新纲领的人才是真正的先锋。” 俄文版的《数学如隐喻》中有十个篇章在英文版中被删除了。美国数学学会认为,英文读者不会对这些篇章产生兴趣。这种删除是双重不幸。第一,作为一位非凡的数学家,曼宁广博的兴趣远远超越了数学,但英文版读者只能看见观点被拦截的曼宁;第二,我们看见的是观点被截断的俄罗斯文化,相比较于英语言文化,俄罗斯文化没有那么多的分门别类,它让数学家与历史学家、艺术家和诗人有更密切的接触。 约翰•冯•诺伊曼 约翰•冯•诺伊曼(John von Neumann)是20世纪数学中另一位重要人物。冯•诺伊曼是一只青蛙,他用自己惊人的技术技能解决了数学和物理学众多分支领域中的问题。从创立数学的基础开始,他发现了集合论的第一个令人满意的公理集,避免了康托(Cantor)在试图解决无穷集和无穷数时遇到的逻辑悖论。几年后,冯•诺伊曼的鸟类朋友库特•哥德尔(Kurt Godel)用他的公理集证明了数学中的不可判定性命题。 哥德尔的定理让鸟们对数学有了新看法。哥德尔之后,数学不再是与独特真理概念捆绑在一起的单一结构,而是带有不同公理集和不同真理概念的结构群岛。哥德尔证明数学不可穷尽。无论选择怎样的公理集作为基础,鸟们总能找到这些公理不能回答的问题。 冯•诺伊曼从数学基础的奠定迈向了量子力学基础的奠定。为了给量子力学一个坚实的数学基础,他创立了一个宏大的算子环理论(theory of rings of operator)。每个可观察量都可以由一个线性算子来代表,量子行为的特殊性可由算术代数忠实地代表。正如牛顿发明了描述经典力学的微积分,冯•诺伊曼发明了描述量子力学的算子环理论。 冯•诺伊曼在几个领域做出了奠基性贡献,特别是从博弈论到数字计算机的设计。在他生命的最后十年里,他深深了陷到计算机里。他对计算机的兴趣如此强烈,以至决定不仅要研究它们的设计,而且还要用真正的硬件和软件构建一台可做科学研究的计算机。我对冯•诺伊曼在普林斯顿高等研究所的早期计算机有生动清晰的记忆。那时,他有两个主要的科学兴趣:氢弹和气象学。夜晚,他用计算机做氢弹问题,白天,则做气象学问题。白天,游荡在计算机大楼里的许多人都是气象学家,他们的领导是朱尔•查耐(Jule Charney)。查耐是一位真正的气象学家,妥善谦卑地讨论天气变幻莫测的神秘,怀疑计算机解决这个神秘的能力。我听过冯•诺伊曼以这个问题为主题的一次演讲。如往常一样,他充满自信地说:“计算机将使我们能够在任何时刻将大气划分为稳定域和不稳定域。我们可以预测稳定域,我们能够控制不稳定域。” 冯•诺伊曼相信,任何不稳定域都可以通过明智而审慎的小扰动来推动,推动它向任何所期望的方向移动。小扰动可以通过携带烟雾发生器的飞机舰队来实施,在扰动效果最佳的地方吸收太阳光,提高或降低局部温度。特别是,通过尽早鉴不稳定域,我们能在飓风之初将之停止,然后在该区域气温上升并形成漩涡之前,降低其气温。冯•诺伊曼在1950年指出,只需用十年的时间就能建造足以精确诊断大气中稳定和不稳定区域的强大计算机。一旦能够精确诊断,我们就能在短时间内实施天气控制。他期望能在20世纪60年代的十年中,对天气的实际控制成为常规操作。 冯•诺伊曼当然错了。他错在不知道混沌(chaos)。我们现在明白,当大气运动局部不稳定时,实际上常常是发生了混沌。“混沌”意味着刚开始聚拢在一起运动会随着时间推进而呈指数般离散。当运动成为混沌时,它就不可预测,小扰动不可能将之推向可预测的稳定运动。小扰动通常是将之推向另一种同样不可预测的混沌运动。所以,冯•诺伊曼控制天气的战略思想破产了。最终,他是一位伟大的数学家,但也是一位中庸的气象学家。 1963年,在冯•诺伊曼逝世6年后,爱德华•劳伦兹发现气象方程的解总是混沌。劳伦兹是一位气象学家,通常也被认为是混沌的发现者。他在气象学的背境中发现了混沌现象,并赋予它们一个现代化的名字。事实上,早在1943年在剑桥的一次演讲中,我已听数学家玛丽•卡特赖特描述了同样的现象,比劳伦兹早20年。卡特赖特1998年以97岁高龄逝世,她以不同的名称称呼这种现象,但他们讲述的是同一现象。她是在描述一种非线性放大器振动的范德波尔方程的解中发现了这些现象。范德波尔方程在第二次世界大战中变得重要,因为在早期的雷达系统,非线性放大器要为发报机提供动力。发报机工作不规则时,空军就会责备制造商生产了有缺陷的放大器。玛丽•卡特赖特被请来寻找问题。她发现问题出在在范德波尔方程。她指出,范德波尔方程的解有精确的混沌行为,这正在空军所抱怨的。在我听冯•诺伊曼谈论天气控制之前7年,我已经从玛丽•卡特赖特处得知所有的混沌问题,但我没有远见卓识足以将二者联系起来。我从来不曾想到:范德波尔方程所描述的不规则行为可用于天气预报的研究。如果我是一只鸟而不是一只青蛙,我也许能看出其中的联系,也许就能帮助冯•诺伊曼解决许多麻烦。如果他在1950年就知道混沌,那么他会深入地思考这个问题,并会在1954年就混沌问题谈一些重要的见解。 在走向生命尽头之时,冯•诺伊曼陷入了麻烦。因为他是一只真正的青蛙,但每个人都期望他是一只飞翔的鸟。1954年,国际数学家大会在荷兰阿姆斯特丹举行。国际数学家大会每四年举办一次,应邀在大会开幕式上作演讲是一个崇高的荣誉。阿姆斯特丹大会的组织者邀请冯•诺伊曼作大会主题演讲,希望能再现希尔伯特1990年在巴黎大会上的盛况。正如希尔伯特提出的未解决问题指引了20世纪前半叶的数学发展,冯•诺伊曼应邀为20世纪后半叶的数学指点江山。冯•诺伊曼演讲的题目已经在大会纲要中公布了。它是:《数学中未解决的问题——大会组委会邀请演讲》。然而,会议结束后,包含所有演讲内容的完整会议记录出版了,除了冯•诺伊曼的这篇演讲之外。会议记录中有一空白页,上面只写着冯•诺伊曼的名字和演讲题目,下面写着:“演讲文稿尚未获取。” 究竟发生了什么事?我知道所发生的事情,因为1954年9月2日,星期四,下午3:00,我正坐在阿姆斯特丹音乐厅的听众席上。大厅里挤满了数学家,所有人都期望在这样一个历史时刻聆听一个精彩绝伦的演讲。演讲结果却是令人非常失望。冯•诺伊曼可能在几年前就接受邀请做这样一个演讲,然后将之忘到九宵云外。诸事缠身,他忽略了准备演讲之事。然后,在最一刻,他想起来他将旅行到阿姆斯特丹,谈一些有关数学的事;他拉开一个抽屉,从中抽出一份20世纪30年代的老演讲稿,弹掉上面灰尘。 这是一个有关算子环的演讲,在30年代是一个全新、时髦的话题。没有谈任何未解决的问题,没有谈任何未来的问题。没有谈任何计算机,我们知道这是冯•诺伊曼心中最亲爱的话题,他至少应该谈一些有关计算机的新的、激动人心的事。音乐厅里的听众开始变得焦躁不安。有人用全音乐厅里的人都能听见的声音大声说:“Aufgewarmte suppe”,这是一句德国,意思是“先将汤加热(warmed-up soup)”。1954年,绝大多数数学家都懂德语,他们明白这句玩笑的意思。冯•诺伊曼陷入深深的尴尬,匆匆结束演讲,没有等待任何提问就离开了音乐厅。 弱混沌 如果冯•诺伊曼在阿姆斯特丹演讲时对混沌略有了解,那么他可能提出的未解决问题之一应该是弱混沌。50多年后的今天,弱混沌依然是尚未解决的问题。这个问题是要明白为什么混沌运动常常受到边界约束,不会引发任何猛烈的动荡。弱混沌的一个好例子是太阳系中行星和卫星的轨道运动。科学家们最近发现,这些运动是弱混沌。这是一个令人震惊的发现,颠覆了太阳系作为有序稳定运动最好例证的传统概念。200年前,法国天文学家、数学家拉普拉斯(Laplace)认为,他已经证明了太阳系是稳定的。现在看来拉普拉斯错了。轨道的精确数值积分清楚地显示,相邻轨道呈现指数级偏离。在经典力学的世界里,弱混沌似乎无处不在。 在长期积分(long-term integration)做出来之前,人们从未想象过太阳系中的混沌行为,因为这种混沌是弱的。弱混沌意味着相邻轨道呈指数级离散,却不会离散得太远。这种离散开始时以指数级速度增长,但随后就维持在边界处。因为行星运动的离散是弱的,所以太阳系能在40亿多年的时光里得以生存。尽管这种运动是混沌的,但行星从来不会在远离它们所熟悉的地区漫游,因此,太阳系作为一个整体从来不曾分崩离析。尽管混沌无处不在,但拉普拉斯将太阳系当作像时钟运动一样完美的观点离事实并不遥远。 在气象学领域,我们看到了相同的弱混沌现象。尽管新泽西的天气糟糕地混沌,但这种混沌严格有限。夏天和冬天有着不可预测的温和或严厉,我们却能可靠地预测:气温绝对不会升至45摄氏度或低到零下30摄氏度,这是经常出现在印度和明尼苏达的极端情况。物理学中没有守恒定律禁止新泽西的气温不可以升至印度一样的温度,或禁止新泽西的气温不能降低到明尼苏达的气温。混沌的弱点成为这个星球上生命长期生存的关键。弱混沌在赋予我们各种挑战性天气的能力的同时,也保护我们不致遭受危及我们生存的剧烈温差波动。我们还不能理解混沌保持这种仁慈之弱的原因。这是今天在座的年轻青蛙们可以带回家的另一个未解决问题。我挑战你们弄明白这个问题:为什么在各种动力系统中观察到的混沌均是普遍微弱。 混沌的特征已被众多的数据和无止境的美丽图片所勾勒,但却缺少严格理论。严谨理论赋予一个课题以智力的深度和精确。在你能证明一个严格理论之前,你不可能全面理解你所关注的概念的意义。在混沌领域,我知道只有一个严格理论在1975年被李天岩(Tien-Yien Li)和吉姆• 约克(Jim Yorke)所证明,这篇短论文的题目是:《周期三蕴含混沌》(Period Three Implies Chaos)。李-约克论文是数学文献中不朽的珍宝。他们的理论将非线性地图的区间扩展至它本身。当被当作是一个经典粒子的轨道时,点位置的连续性就能重复。如果一个点在N次映像之后又回到它原始的位置,那么这个轨道就有N个周期。由此而论,如果一个轨道从所有的周期轨道中离散,那么这个轨道就被定义为混沌。这个理论表明,如果单个轨道拥有三个存在周期,那么混沌轨道就是存在的。这个证明简洁、短小。在我的印象里,这个理论和它的证明投向混沌基本特征的光芒胜过几千张美丽图片。它解释了混沌为什么在这个世界里普遍存在,但没有解释混沌为什么总是这样弱,这是留给未来的一个任务。我相信,在证明有关弱混沌的严谨定理之前,我们是不会从根本上理解弱混沌。 弦理论家 我想在弦理论上讲几句。只讲几句,是因为我对弦理论知之甚少。我从来没有劳心费神地学习这个理论,或自己花功夫去研究它。但是,当我在普林斯顿研究所有一个家时,我周围环绕着弦理论专家,我有时能听到他们之间的谈话。偶尔,我也能明白一点点他们谈话的内容。有三件事情是显而易见:第一,他们正在做第一流的数学,从而让迈克尔•阿蒂亚(Michael Atiyah)、伊萨多•辛格(Isadore Singer)这样的领袖级纯数学家也爱上弦理论,它开启了一个有新想法和新问题的全新数学分枝,最不寻常的是,它赋予数学一种解决老问题的新方法,这些老问题以前是不能解决的;第二,这些弦理论学家认为自己是物理学家而非数学家。他们相信自己的理论描述了物质世界的一些真实东西;第三,还没有任何证明显示这个理论与物理学相关。这个理论至今尚未被实验所证明。这个理论还在它自己的世界里,远离物理学。弦理论学家们付出艰苦努力,试图演绎这个可能在真实世界里被检验的理论的结果,但至今尚未成功。 我的同事爱德华•威腾(Ed Witten)、胡安•马尔达西那(Juan Maldacena)和其他创建弦理论的人,都是鸟,他们飞翔在高高的天空,俯览远隔千里的众山全貌。在世界各地的大学里,几千名在弦理论上埋头苦干的谦卑实践者是青蛙,他们探索那些鸟们在地平线上第一次看到的数学结构的细节。我对弦理论的忧虑是从社会学角度而不是科学角度。成为发现新联系和探求新方法的第一批几千名弦理论学家之一,这是一个光荣的事;但成为第二批或万名弦理论学家之一,则不是一件光荣的事。今天,世界各地分布着上万名弦理论学家。对第1万名或第2000名科学家来说,情形是危险的。不可预测事情可能会发生,比如形势变化,弦理论不再时髦。这样的事情也可能发生:9000名弦理论学家可能会失业。他们在一个狭窄的领域接受训练,在其它科学领域可能无法被聘用。 为什么如此之多的年轻人被弦理论所吸引?这种吸引部分可能是智力因素。弦理论如此大胆、在数学上如此高贵。但这种吸引也可能是社会因素。弦理论吸引人的原因是它能提供职位。那么,为什么弦理论领域能提供这么多的职位呢?因为弦理论是廉价的。如果你是某个偏远地方的大学物理学主任,没有多少钱,你无法承担建造一个做物理实验的现代化实验室,但你有能力聘请几位弦理论学家,因此,你提供了几个弦理论的职位,这样,你就拥有了一个现代化的物理系。对提供职位的系主任而言、对接受这些职位的年轻人而言,这是多么大的吸引力!然而,对年轻人和科学的未来而言,这是危险有害的情形。我并不是说我们应该在年轻人发现弦理论激动人心时劝阻他们不要从事这项研究。我的意思是我们应该给他们可替代的选择,让他们不致于因经济需求而被迫进入弦理论。 最后,我想谈谈我对弦理论未来的推测。我的推测可能是错的。我从来没有幻想过我能预测未来。我告诉你们我的推测,只是想给你们一些思考的问题。我认为,弦理论不可能完全成功或完全无用。所谓完全成功,我的意思是它是一种完全(完整?)的物理理论,解释了粒子和其间相互作用的所有细节。所谓完全的无用,我的意思是它保留了一种纯数学的美丽。我的推测是,弦理论将在完全成功与完全失败之间的某一处终结。我认为它应该类似于李群,这是索菲斯•李(Sophus Lie)在19世纪为经典物理创建的一个数学框架。所以,只要物理学保持其经典性,李群就是一个失败。它们是一个寻找问题的解决方案。但另一方面,五十年后,量子革命改变了物理学,李代数找到用武之地:成为认识量子世界对称性中心作用的关键。我期望今后五十年或一百年中,物理学的另一场革命会引入我们今天一无所知的新概念,这些新概念将赋予弦理论一种全新的意义。在此之后,弦理论会突然发现自己在宇宙中应有的位置,提出对真实世界可经测试的陈述。我警告你们:这个有关未来的猜测可能是错的,它本身具有证伪性的美德,(科学哲学大师)卡尔 波普尔(karl Popper)说,这正是科学命题的特点。 明天,它可能会被来自大型强子对撞机的新发现所推翻。 再谈曼宁 在结束这个演讲之际,我再回到曼宁和他的书《数学如隐喻》。这本书主要谈数学,但它也许会让西方读者感到吃惊,因为作者用同样的文才描述了其它主题,比如集体无意识、人类语言的起源、孤独症心理学、魔术师在诸多神话文化里的作用。对他的俄罗斯的同胞来说,如此丰富的兴趣专长并不令人惊讶。俄罗斯知识分子保持了老俄罗斯知识阶层的骄傲传统,科学家、诗人、艺术家和音乐家属于一个独立阶层。今天依然如此,我们在契诃夫的戏剧中看见他们:一群理想主义者因疏远迷信的社会和反复无常的政府而联结在一起。在俄罗斯,数学家、作曲家和电影制片人倾心交谈,一同走在冬夜的雪地里,围坐在一瓶酒的周围,分享着彼此的思想。 曼宁是一只鸟,他的视野超越了数学疆界进入了更广阔的人类文化地貌。他的兴趣爱好之一是瑞士心理学家卡尔•荣格(C.G荣格1875年7月26日——1961年6月6日,瑞士著名的心理学家和分析心理学的创始人。)发明的原型理论。荣格认为,原型是一种根植于一种我们共同分享的集体无意识之中的精神意象。原型所拥有的这种强烈感情是已经丢失的集体悲欢喜乐记忆的遗迹。曼宁说,为了寻找这种理论的启发性,我们不必将荣格的理论作为一种真理来接受。 三十多年前,歌手莫尼克 莫瑞利(Monique Morelli)录制了一盘皮埃尔 迈克奥兰(Pierre Macorlan)作词的唱片。其中一首歌是《死城》(La ville Morte),萦绕于心的旋律切合着莫瑞利深沉的低音,随着歌声的对位,一个具有强烈冲击力的死城形象生动地出现了。歌声并没有特殊之处: “当我们走进这座死城,我的手牵着玛戈特……我们带着受伤的脚从墓地中走出,沉默无言,走过这些没有上锁的门,这些模模糊糊可以瞥见的洞,我们走过这些门,沉默无言,垃圾埇里充满惊声尖叫。” 每次聆听这首歌,我的情感都极为强烈。我常常问自己:为什么这首歌的简单歌词似乎与一些深厚的无意识记忆产生了共鸣?那些死亡的灵魂似乎通过莫瑞利的歌声在述说。现在,意料之外,我在曼宁的书中找到了答案。在“空城原型”一章中,曼宁描述了从古至今,从人类聚集在城市开始,从人类聚集成军队去蹂躏它们开始,死城原型如何在建筑学、文学、艺术和电影的创作中反复出现。在迈克奥兰歌词中,一位述说主角是一位占领军中的老兵,当他与妻子穿过那座尘埃满布的死城时,他听到了更多:“在一个时辰的时间里,在一个老兵梦里,神奇号角声复活了。。” 迈克奥兰的歌词和莫瑞斯的歌声好像唤醒了来自我们集体无意识的一个梦,一位在死城中穿越的老兵的梦。像死城的概念一样,集体无意识的概念可能就是一个神话。曼宁的篇章描绘了这两个可能的神秘概念投向彼此的隐晦之光。他将集体无意识描述为一种无理性力量,这种强大的力量将我们拉向死亡和毁灭。死亡之城的原型是自从城市和抢劫军队出现后,几百座真正被毁灭的城市的痛苦的升华。我们逃离疯狂的集体无意识的唯一方法是基于希望和理性的理智集体意识。我们今天文明面临的伟大任务是创建这样一个集体意识。(完)( 译者说明:在翻译后本文后,我请一位数学家朋友帮助校译,他推荐了发表在2010年第一卷《数学译林》上的一篇译文“飞鸟与青蛙”,文章的译者是赵振江,校译是陆柱家。我根据这篇译文对自己的译文进行了校译,特别是其中的数学术语部分,特此说明。 )
2637 次阅读|1 个评论
[转载]石根华:一位数学家的41年传奇
热度 1 liuyongjing 2013-10-20 23:02
石根华:一位数学家的41年传奇 20世纪70年代,石根华在甘肃的碧口山里参加白龙江水电工程建设。 “今天是2009年2月18日,我是在1968年2月18日早晨8点离开北京大学的,现在正好41年,一天不差。我从北京大学数学系毕业,在甘肃的碧口山里参加白龙江水电工程建设,一呆就是10年。一个学数学和拓扑的人直接参与到工程中去,当然有许多背景。” 2月18日,应数学家林群院士邀请,石根华到中国科学院数学与系统科学研究院计算数学研究所作演讲,并接受《科学时报》采访。林群说:“他的一生充满传奇色彩。”这是一位数学家41年的工程师经历。 “我相信数学是有用的” 石根华在中学时代就喜欢数学,但并不知道数学有什么用。 1963年,他从北京大学数学系毕业,考入该系研究生。在学校的分配下,他师从江泽涵教授,主攻代数拓扑学和不动点理论,在《数学学报》上发表了《最少不动点和尼尔生数》与《恒同映射类的最少不动点数》论文,被国际同行称为“石氏类型空间”和“石根华条件”。20世纪60年代出版的美国《数学评论》就介绍了“姜(伯驹)—石学派”,在当时的中国数学界引起轰动。 读研究生时,江泽涵曾希望他能留校任助教。然而,“文化大革命”开始后,学校停了课,并提倡应用。石根华参与了海边寻找淡水项目中的数学计算,这激起了他对数学应用的兴趣。研究生毕业时,他被分配到水电部。当时,水电部人事工作的负责人告诉他,他可以到水电部的高等院校和研究所去作研究,但石根华表示自己很想作应用,并自愿申请到工地。 1968年5月,石根华从水电部西北设计院来到了甘肃省白龙江,参加碧口水电站工程的建设。谈到当初的选择,他说:“这是因为‘文革’时期,如果不做工程,我就只有‘上山下乡’了。在北大时,我就接触了很多工程方面的研究。所以,还是做工程好一点,因为我相信数学是有用的。” 当他穿着工作服、帮一位工程师挑着扁担来到工地时,大家以为他是搬运工。他说:“当时我不认识周围的人,地方也是完全陌生的——在深山里,两边陡壁夹着山沟,山上开着油菜花,连工作也完全不熟悉。但我感到,到了工地好轻松啊,北大的竞争压力太大了。所以,虽然我的工作是打眼放炮,背着那么重的炸药过吊桥,但我并不觉得可怕,反而觉得北大的那种竞争是可怕的,就是在那个时候我下决心重新开始。” 石根华说,当年,建造白龙江水电站的目的是为我国的原子弹研究提供最可靠的电源。电站不大,但很重要,无论地理地质条件如何,都必须在这里建。“那里的岩石软到什么程度呢?拿手一抓,岩石会像饼干一样碎掉了。队伍进去了,大家说,算了,这种岩石,我们谁也回不去了。” 让当初的他没有想到的是,他在碧口电站一干就是10年,并在这里成为岩石力学专家。 数学理论给出的结果 是对生命的保证 在山里建水电站,首先要挖隧道,塌方问题是开挖隧道前需要解决的最关键问题。在碧口这种地质条件下,这个工程是否可行呢?当时,白龙江水电工程召集了各方面最好的专家,也请来了身经百战、最有经验的隧道工人,包括从煤矿上请来的8级安全工。 “专家开始比较小心,没有论证,他们不能说任何话。”石根华说,“于是,工人们上。工人们怎么说呢?‘就这么破的岩石,我拿电铲一铲就铲出来了,开什么隧道啊?’这是最有经验的隧道工人说的话。这就没法挖隧道了。但是,从其他角度看,还是应该挖这个隧道的。那么,可行性到底由谁来做呢?” 一位来自上海的勘探队隧道工长想了一个办法,解决了这个问题,白龙江工程建设的序幕就此拉开了。 “这位工长是我的朋友,现在我闭上眼睛还能想起他的形象。我对他非常崇拜,我觉得这种人能真正解决问题。问题是怎么解决的?是靠思考和实践。在实践面前,不是谁受的教育最多、学位最高就能解决问题。解决问题的正确方法是老老实实根据实践来做。” 刚到白龙江水电工程之初,石根华从打眼放炮的工作开始干起,“我自己动手或者是带领工人开炮打洞都很成功,因为开炮打洞等实际上都是几何问题,我有数学知识,算得很准、布置得很准、打得也很准,所以很快就当了工长。” 除此之外,他在白龙江工程中还做了地下厂房的计算。在厂房的计算中,他接触到了结构力学。“我从头学起,作为一名数学家,学习方法就是与别人交换。我周围都是清华大学学工科的人,我给他们做计算,他们教我工程——他们必须把工程给我讲懂,我才能把计算做好,所以,大家都用最简洁的方法教我工程,我很快就学得很好,然后就开始做计算,有时一个下午要做3个计算。” 他最初在工地上做的都是弹性力学,没有想到做岩石力学,一件意外的悲剧改变了他。“我有个朋友,当时大学生到碧口工地上锻炼的就我们两人。我是学拓扑学的,知道岩石的分类。但我不肯作岩石力学的研究。当时,我想,世界没有岩石力学,做它干什么?然而,一天早晨,我和这位朋友推着小车,结果不到两个小时,他就被岩石砸到,死在我面前,而我活下来了。回来以后,我感觉这样不行,所以从这时候开始我才下决心作岩石块体研究。” 他介绍,岩石块体分为两类:关键块体和一般块体。关键块体就是不用其他块体阻碍,自己能塌下来、掉下来的块体,“这是最危险的块体,第一批岩石掉下来后,其他岩石就会一批批地掉下来。数学上可以证明,这种塌方是可以利用计算算出关键块体的。这就不是几何问题,而是拓扑学的问题,而且还有许多统计学在里面”。 在白龙江水电工程中,一个难题摆在了众人面前:地下工程开挖需要在岩石中挖一个80米深的高压井,这个高压井会不会塌方?当时,负责此项工作的领导与设计人员之间出现了激烈的争论。那位领导说:“完了,设计人员给我们画的这个东西我们开不出来。”这时,有人向他推荐了石根华。 “在没有办法的时候,我被调来做调压井。做的时候用数学解决了一个问题。开始时,将房子切成块体。块体是什么?就是一个平面一刀切下去,是一个不等方程,另一刀切下去,也是这个方程,一个块体就是几个不等式方程的解,再将不等式方程转化为球面几何,这样就开始进入了正统的数学。你必须证明并找出每个关键块体。” 他用拓扑学理论计算出了工程中的关键块体,找准了调压井的开挖部位,调压井成功了,没有出现伤亡。“我利用现代数学有限元的方法,将无限个关键块体分为有限类,同一类中有可加性,其中有一个最大,我在数学上把最大的求出来,就可以了。但做这个东西时,真是感到惊心动魄。这时的数学理论给出的结果是对生命的保证,越严格越有保证;不严格,错了,就是生命的丧失!” 在白龙江水电工程中,石根华首创了岩体稳定性分析的全空间赤平投影和块本分析方法,并在工程中得到应用。1978年,他在《中国科学》的中英文版上分别发表了《岩体稳定性分析的赤平投影方法》和《非连续岩体稳定性分析的几何方法》。 2007年7月,国际岩石力学会50年会议在葡萄牙召开,会议的图标就是石根华在《中国科学》上发表的这篇文章的图。石根华说:“现在,关键块体是国际岩石力学的一门必修课程,这是从白龙江水电工程开始的。” 调压井的成功让石根华成为英雄式的人物。1979年,他被水电部调回北京水科院水利水电科学院。他借用朋友的诗句表达心情:“十年一电站,毕生能几何?” “学习是一种进步” 1980年4月,石根华公派出国,参加美国数学会年会。在这个会上,他感到了一种巨大的压力。 “虽然我在国内工程学界很活跃,但在国际学术界,我发现自己没有地位;再回去后我不会相信自己是最好的。于是,我想在美国干5年。谁知最后一干就是20年。”他承受了出国不归的内疚和压力。 当时,许多美国的数学教授鼓励石根华重新做数学,但他还是愿意做工程。在加州大学伯克利分校做了一段时间工程师后,他师从世界岩石力学鼻祖Goodman教授。1988年,他获得了岩石力学岩石工程的博士学位。他说:“我低下头,放下专家的身份,重新成为学生。工程师需要谦虚,需要向别人学习。学习是一种进步,也是一种享受。” 在伯克利分校的土木系和劳伦斯国家实验室,他进行了岩石力学数值分析的理论和方法研究,先后创立了块体理论(Block Theory)和非连续变形分析方法(DDA,Discontinuous Deformation Analysis)。DDA用模拟岩体非连续变形行为的全新数值方法,抓住了岩体变形的非连续和大变形这两个物理本质。随后,他提出并在理论上证明了“数值流形”概念及其可行性,完成了被誉为“21世纪的新一代方法”的“数值流形方法”系统研究。 但是,这个理论的建立却经历了太多的磨炼。 在研究中,他们逐步形成了Goodman学派。“我们是岩石力学的工程立体学派,完全按地质的东西来进行计算。”Goodman学派驰骋国际学术界。石根华应邀到日本、瑞典、南美洲国家以及我国台湾地区等地演讲或合作。“我们当时太‘跋扈’了!麻省理工学院的教授到我们这里讲学,也怕我问问题。我一提问就可能让他下不来台,因为数学在我手里已经成为了武器。他首先要将我吹捧一通,然后才能上课。后来,由于我们没有自知自明,也不知道什么是自由、开放,这给我们带来了麻烦。” 在关键块体的研究中,他们遇到的一个最大问题是所谓的“开闭叠代的收敛”。他说:“在数学上这是非线性规划的问题,怎么解这么大的非线性规划?Goodman教授从1968年就开始解这个问题,他的几批法国学生都解不了。我去时,他已经放弃了。后来,别的教授对我说,‘你做有限元吧,你的功夫太好了,一定会成为非常出色的人’。” 然而,石根华在这个开闭叠代问题上做了6年也不行:“我知道这是不连续的大门,我敲不开这扇大门。” 从1983年到1989年,他的自信心跌到了零,“因为我觉得我的数学水平、我的资历是做不出这个问题的……我干了6年,到最后,没办法了,我用一台惠普计算机来算。出去玩了3天后,回来看这个叠代计算还在进行,我就知道不行了。我的经费是美国能源部支持的,我得老老实实告诉大家,我没有做出来。做叠代是不行了,我又回过头来再做块体理论。” 但在隐隐约约的情况下,他感觉自己不属于一个数学家,而是一名工程师,“从一名工程师的角度看,为什么计算不稳定而实际是稳定的呢?这个凳子放在这里,你撞它一下,它是稳定的?我在整个计算中把什么东西忽略掉了?是摩擦力吗?摩擦力不是问题,那是什么?是惯性!如果没有惯性,每个人都会撞到其他人。我们的计算就是没有惯性!” 惯性控制不是石根华首先发现的,是计算大师Desi发现的,但石根华发现这个计算中最关键的问题是在一个积分上。他将程序写出来,重新在计算机上算,终于发现,在这些方程中,每一块的叠代都过去了,直至600块、2000块。然而,他无法证明这个理论。后来,他才知道,这是个活动方程,如果只有一个开闭叠代点的话,肯定是收敛的,如果是两个的话,短时间内是独立的。 用了十多年时间,石根华终于算出开闭叠代是收敛的,却给他们的学派带来了灾难:“不连续的大门打开了。资本主义社会是个竞争时代,他们的学派影响了别的学派的利益。于是,Goodman教授不到退休年龄被强迫退休,我们的学派被解散了。” Goodman教授对他说:“我走了,你也走吧!” 东山再起时 他们几个人进山隐居了。 石根华说:“Goodman教授到北加州一个海岸,那是一个画家与音乐家集中的地方,我搬到了内华达沙漠边缘的草原上,这是北美最大的高山草原。从此以后,学派消失了,我们无影无踪了。” 然而,在消失的这段时间里,他们的研究并没有消失。 石根华在山里买了80英亩地,住在一个大房子里,开始在数学上证明开闭叠代的理论,并作三维的开闭叠代研究。 几年后,他对美国坝基用基本程序进行了修改,将最现代化的概念整合进去,让这个程序非常好用。美国内务部垦务局用这个程序对西部开发局的主要坝基稳定情况进行了检查,但检查后感到不保险,找到Goodman教授做顾问审查,但没有告诉他程序是谁写的。 “我们彼此一直没有联系,后来Goodman教授一直追问这个程序,凭感觉认为这一定是我做的。他估计我的三维开闭叠代研究已经很厉害了,他知道我是不会停的。”石根华说,“多年以后,他开了8个小时车,从海边来到沙漠,找到我家。我给他看了我的东西,他吃惊地看到,现在我们走了这么远。他知道我们的学派不仅存在,而且要赢了。” 老朋友会面让石根华十分高兴,他为这次会面写下诗句:“风雪夜,故人惊喜,希尔纳东山再起。”他说,“希尔纳在旧金山的东面,是东山。东山再起时,我们都是满脸憔悴。我们老了,穿着农民的衣服,当年的盛气凌人、不可一世、持才自傲的态度没有了,但我们有力量。我们从此希望与别的学派和好,从此希望给社会做一些好东西。” 石根华在美国作科学研究取得了重要成果,却错过国内水电事业快速发展的时期。 1999年,他回到北京,见到了时任水电部部长的钱正英。2002年,长江科学研究院成立国内首家非连续变形实验室,聘请石根华为首席科学家。从此,他每年都回国讲学,对水电工程滑坡灾害的评价、预测及防治关键技术进行研究,用DDA方法进行滑坡启动到停止的运动全过程的数据模拟,验证了其动力学计算精度。 2004年,石根华来到位于甘肃省青海的拉西瓦水电站建设工地。他很高兴地说:“经过这么多年的修炼,我又回到了工程。我爬上海拔2200多米的高山,在开始的1个小时里,我第一次感到脚软,1个小时后,我逐渐恢复了本能,脚不软了,可以行动自如了。这么多年的深山生活没有将我拉得太远。我在业务上、精神上和身体上都追上了中国飞速发展的工程。” 2005年11月,总投资约240亿元的锦屏一级水电站在四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县和盐源县境正式开工建设,这里将建成年均发电量166.2亿千瓦时、305米高的拱坝,为世界第一高坝。 石根华说:“中国的水电工程都是惊天动地的。在最典型、最危险也是最震撼人心的工程中,锦屏算一个。这个工程比我当年参与的工程大得多。”石根华参与了锦屏工程的岩石力学计算。 回顾自己41年的工程师经历,石根华感慨万千:“在这个世界上,主要是靠解决问题的力量,职务、学位、经历等都不太管用。在出现问题时,能解决问题就成功了;失败一次,可能就是永远的失败。成功靠什么来保证?就是数学,在逻辑上靠数学,靠思维的严密,所有的东西,能够用上的,要武装到牙齿。” “做一个真正的工程师,该有胆量时就要有胆量,甚至把自己的生命赌进去。但赌博不是工程师的性格,工程师是要求绝对可靠的,工程师不是赌徒,在任何情况下都要将所有的东西做好。” 他对中科院计算数学所的研究生们说:“从采矿、水库大坝到地下隧道工程等,世界各国的工程师面临太多的危险。在这些方面,数学是非常有用的,我们周围的人都需要数学。我希望下一代的数学家们,特别是你们,站在计算数学与工程之间,最重要的是用发明出的一些数学方法和工具,写出很好的教科书,把数学交给工程师,追上这个时代。” 《科学时报》 (2009-4-10 A1 要闻)
2130 次阅读|1 个评论
[转载]访青年数学家袁巍及其导师葛力明:数学是“做”出来的
liuyongjing 2013-10-20 22:59
访青年数学家袁巍及其导师葛力明:数学是“做”出来的 [科学时报 潘希报道] 不久前,美国《国家科学院院刊》( PNAS )罕见地以两篇长文刊登了中科院数学与系统科学研究院袁巍的博士论文的部分内容。28岁的袁巍现任中科院数学院“陈景润未来之星”特聘助理研究员,在他的博士论文中,引进并研究了一类结构丰富的算子代数,首次揭示了连续几何与古典几何之间的某种深刻联系。 “整篇中文论文是70多页,翻译成英文是35页。但是PNAS的惯例是所发表的文章最多不能超过6页。主编对我们说可以全文发,我们就删掉了一些计算细节,分成上下两篇发表。博士论文在PNAS上几乎全文发表,这在以前还从来没有过。”自己的学生取得如此令人欣慰的成绩,拿着论文预印本的中科院数学院研究员葛力明,在接受《科学时报》记者采访时也难以掩饰自己的兴奋。 其实,袁巍接触这个课题只有短短3年的时间,之所以能如此迅速地取得成果,用葛力明的话说,“是因为他有着与众不同的学习态度和动手能力”。 会想不如会做 2003年从中国科学技术大学本科毕业后,袁巍来到中科院数学院继续研究生学习,并于1年后开始跟随导师葛力明研究员学习算子代数。 在采访中,袁巍说得最多的一句话就是:“数学是‘做’出来的,很多东西是‘在手上’。”所谓“在手上”,也就是碰到任何问题,都愿意亲自去算一算。 “我带过的学生中,不乏众多名校毕业的优秀学生,但相对于亲手去计算看似简单的问题,他们更想去知道解决这样的问题是否有意义。在我每天下午开的讨论班上,袁巍是唯一 一个工整记笔记,之后还交给我的学生。”葛力明也赞同多动手的做法,他认为学问“在手上”是真正学会了,在脑子里永远是“似乎”会了,离“真正”会还有一段距离。 “很少有人能把数学中的各种公理诞生之初要解决的问题讲清楚,很多人执著于数学技巧,这是数学文化上的缺失,也让很多学生变得眼高手低。”葛力明说。 袁巍说:“讨论班上老师会介绍很多问题,拿到问题我就要去做一下,而且做的过程本身也是学习的过程。我感觉动手做问题的时候比看教科书学习知识更快。” 正是如此,这也使得袁巍在讨论班上经常能给人带来惊喜。 “讨论班上的题目并不是每一次都能有人做出来,但袁巍即使没有做出来,也能给人很吃惊的东西。他会告诉大家他所算过的例子有哪些。他在任何时候都能拿出新东西来,不像很多人都是不会就不会了。”葛力明评价说。 做数学研究,一方面是解决经典问题,另一方面便是开辟新的领域。数学作为一门基础学科,要开辟新领域的困难可想而知。 “一开始会有几千种选择,可能这其中只有一种是正确的,把它摸索出来很难。”葛力明把数学研究比喻为众多相通并联结在一起的黑暗房间,把找到每一步解决问题的方法看成能够点亮房间的开关。“这就好像把长远的问题截成一段一段的,每个开关一打开,就能多往前走一步。但很少有人愿意去尝试,因为不知道后面有没有金子,或者只是一片黑暗”。 袁巍愿意做别人曾经做过的问题,也愿意去尝试每一个前进的过程,在葛力明看来,这也使袁巍比别人少走了很多弯路。 “最初的问题往往比较简单,很多人认为没意思也不会继续做下去。但袁巍不同,这样十步八步做出来之后,他就有了自己的想法,反而越做越有意思了。”葛力明说。 很多人对数学中的公理、定义颇感头疼,袁巍说:“我们学习很多知识,但到了后来我们就忘了最初为什么要学它,更不会去运用它,为了学而学是没有价值的。” 简单的问题背后也会有很深刻的东西,这是袁巍一直坚持的想法,敢于动手去碰问题,也成就了他为此付出的努力。 开辟全新研究领域 上世纪初,为建立量子力学的数学框架,Von Neumann开创性地引入了“算子环”这一概念,后Dixmier将其命名为von Neumann代数。其后,众多一流数学家投身于该领域。 时至今日,von Neumann代数已成为分析领域中最为重要的分支之一,其结果被广泛应用于现代物理学,同时衍生出非交换几何、指标理论、自由概率论等前沿领域。平行于von Neumann代数,Kadison和Singer在上世纪60年代开展了对非自伴算子代数的研究,其目的也是想给量子物理一个有效的数学基础,并为泛函分析中不变子空间问题的研究提供新方法。 经过近50年的发展,非自伴算子代数现已跻身于成果最为丰硕的数学领域之一。“国外研究这个领域的数学家比较多,但我国还比较少。这是一个很重要的研究领域,在此之前,人们也一直期待着有人能来开辟它。”葛力明说。 作为算子代数的平行分支,自伴代数与非自伴代数各自取得了长足发展,但两者却鲜有交叉。自然地,人们期望能够将自伴代数理论中已经成熟的工具引入到非自伴代数的研究中,并从非自伴代数的角度来研究自伴代数。但至今还鲜见此方面的工作。 2008年,在综合了三角代数、自反代数(两类典型的非自伴代数)和von Neumann代数理论的基础之上,袁巍构造了一类具有良好性质的以超有限型因子为对角子代数的自反代数。他在博士论文中详尽地讨论了此类代数的性质,完全决定了其所对应的不变子空间格,并引入格不变量,证明了此类格互不同构。 对不变子空间格的研究起源于上世纪70年代P.R.Halmos的工作。在研究初期,Halmos就猜测双三角格(即由3个两两交为零空间,两两并为全空间的投影生成的格)都不自反。 在博士论文中,袁巍利用von Neumann代数理论中的技巧,完全决定了有限von Neumann代数中的双三角格所对应的自反格,事实上这个格同胚于二维球面,这便在很一般的情况下肯定了Halmos的猜测。 不仅如此,此结果还暗示了二维球面上应存在某种非交换结构,并且这种结构应决定了与之相对应的非交换代数,进而建立了非交换代数与古典几何之间的联系。目前,已有一些国内外学者在关注此领域的进展,并且有结果表明,除了二维球面,其他复形也会以某些非自伴代数的不变子空间格的形式自然出现在相关的研究中。 这些工作开创性地将非自伴代数与自伴代数(尤其是与von Neumann代数)联系了起来,此举不仅有利于融合两个领域的研究方法及工具,同时也极大地丰富了算子代数的研究对象。有鉴于此,PNAS罕见地以两篇长文刊登了袁巍博士论文的部分内容。审稿人对袁巍的工作给予了高度评价,认为是开辟了一个全新的研究领域,对此方向的进一步研究必将极大丰富和发展算子代数理论。 “创造一个新学科后看它是否具有生命力,总会体现在解决老问题上,也体现在和其他学科联系运用的结果之上。”袁巍和葛力明表示,这其中有待研究的东西非常多。他们下一步的计划是丰富这一理论框架,使其生命延续下去。 《科学时报》 (2010-4-26 A1 要闻)
1408 次阅读|0 个评论
[转载]越南数学家吴宝珠:从奥数冠军到菲尔茨奖获得者
liuyongjing 2013-10-20 22:32
越南数学家吴宝珠:从奥数冠军到菲尔茨奖获得者 吴宝珠在清华大学接受采访。王丹红/摄 1988年,16岁的越南高中生吴宝珠以满分成绩,荣获第29届国际奥林匹克数学竞赛金牌。20年后,2010年8月19日,在印度海得拉巴市召开的第26届国家数学家大会上,印度总理将菲尔茨奖授予38岁的吴宝珠,以表彰他“通过引入新的代数-几何学方法,证明了朗兰兹纲领自守形式中的“基本引理”。 2010年7月,吴宝珠在接受《科学时报》采访时说:“我只是证明了朗兰兹纲领的基本引理,不是整个纲领,我认为整个纲领的证明也许需要用我一生的时间。” 吴宝珠1972年出生于越南一个学者家庭,15岁时进入越南国立河内大学附属高中的数学专修班,1988年和1989年,他连续两届参加国际奥林匹克数学竞赛,获两枚金牌。他在法国完成大学学习,在博士研究生阶段开始研究朗兰兹纲领;2008年,他证明了朗兰兹纲领的基本引理。 朗兰兹纲领由加拿大裔美国数学家罗伯特·朗兰兹(Robert Langlands)发起。1979年,朗兰兹提出一项雄心勃勃的革命性理论:将数学中两大分支——数论和表示论联系起来,其中包含一系列的猜想和洞见,最终发展出“朗兰兹纲领”。朗兰兹认为,纲领的证明需要几代人的努力,但他相信证明纲领的前提需要一个基石——基本引理,而且这个证明应该比较容易。然而,基本引理的证明实在是太难了,直到29年后,2008年,年轻的吴宝珠才用自己天才的方法,将之证明。 2009年,美国《时代》周刊将基本引理的证明列为年度十大科学发现之一。2010年9月1日,吴宝珠成为美国芝加哥大学的正教授。 前段时间,应哈佛大学数学教授、清华大学数学科学中心主任丘成桐邀请,吴宝珠到北京作为期一周的学术访问,其间,他接受了《科学时报》记者采访,谈及自己的数学之路。 在越南展露数学天分 “从参加奥林匹克数学竞赛开始,我就真正喜欢上数学,高中毕业后,我决定以数学为职业。” 1972年6月,吴宝珠在越南河内市出生,父亲吴辉瑾是越南国家力学研究所物理学教授,母亲陈刘云贤是越南中央传统医学院的医学副教授,他是家中唯一的孩子。 因为父亲在苏联获得应用数学博士学位并在那里工作和生活了很长一段时间,吴宝珠的幼年时光是在母亲的家族中度过的,直到他上小学后,父亲才回到越南。 父亲对吴宝珠有很大影响:“我在河内一所实验小学读书,这所小学用特别的方法教育学生,比如鼓励我们独立阅读、自由表达等。但父亲回来后,不满意我上的小学,决定让我离开,并将我送到针对有数学天分学生的天才学校。从初中开始,因为父母的缘故,我做了许多数学练习,也喜欢上了数学。” 越南河内的征王基础中学是一所特殊的学校,学生们是通过考试挑选出来的,吴宝珠上的是这所中学的特殊班。1987年初中毕业后,他考入越南国立河内大学附属高中的数学专修班。这是一所针对全国天才学生的高中,规模很小,学生都被大学挑选。高中时代,他参加了两届奥林匹克数学竞赛。 “天才学校有很好的系统来组织奥林匹克数学竞赛,参赛选手们都是通过市级、省级和国家级的层层考试选拔出来的。我们通过了许多考试,就像是体育竞赛,年轻人都喜欢体育,但我不喜欢参加奥林匹克数学竞赛,因为有太多的挑战项目,准备参赛和参赛的过程都非常紧张。我参加过两次这样的竞赛,一次在1988年,参加第29届国际奥林匹克数学竞赛,我得了满分和金牌,但之后我对参赛不再有兴趣了。后来,在学校的要求下,我第二次参加了奥数竞赛,也得了金牌,但这一次我真的没有多少乐趣。”吴宝珠说。 在越南,获得国际奥林匹克数学金奖是一个特殊的荣誉,吴宝珠受到了一位将军的接见,“他向我表示祝贺,我非常高兴,这是一种认可,但我记不得是否有过奖金。”而且,奥林匹克竞赛的获奖者还会得到奖学金到苏联或东欧国家的大学留学。 吴宝珠得到匈牙利共和国政府的一笔奖学金,1989年高中毕业后,因为太喜欢组合数学,他准备到匈牙利上大学。 “我学了一年的匈牙利语,然而,柏林墙倒塌,匈牙利政府和我国政府间的协议取消,我失去了奖学金,这是一个意外。” 在法国开始数学研究 “作朗兰兹纲领的研究,是一个因缘际会,我也想做一些事,在那个伟大的时代,这是一个好的选择。” 也是在这时,一位法国教授来到越南,访问吴宝珠父亲所在的力学研究所,父亲的同事向这位教授谈起了他获得奥林匹克数学竞赛金牌的情况,于是,教授设法为他争取到一个法国政府的奖学金。 “感谢这笔奖学金,用了这笔奖学金,我到了巴黎。” 吴宝珠的祖父曾留学法国,于是,祖父开始教他学法语。“法国的教育体系不同于其他国家,在法国,我接受建议从高中开始,在高中待了两年,之后在法国高等师范学校上大学,当时,我的指导老师迈克·布鲁意(Michel Broue)建议我跟随巴黎第十一大学的热拉尔·洛蒙(Gérard Laumon)教授作研究,所以,我在大学阶段就开始了博士研究。” 在法国高中的学习对吴宝珠产生了相当的影响,“在法国,高中阶段有两年的大学预备学习,法国的高中预科非常不同于越南的‘奥数’班,法国的高中学习是为研究作准备,越南的高中学习是为考试作准备。” 法国的博士训练体系也非常不同于美国。当吴宝珠开始博士研究时,朗兰兹纲领是法国数学界一个有口皆碑的题目,数学家罗杰·戈德门特(Roger Godement)被称为是法国自守形式之父,他在法国向大家广泛介绍朗兰兹纲领和自守形式的研究,对当时的数学家产生了巨大影响,包括洛蒙教授。 “当时,几乎所有的数学家都在作自守形式的研究,好多人来到这个领域,几乎所有做自守形式的人都与戈德门特有关,他们很强,这个领域非常活跃……几乎数学系所有的学生都想证明这个难题,在洛蒙教授的建议下,我从1993年开始研究朗兰兹纲领的问题。” 1997年,25岁的吴宝珠在法国第十一大学获得博士学位,“在我的博士论文里,我解决一个非常类似于基本引理的问题,也开始明白,解决问题的关键应该是针对迹公式的一个几何模型。” 从1998年开始,他成为法国国家科学研究中心(CNRS)的研究员,在巴黎第十三大学工作,这是他的第一份工作,当时,他的目标是希望有一天能证明朗兰兹纲领的基本引理。 吴宝珠说:“法国的系统非常不同于美国。在美国,获得博士学位后,需要做2~3年的博士后,有相当大的压力发表论文,然后再申请工作;当获得一份工作后,又有发表文章的压力。在法国,我没有这些压力,我不需要生产论文,我所需要做的是作好数学研究。” 博士毕业后的第一个7年里,他不是教授,只是一般研究人员。“开始时,我与洛蒙教授一块做,当我回到朗兰兹纲领的基本引理问题时,我尝试用不同的方法,我得到新的想法。” 因为能做好的数学,吴宝珠在法国感到非常愉快。“CNRS类似于中国科学院,研究人员隶属于CNRS,也就是说CNRS为其支付薪水,却在相关大学里和教授们一起工作,而没有教学任务。我不知道这是好是坏,但我博士毕业后的那段时间真是黄金时光,我成为CNRS的研究员,这是一个终身职位,没有申请经费、发表文章、晋升职位和教学任务的压力,我所需要做的就是选择留在这里,用更多的时间作数学研究,而不是别的事。” 根据美国数学会MathSciNet的统计,迄今为止,吴宝珠共发表15篇论文。他说:“我没有兴趣写糟糕的论文,我只写几篇好论文。我的同事告诉我,‘不要浪费时间写糟糕的论文,一篇好论文胜过100篇垃圾论文’。 这不是我的方式,这是法国的标准。” 如果没有论文,同行怎么评价他的研究呢?“我每年都接受评估,我只需要报告我在这一年所做的事。法国国家研究委员会每5年评估我一次,我向他们报告我已经做的事和打算做的事,如果他们感觉不错,给我一个好评价,CNRS就继续支持我。”吴宝珠说。 在基本引理的证明中,2003年是一个转折点。“当时,我确切地想清楚了与几何学相关的每一个问题,事情变得顺畅、清晰,我相信我已经得到了新想法,但那只是开始。”那年夏天,他邀请洛蒙到越南河内观光,而洛蒙却对他的想法产生了兴趣,他们共同证明了基本引理的酉群情形。2004年,两人因此获得美国克莱研究奖。 2005年,经过专门的教师资格考试,33岁的吴宝珠成为巴黎第十一大学的教授,也是在这一年,他成为越南有史以来最年轻的正教授。 普林斯顿高等研究院的贵宾 “我想,最激动的时刻是得到解决这个问题的想法的那一刻,当时我非常激动。之后,我几乎被耗尽了,我得到了想法,但不知道所需要的细节,我写出了所有的细节,超过了200页。这是一个漫长的过程,这个过程充满痛苦和压力,曲折坎坷,其中一个严重错误,我用了两个月的时间去修正。”吴宝珠说。 对吴宝珠来说,朗兰兹纲领如此迷人,从博士研究生开始,他用了近17年的时间来做这个问题。 吴宝珠说:“每个数学家都明白它的重要性,如果你知道朗兰兹纲领,你就会用一种全新的方式去理解数学和几何。安德鲁·怀尔斯在费马大定理的证明中用了朗兰兹纲领中的思想,你可以看见它的美丽和力量,这真是激动人心的纲领。” 在证明了基本引理的酉群情形后,洛蒙不想再做了,但吴宝珠还想继续。“酉群情形不适用于普通形式,于是,我用了很长时间来做这个问题。但到2006年时,我几乎相信它是不可能证明了。” 事情在这时出现了转机。2006年,吴宝珠应邀到美国普林斯顿高等研究院访问,这是他第一次到这里访问。“大约是2006年12月的一天,与普林斯顿高等研究院的马克·戈瑞斯基(Mark Goresky)的交谈,为我的迷阵提供了失落的一角,我意识到我得出了证明,我相信我得到了一般情形下基本引理的证明。我用了一年多的时间得出完整的证明。” 那一次,吴宝珠本来打算在普林斯顿待3个月,但普林斯顿高等研究院希望他能待得长一些:5年。但是,他还是回到了法国,“因为我属于法国的CNRS,2007年,我再次回到普林斯顿,之后就一直呆在那里。” 2007年,他开始写论文,6月,完成了长达200页的第一稿。之后,他在法国举行的研讨会上报告他的证明,“有些人持怀疑态度,但绝大多数人相信我的证明。”回到普林斯顿后,他继续在许多讨论会上发表演讲。 “在5个月的时间里,我不停地举行讲座,努力解释自己的想法,纠正其中的错误,2008年5月,我将论文投递给法国《高等科学研究所数学出版物》,审稿时间比这长多了,只有极少数人能检查其中的细节,但我不知道他们是谁。” 到2009年底,几乎这个领域的每个人都相信吴宝珠真正证明了这个问题,美国《时代》周刊将朗兰兹纲领选为2009年度十大科学发现之一。《时代》的文章指出: “过去几年中,在巴黎第十一大学和普林斯顿高等研究院工作的越南数学家吴宝珠,用独创性的公式证明了基本引理,当这一证明的正确性在今年被检查并确认正确时,全世界的数学家终于松了一口气。在过去30年中,数学家在这一领域的工作都是在假定基本引理正确并且终将有一天会得到证明的基础上进行的。高等研究院数论学家萨纳克这样形容该成果:‘就好比人们在河对岸工作,等着有人能架好这座桥梁。突然之间桥梁架好了,每个人的工作都有了意义。’” 2010年1月,吴宝珠的论文《李代数的基本引理》(The fundamental lemma for Lie algebras)被法国《高等科学研究所数学出版物》接受发表。 吴宝珠说:“我知道《时代》杂志的评选结果,但我不知道他们是怎么知道这件事的。” 芝加哥大学的邀请 “他是我们这个时代伟大的数学家之一,非常聪明。我真的期望这个年轻人还会做出伟大的事。” ——罗伯特·费弗曼 芝加哥大学物质科学院院长、数学系教授 当然,还有一个人为基本引理的证明而特别兴奋,他就是罗伯特·朗兰兹。这位曾经一度离开这个领域的王者,如今又回来了。 “当朗兰兹写出基本引理的公式时,他一定认为这是容易证明的一个定理。他和学生花了10年的时间来证明它,这也是他将之称为基本引理的原因。但他遇到了越来越多的几何学问题,这些问题在他那个时代还看不清楚。他离开了自守形式领域,开始从事数学物理的研究。当他第一次在巴黎看到我用新的方法证明基本引理时,他非常高兴,又重新回到自守形式领域。也许是我鼓励了他,但我并不确切地知道他回来的理由。”吴宝珠说。 2010年,吴宝珠和朗兰兹合作发表了一篇论文。 2010年1月,芝加哥大学发表公告,宣布吴宝珠接受邀请,将于2010年9月以正教授身份正式加入芝加哥大学数学系。 谈到吴宝珠,芝加哥大学数学系主任康斯坦丁说:“他证明了一个基本结论,一个称为基本引理的猜想,这样命名是因为它代表了朗兰兹纲领进展的一个关键大门……吴的证明戏剧化地打开了这扇门。” 为什么决定去芝加哥大学呢?吴宝珠说:“芝加哥大学给了我非常好的条件,如果喜欢,我可以教书,如果我只想作我的研究,我就可以停止教书。我有终身教授的职位,我能做我想做的事。在法国,如果你是一位教授,那你必须教书,有繁重的教学任务,但在芝加哥,他们没有要求我必须教书,他们支持我。而且,在芝加哥大学,许多人做的数学都是我喜欢的,像罗伯特·科特维茨(Robert Kottwitz)、Alexander Beilinson、Kazuya Kato、Vladimir Drinfeld、Spencer Bloch 等,所以,那里有更多的同事可以谈论数学。” 芝加哥大学的数学家罗伯特·科特维茨曾和来自普林斯顿大学(高等研究院)的两位同事Mark Goresky和Robert MacPherson合作,发展了解决朗兰兹纲领基本引理问题的方法,吴宝珠说:“除了我的博士导师洛蒙,科特维茨教授对我有相当大的影响,我习惯每年到芝加哥大学,他总是慷慨地告诉我许多想法,他没有和我竞争,他帮助我澄清了许多问题。” 吴宝珠决定到芝加哥大学的另一个重要原因是为了孩子,“因为芝加哥有非常好的实验小学和中学。” 2010年初,吴宝珠加入法国国籍,“当我在法国时,我有法国永久居留证,所以没有必要成为法国公民。但当我决定到美国后,我再回法国就不容易了。在法国,我是离职而不是辞职,我保留了在法国大学的职位,我希望能经常回法国与朋友和同事交谈,而在美国要获得法国签证是很难的。” “与数学在一起是愉快的” “参加好的讨论班非常重要,要不停地与人说话,我第一年参加讨论班时,一个字也听不懂,但我还是坚持听下去了。” 从一名国际奥林匹克数学竞赛冠军成长为数学家,吴宝珠说这不是一件容易的事,并不是所有的奥数冠军后来都以数学为职业,然而,在越南,几乎所有的数学家都来自奥数获奖者。 回顾自己的数学之路,吴宝珠说:“参加奥数竞赛不同于作数学研究。参加奥数竞赛,你需要在有限的时间里精通各种技能,这有助于人们解决复杂和技巧性的问题,有助于帮助学生理解复杂的具有挑战性的数学问题;但危险是,它们没有尊重数学自然的简洁和美。是否成为一名数学家主要取决于个人,以及他对数学的品位,但这种转化不是直接的。我认为,对数学家来说品位非常重要。” 如何才能培养自己的数学品位呢?“培养品位需要相当长的时间与数学在一起,花时间学习。” 谈到对开始作数学研究的学生们的建议,吴宝珠说:“在法国,学生要参加许多基础课程和好的讨论班。在本科生阶段,你能从讨论班学到好的品位;在好的数学家的演讲中,看他们怎么提出问题、怎么产生对它的兴趣,怎么谈论它,怎么证明它。我有幸参加了很多讨论班和项目,从中学到许多东西。在博士研究生阶段,我自己证明了问题,但如果没有参加讨论班,我不可以选择问题。” 吴宝珠夫妇有三个孩子,太太全职在家,不外出工作。在通常情况下,他在办公室作研究,“工作时,我不和任何人说话。在家里,当我感到压力不大时,我会和孩子们聊天,当她们睡着后,我就开始工作了。我也睡觉,但睡觉的时间不多。” 谈到数学,他说:“当你想作数学研究的时候,与数学在一起是愉快的。在数学中,你会感到它的自然;数学是描述世界的最美语言,它很简单,因此也是最经济的语言,不多也不少。” 吴宝珠用英文接受记者采访,他的英文是自学的,“因为我读了很多书和论文,读书一直是我最喜欢的休闲活动。” 谈到未来,吴宝珠说:“我只是证明了纲领的基本引理,不是整个纲领。我们的下一个目标是整个朗兰兹纲领,基本引理只是它的基础,是其中一座小山峰。爬过这座山峰后,现在可以瞭望朗兰兹纲领了。前面是一座大山,我们的问题是如何爬上去。其中一件事是朗兰兹回来了,他将为我们指示解决整个纲领的新路线。我认为,整个纲领也许需要我一生的时间。”(季理真为美国密歇根大学教授;清华大学数学系博士生吴朝中对本文亦有贡献) 《科学时报》 (2010-11-18 A3 综合)
1937 次阅读|0 个评论
[转载]张益唐:孤独的数学家
chenhuansheng 2013-10-11 16:21
张益唐:孤独的数学家 ​ “我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。 2012年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 2013年4月17日,一篇数论论文被投递到纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》。不到1个月,论文所涉及领域的顶级专家罕有地暴露自己审稿人的身份,信心十足地向外界宣布:这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。这位评审人就是当今最顶级的解析数论专家亨利·伊万尼克。 顶级专家的高度评价被科学界的泰斗级期刊《自然》敏锐地捕捉到了;2013年5月13日,《自然》催生了一次历史性的哈佛演讲。这篇文章的作者、一个学术界的“隐形侠”,第一次站在世界最高学府的讲台上,并告诉世人:我走进了世纪数学猜想的大门!哈佛的讲台下面座无虚席,连过道上都站满了人。演讲内容被即时传到网上,网上不少人在刷新网页等待最新消息。 2013年5月14日,《自然》在“突破性新闻”栏目里,宣布一个数学界的重大猜想被敲开了大门。5月18日,《数学年刊》创刊130年来最快接受论文的纪录诞生了。 世界震动了!5月20日,《纽约时报》大篇幅报道了这个华人学者的工作。文中引用了刚刚卸任《数学年刊》主编职务的彼得·萨纳克的讲话:“这一工作很深邃,结论非常深刻。”5月22日,老牌英国报纸《卫报》刊登文章,文章的标题是:鲜为人知的教授在折磨了数世纪数学精英的大问题上迈进了一大步。印度主流报纸把作出这一非凡贡献的人,与印度历史上最伟大的天才数学家拉马努金相媲美。 这位作出重大数学突破的就是张益唐,由于对数学界最著名的猜想之一孪生素数猜想的破冰性工作,使他从默默无闻的大学讲师跻身于世界重量级数学家的行列。 这是一个永久的疑问:为什么要研究数学猜想?短视地回答这个问题很困难。纯粹数学的研究很像体育比赛。刘翔跑得那么快有什么用?世界短跑纪录的刷新、跳高纪录的刷新到底有什么用?但这并不妨碍每四年一次的奥运会。很多数学大猜想的突破很像顶尖高手的棋艺对决,是世界纪录的突破。 孪生素数猜想 变大海捞针为泳池捞针 远在中古时代,人类社会就产生了自然数的概念,人们也因此创立了一个古老而漂亮的数学分支:数论。数论里面一个重要的概念就是素数,指的是那些只能被1和其自身整除的数,比如5、7、11、19等。 张益唐所做的工作和素数有关,尤其和所谓的孪生素数有关。孪生素数是指差为2的素数对,即p和p+2同为素数。前几个孪生素数分别是(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。2011年,人们发现目前为止最大的孪生素数共有20多万位数。但这个数后面再多找一对孪生素数都要花至少两年的时间。 那么会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?数学家认为答案是否定的。几百年前就有个孪生素数猜想:有无穷多个素数p,使得p与p+2同为素数。但至今人们都不知如何证明这个猜想。 张益唐在《数学年刊》上发表的这篇题为《素数间的有界距离》的文章,证明了存在无数多个素数对(p, q),其中每一对中的素数之差,即p和q的距离,不超过七千万。 如何理解张益唐的结果呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥·帕蒂拉举了个有趣的例子:假如在素数王国里素数只能找邻近的同类结婚,那3、5、7、11这种小素数找对象都很容易。但是素数越大,对象就越难找。但是根据张益唐的发现,素数和下一个素数的距离,应该小于或等于七千万。孤独的数字不会持续孤独下去,总有另一个素数与之匹配。换言之,对于“大龄光棍”素数来说,七千万步之内,必有芳草。 七千万听起来是个巨大的数字,但在数学上只是一个常数而已。虽然它和孪生素数猜想的距离为2的结果还有十万八千里,但用张益唐的方法把七千万缩短到几百以内也是指日可待的事情。实际上,在文章被公布于众后,短短的一个月以内,七千万就被菲尔茨奖获得者陶哲轩发起的网上讨论班缩小到六万多。 张益唐起到的作用就是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。 非凡探索路 演绎一个数学神话 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。为了潜心研究数学,他几乎把自己与世隔绝,在美国的偏远省份“潜伏”下来。他的妹妹曾在网上发寻人启事寻找哥哥。当时在美国当教授的老同学给他妹妹回了个电邮,表示他哥哥健康地活着,在钻研数学呢。 张益唐于1955年出生于北京。他1978年考进了北京大学数学系。北大1977年没有招生,所以他是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。 1978年第1期《人民文学》发表了作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了数学家陈景润刻苦钻研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真实故事,一时间陈景润和哥德巴赫猜想变得家喻户晓。像那个时代很多有志青年一样,张益唐也是被徐迟的文章、被陈景润的故事、被哥德巴赫猜想引导到数学系,以致终身投入到数学中去。 4年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础。那时的北大教书育人之风极强,最顶尖的教师都在讲台上耕耘。北大也有很多眼界很高的老师,学富五车,但不轻易落手写小文章,可谈起大问题颇为津津乐道,这让年轻的张益唐“中毒”匪浅。这也奠定了他一辈子只做大问题、不为小问题折腰的风格。张益唐也是1978级公认的数学学习尖子。 张益唐1982年毕业后跟随著名数论专家潘承彪读了3年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大数学系校友,毕业后在各自的岗位上做出了非凡的精彩。 张益唐总是说在潘承彪的指导下他在北大打下了非常扎实的数论基础。 1985年,张益唐来到了位于美国的名校普渡大学读博士,成为抗日名将孙立人和物理学家邓稼先的校友。 但张益唐在普渡的六七年是不堪回首的时光。他在美国的导师是代数专家莫宗坚。张益唐的研究课题是导师的专长——雅可比猜想,但苦干了7年,得到的结果乏善可陈。眼界极高的张益唐不屑把博士论文结果整理出来发表。更糟糕的是,他和导师的关系糟得一塌糊涂。这里有学术上的冲突,也有性格上的不和。 因为博士论文的结果没有发表,加上导师连一封推荐信都不愿意写,张益唐毕业后连个博士后的工作都没有找到。 一面要继续做数学,一面还要糊口。毕业后的前六七年他干过很多杂活,包括临时会计、餐馆帮手、送外卖。你能想象一代北大数学才子、数学博士数年间在快餐店、在唐人街餐馆打工的情形吗?看到这里,你是否对“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨”有更深刻的理解呢? 1999年后,张益唐又回到了学校,到美国的新罕布什尔大学做助教、讲师。新罕布什尔大学是成立于1866年的一所综合性公立大学。虽然教学量比较大,比起研究系列的教授、副教授的工资性价比低很多,但能回到学校,做自己驾轻就熟的事情,还能利用图书馆、办公室作研究,对一个胸有大志的数学人来说,应该是非常满足的了。 在新罕布什尔大学的14年是张益唐研究的黄金期。不需要研究经费,凭自己坚实的数学功底,充满智慧的大脑,以及潜心钻研的精神,他终于演绎出数学史上的一个神话。2012年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 校友情深 助千里马奔腾 张益唐的成功路上有众多的朋友帮助,特别是北大校友的帮助。 一位北大化学系的校友在上世纪90年代开了几家赛百味连锁店。他听北大校友说张益唐在逆境中还在作数学的大问题,很想资助张益唐,但又怕被拒绝。所以他就想了一个点子,每个季度请张益唐来帮助给这些连锁店报税,让张益唐用简单数学来得到较为轻松的报酬,同时有较多时间去研究数学大问题。 张益唐一辈子的转折点是落脚新罕布什尔大学。促成这件事的有两个主要人物,他们是北大数学系1980级的校友唐朴祁和葛力明。 毕业于湘潭一中的唐朴祁是1980年湖南省高考状元,是张益唐在北大时的系友、普渡大学读博士时的同学。1999年初,已经在美国大计算机公司工作的唐朴祁去纽约参加学术年会时,找到在纽约打工的张益唐,聊到自己在计算机网络研究中遇到的一个数学难题。大约3周以后,张益唐居然想出了解决问题的基本思想,最后产生了两人的一个软件合作专利。据说这个专利已经在计算机网络基础设施领域有广泛应用。三个星期啃下一个有广泛实际用途的计算机算法难题,让张益唐顿觉宝刀不老,信心大增。唐朴祁也对老友的数学实战功夫印象深刻。 同年晚些时候唐朴祁与在新罕布什尔大学工作的葛力明见面,他提到张益唐的强大分析实力和当时的艰难处境。作为学长的张益唐不仅做过他们的习题课老师,也是上世纪80年代他们自己组织的大学生讨论班上的常客。此时已是大学教授的葛力明似乎更有条件帮一下他们的朋友和老师。这次会面时,唐朴祁已经不知道张益唐的准确工作地点。经过一番周折,葛力明在美国南方的一个赛百味快餐店联系上了张益唐,两三天后,张益唐就来到新罕布什尔大学了 。每过几天,张益唐都会说,有进展,应该很快就出来了。他是指自己正在攻克的一两个世界难题。但时间过得很快,两个月、三个月,两年、三年……14年后,张益唐轰动性的工作终于横空出世了。 当然,在美国大学里要留一个没有多少学术资历的人14年肯定不是一件简单的事,中间也有酸甜苦辣的故事。这里的主要帮手还是系里的明星教授葛力明。 葛力明过去的10年一半时间在中国科学院数学院工作,教书育人,深得国内同行的好评;同时由于在研究领域的国际声誉,他也是新罕布什尔大学数学系的大教授。难能可贵的是,作为学弟,在执迷于数学的学长最困难的时候,他真正做到了出手相助。 思考张益唐 释放学术研究正能量 张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不苟。在大学任教,年近60还只是个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他处之泰然,不改其志。 难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有!张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭策。 2013年5月20日,耶鲁大学法学教授斯蒂芬·卡特在《彭博》上撰文《可以是电影明星的数学家》,他认为张益唐的励志故事是一个很好的电影题材。网上也有人建议文学家、编剧、导演们可以把张益唐的故事搬上银幕,拍出比《美丽心灵》更美的电影。 张益唐做过学生会主席,具有演讲天才,喜欢文学、音乐,是NBA球赛的铁杆球迷,还可以喝一斤二锅头没感觉。他应该是新时代数学家的好代言人。 成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐自己想做的事情是什么呢?他还在瞄着迄今未解决的另一个大猜想。我们希望他能够在平静中再创神话。 ( 作者系香港浸会大学教授 ) 《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊) 相关文章 我的同学张益唐 张益唐是北大1978级学生,我是低他两届的北大数学系系友。加上研究生期间,我们在燕园里共同度过了6年时光。 在大学期间,张益唐数学成绩是很有口碑的。沉寂多年后,他在孪生素数问题上作出了巨大突破,大家都替他高兴。 这几年他在国外的艰苦和成功,有我的同学唐朴祁、葛力明的重要帮助,张益唐的同班同学、好友沈捷是我多年的学术合作者,从他们3位那里我得到了很多关于张益唐出国后的资料,在此表示感谢。 张益唐有很多故事,比如他能把班上所有同学的生日轻松记下来,每年都会给好朋友发电邮祝贺生日;只作大问题,对小文章毫无兴趣,以至毕业后找不到数学方面的工作,等等。 参加2013年5月武汉大学数学学院组织的科学计算国际会议期间,大家都在热议张益唐的数学突破和他这些年的坎坷。几位北大校友,包括沈捷、上海交通大学数学系主任金石、北京大学数学院常务副院长张平文,都觉得张益唐对数学的孜孜追求有很强的正能量,值得宣传鼓舞。在他们的鼓励下,还有唐朴祁、葛力明的大力支持下,我动笔写了这篇文章。 张益唐是我们这个时代的骄傲,他甘于寂寞、专注科研的精神值得我们学习,希望本文能够给读者传递一些正能量。( 汤涛 ) 《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊)
1641 次阅读|0 个评论
比尔·盖茨大二解决了数学家难题
热度 5 zyxkgq 2013-10-7 08:55
比尔盖茨大二时的数学作业,发表于SCI期刊《Discrete Mathematics》1979年27卷,47-57。(见下图),这可不是一般的SCI文章呀,是解决了数学家帕帕自己提出的Open Problem.可见其智商有多高。 出作业题的是Christos Papadimitriou(后面简称帕帕),帕帕是一位著名的数学家,希腊裔的美国人,目前也是美国工程院院士,当时他在哈佛大学任教。 课程结束后,帕帕老师布置了一道非常难的题目,他对此很“满意”,因为绝大多数学生都交了白卷,唯独一份一卷子让他眼前一亮——那就是比尔盖茨的答卷。 后来,帕帕老师找到盖茨,劝说他毕业之后跟自己做研究生。盖茨问他什么样的研究是比较Top的领域,他说你做的答卷就算是。 再后来,盖茨退学了,他要去干比学术更有挑战性的事业——创业,并且还拐走了他的一个师兄,去了不毛之地新墨西哥州建立了“微软”。不过,他的老师帕帕仍然把盖茨的作业整理了一下,以盖茨为第一作者发表在了一份专业的数学杂志《Discrete Mathematics》上。 多年之后,帕帕在香港的一个学术会议提到了这个故事,有人问他你后不后悔当初失去了盖茨这么一个优秀的学术苗子?帕帕说是有点后悔,不过我更后悔的是当初没有跟他一起去创业。 我想,看完这个故事,那些因为沉迷游戏、无所事事而导致成绩不好,大学学业无以为继的人,就不要拿盖茨也没读完大学来安慰自己了,呵呵。 (好多人对比尔盖茨的名字有疑问,其实他的名字William Henry Gates,威廉·亨利·盖茨,而Bill则是William的昵称。)
个人分类: 人物记事|9037 次阅读|6 个评论
[转载]资料:中国数学家对英才教育的忧思
arithwsun 2013-10-6 11:16
资料:中国数学家对英才教育的忧思 这些文章都已经正式发表有些时间了,已经获得作者和相关杂志的授权,允许大家转载: 以色列的英才教育 法兰西英才教育掠影 考察报告-英国 KOMAL 匈牙利中学数学教育杂志“KöMaL”的作用 一本小册子给中学生的震撼 寻回美好的中学时代 谈数学教育的特殊性 数学教育技术化的现状和危害 可怕的幼儿数学教育 精英教育的迫切性与中国教育危机 加州大学的数学博士资格考试 华罗庚先生
个人分类: Book-W|3203 次阅读|0 个评论
我国数学家的原创成果:营养性死亡
热度 14 lix 2013-9-10 20:39
姚小鸥 老师博文 介绍一位数学家的历史学研究成果 , 介绍了江苏师范大学特聘教授孙经先的成果。但老邪认为,概念的创新比具体的数字更重要。孙教授用他的专长 -- 非线性泛函分析,导出了“营养性死亡”这一全新概念。 但是,显然有网友认为数字也重要,所以在 姚小鸥 老师博文评论中激烈争辩。比如说,究竟是什么时候发行粮票的?这其实没有什么好争辩的。统购统销政策的出台是 1953 年。既然国家统销,那么买粮就得有凭据。粮本好实施,但流通不便。出差的人总不能带着全家的粮本跑吧?而且异地认不认你这个地方的粮本也是一个问题。这样各地陆续发行自己的粮票。到了 1955 年,中央发行全国通用粮票,但各地仍可以发行自己的“地方粮票”。全国粮票除了全国通用以外,另外还配有食油指标,为全国人民考虑得特别周到。地方粮票另有一个问题是,地方一把手就有权宣布作废。比如四川的李井泉书记,在承诺调粮给中央后,就来这么一手,这是 1960 年的事。上海是 1955 年开始发行自己的地方粮票的。上海粮票最著名的是“半两”面额的票。但后来又有“两钱半”的粮票。这些都收集在《上海市粮油票鉴赏录》中。上海人的精打细算纪录, 1960 年被南京市粮食局发行的面额为壹钱的地方粮票打破。 ? 注意,跟营养性死亡的非线性一样,目前粮票,作为收藏品,其面额与其价值已经完全是非线性了。家中还保留着粮票的人注意了: 粮票 涨势迅猛钱景看好 三类票最具 收藏价 值 - 搜狐财经 。
个人分类: 生活点滴|6218 次阅读|13 个评论
《“饿死三千万”不是事实》——介绍一位数学家的历史学研究成果
热度 21 BMK 2013-9-10 00:55
2013年8月23日《中国社会科学报》A07版头条,发了表江苏师范大学特聘教授孙经先的“历史真像系列之一”《“饿死三千万”不是历史事实》。这篇文章的主要内容是,1983年国家统计局公布的三年困难时期人口大幅度减少(异常减少2644万人)的原因主要在于户籍管理漏洞所造成的误算。孙经先特聘教授的研究表明,这一时期的“营养性死亡”人数在250万以下。“完全性饥饿死亡”即饿死的人又“只是其中的一小部分”。 我因为写博文《关于九号院里的年青人》,才知道有这么一个名为孙经先的教授(过去没听说过该教授及其历史学)。上述博文中所记朋友说,在三年困难时期死亡人数统计方面得到过这位孙教授的帮助。读了《中国社会科学报》的这篇奇文,查了有关资料,才对他有了一些了解。 资料说,这位孙特聘教授是一位1948年出生的数学家,研究数学长达30年。得到过多种高级别的科研奖。近年来利用他的数学才能搞历史研究,时间不久,已有这样突出的成就。可喜可贺。以三年困难时期“营养性死亡”人数的统计结果而言,那位朋友的统计数字已经让我大吃一惊了。孙特聘教授竟更上层楼。得出的前述结论如得到中央肯定,中共中央党史研究室一定要汗颜,并当及时删改重版中共党史。由以上原因,这篇奇文值得向朋友们介绍。
7429 次阅读|85 个评论
数学家也能挣大钱
Bobby 2013-8-20 22:16
看了个文章和视频,颇有感触。古语说的好:“秀才改大夫,强如刚刀切豆腐”。我看数学家改做金融投资师,也有此效果。 腾讯播客 - 数学 , 常识和运气 —— 詹姆斯 · 西蒙斯的 MIT 演讲 http://video.mit.edu/ 华泰联合 - 策略研究:数学,常识和运气 .pdf 詹姆斯 · 西蒙斯 : 数学 , 常识和运气 詹姆斯 · 西蒙斯 : 数学 , 常识和运气 顺便欣赏: 美女古筝曲 6 首 / 古琴古筝名曲 精选 173首
个人分类: 科学感想|2551 次阅读|0 个评论
大数学家丘成桐广州机场事件真是小题大做
热度 17 laserdai 2013-8-18 21:48
刚看到多家新闻报导: 数学家丘成桐吐槽广州机场:官僚作风甚于全世界 说的是丘先生台湾飞广州,再转机海南,对广州机场的处理速度感觉到很慢,于是私下抱怨,结果被捅到媒体上。 国际著名华人数学家丘成桐在广州白云机场转机时,遭遇机场的拖沓服务,一气之下,向好友市政协对台事务顾问林健行发去电邮 吐槽 一番。之后, 16日傍晚,林先生向媒体反应,称自己的好朋友丘成桐先生在白云机场转机期间遭受了“不愉快”经历。林先生还将丘成桐发给他的一份繁体字电邮原文转发给了记者。 丘先生的私人 邮件原文如下:“今天我从台北经过广州到三亚,在广州转机用了两个半钟,差一点误时,官僚作风,甚于全世界,过护照检查,由三分钟到五分钟一个人,总共等了一个半钟,过安检,排队时才二十五人,却等了大半个钟,然后坐小车,人已到齐,因为小伙子要看报纸,又等好一阵子。以后能不经广州,就绝对不经,过香港可也!何时广东子弟,沦落如是。” 林先生解释说,丘教授平时脾气很好,但他在邮件中“ 以后能不经广州,就绝对不经”这话说得挺重的 ,“我想这次应该是让他非常不开心。他给我发的这个邮件,本意是好友间私下交流一下的, 但我作为一名老广州人感觉到有些坐不住 ,。。。” 想必丘先生的确是小题大做了!您在咱们科技界大名鼎鼎,出了门就啥也不是,别把自己看得太高了,是不是? 赢家也不能通吃,您在咱科技界吃得相当开,可是那机场不是科技界,您不能这样叱咤风云的,没准是旅途劳累,心急上火上火,还是那天航班上喝多了? 你咋不买公务舱甚至头等舱的机票?那样都有快速通道的,可以免得咱小民待遇的。您那张破机票,呵呵,忍一忍就算了。 可叹!知识分子一员,要命清高!现在国内讲究的是有钱,您每年来国内多次,这点常识都不了解吗? 尊重知识,尊重人才,都是美丽的口号!钱大爷一出来,就全部躲远了。你看这两天基金结果一出来,科学网变成了什么?不都是钱大爷闹的? 数学家丘成桐吐槽广州机场:官僚作风甚于全世界 http://news.xinhuanet.com/politics/2013-08/18/c_116982897.htm 华人教授转机险误时:广州机场官僚作风甚于世界 http://www.chinanews.com/sh/2013/08-18/5174764.shtml
个人分类: 社会文化历史|5964 次阅读|33 个评论
论“上帝”、杰出的思想家(数学家&科学家)、俗人与傻子
热度 1 张能立 2013-8-12 18:39
  世上除了“上帝”之外,人可以分为“圣子”、杰出的思想家(数学家科学家)、俗人和傻子。“上帝”无疑是世界上最聪明的,因为,按照弥尔顿(Milton)对“圣子”的描述:   “他手持上帝取之不尽的仓库中业已备好的金圆规,为这个宇宙和所有受造之物划出界限。他以圆规的一脚为中心,另一脚绕行在广袤深远的黑暗空间中旋转,并且说:‘能延伸多远,你的边界就有多远:哦,世界,这就是你的范围的权限!’”   认为“上帝”最有智慧的理由在于,他可以“无中生有”,创造出整个宇宙世界。就智慧高低程度排序而言,“上帝”以下,依次排序为:杰出的思想家(数学家科学家)、俗人、傻子。   就杰出的思想家(数学家科学家)而言,欧几里得用五条公理和五条公设构建了世界 ,在欧几里得基础之上,牛顿用以他名字命名的运动定律构建了世界 ,莱布尼兹用“可计算性”和“集合”构建了世界 ,达尔文用“物竞天择、适者生存”演化论构造了世界 ,孟德尔用基因构造了世界 ,爱因斯坦在牛顿力学基础之上,用“光速不变原理”和“狭义相对性原理”构建了世界   如果没有上述等这些杰出的思想家(数学家科学家),那么,就不会有蒸汽机、汽车、飞机、宇宙飞船、计算机、网络、手机等地球上从未有过的物品出现,人类社会就不会出现农业文明向工业文明、信息文明、知识文明进化的过程。   就俗人而言,俗人只能按照伟大的思想家(数学家科学家),照葫芦画瓢来解释世界。愚昧的人,连按照伟大的思想家( 数学家 科学家),照葫芦画瓢来解释世界都不肯做,一方面只愿意随着性子来解释世界,另外一方面用“爹亲、娘亲,不如M主席亲”这类貌似天然成立的东西,来构造世界。“爹亲、娘亲,不如M主席亲”这类东西脑子里面越多,人越愚蠢,这是自然而然的事情。愚蠢之人可爱之处,就是认定了愚蠢的想法,还美其名曰:追求自由、挑战权威和个性解放。   人一辈子能够做一个俗人,其实是人生造化,因为,虽然没有发现真知和真理,但至少是追随伟大的思想家(数学家科学家)的足迹,与真知和真理为伍。   人生最可悲的地方,就是一辈子是一个傻子,但浑然不知,还自得其乐。   总之,任何人都可以用自己的观点来构造世界,但是,如果自己的这种构造,不能对物质世界有任何影响,这类构造只能说是臆想。偶尔臆想可以认为是思维的“变异”,或许对于发现新真知有所益处。如果一个人的思维长期处于臆想,那么这个人在“上帝”那里,其实就是一个傻子。   要想挽救自己,要想“救救孩子”,我们家长必须拒绝做“傻子”,立足做“俗人”,舍此并无它途!   补充说明:本人目前不是基督徒。   参考文献:   1、【美】安德鲁.迪克森.怀特著,鲁旭东译,《科学--神学论战史》,商务印书馆,2012,p15。   2、欧几里得几何 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%AC%A7%E5%87%A0%E9%87%8C%E5%BE%97%E5%87%A0%E4%BD%95   3、牛顿运动定律 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%89%9B%E9%A1%BF%E8%BF%90%E5%8A%A8%E5%AE%9A%E5%BE%8B   4、莱布尼兹 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%8E%B1%E5%B8%83%E5%B0%BC%E5%85%B9   5、达尔文 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9F%A5%E5%B0%94%E6%96%AF%C2%B7%E8%BE%BE%E5%B0%94%E6%96%87   6、孟德尔 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%9F%E5%BE%B7%E5%B0%94   7、爱因斯坦 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%88%B1%E5%9B%A0%E6%96%AF%E5%9D%A6   8、狭义相对论 http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%8B%AD%E4%B9%89%E7%9B%B8%E5%AF%B9%E8%AE%BA
个人分类: 教育|3055 次阅读|2 个评论
记一位错失“数学家”梦想的中学同学
热度 16 lqs321 2013-8-11 18:39
周承义先生是我初中和高中同学,他从小酷爱数学,梦想长大后当一个数学家。我们初中不在一个班,所以基本没有什么来往,以致后来他说初中和我同在吉安县中时我还不信。他告诉我,当时他在初中一班,我在三班,难怪我在初中全班同学的毕业合影照片中找不到他的身影。 1962 年我们同时考取了当时吉安县唯一具有高中的“永阳中学”,而且同班。周承义同学学习成绩一贯出色,矮矮的个子,白白胖胖的小子一个,一看就是一个极其聪明的样子。所以我这个学习平庸者自然和他这样的学习尖子来往不多。我相信这种情况大家都很熟悉,“物以类聚人以群分”,学习好的同学之间来往较多很正常。当年我和一位小学、初中、高中均为同班的胡瑞华同学来往最多。我们两家距离只有几里路,主要是我们属于“一路货色”,我们俩的成绩当时在高中最多属于年级中等偏下水平。高中期间是我家里经济最困难时期,我不能全身心投入学习,几乎每个周末还要回家帮父母亲干“自留地”(当时政府分给每个家庭有限的可以自由种植庄稼的土地)农活。 1965 年我们高中毕业参加高考,周承义同学以出色的数学功底和才华如愿以偿考取了厦门大学数学系,是我们班当年高考成绩最好的少数几个同学之一,成了著名数学家陈景润的校友和小学弟。而我则考取了以艰苦行业著称的北京地质学院地球物理勘探系,胡瑞华考取了江西省景德镇陶瓷学院。我作为来自农村,一个农民的儿子,吃苦实在算不了什么,所以,我对高考的这个结果非常满意。要用现在话说,我当年可能属于超常发挥,否则再努力也考不上这个有点名气的“首都八大学院”之一的重点大学(温家宝总理母校)。当年位于北京市海淀区学院路的八大学院涉及的主要学科在学校名字上就看的一清二楚,它们涵盖了我国一些重要国民经济和国防行业,航空、医学、地质、钢铁、石油、煤炭(矿业)、林业和农业机械化等行业。八个大学当年都是全国重点大学,是国家于 1952 年学习前苏联高等教育体制创建的单科型大学。而今这些学校分别改名为北京航空航天大学、北京大学医学部、中国地质大学(又分北京和武汉)、北京科技大学、中国矿业大学(分北京和江苏徐州)、中国石油大学(北京和山东东营)、中国农业大学(一个校区)、北京林业大学。因为,按我平常成绩正常发挥最多能考一个好一点的二本大学就算不错了,所以我当年高考志愿重点放在二本,记得第一志愿是江西工学院(现在南昌大学重要组成部分)。 周承义同学告诉我,当年厦门大学数学系一、二年级不分专业,要到三年级后才开始分专业,这应该是现在一些大学才开始实行的一、二年级学习通识课程的早期样板。当然由毛主席亲自发动和领导的无产阶级文化大革命,彻底摧毁了他的数学家之梦。他也对自己母校厦门大学真是又爱又狠,毕业 43 年还没有回去过一次,看看现在素有全国最美校园之称的母校,至今和大学同班同学也没有什么联系。 由于我和周承义同学之间学习成绩的显著差异,高中期间我只能以仰视目光佩服他,在心底里下定向他学习的决心。心想三十年河东三十年河西,我一定要努力学习赶上他,所以,我们在整个高中阶段来往并不多。文革期间我们各自在大学里“闹革命”,整个大学 5 年中有 4 年是在轰轰烈烈的无产阶级文化大革命中度过,还谈什么学习。文革中我串联曾经去过上海,在上海交通大学和华东政法学院同学那儿玩过,没有去过厦门大学,因为那时我们年轻的大学生主要去几个“革命圣地”朝圣(我们步行去了延安),学习革命和阶级斗争。很有意思的是我俩之间虽然没有什么联系 ,但冥冥之中似 乎心相连。我于 1969-1970 年在江西省弋阳县生产实习(实际上当时林彪发出一号备战令,北京高校和很多机关向外疏散)。 1970 年春节期间,我从实习地江西弋阳回吉安老家过年,先乘火车到樟树,然后从樟树换乘汽车到吉安(当时吉安还没有通火车)。在樟树火车站下车走到汽车站途中,远远看到在我前面一个矮胖个子的人很像周承义,我赶忙走上前去从旁察看果然是他,分别近 5 年,樟树偶遇我们很是兴奋。我们一起从樟树乘汽车到吉安后,由于没有赶上班车,我们两个竟然步行回家,一路聊天一路走,丝毫没有累的感觉。我路途回家要先经过他家。所以,在先走约 20 公里后到他们家吃午饭,至今记得受到他父母的热情招待,待我饭饱之后继续赶路回到我的家里,已是傍晚。那次偶遇情景,至今历历在目。 然而,在 1970 年那次樟树偶遇之后,我们之间居然 40 多年没有联系。一是当时通讯没有现在这样便捷;二是各自大学毕业后也是转战多地。我虽然留在学校工作,但一开始在北京地质学院湖北丹江口校办“五七地质队”, 2 年后又迁回北京, 3 年后从北京迁到武汉现在这个地方。所以,真正稳定下来也是 1975 下半年的事。后来我才得知周承义 1970 年毕业后分配到江西一个 农场,一年后再次分配到老家的吉安县凤凰中学教初中,直至 2006 年 退休。 他告诉我,在这几十年的中学教书生涯中,最有成就感和让他珍惜的是他和很多学生之间建立起来的深厚感情。例如,有一年他带的毕业班同学照毕业合影,由于他临时不在学校,学生们竟然说,周老师不在我们不照,彰显出他和同学们之间那种“鱼水之情”,十分难得。 周承义性格比较内向,可能搞数学的人都有这个“毛病”,所以,在老家中学教书几十年,居然与近在咫尺的高中同学没有什么来往。据他说,几十年间只碰到过很少几个同学,直到最近些年我从县城工作同学中才打听到他家里电话(至今没有手机),经常在电话中诉说离别数十年的情感。 最近我和周承义老同学电话聊天,我向他详细介绍了我退休后的生活安排,一方面继续力所能及做点科学研究,慢慢适应退休生活环境,因为,如果退休时生活习惯改变过于激烈身体很容易出毛病;另一方面就是开通了科学网,总结几十年来的人生体验,写成文章在科学网上发表出来,供现在年轻人参考,算是给社会发展提供点正能量。从现在提交的 180 多篇博文看,正面回应占大多数。他听了后叫我能否给他寄一些这方面博文文章去,老兄从不玩电脑,所以不能从科学网直接阅读我的博文,退休后除了做个“孝子贤孙”(孝顺儿子、贤惠孙子)外,就是玩玩纸牌。我按照他的要求挑选了若干篇有关一些回忆及人生感悟方面的文章给他寄去。近日收到他的来信,洋洋洒洒 6 页,看了着实让我感动。信中除了赞扬我的博文外,主要介绍他几十年的经历。我对他错失“数学家”梦想有了切身感受,并为他深感遗憾。事情经过是这样的, 1970 年他毕业分配到江西一个农场,我在相关博文中介绍过。由于当年还处在文革的乱世中,生产单位秩序混乱,很多单位没有接受大学生,例如江西省和湖南省就将分配来的大学生统统放在农场锻炼,一年后他分到老家这所中学教书。周承义在给我 的信中说,尽管在老家中学教了几十年书,然而数学家的梦想一直 萦绕心头。毕业几年后他听说厦门大学决定招收部分 1968-1970 届毕业生“回炉”学习后可能留校任教,如能如愿也可以园他的数学家之梦。后来由于种种原因没有成功,看来他命中注定当不成数学家了。 打算今年国庆节期间利用回老家看望老母亲机会,专程去凤凰镇拜访周承义同学,看看这个小老头 43 年的变化,同时邀请他到武汉小住几日,听听他对数学家梦想破灭的感想。其实,到了我们这个年纪,心情舒畅和快乐是头等重要的事情。因为,功名利禄都已经成为了过眼烟云,无论你在职当官时那种威风凛凛也好,当教授在弟子面前呈现的威严也罢,现在退休后不都成了凡夫俗子一个吗!过快乐的退休生活是我们这些人的“第一要务”。 祝愿我所有老同学们身体健康,家庭幸福,生活愉快! 1965 年高中毕业时的周承义同学,头像取自高中毕业合影照 2013 年 8 月 10 日 武汉。
5753 次阅读|23 个评论
[转载]张益唐:孤独的数学家
yangsenhn 2013-8-5 09:39
作者:汤涛 来源:中国科学报 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近 60 岁,之前只 是个默默无闻的讲师。 2012 年 7 月 3 日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟, 20 多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 2013 年 4 月 17 日,一篇数论论文被投递到纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》。不到 1 个月,论文所涉及领域的顶级专家罕有地暴露自己审稿人的身份,信心十足地向外界宣布: 这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。这位评审人就是当 今最顶级的解析数 论专家亨利伊万尼克。 顶级专家的高度评价被科学界的泰斗级期刊《自然》敏锐地捕捉到了;2013 年 5 月 13 日, 《自然》催生了一次历史性的哈佛演讲。这篇文章的作者、一个学术界的“隐形侠”,第一 次站在世界最高学府的讲台上,并告诉世人:我走进了世纪数学猜想的大 门!哈佛的讲台 下面座无虚席,连过道上都站满了人。演讲内容被即时传到网上,网上不少人在刷新网页等 待最新消息。 2013 年 5 月 14 日,《自然》在“突破性新闻”栏目里,宣布一个数学界的重大猜想被敲开 了大门。5 月 18 日,《数学年刊》创刊 130 年来最快接受论文的纪录诞生了。 世界震动了!5 月 20 日,《纽约时报》大篇幅报道了这个华人学者的工作。文中引用了刚 刚卸 任《数学年刊》主编职务的彼得萨纳克的讲话:“这一工作很深邃,结论非常深刻。” 5 月 22 日,老牌英国报纸《卫报》刊登文章,文章的标题是:鲜为人知的 教授在折磨了数 世纪数学精英的大问题上迈进了一大步。印度主流报纸把作出这一非凡贡献的人,与印度历 史上最伟大的天才数学家拉马努金相媲美。 这位作出重大数学突破的就是张益唐,由于对数学界最著名的猜想之一孪生素数猜想的破冰 性工作,使他从默默无闻的大学讲师跻身于世界重量级数学家的行列。 这是一个永久的疑问:为什么要研究数学猜想?短视地回答这个问题很困难。纯粹数学的研 究很 像体育比赛。刘翔跑得那么快有什么用?世界短跑纪录的刷新、跳高纪录的刷新到底 有什么用?但这并不妨碍每四年一次的奥运会。很多数学大猜想的突破很像顶尖 高手的棋 艺对决,是世界纪录的突破。 孪生素数猜想 变大海捞针为泳池捞针 远在中古时代,人类社会就产生了自然数的概念,人们也因此创立了一个古老而漂亮的数学 分支:数论。数论里面一个重要的概念就是素数,指的是那些只能被 1和其自身整除的数, 比如 5、7、11、19 等。 张益唐所做的工作和素数有关,尤其和所谓的孪生素数有关。孪生素数是指差为 2 的素数对, 即 p 和 p+2 同为素数。前几个孪生素数分别是(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。2011 年,人们发现目前为止最大的孪生素数共有 20 多万位数。但这 个数后面再多找一对孪生素数都 要花至少两年的时间。 那么会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?数学家认为答案是否定的。几百年前就有 个孪生素数猜想:有无穷多个素数 p,使得 p 与 p+2 同为素数。但至今人们都不知如何证明 这个猜想。 张益唐在《数学年刊》上发表的这篇题为《素数间的有界距离》的文章,证明了存在无数多 个素数对(p, q),其中每一对中的素数之差,即 p 和 q 的距离,不超过七千万。 如何理解张益唐的结果呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥帕蒂拉举了个有趣的例子:假如 在素 数王国里素数只能找邻近的同类结婚,那 3、5、7、11 这种小素数找对象都很容易。 但是素数越大,对象就越难找。但是根据张益唐的发现,素数和下一个素数 的距离,应该 小于或等于七千万。孤独的数字不会持续孤独下去,总有另一个素数与之匹配。换言之,对 于“大龄光棍”素数来说,七千万步之内,必有芳草。 七千万听起来是个巨大的数字,但在数学上只是一个常数而已。虽然它和孪生素数猜想的距 离为 2 的结果还有十万八千里,但用张益唐的方法把七千万缩短到几百以内也是指日可待 的事情。实际上,在文章被公布于众后,短短的一个月以内,七千万就被菲尔茨 奖获得者 陶哲轩发起的网上讨论班缩小到六万多。 张益唐起到的作用就是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。 非凡探索路 演绎一个数学神话 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近 60 岁,之前只 是个 默默无闻的讲师。为了潜心研究数学,他几乎把自己与世隔绝,在美国的偏远省份“潜 伏”下来。他的妹妹曾在网上发寻人启事寻找哥哥。当时在美国当教授的老同 学给他妹妹 回了个电邮,表示他哥哥健康地活着,在钻研数学呢。 张益唐于 1955 年出生于北京。他 1978 年考进了北京大学数学系。北大 1977 年没有招生, 所以他是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。 1978 年第 1 期《人民文学》发表了作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了数学家 陈 景润刻苦钻研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真实故事,一时间陈景润和哥德巴 赫猜想变得家喻户晓。像那个时代很多有志青年一样,张益唐也是被徐迟的文 章、被陈景 润的故事、被哥德巴赫猜想引导到数学系,以致终身投入到数学中去。 4 年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础。那时的北大教书育人之风极强,最顶尖的 教师 都在讲台上耕耘。北大也有很多眼界很高的老师,学富五车,但不轻易落手写小文章, 可谈起大问题颇为津津乐道,这让年轻的张益唐“中毒”匪浅。这也奠定了他 一辈子只做 大问题、不为小问题折腰的风格。张益唐也是 1978 级公认的数学学习尖子。 张益唐 1982 年毕业后跟随著名数论专家潘承彪读了 3 年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎 鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北 大数学系校友,毕业后在各自的岗位上做出了非凡的精彩。 张益唐总是说在潘承彪的指导下他在北大打下了非常扎实的数论基础。 1985 年,张益唐来到了位于美国的名校普渡大学读博士,成为抗日名将孙立人和物理学家 邓稼先的校友。 但张益唐在普渡的六七年是不堪回首的时光。他在美国的导师是代数专家莫宗坚。张益唐的 研究 课题是导师的专长——雅可比猜想,但苦干了 7 年,得到的结果乏善可陈。眼界极高 的张益唐不屑把博士论文结果整理出来发表。更糟糕的是,他和导师的关系糟得 一塌糊涂。 这里有学术上的冲突,也有性格上的不和。 因为博士论文的结果没有发表,加上导师连一封推荐信都不愿意写,张益唐毕业后连个博士 后的工作都没有找到。 一面要继续做数学,一面还要糊口。毕业后的前六七年他干过很多杂活,包括临时会计、餐 馆帮手、送外卖。你能想象一代北大数学才子、数学博士数年间在快餐店、在唐人街餐馆打 工的情形吗?看到这里,你是否对“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨”有更 深刻的理解呢? 1999 年后,张益唐又回到了学校,到美国的新罕布什尔大学做助教、讲师。新罕布什尔大 学 是成立于 1866 年的一所综合性公立大学。虽然教学量比较大,比起研究系列的教授、副 教授的工资性价比低很多,但能回到学校,做自己驾轻就熟的事情,还能 利用图书馆、办 公室作研究,对一个胸有大志的数学人来说,应该是非常满足的了。 在新罕布什尔大学的 14 年是张益唐研究的黄金期。不需要研究经费,凭自己坚实的数学功 底, 充满智慧的大脑,以及潜心钻研的精神,他终于演绎出数学史上的一个神话。2012 年 7 月 3 日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院 抽烟,20 多分 钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 校友情深 助千里马奔腾 张益唐的成功路上有众多的朋友帮助,特别是北大校友的帮助。 一位北大化学系的校友在上世纪 90 年代开了几家赛百味连锁店。他听北大校友说张益唐在 逆境 中还在作数学的大问题,很想资助张益唐,但又怕被拒绝。所以他就想了一个点子, 每个季度请张益唐来帮助给这些连锁店报税,让张益唐用简单数学来得到较为轻 松的报酬, 同时有较多时间去研究数学大问题。 张益唐一辈子的转折点是落脚新罕布什尔大学。促成这件事的有两个主要人物,他们是北大 数学系 1980 级的校友唐朴祁和葛力明。 毕业于湘潭一中的唐朴祁是 1980 年湖南省高考状元,是张益唐在北大时的系友、普渡大学 读 博士时的同学。1999 年初,已经在美国大计算机公司工作的唐朴祁去纽约参加学术年会 时,找到在纽约打工的张益唐,聊到自己在计算机网络研究中遇到的一个 数学难题。大约 3 周以后,张益唐居然想出了解决问题的基本思想,最后产生了两人的一个软件合作专利。 据说这个专利已经在计算机网络基础设施领域有广泛应 用。三个星期啃下一个有广泛实际 用途的计算机算法难题,让张益唐顿觉宝刀不老,信心大增。唐朴祁也对老友的数学实战功 夫印象深刻。 同年晚些时候唐朴祁与在新罕布什尔大学工作的葛力明见面,他提到张益唐的强大分析实力 和当 时的艰难处境。作为学长的张益唐不仅做过他们的习题课老师,也是上世纪 80 年代他 们自己组织的大学生讨论班上的常客。此时已是大学教授的葛力明似乎更有条 件帮一下他 们的朋友和老师。这次会面时,唐朴祁已经不知道张益唐的准确工作地点。经过一番周折, 葛力明在美国南方的一个赛百味快餐店联系上了张益唐,两三 天后,张益唐就来到新罕布 什尔大学了。每过几天,张益唐都会说,有进展,应该很快就出来了。他是指自己正在攻克 的一两个世界难题。但时间过得很快,两个 月、三个月,两年、三年……14 年后,张益唐 轰动性的工作终于横空出世了。 当然,在美国大学里要留一个没有多少学术资历的人 14 年肯定不是一件简单的事,中间也 有酸甜苦辣的故事。这里的主要帮手还是系里的明星教授葛力明。 葛力明过去的 10 年一半时间在中国科学院数学院工作,教书育人,深得国内同行的好评; 同时由于在研究领域的国际声誉,他也是新罕布什尔大学数学系的大教授。难能可贵的是, 作为学弟,在执迷于数学的学长最困难的时候,他真正做到了出手相助。 思考张益唐 释放学术研究正能量 张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不 苟。在大学任教,年近 60 还只是个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他 处之泰然,不改其志。 难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有! 张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭 策。 2013 年 5 月 20 日,耶鲁大学法学教授斯蒂芬卡特在《彭博》上撰文《可以是电影明星的 数学家》,他认为张益唐的励志故事是一个很好的电影题材。网上也有人建议文学家、编剧、 导演们可以把张益唐的故事搬上银幕,拍出比《美丽心灵》更美的电影。 张益唐做过学生会主席,具有演讲天才,喜欢文学、音乐,是 NBA 球赛的铁杆球迷,还可以 喝一斤二锅头没感觉。他应该是新时代数学家的好代言人。 成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉, 我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐自己想做的事情是什么呢?他还在瞄着迄今未解决的另一个大猜想。我们希望他能够 在平静中再创神话。
2117 次阅读|0 个评论
[转载]张益唐:孤独的数学家 ( 一个坚持梦​想的励志故事)
热度 1 bigdataage 2013-7-21 18:43
张益唐:孤独的数学家 一个坚持梦想的励志故事 “我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。 2012年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 2013年4月17日,一篇数论论文被投递到纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》。不到1个月,论文所涉及领域的顶级专家罕有地暴露自己审稿人的身份,信心十足地向外界宣布:这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。这位评审人就是当今最顶级的解析数论专家亨利·伊万尼克。 顶级专家的高度评价被科学界的泰斗级期刊《自然》敏锐地捕捉到了;2013年5月13日,《自然》催生了一次历史性的哈佛演讲。这篇文章的作者、一个学术界的“隐形侠”,第一次站在世界最高学府的讲台上,并告诉世人:我走进了世纪数学猜想的大门!哈佛的讲台下面座无虚席,连过道上都站满了人。演讲内容被即时传到网上,网上不少人在刷新网页等待最新消息。 2013年5月14日,《自然》在“突破性新闻”栏目里,宣布一个数学界的重大猜想被敲开了大门。5月18日,《数学年刊》创刊130年来最快接受论文的纪录诞生了。 世界震动了!5月20日,《纽约时报》大篇幅报道了这个华人学者的工作。文中引用了刚刚卸任《数学年刊》主编职务的彼得·萨纳克的讲话:“这一工作很深邃,结论非常深刻。”5月22日,老牌英国报纸《卫报》刊登文章,文章的标题是:鲜为人知的教授在折磨了数世纪数学精英的大问题上迈进了一大步。印度主流报纸把作出这一非凡贡献的人,与印度历史上最伟大的天才数学家拉马努金相媲美。 这位作出重大数学突破的就是张益唐,由于对数学界最著名的猜想之一孪生素数猜想的破冰性工作,使他从默默无闻的大学讲师跻身于世界重量级数学家的行列。 这是一个永久的疑问:为什么要研究数学猜想?短视地回答这个问题很困难。纯粹数学的研究很像体育比赛。刘翔跑得那么快有什么用?世界短跑纪录的刷新、跳高纪录的刷新到底有什么用?但这并不妨碍每四年一次的奥运会。很多数学大猜想的突破很像顶尖高手的棋艺对决,是世界纪录的突破。 孪生素数猜想 变大海捞针为泳池捞针 远在中古时代,人类社会就产生了自然数的概念,人们也因此创立了一个古老而漂亮的数学分支:数论。数论里面一个重要的概念就是素数,指的是那些只能被1和其自身整除的数,比如5、7、11、19等。 张益唐所做的工作和素数有关,尤其和所谓的孪生素数有关。孪生素数是指差为2的素数对,即p和p+2同为素数。前几个孪生素数分别是(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。2011年,人们发现目前为止最大的孪生素数共有20多万位数。但这个数后面再多找一对孪生素数都要花至少两年的时间。 那么会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?数学家认为答案是否定的。几百年前就有个孪生素数猜想:有无穷多个素数p,使得p与p+2同为素数。但至今人们都不知如何证明这个猜想。 张益唐在《数学年刊》上发表的这篇题为《素数间的有界距离》的文章,证明了存在无数多个素数对(p, q),其中每一对中的素数之差,即p和q的距离,不超过七千万。 如何理解张益唐的结果呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥·帕蒂拉举了个有趣的例子:假如在素数王国里素数只能找邻近的同类结婚,那3、5、7、11这种小素数找对象都很容易。但是素数越大,对象就越难找。但是根据张益唐的发现,素数和下一个素数的距离,应该小于或等于七千万。孤独的数字不会持续孤独下去,总有另一个素数与之匹配。换言之,对于“大龄光棍”素数来说,七千万步之内,必有芳草。 七千万听起来是个巨大的数字,但在数学上只是一个常数而已。虽然它和孪生素数猜想的距离为2的结果还有十万八千里,但用张益唐的方法把七千万缩短到几百以内也是指日可待的事情。实际上,在文章被公布于众后,短短的一个月以内,七千万就被菲尔茨奖获得者陶哲轩发起的网上讨论班缩小到六万多。 张益唐起到的作用就是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。 非凡探索路 演绎一个数学神话 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。为了潜心研究数学,他几乎把自己与世隔绝,在美国的偏远省份“潜伏”下来。他的妹妹曾在网上发寻人启事寻找哥哥。当时在美国当教授的老同学给他妹妹回了个电邮,表示他哥哥健康地活着,在钻研数学呢。 张益唐于1955年出生于北京。他1978年考进了北京大学数学系。北大1977年没有招生,所以他是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。 1978年第1期《人民文学》发表了作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了数学家陈景润刻苦钻研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真实故事,一时间陈景润和哥德巴赫猜想变得家喻户晓。像那个时代很多有志青年一样,张益唐也是被徐迟的文章、被陈景润的故事、被哥德巴赫猜想引导到数学系,以致终身投入到数学中去。 4年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础。那时的北大教书育人之风极强,最顶尖的教师都在讲台上耕耘。北大也有很多眼界很高的老师,学富五车,但不轻易落手写小文章,可谈起大问题颇为津津乐道,这让年轻的张益唐“中毒”匪浅。这也奠定了他一辈子只做大问题、不为小问题折腰的风格。张益唐也是1978级公认的数学学习尖子。 张益唐1982年毕业后跟随著名数论专家潘承彪读了3年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大数学系校友,毕业后在各自的岗位上做出了非凡的精彩。 张益唐总是说在潘承彪的指导下他在北大打下了非常扎实的数论基础。 1985年,张益唐来到了位于美国的名校普渡大学读博士,成为抗日名将孙立人和物理学家邓稼先的校友。 但张益唐在普渡的六七年是不堪回首的时光。他在美国的导师是代数专家莫宗坚。张益唐的研究课题是导师的专长——雅可比猜想,但苦干了7年,得到的结果乏善可陈。眼界极高的张益唐不屑把博士论文结果整理出来发表。更糟糕的是,他和导师的关系糟得一塌糊涂。这里有学术上的冲突,也有性格上的不和。 因为博士论文的结果没有发表,加上导师连一封推荐信都不愿意写,张益唐毕业后连个博士后的工作都没有找到。 一面要继续做数学,一面还要糊口。毕业后的前六七年他干过很多杂活,包括临时会计、餐馆帮手、送外卖。你能想象一代北大数学才子、数学博士数年间在快餐店、在唐人街餐馆打工的情形吗?看到这里,你是否对“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨”有更深刻的理解呢? 1999年后,张益唐又回到了学校,到美国的新罕布什尔大学做助教、讲师。新罕布什尔大学是成立于1866年的一所综合性公立大学。虽然教学量比较大,比起研究系列的教授、副教授的工资性价比低很多,但能回到学校,做自己驾轻就熟的事情,还能利用图书馆、办公室作研究,对一个胸有大志的数学人来说,应该是非常满足的了。 在新罕布什尔大学的14年是张益唐研究的黄金期。不需要研究经费,凭自己坚实的数学功底,充满智慧的大脑,以及潜心钻研的精神,他终于演绎出数学史上的一个神话。2012年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 校友情深 助千里马奔腾 张益唐的成功路上有众多的朋友帮助,特别是北大校友的帮助。 一位北大化学系的校友在上世纪90年代开了几家赛百味连锁店。他听北大校友说张益唐在逆境中还在作数学的大问题,很想资助张益唐,但又怕被拒绝。所以他就想了一个点子,每个季度请张益唐来帮助给这些连锁店报税,让张益唐用简单数学来得到较为轻松的报酬,同时有较多时间去研究数学大问题。 张益唐一辈子的转折点是落脚新罕布什尔大学。促成这件事的有两个主要人物,他们是北大数学系1980级的校友唐朴祁和葛力明。 毕业于湘潭一中的唐朴祁是1980年湖南省高考状元,是张益唐在北大时的系友、普渡大学读博士时的同学。1999年初,已经在美国大计算机公司工作的唐朴祁去纽约参加学术年会时,找到在纽约打工的张益唐,聊到自己在计算机网络研究中遇到的一个数学难题。大约3周以后,张益唐居然想出了解决问题的基本思想,最后产生了两人的一个软件合作专利。据说这个专利已经在计算机网络基础设施领域有广泛应用。三个星期啃下一个有广泛实际用途的计算机算法难题,让张益唐顿觉宝刀不老,信心大增。唐朴祁也对老友的数学实战功夫印象深刻。 同年晚些时候唐朴祁与在新罕布什尔大学工作的葛力明见面,他提到张益唐的强大分析实力和当时的艰难处境。作为学长的张益唐不仅做过他们的习题课老师,也是上世纪80年代他们自己组织的大学生讨论班上的常客。此时已是大学教授的葛力明似乎更有条件帮一下他们的朋友和老师。这次会面时,唐朴祁已经不知道张益唐的准确工作地点。经过一番周折,葛力明在美国南方的一个赛百味快餐店联系上了张益唐,两三天后,张益唐就来到新罕布什尔大学了。每过几天,张益唐都会说,有进展,应该很快就出来了。他是指自己正在攻克的一两个世界难题。但时间过得很快,两个月、三个月,两年、三年……14年后,张益唐轰动性的工作终于横空出世了。 当然,在美国大学里要留一个没有多少学术资历的人14年肯定不是一件简单的事,中间也有酸甜苦辣的故事。这里的主要帮手还是系里的明星教授葛力明。 葛力明过去的10年一半时间在中国科学院数学院工作,教书育人,深得国内同行的好评;同时由于在研究领域的国际声誉,他也是新罕布什尔大学数学系的大教授。难能可贵的是,作为学弟,在执迷于数学的学长最困难的时候,他真正做到了出手相助。 思考张益唐 释放学术研究正能量 张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不苟。在大学任教,年近60还只是个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他处之泰然,不改其志。 难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有!张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭策。 2013年5月20日,耶鲁大学法学教授斯蒂芬·卡特在《彭博》上撰文《可以是电影明星的数学家》,他认为张益唐的励志故事是一个很好的电影题材。网上也有人建议文学家、编剧、导演们可以把张益唐的故事搬上银幕,拍出比《美丽心灵》更美的电影。 张益唐做过学生会主席,具有演讲天才,喜欢文学、音乐,是NBA球赛的铁杆球迷,还可以喝一斤二锅头没感觉。他应该是新时代数学家的好代言人。 成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐自己想做的事情是什么呢?他还在瞄着迄今未解决的另一个大猜想。我们希望他能够在平静中再创神话。 ( 作者系香港浸会大学教授 ) 《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊) 相关文章 我的同学张益唐 张益唐是北大1978级学生,我是低他两届的北大数学系系友。加上研究生期间,我们在燕园里共同度过了6年时光。 在大学期间,张益唐数学成绩是很有口碑的。沉寂多年后,他在孪生素数问题上作出了巨大突破,大家都替他高兴。 这几年他在国外的艰苦和成功,有我的同学唐朴祁、葛力明的重要帮助,张益唐的同班同学、好友沈捷是我多年的学术合作者,从他们3位那里我得到了很多关于张益唐出国后的资料,在此表示感谢。 张益唐有很多故事,比如他能把班上所有同学的生日轻松记下来,每年都会给好朋友发电邮祝贺生日;只作大问题,对小文章毫无兴趣,以至毕业后找不到数学方面的工作,等等。 参加2013年5月武汉大学数学学院组织的科学计算国际会议期间,大家都在热议张益唐的数学突破和他这些年的坎坷。几位北大校友,包括沈捷、上海交通大学数学系主任金石、北京大学数学院常务副院长张平文,都觉得张益唐对数学的孜孜追求有很强的正能量,值得宣传鼓舞。在他们的鼓励下,还有唐朴祁、葛力明的大力支持下,我动笔写了这篇文章。 张益唐是我们这个时代的骄傲,他甘于寂寞、专注科研的精神值得我们学习,希望本文能够给读者传递一些正能量。( 汤涛 ) 《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/7/280149.shtm
2285 次阅读|2 个评论
[转载]张益唐:孤独的数学家. My brother from different family
Richardbg 2013-7-19 22:54
(COMMENTfrom Richard Qian: If there is one humanbrain in the world whose one is most similar to mine, or say, mine is mostsimilar to his, he is The Dr. Zhang. Noone knew me, however, I will be one ofthe famous scientist in the world TOMORROW at that moment, there are only three American professors knew me. I willlearn to be in the peace from Dr. Zhang.) 作者:汤涛 来源:中国科学报 发布时间: 2013-7-19 7:59:38 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/7/280149.shtm 张益唐:孤独的数学家 “我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” (COMMENTfrom Richard Qian: If there is one humanbrain in the world whose one is most similar to mine, or say, mine is mostsimilar to his, he is The Dr. Zhang. Noone knew me, however, I will be one ofthe famous scientist in the world TOMORROW at that moment, there are only three American professors knew me. I willlearn to be in the peace from Dr. Zhang. Today, I cry with tear for him with bitter and joy. I hope couple of months later, he would prefer to cry for me, his unique brother.) 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近 60 岁,之前只是个默默无闻的讲师。 ​ 2012 年 7 月 3 日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟, 20 多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 2013 年 4 月 17 日,一篇数论论文被投递到纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》。不到 1 个月,论文所涉及领域的顶级专家罕有地暴露自己审稿人的身份,信心十足地向外界宣布:这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。这位评审人就是当 今最顶级的解析数论专家亨利•伊万尼克。 顶级专家的高度评价被科学界的泰斗级期刊《自然》敏锐地捕捉到了; 2013 年 5 月 13 日, 《自然》催生了一次历史性的哈佛演讲。这篇文章的作者、一个学术界的“隐形侠”,第一次站在世界最高学府的讲台上,并告诉世人:我走进了世纪数学猜想的大 门!哈佛的讲台下面座无虚席,连过道上都站满了人。演讲内容被即时传到网上,网上不少人在刷新网页等待最新消息。 2013 年 5 月 14 日,《自然》在“突破性新闻”栏目里,宣布一个数学界的重大猜想被敲开了大门。 5 月 18 日,《数学年刊》创刊 130 年来最快接受论文的纪录诞生了。 世界震动了! 5 月 20 日,《纽约时报》大篇幅报道了这个华人学者的工作。文中引用了刚刚卸 任《数学年刊》主编职务的彼得•萨纳克的讲话:“这一工作很深邃,结论非常深刻。” 5 月 22 日,老牌英国报纸《卫报》刊登文章,文章的标题是:鲜为人知的 教授在折磨了数世纪数学精英的大问题上迈进了一大步。印度主流报纸把作出这一非凡贡献的人,与印度历史上最伟大的天才数学家拉马努金相媲美。 这位作出重大数学突破的就是张益唐,由于对数学界最著名的猜想之一孪生素数猜想的破冰性工作,使他从默默无闻的大学讲师跻身于世界重量级数学家的行列。 这是一个永久的疑问:为什么要研究数学猜想?短视地回答这个问题很困难。纯粹数学的研究很 像体育比赛。刘翔跑得那么快有什么用?世界短跑纪录的刷新、跳高纪录的刷新到底有什么用?但这并不妨碍每四年一次的奥运会。很多数学大猜想的突破很像顶尖 高手的棋艺对决,是世界纪录的突破。 孪生素数猜想 变大海捞针为泳池捞针 远在中古时代,人类社会就产生了自然数的概念,人们也因此创立了一个古老而漂亮的数学分支:数论。数论里面一个重要的概念就是素数,指的是那些只能被 1 和其自身整除的数,比如 5 、 7 、 11 、 19 等。 张益唐所做的工作和素数有关,尤其和所谓的孪生素数有关。孪生素数是指差为 2 的素数对,即 p 和 p+2 同为素数。前几个孪生素数分别是( 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。 2011 年,人们发现目前为止最大的孪生素数共有 20 多万位数。但这个数后面再多找一对孪生素数都 要花至少两年的时间。 那么会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?数学家认为答案是否定的。几百年前就有个孪生素数猜想:有无穷多个素数 p ,使得 p 与 p+2 同为素数。但至今人们都不知如何证明这个猜想。 张益唐在《数学年刊》上发表的这篇题为《素数间的有界距离》的文章,证明了存在无数多个素数对( p, q ),其中每一对中的素数之差,即 p 和 q 的距离,不超过七千万。 如何理解张益唐的结果呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥•帕蒂拉举了个有趣的例子:假如在素 数王国里素数只能找邻近的同类结婚,那 3 、 5 、 7 、 11 这种小素数找对象都很容易。但是素数越大,对象就越难找。但是根据张益唐的发现,素数和下一个素数 的距离,应该小于或等于七千万。孤独的数字不会持续孤独下去,总有另一个素数与之匹配。换言之,对于“大龄光棍”素数来说,七千万步之内,必有芳草。 七千万听起来是个巨大的数字,但在数学上只是一个常数而已。虽然它和孪生素数猜想的距离为 2 的结果还有十万八千里,但用张益唐的方法把七千万缩短到几百以内也是指日可待的事情。实际上,在文章被公布于众后,短短的一个月以内,七千万就被菲尔茨 奖获得者陶哲轩发起的网上讨论班缩小到六万多。 张益唐起到的作用就是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。 非凡探索路 演绎一个数学神话 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近 60 岁,之前只是个 默默无闻的讲师。为了潜心研究数学,他几乎把自己与世隔绝,在美国的偏远省份“潜伏”下来。他的妹妹曾在网上发寻人启事寻找哥哥。当时在美国当教授的老同 学给他妹妹回了个电邮,表示他哥哥健康地活着,在钻研数学呢。 张益唐于 1955 年出生于北京。他 1978 年考进了北京大学数学系。北大 1977 年没有招生,所以他是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。 1978 年第 1 期《人民文学》发表了作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了数学家陈 景润刻苦钻研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真实故事,一时间陈景润和哥德巴赫猜想变得家喻户晓。像那个时代很多有志青年一样,张益唐也是被徐迟的文 章、被陈景润的故事、被哥德巴赫猜想引导到数学系,以致终身投入到数学中去。 4 年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础。那时的北大教书育人之风极强,最顶尖的教师 都在讲台上耕耘。北大也有很多眼界很高的老师,学富五车,但不轻易落手写小文章,可谈起大问题颇为津津乐道,这让年轻的张益唐“中毒”匪浅。这也奠定了他 一辈子只做大问题、不为小问题折腰的风格。张益唐也是 1978 级公认的数学学习尖子。 张益唐 1982 年毕业后跟随著名数论专家潘承彪读了 3 年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大数学系校友,毕业后在各自的岗位上做出了非凡的精彩。 张益唐总是说在潘承彪的指导下他在北大打下了非常扎实的数论基础。 1985 年,张益唐来到了位于美国的名校普渡大学读博士,成为抗日名将孙立人和物理学家邓稼先的校友。 但张益唐在普渡的六七年是不堪回首的时光。他在美国的导师是代数专家莫宗坚。张益唐的研究 课题是导师的专长——雅可比猜想,但苦干了 7 年,得到的结果乏善可陈。眼界极高的张益唐不屑把博士论文结果整理出来发表。更糟糕的是,他和导师的关系糟得 一塌糊涂。这里有学术上的冲突,也有性格上的不和。 因为博士论文的结果没有发表,加上导师连一封推荐信都不愿意写,张益唐毕业后连个博士后的工作都没有找到。 一面要继续做数学,一面还要糊口。毕业后的前六七年他干过很多杂活,包括临时会计、餐馆帮手、送外卖。你能想象一代北大数学才子、数学博士数年间在快餐店、在唐人街餐馆打工的情形吗?看到这里,你是否对“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨”有更深刻的理解呢? 1999 年后,张益唐又回到了学校,到美国的新罕布什尔大学做助教、讲师。新罕布什尔大学 是成立于 1866 年的一所综合性公立大学。虽然教学量比较大,比起研究系列的教授、副教授的工资性价比低很多,但能回到学校,做自己驾轻就熟的事情,还能 利用图书馆、办公室作研究,对一个胸有大志的数学人来说,应该是非常满足的了。 在新罕布什尔大学的 14 年是张益唐研究的黄金期。不需要研究经费,凭自己坚实的数学功底, 充满智慧的大脑,以及潜心钻研的精神,他终于演绎出数学史上的一个神话。 2012 年 7 月 3 日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院 抽烟, 20 多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 校友情深 助千里马奔腾 张益唐的成功路上有众多的朋友帮助,特别是北大校友的帮助。 一位北大化学系的校友在上世纪 90 年代开了几家赛百味连锁店。他听北大校友说张益唐在逆境 中还在作数学的大问题,很想资助张益唐,但又怕被拒绝。所以他就想了一个点子,每个季度请张益唐来帮助给这些连锁店报税,让张益唐用简单数学来得到较为轻 松的报酬,同时有较多时间去研究数学大问题。 张益唐一辈子的转折点是落脚新罕布什尔大学。促成这件事的有两个主要人物,他们是北大数学系 1980 级的校友唐朴祁和葛力明。 毕业于湘潭一中的唐朴祁是 1980 年湖南省高考状元,是张益唐在北大时的系友、普渡大学读 博士时的同学。 1999 年初,已经在美国大计算机公司工作的唐朴祁去纽约参加学术年会时,找到在纽约打工的张益唐,聊到自己在计算机网络研究中遇到的一个 数学难题。大约 3 周以后,张益唐居然想出了解决问题的基本思想,最后产生了两人的一个软件合作专利。据说这个专利已经在计算机网络基础设施领域有广泛应 用。三个星期啃下一个有广泛实际用途的计算机算法难题,让张益唐顿觉宝刀不老,信心大增。唐朴祁也对老友的数学实战功夫印象深刻。 同年晚些时候唐朴祁与在新罕布什尔大学工作的葛力明见面,他提到张益唐的强大分析实力和当 时的艰难处境。作为学长的张益唐不仅做过他们的习题课老师,也是上世纪 80 年代他们自己组织的大学生讨论班上的常客。此时已是大学教授的葛力明似乎更有条 件帮一下他们的朋友和老师。这次会面时,唐朴祁已经不知道张益唐的准确工作地点。经过一番周折,葛力明在美国南方的一个赛百味快餐店联系上了张益唐,两三 天后,张益唐就来到新罕布什尔大学了。每过几天,张益唐都会说,有进展,应该很快就出来了。他是指自己正在攻克的一两个世界难题。但时间过得很快,两个 月、三个月,两年、三年…… 14 年后,张益唐轰动性的工作终于横空出世了。 当然,在美国大学里要留一个没有多少学术资历的人 14 年肯定不是一件简单的事,中间也有酸甜苦辣的故事。这里的主要帮手还是系里的明星教授葛力明。 葛力明过去的 10 年一半时间在中国科学院数学院工作,教书育人,深得国内同行的好评;同时由于在研究领域的国际声誉,他也是新罕布什尔大学数学系的大教授。难能可贵的是,作为学弟,在执迷于数学的学长最困难的时候,他真正做到了出手相助。 思考张益唐 释放学术研究正能量 张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不苟。在大学任教,年近 60 还只是个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他处之泰然,不改其志。 难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有!张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭策。 2013 年 5 月 20 日,耶鲁大学法学教授斯蒂芬•卡特在《彭博》上撰文《可以是电影明星的数学家》,他认为张益唐的励志故事是一个很好的电影题材。网上也有人建议文学家、编剧、导演们可以把张益唐的故事搬上银幕,拍出比《美丽心灵》更美的电影。 张益唐做过学生会主席,具有演讲天才,喜欢文学、音乐,是 NBA 球赛的铁杆球迷,还可以喝一斤二锅头没感觉。他应该是新时代数学家的好代言人。 成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐自己想做的事情是什么呢?他还在瞄着迄今未解决的另一个大猜想。我们希望他能够在平静中再创神话。 (作者系香港浸会大学教授) 《中国科学报》 (2013-07-19 第 5 版 人物周刊 ) 相关文章 我的同学张益唐 张益唐是北大 1978 级学生,我是低他两届的北大数学系系友。加上研究生期间,我们在燕园里共同度过了 6 年时光。 在大学期间,张益唐数学成绩是很有口碑的。沉寂多年后,他在孪生素数问题上作出了巨大突破,大家都替他高兴。 这几年他在国外的艰苦和成功,有我的同学唐朴祁、葛力明的重要帮助,张益唐的同班同学、好友沈捷是我多年的学术合作者,从他们 3 位那里我得到了很多关于张益唐出国后的资料,在此表示感谢。 张益唐有很多故事,比如他能把班上所有同学的生日轻松记下来,每年都会给好朋友发电邮祝贺生日;只作大问题,对小文章毫无兴趣,以至毕业后找不到数学方面的工作,等等。 参加 2013 年 5 月武汉大学数学学院组织的科学计算国际会议期间,大家都在热议张益唐的数学突破和他这些年的坎坷。几位北大校友,包括沈捷、上海交通大学数学 系主任金石、北京大学数学院常务副院长张平文,都觉得张益唐对数学的孜孜追求有很强的正能量,值得宣传鼓舞。在他们的鼓励下,还有唐朴祁、葛力明的大力支 持下,我动笔写了这篇文章。 张益唐是我们这个时代的骄傲,他甘于寂寞、专注科研的精神值得我们学习,希望本文能够给读者传递一些正能量。(汤涛) 《中国科学报》 (2013-07-19 第 5 版 人物周刊 )
个人分类: 科学发现|2758 次阅读|0 个评论
学习张益唐什么精神?
热度 27 Bobby 2013-7-19 09:46
看了科学网头条《 张益唐:孤独的数学家 》:张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近 60 岁,之前只是个默默无闻的讲师。我在想,是什么精神支撑他能做到这一点的?难道仅仅是淡泊名利、甘于寂寞吗?但我认为这还不是最后的原因,能做到淡泊名利、甘于寂寞有其终极原因,那就是儒家的“好名”。 据姜书阁的考辨(见《文史说林百一集》),儒家的“好名”思想一直被宋儒明儒所误解。孔子说“君子疾没世而名不称焉”,并不是后儒理解的“名实相称”之意(如王阳明所谓:“为学之疾,在好名。名与实对。务实之心重一分,则务名之心轻一分;全是务实之心,即全无务名之心。”),只是说君子在世必欲成名,以死后无令名见称为憾。孟子的话,最能体现此意。孟子在《尽心》下篇说:“好名之人,能让千乘之国;苟非其人,箪食豆羹见於色。”东汉赵歧注:好不朽之名者,轻让千乘,子臧、季札之俦是也。诚非好名者,争箪食豆羹,变色讼之致祸,郑公子染指鼋羹之类是也。也就是说钱大昕所说,不好名必专于好利,虽箪食豆羹且不能让,况千乘乎! 这就解释了张益唐成功的原因。张益唐之所以对世俗利益不加关注,而专注于他的数学难题攻关,就是因为他追求不朽之名。我们之所以整天为蝇头小利所费思伤神,就在于缺乏儒家的功名或名节或名教思想。
个人分类: 科学感想|9688 次阅读|83 个评论
[转载]张益唐:孤独的数学家
热度 1 yyfu 2013-7-19 08:57
“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。 2012 年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 2013 年4月17日,一篇数论论文被投递到纯粹数学领域最著名的刊物《数学年刊》。不到1个月,论文所涉及领域的顶级专家罕有地暴露自己审稿人的身份,信心十足地向外界宣布:这是一个有历史性突破的重要工作,文章漂亮极了。这位评审人就是当今最顶级的解析数论专家亨利·伊万尼克。 顶级专家的高度评价被科学界的泰斗级期刊《自然》敏锐地捕捉到了;2013年5月13日,《自然》催生了一次历史性的哈佛演讲。这篇文章的作者、一个学术界的“隐形侠”,第一次站在世界最高学府的讲台上,并告诉世人:我走进了世纪数学猜想的大门!哈佛的讲台下面座无虚席,连过道上都站满了人。演讲内容被即时传到网上,网上不少人在刷新网页等待最新消息。 2013 年5月14日,《自然》在“突破性新闻”栏目里,宣布一个数学界的重大猜想被敲开了大门。5月18日,《数学年刊》创刊130年来最快接受论文的纪录诞生了。 世界震动了!5月20日,《纽约时报》大篇幅报道了这个华人学者的工作。文中引用了刚刚卸任《数学年刊》主编职务的彼得·萨纳克的讲话:“这一工作很深邃,结论非常深刻。”5月22日,老牌英国报纸《卫报》刊登文章,文章的标题是:鲜为人知的教授在折磨了数世纪数学精英的大问题上迈进了一大步。印度主流报纸把作出这一非凡贡献的人,与印度历史上最伟大的天才数学家拉马努金相媲美。 这位作出重大数学突破的就是张益唐,由于对数学界最著名的猜想之一孪生素数猜想的破冰性工作,使他从默默无闻的大学讲师跻身于世界重量级数学家的行列。 这是一个永久的疑问:为什么要研究数学猜想?短视地回答这个问题很困难。纯粹数学的研究很像体育比赛。刘翔跑得那么快有什么用?世界短跑纪录的刷新、跳高纪录的刷新到底有什么用?但这并不妨碍每四年一次的奥运会。很多数学大猜想的突破很像顶尖高手的棋艺对决,是世界纪录的突破。 孪生素数猜想 变大海捞针为泳池捞针 远在中古时代,人类社会就产生了自然数的概念,人们也因此创立了一个古老而漂亮的数学分支:数论。数论里面一个重要的概念就是素数,指的是那些只能被1和其自身整除的数,比如5、7、11、19等。 张益唐所做的工作和素数有关,尤其和所谓的孪生素数有关。孪生素数是指差为2的素数对,即p和p+2同为素数。前几个孪生素数分别是(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。2011年,人们发现目前为止最大的孪生素数共有20多万位数。但这个数后面再多找一对孪生素数都要花至少两年的时间。 那么会不会有一天再也找不到新的孪生素数对呢?数学家认为答案是否定的。几百年前就有个孪生素数猜想:有无穷多个素数p,使得p与p+2同为素数。但至今人们都不知如何证明这个猜想。 张益唐在《数学年刊》上发表的这篇题为《素数间的有界距离》的文章,证明了存在无数多个素数对(p, q),其中每一对中的素数之差,即p和q的距离,不超过七千万。 如何理解张益唐的结果呢?诺丁汉大学物理教师安东尼奥·帕蒂拉举了个有趣的例子:假如在素数王国里素数只能找邻近的同类结婚,那3、5、7、11这种小素数找对象都很容易。但是素数越大,对象就越难找。但是根据张益唐的发现,素数和下一个素数的距离,应该小于或等于七千万。孤独的数字不会持续孤独下去,总有另一个素数与之匹配。换言之,对于“大龄光棍”素数来说,七千万步之内,必有芳草。 七千万听起来是个巨大的数字,但在数学上只是一个常数而已。虽然它和孪生素数猜想的距离为2的结果还有十万八千里,但用张益唐的方法把七千万缩短到几百以内也是指日可待的事情。实际上,在文章被公布于众后,短短的一个月以内,七千万就被菲尔茨奖获得者陶哲轩发起的网上讨论班缩小到六万多。 张益唐起到的作用就是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。 非凡探索路 演绎一个数学神话 张益唐的故事之所以特别轰动的原因在于,作出巨大数学贡献的他已经接近60岁,之前只是个默默无闻的讲师。为了潜心研究数学,他几乎把自己与世隔绝,在美国的偏远省份“潜伏”下来。他的妹妹曾在网上发寻人启事寻找哥哥。当时在美国当教授的老同学给他妹妹回了个电邮,表示他哥哥健康地活着,在钻研数学呢。 张益唐于1955年出生于北京。他1978年考进了北京大学数学系。北大1977年没有招生,所以他是北大数学系“文革”后恢复高考的第一批学生。 1978 年第1期《人民文学》发表了作家徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》,讲述了数学家陈景润刻苦钻研在哥德巴赫猜想研究上取得重大突破的真实故事,一时间陈景润和哥德巴赫猜想变得家喻户晓。像那个时代很多有志青年一样,张益唐也是被徐迟的文章、被陈景润的故事、被哥德巴赫猜想引导到数学系,以致终身投入到数学中去。 4 年的北大学习为张益唐打下了坚实的数学基础。那时的北大教书育人之风极强,最顶尖的教师都在讲台上耕耘。北大也有很多眼界很高的老师,学富五车,但不轻易落手写小文章,可谈起大问题颇为津津乐道,这让年轻的张益唐“中毒”匪浅。这也奠定了他一辈子只做大问题、不为小问题折腰的风格。张益唐也是1978级公认的数学学习尖子。 张益唐1982年毕业后跟随著名数论专家潘承彪读了3年的硕士。潘承彪的哥哥就是大名鼎鼎的山东大学前校长,因在哥德巴赫猜想方面的工作而闻名的潘承洞院士。潘氏兄弟也是北大数学系校友,毕业后在各自的岗位上做出了非凡的精彩。 张益唐总是说在潘承彪的指导下他在北大打下了非常扎实的数论基础。 1985 年,张益唐来到了位于美国的名校普渡大学读博士,成为抗日名将孙立人和物理学家邓稼先的校友。 但张益唐在普渡的六七年是不堪回首的时光。他在美国的导师是代数专家莫宗坚。张益唐的研究课题是导师的专长——雅可比猜想,但苦干了7年,得到的结果乏善可陈。眼界极高的张益唐不屑把博士论文结果整理出来发表。更糟糕的是,他和导师的关系糟得一塌糊涂。这里有学术上的冲突,也有性格上的不和。 因为博士论文的结果没有发表,加上导师连一封推荐信都不愿意写,张益唐毕业后连个博士后的工作都没有找到。 一面要继续做数学,一面还要糊口。毕业后的前六七年他干过很多杂活,包括临时会计、餐馆帮手、送外卖。你能想象一代北大数学才子、数学博士数年间在快餐店、在唐人街餐馆打工的情形吗?看到这里,你是否对“天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨”有更深刻的理解呢? 1999 年后,张益唐又回到了学校,到美国的新罕布什尔大学做助教、讲师。新罕布什尔大学是成立于1866年的一所综合性公立大学。虽然教学量比较大,比起研究系列的教授、副教授的工资性价比低很多,但能回到学校,做自己驾轻就熟的事情,还能利用图书馆、办公室作研究,对一个胸有大志的数学人来说,应该是非常满足的了。 在新罕布什尔大学的14年是张益唐研究的黄金期。不需要研究经费,凭自己坚实的数学功底,充满智慧的大脑,以及潜心钻研的精神,他终于演绎出数学史上的一个神话。2012年7月3日,在一个阳光明媚的下午,张益唐在科罗拉多州好友齐雅格家后院抽烟,20多分钟里他有如神明启示般的想出了主要思路,找到了别人没有想到的特别突破口。 校友情深 助千里马奔腾 张益唐的成功路上有众多的朋友帮助,特别是北大校友的帮助。 一位北大化学系的校友在上世纪90年代开了几家赛百味连锁店。他听北大校友说张益唐在逆境中还在作数学的大问题,很想资助张益唐,但又怕被拒绝。所以他就想了一个点子,每个季度请张益唐来帮助给这些连锁店报税,让张益唐用简单数学来得到较为轻松的报酬,同时有较多时间去研究数学大问题。 张益唐一辈子的转折点是落脚新罕布什尔大学。促成这件事的有两个主要人物,他们是北大数学系1980级的校友唐朴祁和葛力明。 毕业于湘潭一中的唐朴祁是1980年湖南省高考状元,是张益唐在北大时的系友、普渡大学读博士时的同学。1999年初,已经在美国大计算机公司工作的唐朴祁去纽约参加学术年会时,找到在纽约打工的张益唐,聊到自己在计算机网络研究中遇到的一个数学难题。大约3周以后,张益唐居然想出了解决问题的基本思想,最后产生了两人的一个软件合作专利。据说这个专利已经在计算机网络基础设施领域有广泛应用。三个星期啃下一个有广泛实际用途的计算机算法难题,让张益唐顿觉宝刀不老,信心大增。唐朴祁也对老友的数学实战功夫印象深刻。 同年晚些时候唐朴祁与在新罕布什尔大学工作的葛力明见面,他提到张益唐的强大分析实力和当时的艰难处境。作为学长的张益唐不仅做过他们的习题课老师,也是上世纪80年代他们自己组织的大学生讨论班上的常客。此时已是大学教授的葛力明似乎更有条件帮一下他们的朋友和老师。这次会面时,唐朴祁已经不知道张益唐的准确工作地点。经过一番周折,葛力明在美国南方的一个赛百味快餐店联系上了张益唐,两三天后,张益唐就来到新罕布什尔大学了。每过几天,张益唐都会说,有进展,应该很快就出来了。他是指自己正在攻克的一两个世界难题。但时间过得很快,两个月、三个月,两年、三年……14年后,张益唐轰动性的工作终于横空出世了。 当然,在美国大学里要留一个没有多少学术资历的人14年肯定不是一件简单的事,中间也有酸甜苦辣的故事。这里的主要帮手还是系里的明星教授葛力明。 葛力明过去的10年一半时间在中国科学院数学院工作,教书育人,深得国内同行的好评;同时由于在研究领域的国际声誉,他也是新罕布什尔大学数学系的大教授。难能可贵的是,作为学弟,在执迷于数学的学长最困难的时候,他真正做到了出手相助。 思考张益唐 释放学术研究正能量 张益唐成功很重要的一点是淡定,宠辱不惊。在朋友开的赛百味快餐店帮忙,他可以一丝不苟。在大学任教,年近60还只是个讲师,在一般人看来无疑是失败,甚至是潦倒的,但他处之泰然,不改其志。 难能可贵的是逆境之中他还是一如既往地作大问题。作大问题的人不需要太多,但不能没有!张益唐的精神及成就,对中国科学界是极大的正能量,也是对目前浮躁的科研环境的一种鞭策。 2013 年5月20日,耶鲁大学法学教授斯蒂芬·卡特在《彭博》上撰文《可以是电影明星的数学家》,他认为张益唐的励志故事是一个很好的电影题材。网上也有人建议文学家、编剧、导演们可以把张益唐的故事搬上银幕,拍出比《美丽心灵》更美的电影。 张益唐做过学生会主席,具有演讲天才,喜欢文学、音乐,是NBA球赛的铁杆球迷,还可以喝一斤二锅头没感觉。他应该是新时代数学家的好代言人。 成名后的张益唐仍像过去一样低调淡定。他说:“我的心很平静。我不大关心金钱和荣誉,我喜欢静下来做自己想做的事情。” 张益唐自己想做的事情是什么呢?他还在瞄着迄今未解决的另一个大猜想。我们希望他能够在平静中再创神话。 ( 作者系香港浸会大学教授 ) 《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊) 相关文章 我的同学张益唐 张益唐是北大1978级学生,我是低他两届的北大数学系系友。加上研究生期间,我们在燕园里共同度过了6年时光。 在大学期间,张益唐数学成绩是很有口碑的。沉寂多年后,他在孪生素数问题上作出了巨大突破,大家都替他高兴。 这几年他在国外的艰苦和成功,有我的同学唐朴祁、葛力明的重要帮助,张益唐的同班同学、好友沈捷是我多年的学术合作者,从他们3位那里我得到了很多关于张益唐出国后的资料,在此表示感谢。 张益唐有很多故事,比如他能把班上所有同学的生日轻松记下来,每年都会给好朋友发电邮祝贺生日;只作大问题,对小文章毫无兴趣,以至毕业后找不到数学方面的工作,等等。 参加2013年5月武汉大学数学学院组织的科学计算国际会议期间,大家都在热议张益唐的数学突破和他这些年的坎坷。几位北大校友,包括沈捷、上海交通大学数学系主任金石、北京大学数学院常务副院长张平文,都觉得张益唐对数学的孜孜追求有很强的正能量,值得宣传鼓舞。在他们的鼓励下,还有唐朴祁、葛力明的大力支持下,我动笔写了这篇文章。 张益唐是我们这个时代的骄傲,他甘于寂寞、专注科研的精神值得我们学习,希望本文能够给读者传递一些正能量。( 汤涛 ) 此文源自:《中国科学报》 (2013-07-19 第5版 人物周刊) http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/7/280149.shtm 更多阅读 张益唐获“晨兴数学卓越成就奖” 张益唐破译孪生素数猜想:无名之辈的逆袭 孪生素数猜想破译者张益唐任美大学讲师近十年 华人科学家首次证明存在无穷多素数对
个人分类: 我们的故事|4376 次阅读|2 个评论
[转载]华人数学家张益唐攻克千年数论难题后的感想
yulele 2013-7-2 14:08
个人分类: 资料分享|1647 次阅读|0 个评论
数学与解题:数学与数学教育视角的反思
热度 1 primeacademy 2013-6-28 11:42
在我们的经验中,数学离不开解题,数学作业、数学考试、数学竞赛,离开解题似乎就不能有数学。数学教科书的体例似乎也印证了这一点,鲜有数学的教科书会没有习题(古希腊的《原本》是个例外)。据说,著名数学家华罗庚先生也曾提到,读数学书而不做习题,等于入宝山而空返。于是,数学似乎就等于解题了,数学能力似乎就等同于解题能力,数学的考试成绩成为衡量数学学习水平的唯一标准,很多地区和学校,将数学教师的解题能力作为评价优秀数学教师的重要条件。这样的情形是合理的吗?事实上 , 常常是因为解题 , 使很多人对数学心生畏惧 , 最终远离数学 , 而另一方面 , 最“牛”的数学教师(甚至数学家),也不敢夸口说,在任何时候都能够解决所有的数学考试中(特别是数学竞赛中)的数学问题。那该怎样看待数学与解题的关系呢? 从数学的视角看,首先需要厘清“什么是数学问题”,在这里我们不打算做那些令人纠结的哲学化的概念辨析,只将“数学问题”理解为源自于数学内部的自然的疑问或者源自于数学外部(物理学、经济学、数理逻辑等学科或者现实)的可以与数学相关联的疑问。在这个基础上,数学存在的价值就是帮助人们用数学的方式来找到这些疑问的答案,数学在这些答案的解决过程中获得发展。不用更多的例证,希尔伯特( D. Hilbert ) 1900 年著名的 23 个数学问题,几乎引领了一个世纪数学的发展,很好地说明了数学问题对于数学的重要性。 从数学教育视角的分析,数学教科书中出现习题,应该源自于苏格拉底( Soctates )的“产婆术”式的思想启发方法,其目的原本应该是帮助学生,在自己的头脑中,主动构建数学知识。 显然,这两个源头上的“数学问题”,含义是不完全相同的,目标则完全不同,前者旨在体现数学的本体论价值,后者则是为着学生理解和主动建构数学而做的设计。这两个源头上的“数学问题”及其目标都是非常有意义的,也恰好构成了现代数学教育中数学与解题关系的关键。 数学作业、数学考试、数学竞赛中的数学问题不具备上述两个性质,虽然其中不泛有背景和历史的好问题,但因为缺少系统化的设计而变得散乱无序,大部分沦为智巧性的问题,失去了原本应该有的价值。大学数学教科书中,优秀的经典书目往往其习题设计与整体构思是一脉相承的,习题既是引发思考的“助产士”,也是正文主题的重要组成部分,这样的习题当然是重要的了,华罗庚先生在维诺格拉多夫《数论基础》中文版序言中,对该书的习题做了这样的评述: 华罗庚先生的这个意思经常被误解,并被错误地用来证明“做数学习题”的重要性。数学的美在于它以揭示世界的秩序为己任,并不断给人们展示这种秩序与和谐,这其中包含着一个又一个自然而优美的问题及其对解答的探索过程,这是数学迷人魅力的根本所在。杂乱无章的习题是违背这一精神的,它的危害也有目共睹。 给孩子们更多思考好的数学问题的机会,更多系统地思考数学问题的机会,是反思数学与解题关系的一个收获。
个人分类: 数学感悟|3432 次阅读|2 个评论
令我肃然起敬的数学家张益唐
热度 26 lqs321 2013-6-25 07:33
这篇博文是我原定5月18日要写完提交,由于种种原因已经拖了一个多月了。这篇博文题目是我在黎在珣博主的博文:“不鸣则已,一鸣惊人的张益唐”的评论。他的博文中转载了中国青 年报5月18日头版记者 邱晨辉的 文章: “数学家张益唐破译孪生素数猜想”。读完这篇博文和转载文章后,我的心情久久难以平静。我是一个性情中人,感情虽不一定丰富,但在一些事件面前容易动情。面对数学家张益唐,我一直在琢磨两个问题,一个当然是主要问题:“张益唐先生何以能坚持10年攻下这个数学难题”,这儿当然指具体解这个数学难题本身。用一句我们媒体正面宣传典型时常用的话:“是什么精神和力量支撑他坚持下来,最后将这个难题解决到目前世界上最好结果”。我只能揣测张益唐教授心情,也许他没有记者描述一些英雄人物那样慷慨激昂的话语。因为人家已经修炼到“宁静致远”的科学境界。我尝试将他与陈景润先生对比,据说张益唐先生的这项数学成果可以与陈景润的哥德巴赫猜想成果媲美。两个人之间年龄上相差一代,所处背景相差较大。陈景润做哥德巴赫猜想研究的年代正好处在无产阶级文化大革命的乱世期间。虽说那时社会上普遍盛行“知识越多越反对”之风,但是没人管,工资照发,俗称“带薪干革命”。那时政府提倡“抓革命促生产”,实际上“抓革命”是真,“促生产”是“疲软”。按陈景润的资历,当时最多是一个副研究员(当年我们学校1952年大学本科毕业教师中以讲师为主),自然算不上权威,所以社会上广泛批斗“反动学术权威”运动还轮不上他。因此他可以做(实际上也是)一个逍遥派,尽管住宿条件不太好,但是他依然可以“乱中求静”,有大量时间做他感兴趣的“哥德巴赫猜想”研究。当然,这已经很不简单,足可以让我等学人仰视了,因为,别人为什么不做呢?当年我们这些年轻大学生忙着“长征串联”闹革命,到韶山、井冈山、延安等革命圣地接受“洗礼”。我等革命小将们闹来闹去也不知道革命和阶级斗争是什么样子,倒是利用这个难的机会免费领略了祖国的大好河山。因为当年“红卫兵”(以学生为主体)手拿学校革委会开的介绍信坐车和吃饭住宿不要钱,据说我们班一位同学在祖国转了一圈回来没花自己一分钱。我们一伙人步行到延安,途中还参观过山西贾家庄,很多人不知道这个地方,实际上当时搞得比大寨还好,当然贾家庄属于平原地区,自然条件比大寨好的多。在大寨参观时,陈永贵同志还“亲切接见了我们,发表了“重要”讲话”,具体讲什么现在一点也记不得了。从延安返回北京时赶上国务院规定最后免费期限坐火车返回。 对比陈景润“乱中求静”的研究状态,张益唐先生就不一样了,他大学毕业时文革已经结束,推测他是在国外开始这项研究工作,而且在承担了繁重的教学任务前提下从事这项艰难研究。因为他的讲师身份,待遇相对低,教学任务重,更不要说是否还有点中国人比较看重的死要面子活受罪的“卑微地位”心理。按说,一个人安心教一辈子书也无可厚非,西欧英式大学设置的讲师岗位不就是干这个活的嘛,但是张益唐先生心底深处对数学奥秘的痴迷和留恋之心始终挥之不去。潜心钻研,不事张扬,终于“修成了”这个大成果。可以想象,如果张先生也像当下我们浮躁社会中一些人那样,视冷板凳“如坐针毡”,来个小贝就可以挤伤人,哪里还能在书桌旁安静读书和潜心学问。 另外一个问题就是根据张益唐先生经历,我们需要认真审视“究竟什么人适合做科学研究”这个既世俗又时髦的话题。试问如果张先生没有做出这个大成果,谁能说他非常适合做这样的“纯粹科研”,而且能出大多数人出不了的数学大成果呢?看到一些博文搬出以前有的名人说的一些论调,他们认为科学研究是富人的游戏,是奢侈品,一般人难以做到安贫乐道做科研,还有屌丝能否适合做科研等观点。其实以我自己的经历体会认为,无论干什么事情,尤其是这种非常枯燥的学术研究,是否合适只有自己最清楚,它与贫贱富贵无关。前人说的这些论调也是他们根据极其有限的案例得到的一点看法而已。我不清楚张益唐先生的家庭背景,只知道他本科毕业于北京大学,一路平凡、波澜不惊地走过来,他是否属于“安贫乐道”不清楚。我了解多位毕业于国内顶尖大学的人后来发展的实际情况,他们中有的是我的亲属,有的是我的同学,有的是我的同事,他们有的出身贫寒,有的富足,还有一些科学研究做得很好的人,这些人现在的境遇说明不了前人的这些关于“谁适合做科学研究”的哲理。 抛开那些繁杂的“科学学”理念,我崇敬张益唐先生表现的那种 “厚积薄发”“十年冷板凳”结出丰硕果实的经历和过程,和拥有的“宁静致远”做学问的高境界。他也是“两耳不闻窗外事,一心只读圣贤书”楷模。我对纯数学领域是一个门外汉,我以前曾经多次对我的学生说过,陈景润对科学研究的酷爱、痴迷及“奋不顾身(我并不赞成)”的精神对我的影响远大于他的哥德巴赫猜想的科学成果。在当下我们如此浮躁社会极需要大力弘扬这种精神。如果我们一些科技工作者能够拥有一点陈景润和张益唐先生的这种科学精神,那么“什么人间奇迹都可以创造出来”。 我不喜欢那些过于张扬的学者。我们这一辈人记得在文革中有人取得了一点成绩(远没有陈景润那样的数学成果),经过大事宣扬后,成了演说家,青年人的“教父”,名利双收的“宠儿”,而他的同辈中多位杰出科学家早已仙逝。我更不喜欢有的人为了个人私利,在权贵面前那种卑怜,过于谦卑表现的学者;我更反感那些当官或成了权威前后表现反差极大的学者:当官之前“人前人后是孙子”,成了权威之后在普通大众面前“耍大牌”;我也不喜欢那些在领导面前和普通大众面前表现“判若两人”的学者,他们在普通人面前表现出那种目不斜视,面无表情,说话心不在焉样子,而在领导者面前熠熠生辉,点头哈腰,这种人没有骨气,是软蛋。 我喜欢和崇敬的学者首先他们是行业内的学问大家和专业精深的专家。他们的本事一定是大家看得见,摸得着,不是靠个人和“组织”在媒体上吹嘘和炒作而成。他们可以“愤世嫉俗”,可以“桀骜不驯”,“有脾气”,因为人家有本事,“人无完人”,我服。我一贯认为一个人的个性可以张扬,但要适度,让大多数人可以接受。因为,适度张扬的个性是你内心信心和坚强的表现,是艰苦奋斗的精神支柱,是你攻克科学技术难关不竭的动力。当我面对一些 真心为人民服务官员时,我的内心一样怀着崇敬的仰视心情,并内心祈祷他们能够不断得到升迁,为他们真诚“为人民服务”提供更为广阔的舞台。 敬告科学网博友,尤其是我的 1344 个好友:本人将于 6 月 30 至 7 月 30 日在美国 MIT 探亲,并访问马赛诸塞大学地球科学系(应邀有一个学术报告)。儿子说我们住在 MIT 与哈佛大学交界处,便于我领略两所世界名牌大学的风范。我将认真学习和考察,争取写出一篇好博文奉献给大家。博文题目暂时定为:“徜徉在哈佛和 MIT 校园”,特此预告。
21521 次阅读|55 个评论
[转载]数学家杨乐:博士论文怎么做
metanb 2013-6-17 00:21
数学家杨乐:博士论文怎么做 《科学时报》2008年4月29日 作者: 王丹红   “评价一篇博士论文,或评价一项研究工作,水平高低最重要的是创新。所以‘法无定法’。” 近日,中国科学院院士、数学家杨乐在参加中国科学院数学与系统科学研究院、中国科学院研究生院数学院共同举行的2008年度研究生工作会议上,以自己做研究生和作研究的经历,讲述了博士生训练的要义和目的。他说:“ 做数学的博士论文,题目应适当‘宽大’一些,讨论的范围太狭窄,就难以成为一篇好的学位论文。 导师心中最常有的是两类问题,一类是所在领域的著名难题,另一类则是导师胸有成竹的问题,即导师完全知道该问题如何做,只是由于意义不大等原因而未撰文。应该说,这两类问题都说不上是研究生论文的好选题。” 首要的是选题 杨乐认为,博士生阶段有两项任务,一是要打下较广博的基础,二是在导师指导下,受到一次完整的研究工作训练,做出合格的学位论文。但第二项比第一项更重要,更能直接反映出研究水平的高低。一项研究工作的全过程训练,包括 确定课题、阅读文献、 攻克难关、扩大战果 、撰写论文这样一个完整过程 。“等拿到博士学位后,就要走上独立研究的道路,这时就没人带你了。”杨乐说。 做博士论文首先涉及选题问题。杨乐强调,选题 要有较高的起点,要挑选研究领域中具有重要意义的问题 。首先,应选一个较大的领域或方向,这可根据该学科的国际潮流与趋势、自己的兴趣以及指导教师的特长等因素来确定。 学位论文的题目要“宽大”一些,讨论的范围太狭窄,就难以成为一篇好的学位论文。 杨乐认为,读博士是学习作研究的开始,而且有一定的时间限制,像哥德巴赫猜想这样的世界著名难题就不适合做博士论文。 对于有的老师会给研究生一个比较专门或狭窄的问题的做法,杨乐认为,就一般情况而言,这种做法不够妥当。这会使他们的注意力一开始就集中到这个狭窄的方面,而对整个研究领域的基础打得不够, 眼界也会受到限制 。 应该怎么选择博士论文的题目呢?“我觉得有这样几个因素,一是浓厚的 兴趣 【如何培养?】。 二是了解 国际上的潮流和动态 【如何了解?】。 所确定的方向应该有 长久的生命力 ,或者最好是国际上刚刚 有些苗头或刚兴起的 ,这样会有较长远的发展潜力 。第三,也要看所在机构的 指导力量 ,在这个方面是否有基础。”【文献资源也很重要;导师人品也很重要】 过去,教育部曾规定,博士论文要超过100页。杨乐说,作这样的篇幅规定也许不一定适合,但它的道理是博士论文并非全部都是创造性的成果, 其中有相当篇幅是对选题所在领域或方向的一个总结 。相关 文献要读得很透 ,消化后再 用自己的观点和语言 将这方面的工作 作一个很好的总结 ;同时,博士论文应该包括 创新成果 。因此,博士论文并不完全等同于写一篇研究论文。 研读文献是重要一环 杨乐建议,在确定了一个较大的研究领域和方向后,不要急于确定所要研究的问题,而是应刻苦研读文献,这是研究工作中十分重要的一环。对一些历史较长、较成熟的学科来说,往往有这方面的专著,有的甚至不止一本,这时就有许多 取舍 ,要阅读该领域中的 经典专著 。 据杨乐回忆,他和张广厚1962年从北京大学数学系毕业后,考入中国科学院数学研究所读研究生,师从数学家熊庆来,从事函数值分布论的研究。该领域的研究历史相当悠久,专著很多,有些专著甚至多达六七百页。 当时,熊庆来先生年纪已经很大了,他对杨乐和张广厚说:“ 我年事已高,不能对你们提供太多的具体帮助,但老马识途 。”比如,刚开始时,他就具体指导他们看一本只有100余页的函数值分布论的书,作者是现代函数值分布论的创始人R.奈望林纳。虽然只有100多页,但读完后就可以把函数值分布理论的要领完全掌握了。 杨乐感慨地说,有些六七百多页的精装书,看起来内容很丰富, 其实并没有抓住函数值分布最重要的东西, 而是不断地在外部兜圈子 。 除了经典著作,杨乐建议阅读 基本文献 【就是比较经典的文章】, 因为尽管它们可能是距现在二三十年前的事了,但常常包括了该领域解决问题的一些 原始思想和方法 ,对现在的发展依然有相当的影响。同时,还要阅读最新文献,“要不然花了很多功夫去做得成果后,发现原来三年前别人已经发表了相同的工作,这就很可惜”。 杨乐强调,要带着研究的性质来阅读重要文献,不单是知道论文一步步的推理,而且要反复分析、揣摩、钻研论文的 精神实质 , 提炼出作者解决这些问题时的原始思想。 【原始思想往往被藏起来,需要想象、猜测来了解大概,或请教作者】 “现在,经常会有些水平不太高的论文,主要问题是作者对人家所做的工作钻研得 不够深 ,没有掌握问题的实质,而只是在形式上看懂了别人的东西,于是, 在某些地方算得更细一些,或者在已有的框架中再做得稍微广一点。这样的工作不是完全没有意义,但基本上是在人家的框架中转,缺少自己的创新 。” 刻苦攻关 扩大战果 杨乐认为,一般来讲,在非常认真地阅读了文献后,应该对这个领域的发展、主要成果、解决问题的主要思路和方法等,有了比较好的把握,这时,就可以在这个方面 提出一些问题 ,而且试图解决它。 不过,他也提醒, 但凡想解决比较有意义的问题,过程都不可能一帆风顺 。对一位研究人员来说, 最重要的是能够在曲折面前 坚持不懈 。这种不断克服困难、苦思冥想的过程,很像王国维提出的做学问的三种境界。 第一境界是“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路”。数学研究做深入后,学者人数就不多了,有时好像是一个人在攀登,可能很孤独,但必须耐得住寂寞,不断往上攀登,站得高,望尽天涯路。 第二境界是“衣带渐宽终不悔,为伊消得人憔悴”。主要是攻关,作研究时遇到难关,要 不断地思考 ,可能到了晚上想出一种办法,继续往前,但到深夜1点时又走不通了,只得睡下;清晨5点醒来,脑子还在想这个问题;起床接着做,早餐和午餐也食而不知其味,这种情况可能持续一些时日。 第三境界,“梦里寻他千百度,蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”。为了一个问题朝思暮想了几个星期,用尽各种办法都不行,但最后用了一个看起来是偶然的机会或办法, 却发现答案就在灯火下面 ,清清楚楚。 杨乐强调,在研读文献、刻苦攻关、取得有相当意义的成果后,还要想方设法 扩大战果 ,“比如说,在克服这个困难时想来的 办法 是否可以用于处理其他问题,或者用这个方法得出的 成果 是不是有其他应用?” 他谈到了自己和张广厚的合作研究。 “我和张广厚在研究生即将毕业时,‘文革’开始了,我们被分配到部队农场劳动。1972年左右,虽然‘文革’还没有结束,但科学院还比较幸运,可以作一些研究了。这时, 国内的研究长期停顿 ,所以,我们首先看这个领域国际上有哪些进展【到哪里看?】。我们很认真地阅读了文献,刻苦攻关,做出一些不错的工作,把函数值分布理论的一个 著名结果的适用范围扩大 了许多,这是一篇相当好的文章。但如果我们的工作就停留在那个地方,就很可惜了。” “实际上过了不久,我们发现如果将这篇文章中所得到的方法从不同角度思考,可以得到更有价值的东西,而且 创新性更强 。这样,我们就发表了第二篇论文。第一篇论文不错,但成果不是那么突出,因为规律已经有了,我们只是将它的适用范围扩大得比较多;但我们的第二个成果就突出得多,因为整函数与亚函数模分布的基本概念亏值和辐角分布论的基本概念波莱尔方向虽然以往都有大量研究,然而,人们以为它们完全不同,二者没有任何联系,我们的结果揭示了亏值与波莱尔方向之间存在 深刻 的关联 ,这就是我们的研究特色。论文在1975年发表后,获得了国际同行的高度评价。” 不要轻视论文撰写 杨乐告诫博士生们,“不要轻视撰写论文这一环节。” “同学们也许会认为,成果有了,草稿也写好了,写论文不是轻而易举吗?其实不是这样。”他解释说,论文推理如何更为严谨、如何做到表达与叙述清晰易懂、形式更加美好等,这也是十分重要的。他自己在上世纪60年代做研究生时,曾在《中国科学》等期刊上发表了5篇论文,每篇论文从初稿到投稿发表,至少要改写三遍,最后常常改写得面目全非,但确实有了更好的表达形式。 要获得 好的表达形式 ,撰写论文的 功夫 非常重要。杨乐回忆说:“20世纪70年代初,我和张广厚一起做论文,我们不断地相互讨论,但因为他当时有视网膜炎,所以撰写论文的工作是由我做的。应该说他对整个工作都很清楚,但等我撰写完论文时,他开玩笑说,‘这篇文章我都看不懂了,’意思是说, 撰写论文很有讲究 。” 杨乐最后表示,研究工作的特点在于创新,因而 没有固定的途径与方法 ,即“法无定法”。因此,他的意见“仅供参考”。
个人分类: 转载/链接|3970 次阅读|0 个评论
[转载]教育,关乎个人的幸福——著名数学家丘成桐畅谈教育方法
ChinaAbel 2013-6-16 17:17
教育,关乎个人的幸福——著名数学家丘成桐畅谈教育方法 (作者:计亚男 发表日期:2012-4-6) “我们日常所见的人中,他们之所以或好或坏,或有用或无用,十分之九都是他们的教育所决定的。”这是十七世纪著名的英国哲学家、教育家约翰·洛克说的。 教育,关乎个人的幸福,关系国家的繁荣。日前,记者以此为题请教著名数学家丘成桐先生,请他谈谈中学教育、东西方教育比较和创新学习等问题。 中学教育的第一要义:培养对学问的兴趣 “培养一个良好的学生,第一件重要的事情,需要培养他们对学问的兴趣。”丘先生说。 在丘先生看来,中学时期,包括了很多怀有不同志向的学生,有的想从商,有的想当官,有的想做学问,种种不同的学生,必须有不同的激励和训练的方法,这就是孔子说的“因人施教”的精义。 他说,不幸的是如今很多学校只照顾到“有教无类”,而忘记了“因材施教”。有些学校为了公平起见,坚持用同样的教材、同样的教学方法和统一标准答案的选择题,以计算机来打分数,几乎将教学的理念变成流水线式的作业,生产了大量的标准化学生。结果是,学生面对机械式的教学,变成了无生气,缺乏对大自然、对科学、对人文的兴趣和好奇,有天分的学生也不容易成才。 培养对学问的兴趣,必须建立于基本知识。他举了两个生动的例子:“假如我们不懂得解线性方程,我们就没有能力去欣赏多彩多姿的二次方程和三次方程了;假如我们不懂得基本的汉字结构,就没有办法去欣赏唐诗和宋词了。” 读小学时,丘先生对数学不甚了了,非常简单的数学题提不起他的兴趣。但是,到了初中二年级,开始接触平面几何,简洁的题型和优美的公式,震撼了他,激发了他的兴趣。于是,他花了很多功夫去看这些方面的课外书籍,时常跑到书店或二手书店去看,一看就是两三个钟头。 东西方教育:能捉老鼠的就是好猫 对于东西方教育的比较,丘先生认为:在东方人的教育中,假如小孩子学习不努力或能力不够,必须要进行严厉的教育;或者为了家族的面子和父母的荣光,迫使孩子尽力用功。事实上,在成长的路上,我们总可见到孩子天真无邪的善良一面,我们应当把这些良好的性情培养起来,让孩子们有着浓厚的读书兴趣,主动去找寻有意义的事情和研究方向。 丘先生说:“无论东方式或西方式的教育,我们要注重的事情,其实很简单。每一个学生毕业时,至少必须有一个基本的知识,即一个能够与世界先进国家的学生相提并论的基本知识,有基本的推理和表达的能力,适应全球化竞争的能力。任何教育方法,只要能够达到上述目标,都是不错的教育。正如邓小平说的白猫也好,黑猫也好,能捉老鼠的就是好猫。” 近三年来,丘先生在哈佛大学数学系任主任期间,使他深深地感受到:美国东北区清教徒的学术作风,他们为自己的学术主张而坚持,却不大在乎自己的生活品质,他们的学问都是世界第一流的。 他希望中国的同学们,能够保持清心寡欲的态度,养浩然之气,保持一颗赤子之心,求知向学,这样才能有机会成才,成为有学问的人。 课外阅读:讲究书籍的选择 据丘先生观察,中国的学生阅读课外书的习惯不如欧美人。科普书籍在国外极为畅销,但在中国大陆、台湾和香港却不很多,这可能是影响中国科技不如西方的一个原因。至于其他文科的读物,除了工商管理的书籍外,历史、散文、小说和传记也不很流行,尤其缺乏的是描述西方文化和社会的书籍。 小说对丘先生一生有着很大的影响。这缘于在幼年时,曾背过梁启超先生的一篇题为《小说与群治之关系》的文章,文中写道:“欲新道德,必新小说;欲新家教,必新小说;欲新政治,必新小说;欲新风俗,必新小说;欲新学艺,必新小说;欲新人心,欲新人格,必新小说,何以故?小说有不可思议之力支配人道故。” 对于武侠小说,丘先生说,这类书快意恩仇,似乎可以一泄生活中的一口乌气,但事实上,学到的都是与家、与国、与性情无益的事情。有些女同学喜欢看琼瑶的小说,这在丘先生看来,亦不过是“镜中花,水中月”的描述,对人生、对社会都没有多大意义。 他的孩子在美国上中学时,读了荷马史诗、莎士比亚戏剧、科普、科幻小说等林林总总的图书,他说:“看这些书籍都是不错的教育。事实上,小说可达到‘夫子言之,于我心有戚戚焉,感人之深,莫此为甚,小说乃文章之真谛,笔舌之能事。’所以,培养青年人的智识,需要讲究小说的选择。” 创新学习:智者不惑,勇者不惧 “无论学习什么,我们必须要掌握到这门学问的基本知识,这样才有可能做到创新学习,达到‘智者不惑’和‘勇者不惧’的地步。不惑和不惧以后,才能够对学问有兴趣,才能够做大学问。”丘先生深有感触地说。 他三十多岁时,在普林斯顿大学(Princeton)听大物理学家戴维·格罗斯(David Gross)授课,讲量子场论,讲得很好,但是丘先生没有去做习题,始终没有将这门学问学好。所以,当他遇到量子场论有关的问题时,总要找专家一同合作,听听他们的意见,才能判断今后要走的方向是否正确,才能达到“智者不惑”。 他说,在上世纪50年代,弗朗西斯·克里克(Francis Crick)和詹姆斯·沃森(James Watson)做DNA结构时,不过弱冠之年,可谓“勇者无惧”。 但是,要懂得两门以上不同的学科,并不容易,往往要苦学才能成功。可幸的是,在学生时代,是学习能力最强的时候,只要大家集中精力去学,就有可能成功。 十四岁时,丘先生的父亲不幸离世。这一段艰苦的日子,对他的今后人生有着很大的影响。为此,丘先生鼓励青年学子去经历贫苦大众的痛苦和经验,这样才知道处世为人的道理,也经得起失败,甚至经过无数次的失败,才晓得成功的喜悦。 丘先生极为赞赏孟子的话:天将降大任于斯人也,必先苦其心志,劳其筋骨,饿其体肤,空乏其身,行拂乱其所为,所以动心忍性,曾益其所不能……然后知生于忧患而死于安乐也。他认为:“这真是至理名言,朝代家族的兴衰,都与年轻人在这方面的训练有着极密切的关系。” 王国维沉湖而死,陈寅恪在祭文里写道:“自由之意志,独立之精神”。 丘先生最后感慨地说:“这两点,的确是我们做学问的精要地方,有了自由的意志和独立的精神,才能‘勇者无惧’,才能‘不戚戚于贫贱,不汲汲于富贵’,不至于为分数、为经费、为虚名来找寻人间的学问、人生的真谛和自然的奥秘。” 文章来源:《光明日报》
1677 次阅读|0 个评论
[转载]纪念蒋硕民教授百年诞辰座谈会
热度 2 jiangxun 2013-6-12 08:32
作者: 李仲来 6月9日上午,学院召开纪念蒋硕民教授百年诞辰座谈会。 蒋硕民先生是北京师范大学数学系二级教授、数学教育家。 蒋先生于1913年3月11日生于北京,祖籍湖北应城。中小学就读于上海,1928年夏从同济中学毕业,当时年仅15岁,随后,于当年秋天,前往世界数学的中心:德国哥根廷大学学习,导师为大数学家库朗教授。1933年,因希特勒迫害犹太人的政策,库朗教授被迫逃离德国。蒋先生改从雷立希教授为导师,并随之调往马堡大学。1935年,蒋先生获博士学位后回国,被聘为天津南开大学教授,时年22岁。1937年7月后,蒋先生先后在长沙临时大学、昆明西南联合大学、四川叙永西南联合大学、浙江大学等地任教。1946─1947年,蒋硕民利用休假时间去美国进行访问。他谢绝了原导师库朗挽留他在纽约大学任教。1948─1954年蒋先生在昆明师范学院任数学系主任,解放后任教务长兼系主任。1954年调至北京师范大学任教授。蒋先生于1987年1月离休,1992年5月11日在北京逝世。享年79岁。 本次纪念会由学院党委书记李仲来教授主持,院长保继光教授致词。学院分析、方程教研组离退休教师与学院在职教师, 首都师范大学数学科学学院王德谋教授, 校图书馆前馆长刘美老师, 蒋先生的家人代表共49人参加了座谈会。 背景材料: 1998年10月17日,数学系召开纪念傅种孙教授百年诞辰座谈会。 2007年12月31日,出版《中国数学教育的先驱: 傅种孙教授诞辰110周年纪念文集》。 2008年01月12日,学院举行纪念汤璪真校长诞辰110周年暨汤噪真文集首发式。 2010年03月01日,学院召开纪念赵慈庚教授百年诞辰座谈会。 2010年12月31日,出版《赵慈庚教授诞辰100周年纪念文集》。 2011年12月23日,学院召开纪念张禾瑞教授百年诞辰座谈会。
个人分类: 谈数学|3289 次阅读|3 个评论
[转载]华人数学家张益唐攻克千年数论难题后的感想
热度 1 mathmhb 2013-6-11 16:30
我的阅读提示: 1、你只要坚持下去就好。~~~ 2、“ 就差一根头发丝”,do it! 3、为什么不能那样做??。。。 4、成年累月地集中精力!!!! 5、积累了很多,等到那个灵感。 6、现实的事情可以忽略?。。。 7、若是还没有做出来呢?。。。 8、因何开花结果于美国?!?! 9、张即便在漂,亦少谋生压力。 华人数学家张益唐攻克千年数论难题后的感想 ​ 信源:西诺博客|编辑:2013-06-10| 网址:http://www.popyard.org 抄送朋友 | 打印保留 【八阕】一个劳动人民群众喜闻乐见的好地方:http://www.popyard.org 【八阕】郑重声明:本则消息未经严格核实,也不代表《八阕》观点。-- 【八阕】一个劳动人民群众喜闻乐见的好地方:http://www.popyard.org 张益唐 华人数学家。1978年考入北京大学数学系,1982年本科毕业;1982―1985年,师从着名数学家、北京大学潘承彪教授攻读硕士学位;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,职称为讲师。 2013年5月,张益唐在孪生素数研究方面所取得的突破性进展,他证明了孪生素数猜想的一个弱化形式。在最新研究中,张益唐在不依赖未经证明推论的前提下,发现存在无穷多个之差小于7000万的素数对,从而在解决孪生素数猜想这一终极数论问题的道路上前进了一大步。 这一研究随即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。 成果意义 素数是指正因数只有1和本身即只能被自身和1整除的正整数,“孪生素数”则是指两个相差为2的素数,例如3和5,17和19等。而随着素数的增大,下一个素数离上一个素数应该越来越远,故古希腊数学家欧几里得猜想,存在无穷多对素数,他们只相差2,例如3和5,5和7,2003663613×2195000-1和2003663613×2195000+1等等。 华人数学家张益唐攻克千年数论难题后的感想 (西诺根据录音整理,未经张益唐本人校阅) 谢谢! 我一点准备也没有,我只能随便讲一些。 因为这个事情,我接受过很多次电话采访,还会有更多的电话采访。经常会有人问一个这样的问题:你是如何做出这个东西来的?我说这个问题你让我怎么回答啊。我怎么做出的?你有什么诀窍?我说,你只要坚持下去就好。我这个东西出来,首先有一点,我根本没有想到会引起那么大的轰动,我知道这个是很好的,我也自认为仅仅是在我的专业领域内那算是很好的东西,结果我怎么一下子成了公众人物。至少我看到在全世界媒体,从印度到欧洲,到巴西的报纸杂志,好像都出现我了。这是我没有想到的。 但是呢,我能高兴的就是说,第一是我把它做出来了,这是我最高兴的事情. 第二,它是那么快地得到承认,这是我没有想到会有那么快。从我第一次投稿到那个审稿人评论,那是完全正面的评论,这个评论我没有带来,总共才三个星期,这是我没有想到的。(主持人胡平插话:他们那个数学年刊,审一个稿平均是二十四个月,有的稿子要好几年才审完。) 还有的第三个,就是我最近看到纽约时报(New York Times)有一个名叫Kenneth Chang来采访,他也是个Chinese,不过我们谈话全是英语,他引证了普林斯顿大学和普林斯顿大学高等研究所的一个彼得.桑纳克教授的话,桑纳克讲的就很有意思。我做这个事情是在七八年之前,我知道前面有过三个数学家,分别在在美国,匈牙利和土耳其。他们对这个问题做出了一些贡献,他们的贡献能证明到我目前的程度,看上去就差了一点点了。桑纳克的评语文章说就差了一根头发丝。桑纳克说,于是乎谁都想去做,是啊,就差一根头发丝为什么不去做啊?但是做了几年以后,所有的人都GIVE UP(放弃了)。就是做不动啊!那别人就问我,你是如何做下去啊?我是断断续续地做,其实我还有其他事情在想,想了三四年,这三四年也是很难,根本就没有点办法去突破,在数学中就是差一根头发丝就是不行,用数学语言讲就是差一个Epsilon就不行(注:希腊字母e,代表一个微小数字)。 然后就是你们在采访中说看到的,去年七月三号我是在齐光家,我怎么会记住这一天呢?七月四号齐光要去美国国庆指挥,七月三号他去排练去了,我就在他家等他一下,也就是等他的那一刻,我在他家园子里转来转去,世界日报上有个照片,也就是在那里拍的。就突然闪过一个念头,我当时就用英语问自己“why not ?”,为什么不能那样做?就是这一下。那别人会问,你的灵感从何而来啊?我说那是我长期积累的结果。因为你积累了很多,你就能等到那个灵感。当然我也加了一句,“I’m lucky !”,我是幸运的! 这个东西能说明什么呢?如果你是真正热爱数学,而且你这种热爱并不是说被中断,就如今天开车送我来的那个小孩要和我合影,很多小孩是很热爱数学的,我们这里很多上岁数的人,想想你们在文革前不管是上小学还是中学,很多是对数学很有兴趣的,这是人的一种本性。他就是会喜欢这个。但是有一个问题就是,当你进入了成年,你说是生活的压力也好,按照现在的情形,要是谋生的话,不会有很大的压力,但是你的注意力不要被那些现实的事情分散掉,比如说,在美国不存在,但在大陆的所谓评职称啊,譬如在大学里评博导啊,或者你要出国要找篇论文啊。如果你就不受那些东西的干扰,集中你的注意力,而且是成年累月地集中精力。在你的爱好里集中精力,从小学生开始保持你的爱好,这个可能是很不容易的。我想说,我是很幸运地做到这一点。 顺便提一下,你们在网上可能看到了,我的太太在加州,我的东西已经出来后,我不仅没有对齐光朋友讲,连我太太也没有给她说。那是个周末晚上,我和我哪里的几个中国研究生聚餐,我就给我太太打电话,我说:“请你注意一下,这几天中文网站和中文媒体,可能有消息与我有关。”我太太不在意,后来告诉我说是你可能喝多了,在胡说了。过了几天她也看到了,她也很高兴,也向我表示祝贺。同时没有忘记嘱咐我一句话:“把你头发梳梳好,要是你出去的话。”我梳好了没有?Comb your hair !(笑声)。 不管怎么样,这个事情的确很高兴,我今天在这里我很感动的是,我已经接到很多朋友来电话,是真心实意地向我表示祝贺。为我高兴,但是为我骄傲我就觉得有点不好意思。我觉得我还不配这个骄傲的字。今天在这里我也很高兴能见到多年不见到的很多老朋友。我也谢谢大家给我的良好祝愿。谢谢大家。 2013年6月8日 纽约 法拉盛
个人分类: 创新随想|2868 次阅读|1 个评论
[转载]【转善科】“爱丽丝之父”卡罗尔:著名的数学家和萝莉控
hesiyusc08 2013-5-30 15:42
  一部 3D 电影《爱丽丝梦游仙境》风靡世界,让人们再次想起它的原著小说。这部小说的作者名叫刘易斯·卡罗尔,关于这个人的话题千千万万,仅仅说出两个就惊倒世人:第一,他是最著名的文学大师之一,但其被广泛阅读的作品只有两部不长的儿童小说;第二,他只是在业余时间写小说,主业是个数学家。       “ 爱丽丝之父”卡罗尔其实是一个病歪歪的大帅哥。    成长:数学家出身教会家庭    刘易斯·卡罗尔( Lewis Carroll )常被误认为是作者的本名,其实他的真名叫查尔斯·道奇森( Charles Lutwidge Dodgson )。不过,卡罗尔的威名太盛,所以下文都称他老人家为“卡罗尔”。   卡罗尔以《爱丽丝漫游奇境记》和《爱丽丝镜中奇遇记》两部儿童小说闻名于世。他还写过诗歌《猎蛇鲨》和《废话》( Jabberwocky ),这两首诗都以自造的滑稽词汇和满篇废话而著称,都是“废话派”文学的典范之作。有很多人终身致力于探索卡罗尔的生平和他作品中的隐藏意义,在英国、日本、美国和新西兰都有卡罗尔的粉丝团体。   卡罗尔出生在一个显赫的家族。其家庭成员多是保守的英国圣公会成员。卡罗尔的父亲很有数学天赋,拿了数学和神学双学位,最终做了牧师。在教派冲突风起云涌的 19 世纪,卡罗尔的父亲积极、坚定地支持和宣扬自己教派的思想。卡罗尔受到父亲一些影响,但同时和这种思想保持一段距离。在一生中,卡罗尔表现出来的宗教思想都相当暧昧不明。卡罗尔 1832 年 1 月 27 日 出生。他是家里的第一个儿子,上面有两个姐姐,后来家里又添了 8 个孩子。   卡罗尔小时候没有上学,在家里受教育,显示出早熟的智慧。 12 岁卡罗尔开始在一个私人学校上学,他在这里显得很开心,但好景不长,两年后他转学到重点中学“鲁比学校”。日记表明,在这里他度日如年。但是他的学业却出类拔萃。该校的校长梅尔说: “ 我来到鲁比中学以来,没看到比他更有前途的同龄孩子。”    1851 年,他上了牛津大学的基督教堂学院。虽然卡罗尔身负众望,但却特别不喜欢学习。最后,他却没能拿到神学学位,只拿到了一个数学学位。之后的 26 年他一直留校教数学。他的学生大多比卡罗尔更年长,更富有,而且大多对数学不感兴趣。    成名:大学教书的小说家    年轻时,卡罗尔就开始创作诗歌和小说,但卡罗尔说: “ 我并不认为我有什么东西真正值得出版。” 1856 年,他第一次以“刘易斯·卡罗尔”的笔名发表浪漫派诗歌《寂寞》,一举成名,这个笔名是他真名经过一些转换得到的。    1856 年,教会学院新任校长李道尔到任,卡罗尔和李道尔一家很快建立了友谊。他和李道尔的妻子洛里娜、三个女儿洛丽娜、埃迪丝和爱丽丝经常在一起玩。很多人都认为“爱丽丝”系列小说的主人公就是以爱丽丝·李道尔( Alice Liddell )为原型。卡罗尔对此总是极力否定。    1862 年 7 月 4 日 , 30 岁的卡罗尔和李道尔一家去郊游划船。在野餐会上爱丽丝求卡罗尔讲个故事。卡罗尔就临时想了一个“小姑娘掉进兔子洞”的故事给她听。爱丽丝求卡罗尔把这个故事写下来。两年之后,卡罗尔终于在 1864 年 11 月把一本手写,带自配插画的,题为《爱丽丝地下世界历险记》的书交到了爱丽丝手上。   在此之前,卡罗尔的朋友迈克唐纳看过这份手稿,非常赞赏,并帮助联系出版社。在否定了“地下世界历险记”、“爱丽丝和仙人们”、“爱丽丝的金色时光”等几个题目后,这份手稿最终以《爱丽丝漫游奇境记》的书名于 1865 年出版。泰尼尔为其绘制的第一版插画也成为美术经典。   卡罗尔的名字迅速传遍世界。据说,当时英国的维多利亚女王看了《爱丽丝漫游奇境记》后龙心大悦,指定要让卡罗尔把他的下一本书题献给她,结果等来的却是一本名叫《行列式基础》的数学专著。不过,这种说法后来被卡罗尔本人否定了。    1871 年,《爱丽丝镜中奇遇记》出版。这本书以更加黑暗的调调反映了卡罗尔本人生活的变化。 1868 年,卡罗尔的父亲去世,让他抑郁了好几年。 1876 年,卡罗尔发表了他最后一部杰作, “ 废话派”诗歌《猎蛇鲨》。 1898 年,卡罗尔去世。    生活:疾病缠身的大帅哥    卡罗尔是一个英范儿的大帅哥。不过,对于这种才貌双全的人,上天总会给点罪让他受。童年时,卡罗尔因发高烧而聋了一只耳朵; 17 岁时,一次严重的咳嗽让卡罗尔的肺受到了永久的伤害;中年之后的卡罗尔的身体左右活动不对称,这让他显得僵硬和笨拙。他还有偏头疼和癫痫的毛病。口吃也一直给卡罗尔带来烦恼,有人说《爱丽丝漫游奇境记》中发音不清楚的渡渡鸟就是他自己的写照。   不过,口吃并没有使卡罗尔成为一个离群索居的人, “ 说学逗唱”的本事还好,所以在社交中挺受欢迎。卡罗尔和当时的英国大画家罗赛蒂是好友,和其他几个大画家赫特、米莱、休斯等人关系也不错。   对卡罗尔生平最多的议论是他的“恋童情结”。卡罗尔和小女孩总是玩得很好,但对成年女性态度明显冷淡,终生未婚。而且他的素描和照片里也经常出现裸体或者半裸的小女孩,所以人们怀疑他有恋童癖。不过,正像卡罗尔拍的儿童裸体照片所暗示的那样,卡罗尔对儿童的“性趣”可能只是“发乎情,止于艺术”而已。   卡罗尔有记日记的习惯,一共有 13 本日记。但是有 7 页日记被人为割去了。学者们认为这是他的家族成员割去的,为的是保全家族的“名声”。有人猜测这些日记都和小女孩的感情有关。有人认为其中的一段是 1863 年卡罗尔向时年 11 岁的爱丽丝·李道尔求婚。    专业:数学一般发明多    卡罗尔的数学专业领域主要是几何学、线性代数和数学逻辑,并写过十几本专著。虽然在“爱丽丝”系列小说里展现了数学的无穷魅力,但卡罗尔在数学方面并没有什么建树。不过,卡罗尔在发明方面投入了很多心思。在《爱丽丝镜中奇遇记》中,有一个“白骑士”很像唐吉诃德,后来的研究者认为这个形象源于卡罗尔的自嘲。这个骑士总是骄傲地向大家展示自己的“天才”发明,但很多发明都有明显的缺陷,比如说:一个放衣服和三明治的箱子向下开口,这样雨水就不会漏进去,但是里面的东西却会掉出来;还有一些全无用处,比如马鞍上的捕鼠器和防鲨咬的尖刺……   卡罗尔本人投入应用的发明有几种,比如“旅行用国际象棋”。卡罗尔还发明了一种可以在黑暗中写字的板子,上面有可以触摸的格子,这样在睡觉的时候有什么灵感,不用起来摸索着点灯了。 1880 年,喜欢文字游戏的卡罗尔发明了一种桌面游戏叫做“重复排版”( Doublets ),它很像后来的填字游戏。   其他的发明还包括一种确定任何日子是星期几的算法、确定打字机右边距的几种方法、一种三轮车转向装置、更公平的网球淘汰方式、一种新的邮政汇票、一个数被不同的数除的规律、一种可以粘信的双面胶以及至少两种密码等等。    艺术:摄影先锋会画画    卡罗尔参与过的最伟大发明是照相术,这项技术在 19 世纪由英国和法国的先驱同时发明。 1850 年,亚契( Frederick Archer )完善了湿火棉胶照相术。这种方法用光线敏感的化学药品在玻璃板上显像。卡罗尔在 1856 年用这种技术照了他第一张照片。   卡罗尔被认为是他所在时代最突出的艺术摄影家之一。他和另一位摄影先驱卡梅隆( Julia Cameron )一起拍摄了一系列照片,他的早期拍摄对象是爱丽丝·李道尔。她摆出各种自然主义的,以及富于想象的姿势。      爱丽丝的肖像之一,卡罗尔拍摄于 1858 年。   卡罗尔还拍摄了一批名人,有些现在听来还如雷贯耳,其中包括油画家赫特、米莱、科学家法拉第、诗人丁尼生和罗塞蒂( Dante Rossetti ),以及利奥波德王子。王子后来向爱丽丝·李道尔求婚,要不是王子的母亲维多利亚女王棒打鸳鸯,两人差点成就一段传奇姻缘。   当时的技术显像很慢,要静静地坐上 40 秒钟才能拍出不模糊的照片,这对儿童来说尤其不易,所以卡罗尔能拍出像样的儿童肖像是很了不起的。卡罗尔在一生中发表了 100 张照片。在 1880 年,卡罗尔突然放弃了照相,可能因为他觉得这件事太耽误时间了。   卡罗尔还是一个不错的画家。 2008 年,卡罗尔画的一幅关于小女孩的速写卖出了 4800 英镑的高价。他曾经试图自己给正式出版的《爱丽丝漫游奇境记》配插画,最终还是决定把这个任务交给更专业的画家。   来源:新京报《新知周刊》,作者:刘铮,原文: “爱丽丝之父”卡罗尔:著名的数学家和萝莉控   顺便推博客.. http://blog.sina.com.cn/u/3213740063
个人分类: 论文材料|5887 次阅读|0 个评论
数学家眼中的蒲公英
热度 4 laserdai 2013-5-29 23:31
对于蒲公英,不同的人眼看到的印象很不同: 小朋友会说,这么多小花,可以掐一整天了! 刚入门的摄影者说,可以大拍微距了; 电镜学家说,这些可以给出一批高分辨照片了; 一位蹩脚的 植物学家说,我可以收集各种种子了; 文学家说,我也要写这样黄色的作品;  中医学家说,这样入药效果很好; 环卫工人说,马上就满世界飞花,麻烦就来了; 动物学家说,马上就会有昆虫飞过来;      化学家说,黄色素怎么提炼出来? 物理学家说,这就是普通的植物而已;   数学家则说,分形理论找到了一个好的模特!    http://www.abm-enterprises.net/fractals/dandelion.html 更多阅读, 曼德布罗特集的秘密 分形数学: 曼德布罗特的秘密 曼德布罗特集合 (Mandelbrot set) 视频:分形-曼德布罗特
个人分类: 社会文化历史|4800 次阅读|13 个评论
[转载]那些数学家的故事
热度 1 zeiss 2013-5-29 17:54
一、做数论的人 Lev Landau(朗道)这位俄国最伟大的物理学家惊叹道:“为什么素数要相加呢?素数是用来相乘而不是相加的。”据说这是Landau(E.朗道)看了Goldbach(哥德巴赫)猜想之后的感觉。 Graham说:“我知道一数论学家,他仅在素数的日子和妻子同房:在月初,这是挺不错的,2,3,5,7;但是到月终的日子就显得难过了,先是素数变稀,19,23,然后是一个大的间隙,一下子就蹦到了29,……” 由于Fermat(费马)大定理的名声,在New York的地铁车站出现了乱涂在墙上的话: x^n + y^n = z^n 没有解,对此我已经发现了一种真正美妙的证明,可惜我现在没时间 写出来,因为我的火车正在开来。 Hilbert(希尔伯特)曾有一个学生,给了他一篇论文来证明Riemann(黎曼)猜想,尽管其中有个无法挽回的错误,Hilbert还是被深深的吸引了。第二年,这个学生不知道怎么回事死了,Hilbert要求在葬礼上做一个演说。那天,风雨瑟瑟,这个学生的家属们哀不胜收。Hilbert开始致词,首先指出,这样的天才这么早离开我们实在是痛惜呀,众人同感,哭得越来越凶。接下来,Hilbert说,尽管这个人的证明有错,但是如果按照这条路走,应该有可能证明Riemann猜想,再接下来,Hilbert继续热烈的冒雨讲道:“事实上,让我们考虑一个单变量的复数.....”众人皆倒。 有一个人叫做Paul Wolfskehl(佛尔夫斯克尔),大学读过数学,痴狂的迷恋一个漂亮的女孩子,令他沮丧的是他被无数次被拒绝。感到无所依靠,于是定下了自杀的日子,决定在午夜钟声响起的时候,告别这个世界,再也不理会尘世间的事。Wolfskehl在剩下的日子里依然努力的工作,当然不是数学,而是一些商业的东西,最后一天,他写了遗嘱,并且给他所有的朋友亲戚写了信。由于他的效率比较高的缘故,在午夜之前,他就搞定了所有的事情,剩下的几个小时,他就跑到了图书馆,随便翻起了数学书。很快,被Kummer(库默尔)解释Cauchy(柯西)等前人做Fermat大定理为什么不行的一篇论文吸引住了。那是一篇伟大的论文,适合要自杀的数学家最后的时刻阅读。Wolfskehl竟然发现了Kummer的一个bug,一直到黎明的时候,他做出了这个证明。他自己狂骄傲不止,于是一切皆成烟云……这样他重新立了遗嘱,把他财产的一大部份设为一个奖,讲给第一个证明Fermat定理的人10万马克……这就Wolfskehl奖的来历。 二、格廷根的传说 1854年,Riemann(黎曼)为了在Gottingen获得一个讲师的席位,发表了他划时代的关 于几何学的演说。由于当时听这个演说的人很多是学校里的行政官员,对于数学根本就不懂,Riemann在演说中仅仅只用了一个数学公式。Weber(韦伯)的回忆说,当演说结束后,Gauss(高斯)怀着少见的表情激动的称赞Riemann的想法。如果读读Riemann的讲稿,就会发现那几乎就是哲学,尽管这样子,当时的观众中只有一个人可以理解Riemann,那就是Gauss。而整个数学界,为了完善消化Riemann的这些想法,却花了将近100年的时间。 Klein(克莱茵)上了年纪之后,在Gottingen的地位几乎就和神一般,大家对之敬畏有加。那里流行一个关于Klein的笑话,说Gottingen有两种数学家,一种数学家做他们自己要做但不是Klein要他们做的事;另一类数学家做Klein要做但不是他们自己要做的事。这样Klein不属于第一类,也不属于第二类,于是Klein不是数学家。 一次在Hilbert的讨论班上,一个年轻人报告,其中用了一个很漂亮的定理,Hilbert说:“这真是一个妙不可言(wunderbaschon)的定理呀,是谁发现的?”那个年轻人茫然的站了很久,对Hilbert说:“是你……”。 先介绍一个人,L.V.Ahlfors(阿尔夫斯), 和另一个美国的数学家共同分享了第一届的Feilds(菲尔兹奖)奖。我知道他的一部分工作,就是展示给大家复分析和双曲几何之间的深刻系,把曲率之类的几何概念引入了复分析,给出了Schwarz(施瓦兹)引理的几何上的漂亮解释。下面是一个很传奇的事情,希望那些认为数学没有“用”的看看数学家是如何认为数学有用的。 L.V.Ahlfors说这些话的时候,正是二战受封锁的时候。“Feilds奖章给了我一个很实在的好处,当被允许从芬兰去瑞典的时候,我想搭火车去见一下我的妻子,可是身上只有10元钱。我翻出了Fields奖章,把它拿到当铺当了,(!!!!)从而有了足够的路费……我确信那是唯一一个在当铺呆过的Feilds奖章……” Gottingen 1909-1934年的数学系主任是Edmund Landau。Landau(E.朗道)的工作习惯很奇怪,用6个小时工作,6个小时休息,如此交替。他收到过无穷多关于证明了Fermat(费马)大定理的信件,后来实在没有精力处理,就印了一批卡片,样子大概是这个样子的: 亲爱的_____ 谢谢您寄来的关于Fermat大定理的证明。 第一个错误在______页 ______行,这使得证明无效。 E.M.Landau 尽管有很多的稿件都退了,据说剩下的还有3米多高。 三、爱因斯坦和他的广义相对论 Einstein构思广义相对论的时候,尽管他的数学家朋友教了他很多Riemann(黎曼)几何,他的数学还是不尽如人意。后来,他去过一次Gottingen,给Hilbert(希尔伯特)等很多数学家做过几次报告。他走不久,Hilbert就算出来了那个著名的场方程,Hilbert的数学当然比Einstein好很多。不久,Einstein也得出来了,有人建议Hilbert考虑这个东西的署名权问题,Hilbert很坦诚的说:“Gottingen马路上的每一个孩子,都比Einstein更懂得四维几何,但是,尽管如此,发明相对论的仍然是Einstein而不是数学家。” Einstein描述广义相对论,用的数学就是弯曲空间上的几何学,意大利的数学家Levi-Civita(勒维-契维塔)在这种几何学上做出了突出的贡献。所以,有人问Einstein他最喜欢意大利的什么,他回答是意大利的细条实心面和Levi-Civita。 Einstein是Minkowski(闵可夫斯基)的学生,旷了无穷多的课,至于多年以后,Minkowski知道了Einstein的理论的时候,感叹道:“噢,Einstein,总是不来上课——我真的想不到他能有这样的作为。” 一次,P.Halmos(哈尔莫斯)和妻子遇到了Einstein和他的助手,Einstein很想知道“她”是谁,助手就说是Halmos的妻子,然后Einstein又问Halmos是谁……Halmos最没有面子的一次。 四、法国数学家 从最天才的人谈起。 Galois(伽罗瓦)一共参加了2次Ecole Polytechnique(巴黎理工大学)的考试,第一次,由于口试的时候不愿意做解释,并且显得无理,结果被据了。他当时大概十七八岁,年轻气盛,大部分东西的论证都是马马虎虎,一般懒的写清楚,并且拒绝采取考官给的建议。第二次参加Polytechnique(理工大学)的考试,他口试的时候,逻辑上的跳跃使考官Dinet感到困惑,后来Galois感觉很不好,一怒之下,把黑板擦掷向Dinet,并且直接命中。Galois的天才是不可否认的,不过personality是少一点了,后者在Polytechnique考试中很重要。最后和Galois决斗的那个人,是当时法国最好的枪手,Galois的勇气令人钦佩。两个人决斗的时候,相距25步,Galois被击中了腹部。 法语是一种恐怖的语言,Birkhoff(伯克霍夫)是上个世纪初美国最著名的数学家之一,一个西方人学习法语,按照常理说应当有一定的优势,不过当他老人家去了法国的时候,还是遇到了麻烦。 Hadamard(阿达玛)曾在法国主持讨论班,有很多人慕名而来,Birkhoff就这样子来到了法国,不过他的法语实在太差。那几天,巴黎一直下雨,一天Birkhoff见到Mandelbrojt(曼德尔勃罗伊)问:“一周......几次?”大概中间的词他不会发音。 Mandelbrojt说:“两次。” “什么,两次?” “是呀,礼拜二和礼拜五。” “怎么可能呢?” “下午三点半开始,五点之前就结束了。” “这个绝对不肯能!!!”这个时候Birkhoff已经快疯了。 后来Mandelbrojt才知道原来Birkhoff问的不是讨论班的时间,而是什么时候下雨。 法国的数学家大都对抽象的东西情有独钟。Lagrange(拉格朗日)写出了他著名的分析力学的书的时候,就骄傲的宣称书中“没有一个图”;A.Weil(魏依/韦伊)在教师资格考试时,理论力学交了白卷,他认为那根本不算数学。A.Weil就这样子,曾经Pierre Carier问他Gottingen(格廷根)的事情,提到量子力学的时候,Weil根本不知所云,尽管当时Hilbert(希尔伯特)、Bohn(波恩)、Heisenberg(海森堡)都在做量子论。后来,Chevally(谢瓦莱)和Weil在悼念Weyl(外尔)的时候,根本不提Weyl的物理学的成就,然而大家公认Weyl最有名的两本书一本关于相对论,一本关于量子力学。 五、女性数学家 从古希腊说起吧。有一个令人心痛的故事,讲的是Hypatia(许帕提娅),她是个很优秀的数学家了(在那个时代),她的演讲很出名,而且解题也是高手,其父亲是亚历山大的一位数学教授。经常有一些数学家找他询问一些题目的做法,她也很少让大家失望。一个小故事说有人问她为什么不结婚,她回答说她已经和真理定了婚。不过Hypatia后来极为悲惨,有个叫做Cyril的什么教长之类的人,声称数学家哲学家这帮人为异端,对他们大加残害,手段令人发指。在一个封斋的日子里,Hypatia被从马车上拖到教堂,剥光衣服,身上的肉被一群狂暴的人用牡蛎的壳刮了下来。 在关于女数学家的记载当中,很少有关于她们容貌的描述的,不过要说的是还是有ppmm 做了数学家,上个世纪在偏微分方程方面,Sonja Kowalewski(柯瓦列夫斯卡娅)无疑是最优秀的数学家之一。她本人绝对是个一流的美女,据说当初Weiestrass(魏尔斯特拉斯)也被她的美貌深深的吸引。 在所有的欧洲国家中,法国对女性的歧视(学术上的)尤为严重。Sophie Germain(索菲热尔曼)就出生在这个国家。Germain当初读过一本讲Archimedes(阿基米德)的书,说当初他老人家专心的研究一堆沙子组成的几何图形,以至于一个罗马士兵问他话他充耳不闻。那个士兵一怒之下把Archimedes杀死了。Germain认为,一个人可以如此的痴迷于一个东西以至于置生死于不顾,那么这个东西一定时是世界上最美的最迷人的。于是她选择了数学。 开始Germain的父母强烈反对,没收了她的墨水蜡烛之类的东西,然而,Germain痴心不改,终于感动了父母,一生父亲都支持她的数学工作。1794年,Polytechnique(理工大学)在巴黎建校,尽管这里盛产数学家,但是却只接受男性,于是Germain化名为Le Blanc(勒布朗)偷偷的混进去旁听,当然,当时确实有一个人叫做Le Blanc,估计这个人比较喜欢旷课,反正他一直不到,Germain得以在那里好好的读书,几个月之后,她的任课老师Lagrange(拉格日)发现了一个很牛的学生,Germain不得不说她其实是女儿身。 Lagrange毕竟不同于一般的人,他很高兴有这样的一位朋友,并乐于做Germain的导师。Germain不久对数论尤为倾心,可能受Lagrange的影响吧,他年轻的时候靠变分法出名,年长之后在数论方面贡献卓越。Germain选择的题目是Fermat(费马)大定理,她把自己的结果寄给Gauss(高斯),令Gauss特别的欣赏,她当年才刚刚20岁,而她做出的成果是当时最好的。当然,她还是怕Gauss对女性有偏见,于是仍然选择了Le Blanc这个名字。后来Napolean(拿破仑)的军队攻入德国,Germain怕Gauss重蹈Archimedes之覆辙,于是给自己的朋友,也就是当时统领三军的一位将军写信,这位将军果然对Gauss很为关照。 Germain后来又在物理上面做了很多东西,尤其是在弹性理论上面。由于她在数学物理上的突出贡献,她最终荣获了法国科学院的金质奖章,并成为第一位不是一某位成员的夫人出席科学院讲座的女性。在生命的最后几年,Gauss说服了Gottingen(格廷根)大学,授予Germain名誉博士学位。在那个时代,这是极大的荣誉。可惜在她的有生之年,未能亲自带上那令人骄傲的帽子 六、其他 A.Coble是上个世纪美国的院士,做代数几何,一度很有影响。据称,他有无穷多个博士论文的题目:当你证明了一个2维的情况的时候,他叫下一个博士生去证明3维的情况,然后叫下下个博士生去做4维的。后来有个叫Gerald Huff的博士,不但做了5维的情况,而且对一般的n也解决了。这就让Coble的未来的无穷个博士无所事事了。Coble很怒。 von Neumann(冯诺依曼)曾经碰到别人问他一个估计中国小学生都很熟的问题,就是两个人相向而行,中间有一只狗跑来跑去,问两个人相遇之后,狗走了多少的这种。应该先求出相遇的时间,再乘狗的速度。如果没有什么记错的话,小时候听说过苏步青先生在德国的一个什么公共汽车上,就有人问他这个问题,他老人家当然不会感到有什么困难了。von Neumann也是瞬间给出了答案,提问的人很失望,说你以前一定听说过这个诀窍吧,他指的是上面的这个做法。von Neumann说:“什么诀窍?我所做的就是把狗每次跑得都算出来,然后算出那个无穷的级数。” Lindemann(林德曼),也就是证明了π的超越性的人,据说是历史上讲课最烂的的几个人之一。传说中Lindemann讲课课大部分时间根本就听不清,听清的话都是不可理解的听不懂的话,而少数情况下,讲的话又清楚又听的懂,那就是错话。 Lindemann到巴黎学习的时候,听过Bertrand(贝特朗)和Jordan(若尔当/约当)的课,当时学数学的人太少,尽管Jordan在法国算是领袖级的数学家,听他的课的人只有3个,偶尔会达到4个,其中却有一人是因为教室里暖和。 写伟大的却活了不到40岁的Riemann(黎曼)。在100多年后的今天,他的思想还是能够让人们感到最强烈的震撼。在此表示深深的敬意。Riemann的父亲是个牧师,家里特别的穷,从小体弱多病,也打算做牧师。有一个人(据说是Riemann的中学校长)发现他在数学上比在神学上更有潜力,送给他一部Legendre(勒让德)的数论书。Legendre是一个伟大的法国数学家,他的书十分的晦涩难懂。 六天之后,Riemann就找到那个人把这本859页的名著还了,说:“这本书的确十分的精彩,我已经看懂了。”这个时候Riemann只有14岁。 Riemann19岁的时候去Gottingen(格廷根)读神学,平时也会听一些数学的课程。他比较喜欢泡在图书馆里。一次,他在那里找到了Cauchy(柯西)的分析的著作,如获至宝,读完之后,便坦然的决定放弃神学,从此开始读数学了。 今天举两个牛人,Siegal(西格尔)是那种很聪明又很努力的,而Kodaira自己经常说自己天资不好,但是他从中学开始就是那种做事情一丝不苟全身心投入的人,他回忆自己第一次学习van de Waerden(范德瓦尔登)的《代数学》,几乎不懂,然后就开始抄书,一直到抄懂为止,可见得Feilds(菲尔兹奖)奖的人的学习方法也不见的先进,唯手熟尔。 Siegal曾经说过,他可以从早上9点起,研究数学,一直到深夜12点,不吃不喝,最后把一天的食物一并吃掉,弄得胃很不舒服。Siegal被Kodaira称为“非常勤奋”,被Kodaira称为勤奋,可见其勤奋程度是何等的可怕。 1932年J.J.Gergen不得不在讲授一门Fourier(傅立叶)级数课程时,不使用一致收敛的 概念,原因是Harvard大学的数学系一致的认为一致收敛这个概念对本科生来说太难了。 H.Whitney(惠特尼)是很著名的美国数学家,做了很多很重要的工作,譬如说向量丛的Stiefel-Whitney类是用他的名字命名的,北大的图书馆里还有他的论文集的。很难想象,他本人一开始竟然不是学理科的。 Whitney的本科时候读的却不是数学,话说他学业完成,到欧洲大陆去玩,大概是到了 Gottingen(格廷根)还是什么地方了,反正是个很有名的地方,当时有一个很牛的物理学家(不是海森堡就是薛定谔)正在做一个关于量子力学的讲座。等得讲座结束之后,Whitney什也么没听懂,感觉及其不爽,于是找到了那个主讲的人,说,先生,我觉得你做的讲座很不成功。主讲的教授很纳闷,就问他说为什么。Whitney回答说,我可是Yale(耶鲁大学。)大学的优等的毕业生,你讲的东西我竟然听不懂,这难道不是你讲的有问题么。那个教授继续问,你是读什么专业的。Whitney回答说,我是读小提琴的……教授大大的不爽了,说这个我也没有办法,你要想懂的这些东西的话你应该学一点基础的课,于是告诉他这个世界上还有数学分析和线性代数等等…… Whitney回美国之后就开始发奋学习数学,据说半年之后就可以参加很高级的讨论班了。当然他是非常刻苦的,数学的历史上还是有很多这种大器晚成的例子的。 听说过Gauss(高斯)一件极其变态的事情,但是从另一个侧面我们也可以知道他不仅仅是天分出众,更重要的是努力。Gauss中年的时候妻子就死去了,那个时候,Gauss就很有名望,家里有保姆。妻子病的一塌糊涂,不过他还是专心自己的研究。这个当然不是一个值得称道的品质。就是妻子的弥留之际,他还是没有去她的身旁,保姆实在看不下去,就去Gauss做研究的地方去找他说让他赶快过去,Gauss随口答应了,但是依然做自己的东西。保姆又来了一次,痛斥了他一番,岂知Gauss告诉她说:“我马上就过去,你让她再等一会……” 被大家称为线性规划之父的Dantzig(丹齐克),据说一次上课Dantzig迟到了,仰头看去,黑板上留了几个题目,他就抄了一下,回家后埋头苦做。几个星期之后,疲惫的去找老师说,这件事情真的对不起,作业好像太难了,我所以现在才交,言下很是惭愧。几天之后,他的老师就把他召了过去,兴奋的告诉他说他太兴奋了。Dantzig很ft, 后来才知道原来黑板上的题目根本就不是什么家庭作业,而是老师说的本领域的未解决的问题,他给出的那个解法也就是单纯形法。据说,这个方法是上个世纪前十位的算法。 Kolmogorov(柯尔莫果洛夫)这是苏联最伟大的数学家之一,也是20世纪最伟大的数学家之一,在实分析,泛函分析,概率论,动力系统等很多领域都有着开创性的贡献,而且培养出了一大批优秀的数学家。 Kolmogorov一开始并不是数学系的,据说他17岁左右的时候写了一片和牛顿力学有关的文章,于是到了Moscow(莫斯科) State University去读书。入学的时候Kolmogorov对历史颇为倾心,一次,他写了一片很出色的历史学的文章,他的老师看罢,告诉他说在历史学里,要想证实自己的观点需要几个甚至几十个正确证明才行,Kolmogorov就问什么地方需要一个证明就行了,他的老师说是数学,于是Kolmogorov开始了他数学的一生。 Kolmogorov总是以感激的口气提到斯大林:“首先,他在战争年代为每一位院士提供了一床毛毯;第二,原谅了我在科学院的那次打架。”Kolmogorov一次在选举会上打了Luzin(卢津)一个耳光,他说:“(打架)那是我们常用的方式。”Luzin在实变函数方面有着很重要的贡献,但是以打架而论,远非Kolmogorov的对手,因为Kolmogorov经常自豪的回忆他在Yaroslovl车站和民兵打架的经历。 一个人如果打架很牛的话,经验告诉我们他必然身体强壮,而Kolmogorov的确很擅长运动,并经常以此自诩。譬如说,他经常提到一件事情,并且深以为憾,三十年代的一个冬天,Kolmogorov身穿游泳裤雪橇,在得意的飞速下滑,碰到两个戴相机的年轻人请他停下来,他原以为他们仰慕他的滑雪技术会为他拍照,结果他们请他为他们拍照。再譬如说,1939年的时候,他突然决定在冰水中游泳以表达对自己健康体魄的高度信任,结果以住院告终,医生一致认为他差点死掉;但是,70岁的时候,突然决定到莫斯科河里游泳,仍然是冰水,这一次却没有事情。
2335 次阅读|2 个评论
[转载]华人数学家首次证明存在无穷多素数对 一夜成名
mathmhb 2013-5-19 02:08
我的阅读提示: 1、好的工作需要时间来沉淀。 2、好的学者需要时间来认可。 3、好的制度需要时间来建立。 4、好的创新需要宽松的文化。 http://www.chinanews.com/edu/2013/05-17/4828364.shtml 华人数学家首次证明存在无穷多素数对 一夜成名 2013年05月17日 09:27 来源:文汇报  参与互动( 5 ) 2   长期沉寂,一夜成名,张益唐首次证明存在无穷多素数对   华人数学家“成就堪比陈景润”?   一位华人数学家,一夜成名。   《自然》杂志网站5月14日报道,任教于美国新罕布什尔大学的张益唐最新证明,存在无穷多个之差小于7000万的素数对。在解决孪生素数猜想方面,张益唐的这一研究被认为在终极数论这个古老的数学问题上取得了重大突破。   这两天,张益唐的名字在国内数学圈一下子热了起来。北京大学官方网站前天发布消息介绍张益唐,说他1978年进入该校数学科学学院攻读本科,1982年读硕。很多任教于名校数学系的教授更在一点一滴“拼凑”有关他的信息,编织一个新的学术传奇:张益唐最近的证明如果被认为正确,那么他的“成就堪比陈景润”;但此前,他在美国长期沉寂,没有正式教职,公开发表的论文只有两篇。   孪生素数猜想,有了重大突破   很多数学猜想都是“世纪大难题”,和至今尚未有解的黎曼猜想、哥德巴赫猜想一样,孪生素数猜想也是著名的数学猜想。很多数学家希望通过解决孪生素数问题,进而攻克哥德巴赫猜想。   素数,是指只含有两个因子的自然数(即只能被自身和1整除)。孪生素数,是指两个相差为2的素数。比如,3和5,17和19等。所谓的孪生素数猜想,是由希腊数学家欧几里得提出的,意思是存在着无穷对孪生素数。   根据《自然》杂志网站的报道,在解决孪生素数猜想方面,此前的一个学术里程碑出现在2005年,其时,美著名解析数论专家、圣何塞州立大学教授DanGoldston和他的两位同事提出,存在无穷多个之差小于16的素数对。但这个推论,还没有人知道该如何证明。   张益唐的最新研究,在不依赖未经证明推论的前提下,发现存在无穷多个之差小于7000万的素数对。如果这个结果成立,就是第一次有人正式证明存在无穷多组间距小于定值的素数对。   虽然7000万这个数字很大,离孪生素数猜想给出的2还有距离,但是相比之前人们给不出任何一个正数,张益唐的结果是数论发展的一个重大突破。   5月13日,张益唐在美国哈佛大学发表主题演讲,介绍了他的研究进展。   任教美国无名大学,还是个“临时工”   张益唐关于孪生素数猜想的研究论文,目前已经被国际顶级数学期刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)接收。《数学年刊》是世界最权威的数学杂志,一般只有顶尖数学家的文章才能被收录。   张益唐之所以引起国内学术界极大的关注和兴趣,一个重要原因,或许在于他的“逆袭”——在此次以数学研究成果亮相前,他在美国默默无名。张益唐任教的美国新罕布什尔大学是一所很普通的大学,不管是学校名头还是数学专业,都名不见经传。   昨天恰好来沪讲学的浙江大学数学系教授蔡天新在接受本报记者采访时说,根据他看到的一些信息资料,张益唐目前在美国还没有稳定的教职。   美国大学实行终身教职制度,而赴美多年的张益唐目前并没拿到终身轨(tenure),只是具有临时教师资格的讲师。   蔡天新说,早些年的一次学术会议上,他和张益唐曾有一面之缘。在北大,很多78级数学系学生都知道张益唐,他是当时班级里数学学得最好的学生,“很愿意钻大问题”,对别的事情不太在乎。   香港浸会大学数学系教授汤涛也在个人微博中披露,到美国后,张益唐常“以车为家,默默苦攻难题”。   要么沉寂,要么让学术界惊艳   互联网上,更多年轻的数学爱好者开始从各个渠道收集有关张益唐的信息。这位数学“大牛”浮出水面之前的一些学术状况,听来很值得国内学人深思。   目前,能公开检索到的张益唐的学术论文只有2篇。即使在不十分追求学术GDP的美国,考虑到张益唐的年纪,如此“低产”实难获得大学的芳心。一些学者分析,这可能就是张益唐到目前仍然没有拿到美国大学终身教职的原因。“他没有任何东西能证明自己的水平。”   蔡天新记得,早年求学北大时,就有同学觉得张益唐性格有些“孤傲”,但大家都相信,凭他的水平做出成绩是迟早的事。“只是没有想到,他做出成绩等了这么多年,这成果这么了不起。”   汤涛也发出感慨:“(在美国)从没有正式工作,以为离开数学界了。一出成果《自然》见!华人佩雷尔曼(俄罗斯数学天才)?”   在科学青年集聚的“果壳网”上,现任教于加拿大滑铁卢大学统计与精算学系的助理教授王若度专门写了一篇科普文章,介绍张益唐的研究。他说,“如果张益唐的结果是正确的,那无疑是世界数学界的一大进展,其结果影响力甚至可能超过陈景润在哥德巴赫猜想方面所做的工作。”   昨天,多位任教于国内高校数学院系的教授也给出了类似的评价。“影响可能不如费尔马大定理的证明大,但肯定是载入史册的。”   截至目前,《数学年刊》的审稿人对张益唐的研究做出了很高的评价,正式文章还未刊发。Goldston教授也在评阅这篇文章,并认为这篇文章目前没有显而易见的问题。他甚至说:“真不敢相信我在有生之年还能看到这个证明。”   王若度则说,“考虑到张益唐并不是成名的数学家,审稿人想必是在非常详细的审阅之后才得出的结论。”  本报记者 樊丽萍
个人分类: 创新随想|1421 次阅读|0 个评论
[转载]数学家张益唐破译“孪生素数猜想”或超陈景润
热度 1 ChinaAbel 2013-5-18 17:11
原标题 3635 张益唐近照,由新罕布什尔大学提供   张益唐是个对数字“极其敏感”的人,他能把大学同班同学的出生日期背得“滚瓜烂熟”,并在每个人过生日时发去一封祝福邮件。   同为恢复 高考 后北京大学数学系第一批学生,美国普渡大学数学系教授沈捷就享受过这样的“待遇”。但他发现,七八年前张益唐突然“消失”了。因为,从那时起,他再没收到过张的生日祝福,“给他发邮件也没再回过”。   5月16日,张益唐的邮件突然来了,只有一个单词:“谢谢”。在接受中国青年报记者采访时,沈捷回忆说,此前一天,他和夫人就张益唐在孪生素数方面取得的突破向他发去邮件道贺。 中国数学家张益唐破猜想 或超陈景润 15,946 0    5月14日,《自然》(Nature)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”,这一研究随即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。   在此之前,“年近6旬”的张益唐在数学界可以说是个名不见经传的人。   多年前曾与张益唐接触过的浙江大学数学系教授蔡天新也以为“他早从数学圈消失”了,蔡说已经“近30年没他的消息了”,没曾想“他突然向孪生素数猜想走近了一大步”    孪生素数猜想,有了重大突破   素数是指正因数只有1和本身即只能被自身和1整除的正整数,“孪生素数”则是指两个相差为2的素数,例如3和5,17和19等。而随着素数的增大,下一个素数离上一个素数应该越来越远,故古希腊数学家欧几里得猜想,存在无穷多对素数,他们只相差2,例如3和5,5和7,2003663613×2195000-1和2003663613×2195000+1等等。   这就是所谓的孪生素数猜想,它与黎曼猜想、哥德巴赫猜想一样让无数数论学者为之着迷。   数学家需要做的,是一个证明!   然而,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。   张益唐找到的正数是“7000万”。   尽管从2到7000万是一段很大的距离,《自然》的报道还是称其为一个“重要的里程碑”。正如美国圣何塞州立大学数论教授Dan Goldston所言,“从7000万到2的距离(指猜想中尚未完成的工作)相比于从无穷到7000万的距离(指张益唐的工作)来说是微不足道的。”   此前,Goldston及其两位同事提出,存在无穷多个之差小于16的素数对,给这项猜想写下一个重要里程碑。但是,该推论尚不知如何证明。   5月13日,张益唐在美国哈佛大学发表主题演讲,介绍了他的这项研究进展。《自然》的报道称,如果这个结果成立,就是第一次有人正式证明存在无穷多组间距小于定值的素数对。换言之,张益唐将给孪生素数猜想证明开一个真正的“头”。   有人打了这样一个比方,张所做的工作,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”。   今天,沈捷正在武汉参加国际数学模型与计算研讨会,他告诉记者,他从会上获悉的评价是“这可以说是华人数学家有史以来证明最好的结果。”    任教美国无名大学,还是个“临时工”   张益唐在北大的研究生导师、著名数学家潘承彪听闻这一消息后“十分高兴”,他随即给蔡天新发信并附上审稿人、美国科学院院士IWANICE的评价:证明无误、非常漂亮,相信不久会有很多人把“7000万”这个数字“变小”……   根据加拿大滑铁卢大学统计与精算学系助理教授王若度的说法,世界顶级数学期刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)将准备接受张益唐作出证明的这篇文章,审稿人还评价“其证明是对的,并且是一流的数学工作”。   学界沉浸在一场重大发现的狂欢中。   与此同时,人们却惊讶地发现,除了这篇自然报道,不管是通过哪种搜索引擎,都很难找到有关“张益唐”个人的信息   “张益唐,华人数学家。1978年进入北京大学数学科学学院攻读本科,1982年读硕,后在美国新罕布什尔大学任教”。5月15日,也就是自然杂志报道发出的第二天,不知在哪位网友的编撰下,这位被称作“一夜成名”的科学家有了这样的百科介绍。   当天,北京大学官网证实了这一信息,并称“北大数学科学学院78级校友张益唐在孪生素数研究方面取得突破性进展,他证明了孪生素数猜想的一个弱化形式”。然而,针对张个人经历的介绍也是只言片语。   很明显,张益唐从北大硕士研究生毕业,1992年在普渡攻读博士学位后,这位数学研究者去干了什么,则鲜为人知,甚至“连他现在是哪国国籍我都不知道”,沈捷说。   即使是在衡量基础研究的论文阵地上,张益唐也显得异常“低调”在国际数学领域重要的检索系统Zentralblatt MATH数据库中,他名下只有两篇文章,一篇是1985年发表在国内的《数学学报》上,另一篇是张2001年在美国时发表在《Duke Math》上。   这也被一些学者分析是“张益唐到目前仍然没有拿到美国大学终身教职”的原因。今天,新罕布什尔大学向中国青年报记者证实了张益唐的教职为“讲师”(lecturer),并已经在该校数学系“待了将近十年”。   美国的“讲师”说白了就是临时教学职位,“收入比起同资历教授(包括助理教授)差很多,教学任务也远远比教授们重。”王若度说,“从科研上来说,则是完全得不到任何支持。例如我所在的学校,讲师往往由不具有博士学位的教师来担任,教学任务是普通终身教职系统内教员的两三倍。”这意味着,张益唐的科研时间“很难得到保证”。    要么沉寂,要么让学术界惊艳   “他就是执着于攻大难题,不肯干小的。”张益唐的另一名同班同学、著名作家王小东说,“我认为他是唯一一个数学天分比我高的同学。曾十分坎坷,现在终于有了成就!”   这一点与沈捷的印象一致,他和大学时住在其隔壁宿舍的张益唐是“非常要好的朋友”。据他回忆,当时,不管是上课还是考试,年龄比他大4岁的张益唐总是“领先一截”,“他很爱自学,我们难题解不出来,都找他”。   沈捷说,他虽然很有才华,但更靠自己的汗水,如果说一个天才做出这样一个成果,或许是碰巧,但他不一样,“他可是一直在做这个!”而且,“他读书很多,对历史很有见解”。   至于经历上的“坎坷”,则是去美国以后的事了   沈捷回忆,在普渡大学攻读博士时,张益唐师从一位代数几何方面的华人学者,“他其实最感兴趣的还是‘纯数字’,就像数论,但他之所以选择这个专业,我猜想多半是因为出国前不太懂国外(在专业上)的安排。”沈捷说。   然而,在作博士论文时,“不服输”的张益唐还是选择了被称作代数几何领域最难攻破的“雅克比猜想”。   最终,他做出一个“结果”来,但“并未发表”。沈捷告诉记者,在他的印象里,张益唐最终拿到了普渡大学的博士学位,但博士论文“因为自己不满意而没有发表”。   那年是1992年,是沈捷眼中张益唐最难熬的一段时间,“找工作四处碰壁,就因为没做出短期的好成果来”。   沈捷记得,张益唐毕业以后,把全部家当放到房车里,便开着车去多个大学一边求职,一边“讲这个结果(指雅克比猜想的成果)”。其中一段时间,张益唐还来到沈捷当时任教的宾夕法尼亚州立大学。“他住我这边的那段时间,我能真切地感受到他追求‘完美’的性子,有一位教授评价他做出的是雅克比猜想证明中最好的一个,但因为其中一个细节未完全搞清楚,就被他看作是‘一般的成果’,死活不愿意发表。”   当时,包括王小东、沈捷在内的同班同学还知道的一件事是,曾任他们数学系主任的著名数学家丁石孙“非常看重张益唐”,并“力邀他回北大”,但张最终还是没回来。   沈捷后来了解,“有人说他是要面子,我觉得他是不甘心,自己觉得没做成一些成绩就回国,太不甘心。”   他并非陈景润式“性格孤僻”的数学家,沈捷告诉记者:“他尽管有一点自负,毕竟很聪明,但是他待人很亲和。在我看来,他除了太痴迷于数字,其他和我们都一样。”   事实上,在今年5月1日,新罕布什尔大学就在其官网登出了张益唐要发表孪生素数这一成果的消息,上面写着:经过多天数学界的持续关注,张益唐更愿意回到他此前“不为人所注意”的状态。   “我其实是个害羞的人。”张益唐说。   本报北京5月17日电 转自: http://learning.sohu.com/20130518/n376336352.shtml 附录: 数学家张益唐破译“孪生素数猜想”的论文 YitangZhang.pdf 链接: 华人科学家首次证明存在无穷多素数对 《自然》网站相关报道(英文)
12216 次阅读|3 个评论
[转载]数学家张益唐破译“孪生素数猜想”
lifengting 2013-5-18 11:25
转载: 2013年05月18日09:18 来源: 中国青年报 作者:邱晨辉 张益唐是个对数字“极其敏感”的人,他能把大学同班同学的出生日期背得“滚瓜烂熟”,并在每个人过生日时发去一封祝福邮件。   同为恢复 高考 后北京大学数学系第一批学生,美国普渡大学数学系教授沈捷就享受过这样的“待遇”。但他发现,七八年前张益唐突然“消失”了。因为,从那时起,他再没收到过张的生日祝福,“给他发邮件也没再回过”。   5月16日,张益唐的邮件突然来了,只有一个单词:“谢谢”。在接受中国青年报记者采访时,沈捷回忆说,此前一天,他和夫人就张益唐在孪生素数方面取得的突破向他发去邮件道贺。    5月14日,《自然》(Nature)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”,这一研究随即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。   在此之前,“年近6旬”的张益唐在数学界可以说是个名不见经传的人。   多年前曾与张益唐接触过的浙江大学数学系教授蔡天新也以为“他早从数学圈消失”了,蔡说已经“近30年没他的消息了”,没曾想“他突然向孪生素数猜想走近了一大步”    孪生素数猜想,有了重大突破   素数是指正因数只有1和本身即只能被自身和1整除的正整数,“孪生素数”则是指两个相差为2的素数,例如3和5,17和19等。而随着素数的增大,下一个素数离上一个素数应该越来越远,故古希腊数学家欧几里得猜想,存在无穷多对素数,他们只相差2,例如3和5,5和7,2003663613×2195000-1和2003663613×2195000+1等等。   这就是所谓的孪生素数猜想,它与黎曼猜想、哥德巴赫猜想一样让无数数论学者为之着迷。   数学家需要做的,是一个证明!   然而,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。   张益唐找到的正数是“7000万”。   尽管从2到7000万是一段很大的距离,《自然》的报道还是称其为一个“重要的里程碑”。正如美国圣何塞州立大学数论教授Dan Goldston所言,“从7000万到2的距离(指猜想中尚未完成的工作)相比于从无穷到7000万的距离(指张益唐的工作)来说是微不足道的。”   此前,Goldston及其两位同事提出,存在无穷多个之差小于16的素数对,给这项猜想写下一个重要里程碑。但是,该推论尚不知如何证明。   5月13日,张益唐在美国哈佛大学发表主题演讲,介绍了他的这项研究进展。《自然》的报道称,如果这个结果成立,就是第一次有人正式证明存在无穷多组间距小于定值的素数对。换言之,张益唐将给孪生素数猜想证明开一个真正的“头”。   有人打了这样一个比方,张所做的工作,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”。   今天,沈捷正在武汉参加国际数学模型与计算研讨会,他告诉记者,他从会上获悉的评价是“这可以说是华人数学家有史以来证明最好的结果。”    任教美国无名大学,还是个“临时工”   张益唐在北大的研究生导师、著名数学家潘承彪听闻这一消息后“十分高兴”,他随即给蔡天新发信并附上审稿人、美国科学院院士IWANICE的评价:证明无误、非常漂亮,相信不久会有很多人把“7000万”这个数字“变小”……   根据加拿大滑铁卢大学统计与精算学系助理教授王若度的说法,世界顶级数学期刊《数学年刊》(Annals of Mathematics)将准备接受张益唐作出证明的这篇文章,审稿人还评价“其证明是对的,并且是一流的数学工作”。   学界沉浸在一场重大发现的狂欢中。   与此同时,人们却惊讶地发现,除了这篇自然报道,不管是通过哪种搜索引擎,都很难找到有关“张益唐”个人的信息   “张益唐,华人数学家。1978年进入北京大学数学科学学院攻读本科,1982年读硕,后在美国新罕布什尔大学任教”。5月15日,也就是自然杂志报道发出的第二天,不知在哪位网友的编撰下,这位被称作“一夜成名”的科学家有了这样的百科介绍。   当天,北京大学官网证实了这一信息,并称“北大数学科学学院78级校友张益唐在孪生素数研究方面取得突破性进展,他证明了孪生素数猜想的一个弱化形式”。然而,针对张个人经历的介绍也是只言片语。   很明显,张益唐从北大硕士研究生毕业,1992年在普渡攻读博士学位后,这位数学研究者去干了什么,则鲜为人知,甚至“连他现在是哪国国籍我都不知道”,沈捷说。   即使是在衡量基础研究的论文阵地上,张益唐也显得异常“低调”在国际数学领域重要的检索系统Zentralblatt MATH数据库中,他名下只有两篇文章,一篇是1985年发表在国内的《数学学报》上,另一篇是张2001年在美国时发表在《Duke Math》上。   这也被一些学者分析是“张益唐到目前仍然没有拿到美国大学终身教职”的原因。今天,新罕布什尔大学向中国青年报记者证实了张益唐的教职为“讲师”(lecturer),并已经在该校数学系“待了将近十年”。   美国的“讲师”说白了就是临时教学职位,“收入比起同资历教授(包括助理教授)差很多,教学任务也远远比教授们重。”王若度说,“从科研上来说,则是完全得不到任何支持。例如我所在的学校,讲师往往由不具有博士学位的教师来担任,教学任务是普通终身教职系统内教员的两三倍。”这意味着,张益唐的科研时间“很难得到保证”。    要么沉寂,要么让学术界惊艳   “他就是执着于攻大难题,不肯干小的。”张益唐的另一名同班同学、著名作家王小东说,“我认为他是唯一一个数学天分比我高的同学。曾十分坎坷,现在终于有了成就!”   这一点与沈捷的印象一致,他和大学时住在其隔壁宿舍的张益唐是“非常要好的朋友”。据他回忆,当时,不管是上课还是考试,年龄比他大4岁的张益唐总是“领先一截”,“他很爱自学,我们难题解不出来,都找他”。   沈捷说,他虽然很有才华,但更靠自己的汗水,如果说一个天才做出这样一个成果,或许是碰巧,但他不一样,“他可是一直在做这个!”而且,“他读书很多,对历史很有见解”。   至于经历上的“坎坷”,则是去美国以后的事了   沈捷回忆,在普渡大学攻读博士时,张益唐师从一位代数几何方面的华人学者,“他其实最感兴趣的还是‘纯数字’,就像数论,但他之所以选择这个专业,我猜想多半是因为出国前不太懂国外(在专业上)的安排。”沈捷说。   然而,在作博士论文时,“不服输”的张益唐还是选择了被称作代数几何领域最难攻破的“雅克比猜想”。   最终,他做出一个“结果”来,但“并未发表”。沈捷告诉记者,在他的印象里,张益唐最终拿到了普渡大学的博士学位,但博士论文“因为自己不满意而没有发表”。   那年是1992年,是沈捷眼中张益唐最难熬的一段时间,“找工作四处碰壁,就因为没做出短期的好成果来”。   沈捷记得,张益唐毕业以后,把全部家当放到房车里,便开着车去多个大学一边求职,一边“讲这个结果(指雅克比猜想的成果)”。其中一段时间,张益唐还来到沈捷当时任教的宾夕法尼亚州立大学。“他住我这边的那段时间,我能真切地感受到他追求‘完美’的性子,有一位教授评价他做出的是雅克比猜想证明中最好的一个,但因为其中一个细节未完全搞清楚,就被他看作是‘一般的成果’,死活不愿意发表。”   当时,包括王小东、沈捷在内的同班同学还知道的一件事是,曾任他们数学系主任的著名数学家丁石孙“非常看重张益唐”,并“力邀他回北大”,但张最终还是没回来。   沈捷后来了解,“有人说他是要面子,我觉得他是不甘心,自己觉得没做成一些成绩就回国,太不甘心。”   他并非陈景润式“性格孤僻”的数学家,沈捷告诉记者:“他尽管有一点自负,毕竟很聪明,但是他待人很亲和。在我看来,他除了太痴迷于数字,其他和我们都一样。”   事实上,在今年5月1日,新罕布什尔大学就在其官网登出了张益唐要发表孪生素数这一成果的消息,上面写着:经过多天数学界的持续关注,张益唐更愿意回到他此前“不为人所注意”的状态。   “我其实是个害羞的人。”张益唐说。   本报北京5月17日电
1339 次阅读|0 个评论
华人数学家张益唐在孪生素数猜想上迈出了一大步
热度 1 cuncaoxin 2013-5-18 11:15
  张益唐,华人数学家。1978年考入北京大学数学系,1982年本科毕业;1982—1985年,师从著名数学家、北京大学潘承彪教授攻读硕士学位;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,职称为讲师。2013年5月,张益唐在孪生素数研究方面所取得的突破性进展,他证明了孪生素数猜想的一个弱化形式。在最新研究中,张益唐在不依赖未经证明推论的前提下,发现存在无穷多个之差小于7000万的素数对,从而在解决孪生素数猜想这一终极数论问题的道路上前进了一大步。这一研究随即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。 5月14日,《自然》(Nature)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”,这一研究随即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。在此之前,“年近6旬”的张益唐在数学界可以说是个名不见经传的人。5月13日,张益唐在美国哈佛大学发表主题演讲,介绍了他的这项研究进展。《自然》的报道称,如果这个结果成立,就是第一次有人正式证明存在无穷多组间距小于定值的素数对。换言之,张益唐将给孪生素数猜想证明开一个真正的“头”。 (致谢:博文题目系依照科学网博主严晓文老师 http://blog.sciencenet.cn/u/yxw10 指教修改 )
个人分类: 科普百科|2739 次阅读|4 个评论
[转载]数学家与诗人之间令人惊奇的对称
hesiyusc08 2013-4-30 15:02
前几天看了@蒋迅 的文章 这个相声够数学的 ,主题是“诗人和数学”,感觉很有趣。想起来曾经看过类似的文章,果然找到了,转载过来算是相关文章推荐吧。 原文 数学家VS诗人:惊奇的对称   数学家与诗人都是作为先知先觉的预言家存在我们的世界上。只不过诗人由于天性孤傲被认为狂妄自大,而数学家由于超凡脱俗为人们敬而远之。故而在文学艺术团体里诗人往往受制于小说家,正如在科学技术协会里物理学家领导数学家一样。但这只是表面现象。    “ 我做不了诗人”,晚年的 威廉·福克纳 彬彬有礼地承认, “ 或许每一位长篇小说家最初都想写诗,发觉自己写不来,就尝试写短篇小说,这是除诗以外要求最高的艺术形式。再写不成的话,只有写长篇小说了。”相比之下,物理学家并不那么谦虚,但无论如何,对每一个物理学家来说,物理认识的增长总是受到数学直觉和经验观察的双重指导。物理学家的艺术就是选择他的材料并用来为自然规划一幅蓝图,在这个过程中,数学直觉是不可或缺的。或许大家都已经注意到了,数学家改行搞物理或计算机,就像诗人改行写小说或散文那样相对容易。   数学通常被认为是与诗歌绝对相反的,这一点并不完全正确,但无可否认,它有这种倾向。数学家的工作是发现,而诗人的工作是创造。画家 德加 有时也写十四行诗,有一次他和诗人 马拉美 谈话时诉苦说,他发现写作很难,尽管他有许多概念,实际上是概念过剩。马拉美回答:诗是词的产物,而不是概念的产物。另一方面,数学家尤其是代数学家则主要搞概念,即把一定类型的概念组合起来。换句话说,数学家运用了抽象的思维,而诗人的思维方式较为形象,但这同样不是绝对的。   数学与诗歌都是想象的产物。对一位纯粹数学家来说,他面临的材料好像是花边,好像是一棵树的叶子,好像是一片青草地或一个人脸上的明暗变化。也就是说,被 柏拉图 斥为“诗人的狂热”的“灵感”对数学家一样的重要。举例来说,当歌德听到耶路撒冷自杀的消息时,仿佛突然间见到一道光在眼前闪过,立刻他就把《 少年维特之烦恼 》一书的纲要想好,他回忆说: “ 这部小册子好像是在无意识中写成的。”而当“数学王子” 高斯 解决了一个困扰他多年的问题(高斯和符号)之后写信给友人说: “ 最后只是几天以前,成功了(我想说,不是由于我苦苦的探索,而是由于上帝的恩惠),就像是闪电轰击的一刹那,这个谜解开了;我以前的知识,我最后一次尝试的方法以及成功的原因,这三者究竟是如何联系起来的,我自己也未能理出头绪来。”   数学虽然经常以与天文、物理及其它自然科学分支相互联系、相互作用的方式出现。但从本质上说,它是一个完全自成体系的(对它本身来说又是极为宽广的)、最具有真实性的知识领域。这一点正如真正的文字语言,它不仅用来记载和表达思想及思维过程,并且反过来(通过诗人和文学家)又把它们创造出来。可以说数学和诗歌是人类最自由的智力活动。保尔·图拉认为:数学是一座坚固的堡垒。这应验了福克纳的话:人只要有向往自由的意志,就不会被毁灭。通过多年的研究实践,我认为数学研究的过程或多或少是一种智力的锤炼和欣赏的过程,这或许是数学研究之所以有如此吸引力的一个重要原因。我非常能够理解哲学家 乔治·桑塔亚纳 晚年说过的一席话: “ 如果我的老师们真的曾在当初就告诉我,数学是一种摆弄假设的纯粹游戏,并且是完全悬在空中的,我倒可能已经成为优秀的数学家了。因为我在本质王国里感到十分幸福。”当然,在此我不能排除伟大的思想家追求时代智力风尚,就如同妇女在服饰上赶时髦一样。   与任何其它学科相比,数学更加是年轻人的事业。最著名的数学奖--- 菲尔兹奖 是专门奖给四十岁以下的数学家的。 黎曼 死于 40 岁, 帕斯卡尔 死于 39 岁, 冯·诺依曼 死于 34 岁(转注:据一位读者提供的资料,诺依曼死于 54 岁, 1903 - 1957 ), 拉曼纽扬 死于 33 岁, 阿贝尔 死于 27 岁, 伽罗华 死于 20 岁,而他们作为伟大数学家的地位却已经奠定。有些数学家虽然长寿,但他们的主要工作大多是在青年时代完成的,例如 牛顿 和高斯。另一方面,我们可以开列一长串早逝的诗人名单: 普希金 、 洛尔迦 和 阿波利奈尔 死于 38 岁, 兰波 死于 37 岁, 王尔德 死于 34 岁, 马雅可夫斯基 死于 32 岁, 普拉斯 死于 31 岁, 雪莱 和 叶塞宁 死于 30 岁, 诺瓦利斯 死于 29 岁, 济慈 和 裴多菲 死于 26 岁。而以绘画为例, 高更 、 卢梭 和 康定斯基 都是三十岁以后才开始画家生涯的。因此,我们有理由认为,在科学、艺术领域里,数学家和诗人是最需要天才的。不同的是,对诗人来说,一代人要推倒另一代人所修筑的东西,一个人所树立的另一个人要加以摧毁。而对数学家来说,每一代人都能在旧建筑上增添一层楼。由于这一原因,诗人比数学家更容易出现或消失。   诗人的语言以简练著称。 埃兹拉·庞德 被誉为“简练的大师”。这方面似乎没有人做得更好,殊不知数学家的语言也是如此,英国作家 J·K ·杰罗姆 曾举过一个例子,有这样一段描写:   当一个十二世纪的小伙子坠入情网时,他不会后退三步,看着心爱的姑娘的眼睛,他说她是世界上最漂亮的人儿。如果他在外面碰上一个人。并且打破了他的脑袋---我指的是另一个人的脑袋---那就证明了他的---前面那个小伙子的---姑娘是个漂亮的姑娘。如果是另外一个人打破了他的脑袋---不是他自己的,你知道,而是另外那个人的---对后面那个小伙子来说的另外一个---那就说明了……   倘若我们把这段没完没了的叙述借助数学家的符号表达出来,就变得非常简洁明了:   如果 A 打破了 B 的脑袋,那么 A 的姑娘是个漂亮的姑娘。但如果 B 打破了 A 的头,那么 A 的姑娘就不是个漂亮的姑娘,而 B 的姑娘就是一个漂亮的姑娘。   不仅如此,数学家的语言还是一种万能的语言, 歌德 曾逗趣说:数学家就像法国人一样,无论你说什么,他们都能把它翻译成自己语言,并且立刻成为全新的东西。 马克思 更是教导我们:一门科学只有当它达到了能够运用数学时,才算真正发展了。与此相应,诗是一切艺术的共同要素,可以说每一件艺术品都需要有“诗意”。因此, 莫扎特 才有“音乐家诗人”的美誉,而 肖邦 也被称为“钢琴诗人”。不难想象,在一篇科学论文中出现一个优美的数学公式和在一篇文章或谈话中间摘引几行漂亮的诗句,两者有一种“惊人的对称”。   现在让我们回到本文开头提出的命题。 弗洛伊德 认为: “ 诗人在心灵的认知方面是我们的大师。”这句话曾被超现实主义领袖 布勒东 奉为圭臬。 诺瓦利斯 声称: “ 诗歌的意义和预言十分相似,一般来说,和先知的直觉差不多。诗人---预言家通过有魔力的词句和形象使人得以触及一个陌生而神奇的世界的奥秘。”因此,一个正直的诗人难免会冒犯统治阶级的利益。柏拉图历数诗人的两大罪状:艺术不真实,不能给人真理;艺术伤风败俗,惑乱人心。另一方面,纯粹数学尤其是现代数学的发展往往是超越时代的,甚至是超越理论物理学的。例如, 伽罗华群 和 哈密尔顿四元数 的理论在建立一个多世纪以后才开始应用于量子力学; 非欧几何学 被用来描述引力场、复分析在电气动力学中的应用也有类似的情况;而 圆锥曲线 自被发现二千多年来,一直被认为不过是“富于思辨头脑中的无利可图的娱乐”,可是最终它却在现代天文学、仿射运动理论和万有引力定律中发挥了作用。   然而,更多的时候,数学家的工作仍不被人们理解。有这样的指责,认为数学家喜欢沉湎于毫无意义的臆测,或者认为数学家们是笨拙和毫无用处的梦想家。可悲的是,这些饱学之士的观点还得到某些权威的支持。圣奥古斯丁一面攻击荷马的虚构败坏人心, “ 把人间的罪行移到神的身上”, “ 我们不得不踏着诗的虚构的足迹走入迷途”,一面又叫嚷道: “ 好的基督徒应该提防数学家和那些空头许诺的人,这样的危险业已存在,数学家们已经与魔鬼签定了协约,要使精神进入黑暗,把人投入地狱。”古罗马法官则裁决“对于作恶者、数学家诸如此类的人”,应禁止他们“学习几何技艺和参加当众运算数学这样可恶的学问”。 叔本华 ,一位在现代哲学史上占有重要地位的哲学家,一方面视诗歌为最高艺术,另一方面却把算术看成是最低级的精神活动。进入二十世纪以来,越来越多的人认识到了,我们这个时代是如何受惠于数学的。至少奥古斯丁那样的权威人士消声匿迹了。但是诗人和艺术家的境况在某种意义上依然如故,或许他们应该用毕加索的话来聊以自慰:人们只有越过无数障碍之后,才能得以登上艺术家的宝座。因而对艺术非但不该加以鼓励,相反应压抑它。   数学家和诗人常常是不约而同的走在人类文明的前沿。古希腊最重要的两部学术著作--- 欧几里得 的《原本》和 亚里斯多德 的《诗学》几乎诞生在同一时代,并且都是建立在对三维空间摹仿的基础上。只不过前者是抽象的摹仿,后者是形象的摹仿。现代艺术的先驱 爱伦·坡 、 波德莱尔 与非欧几何学的创始人 罗巴切夫斯基 、 鲍耶 也属于同一时代。本世纪三、四十年代,当一批才华横溢的诗人、画家聚集巴黎,发动一场载歌载舞的超现实主义革命时,这个世界上另一些聪明绝顶的头脑正各自为营,致力于发展新兴的数学分支--- 拓扑学 。这里我想引用一个拓扑学家经常引用的例子,美国诗人 朗费罗 的长篇叙事诗《海华沙之歌》(作于 1855 年, 德沃夏克 的《 自新大陆交响曲 》即受其影响写成)中有一段故事,讲到一个做毛皮手套的印第安人:   他把晒暖的一侧弄到里面,把里面的皮翻到外面;把冷冰冰的一侧翻到外面,把晒暖的一侧弄到里面……   在手套的翻进翻出过程中,这个印第安人实际上是在做一个拓扑动作。有趣的是,拓扑这个词最早是德文的形式( Topologie )出现在 1847 年高斯的一个学生写的著作里,在那个年代拓扑概念只存在极少数数学家的头脑里。   最后我要谈到的是,一个人能不能既成为诗人又成为数学家呢 ? 帕斯卡尔 在《 思想录 》开头差不多这样轻松地写道:凡是几何学家只要有良好的洞见力,就会是敏感的;而敏感的人若能把自己的洞见力运用到几何学原则上去,也会成为几何学家。虽然如此,从历史上看,只有十八世纪意大利数学家 马斯凯罗尼 和十九世纪法国数学家 柯西 勉强算得上诗人,二十世纪智利诗人 帕拉 也曾作过数学教授。而人类历史上唯一能够在两方面都有杰出贡献的或许唯有 欧玛尔·海亚姆 了,这位十一世纪的波斯人比多才多艺的 达·芬奇 还早出生四百年,他的名字不仅因给出三次方程的几何解载入数学史册,同时又作为《 鲁拜集 》一书的作者闻名于世。本世纪初,十四岁的 T·S· 艾略特 偶然读到爱德华·菲尔茨杰拉德的英译本《鲁拜集》,立刻就被迷住了。他后来回忆说,当他进入到这光辉灿烂的诗歌之中,那情形 “ 简直美极了”,自从读了这些充满“璀璨、甜蜜、痛苦色彩的”诗行以后,便明白了自己要成为一名诗人。   来源:《数学通报》  作者: 蔡天新
个人分类: 论文材料|1673 次阅读|0 个评论
[转载]我不是数学家
热度 1 ChinaAbel 2013-4-24 22:49
歌声挺优美的。 歌曲名称:我不是数学家 专辑名称:优雅的刺猬 歌手姓名: 魏如萱 发行时间:2010-5-27 发行公司:亚神 专辑语种:国语 歌词 作词: 陈珊妮 作曲:陈珊妮 阳光下你牵着我的手 没有什么话急着想说 被相连的影子拖走 是我的心 我的心 纵使一点点风声泄漏 再温柔的谎话都别说 这风景里最恼人的 是我的心 我的心 我加上你加上他 有没有公式让我想想办法 我加上你加上爱 等不等于你爱他无价 我恨我不是数学家 青春该不该偏爱忧愁 失恋该不该假装幽默 可你却牵着我的手 给了他 你的心 我加上你加上他 有没有公式让我想想办法 我加上你加上爱 等不等于你爱他无价 三人各有算法 我加你加上他 有没有正确答案无关惩罚 我加上你减掉爱 等不等于你正在想他 我恨我不是数学家 我恨我不是数学家 我不是数学家 转自百度百科 http://fc.5sing.com/4460957.html### 相关歌曲 向上 我不是数学家 音乐人:vfenny 我恨数学考试(填词 音乐人:马里路亚 爱情不是一道数学题 音乐人:言小旭
2848 次阅读|2 个评论
李冶“立天元一”方法
热度 2 liuhong59 2013-4-4 20:10
  “元”的概念.宋元时期,中国数学家创立了“天元术”,用“天元”表示未知数进而建立方程。后人们又设立了地元、人元、泰元来表示未知数,有几元便称为几元方程。这种方法的代表作是数学家李冶写的《测圆海镜》(1248),书中所说的“立天元一”相当于现在的“设未知数x。”所以现在在简称方程时,将未知数称为“元”,如一个未知数的方程叫“一元方程”。而两个以上的未知数,在古代又称为“天元”、“地元”、“人元”。 四库全书,卷一百七 子部十七,载 《测圆海镜》·十二卷(编修李潢家藏本)   元李冶撰。冶字镜斋,栾城人。金末登进士,入元官翰林学士。事迹具《元史》本传。其书以勾股容圆为题,自圆心圆外纵横取之,得大小十五形,皆无奇零。次列识别杂记数百条,以穷其理。次设问一百七十则,以尽其用。探赜索隐,参伍错综, 虽习其法者,不能骤解 。而其草则多言 立天元一 。按立天元一法见於宋秦九韶《九章大衍数》中,厥后《授时草》及《 四元玉鉴 》等书皆屡见之,而此书言之独详, 其关乎数学者甚大 。然自元以来, 畴人皆株守立成,习而不察。至明,遂无知其法者 。故唐顺之与顾应祥书,谓立天元一,漫不省为何语。顾应祥演是书为分类释术,其自序亦云 立天元一 无下手之术,则是书虽存,而其传已泯矣。明万历中, 利玛窦与徐光启、李之藻等译为《同文算指》诸书 ,於古《九章》皆有辨订,独於立天元一法阙而不言。徐光启於《勾股义序》中引此书,又谓欲说其义而未遑。是此书已 为利玛窦所见,而犹未得其解也 。迨我国家,醲化翔洽,梯航鳞萃, 欧逻巴人始以借根方法进呈 ,圣祖仁皇帝授蒙养斋诸臣习之。梅瑴成乃悟即古立天元一法,於《赤水遗珍》中详解之。且载西名阿尔热巴拉(案:原本作阿尔热巴达,谨据 西洋借根法 改正),即华言东来法。 知即冶之遗书流入西域,又转而还入中原也。今用以勘验西法,一一吻合,瑴成所说,信而有徵。特录存之,以为算法之秘钥。且以见中法西法互相发明,无容设畛域之见焉 。 欧几里得曾说:「学习几何学没有王者之路!」。事实上,学习代数学亦然,譬如说吧,在中国数学史上鼎鼎大名的康熙皇帝,就在代数的学习过程中,表现了类似今日国中学生茫然不知所措的模样,这个历史经验,实在很值得教学工作者参考与借鉴。 明末清初,传教士开始把西方数学知识传入中国。当时有两种西方代数传入中国,第一种被称作“借根方比例法”,第二种则叫作“阿尔热巴拉新法”。 所谓“阿尔热巴拉”,是英文algebra的音译。公元1711年,康熙皇帝与直隶巡抚赵宏燮讨论数学时,就指出:算法之理,皆出于《易经》,即西洋算法亦善,原系中国算法,彼称为“阿尔热巴拉”者,传自东方之谓也。隔年梅觳成入宫肄业于畅春园的蒙养斋,负责主编【数理精蕴】等书,康熙皇帝授以传教士传入的代数学,并且谕示: 西洋人名此书为阿尔热巴达,译言东来法也。 按此书可能是某传教士所译的【借根方算法节要】。至于在该书中不沿袭原名而改称为『借根方法』,「乃译书者就其法而质言之也。」换句话说,『借根方(比例)法』是一种『意译』!后来奉康熙皇帝指示,梅觳成遂将它编入【数理精蕴】(1723)卷三十二 -- 三十六。 然则何以algebra是一种『东来法』呢?这就必须追溯这个英文字的语源了。原来algebra相当于拉丁文的al-jabr,出自阿拉伯数学家阿尔花拉子模(Al-Khwarizmi,第九世纪)的一本代数著作的书名 (Hisab al-jabr w'al muqabala),原指『还原』(restoration)之意,例如将 2x+5 = 5-3x 『还原』成 5x+5 = 8。这种代数不但未涉及符号法则(symbolism),当然也不曾引进文字系数;同时,方程式(equation,原意是令相等之后所得到的式子)两端也像天平平衡一样而不等于零,譬如二次方程就表示成像x +6x=4等等;此外,求解程序也都以文字叙述。后来再由意大利数学家卡丹(G. Cardano, 1501-1576)全盘接收,因此,对西欧人而言才有『东来法』之说。 至于『符号代数』(symbolic algebra),则是第二种,亦即『阿尔热巴拉新法』的主旨,源自法国数学家维达(F. Vieta, 1540-1603)著作【解析方法入门】(Introduction to Analytic Art,1591-95)的发明。它的特征除了代数方程的系数以文字符号表示、符号可以一如数目演算之外,方程式任何一端可以置零,譬如 ax +bx+c=0;还有,维达也特别强调代数是研究像二次方程这种『形式』(species or forms of things)的学问,而算术则完全诉诸数目(species of numbers)。 有趣的是,当时中国人为了安心学习西算,遂将『东来』解释成来自中国,于是,梅觳成就以【测圆海镜】(元李冶撰)与【数理精蕴】中例子,来比较『天元术』与『借根方法』,证明它们『名异而实同』。可惜,中土「不知何故遂失其传,犹幸远人慕化,复得故物」,『东来之名』正好表示西人不忘本,如此说来,中国人怎么可以不好好地学习西算呢。这是梅觳成为盛行于明末清初『西学中原说』所下的最佳注脚。 注:醲化翔洽,梯航鳞萃 醲 拼音: nóng, 笔划: 醲 nóng 味浓烈的酒:“肥醲甘脆,非不美也。” 古同“浓”:“雾醲而蚁不能游也。” 酝酿:“谁是升平醲酿久,已将寰海变蓬瀛。” 薰陶:“尧醲舜薰。” 古通“脓”,肥肉,脂肪:“勿多食肥醲。” 翔洽  (1).周遍。 明 董其昌 《少司徒方采山公九十寿序》:“今天子久道成化,和气翔洽。” 清 曾国藩 《户部员外郎彭君墓表》:“断狱八百,民誉翔洽。” (2).和洽。 清 刘大櫆 《送张闲中序》:“元首股肱,联为一体,至治翔洽,感格幽冥。” 王闿运 《桂阳州志序》:“圣朝德教翔洽,几三百岁。” 梯航梯航(tī háng) (1).梯与船。登山渡水的工具。 唐 吕温 《与族兄皋请学春秋书》:“翘企圣域,莫知所从,如仰高山、临大川,未获梯航,而欲济乎深、臻乎极也。” 清 赵翼 《八十自寿》诗:“炎徼风清无瘴疠,蛮陬地辟有梯航。” (2).引申指有效的途径。 明 谢榛 《四溟诗话》卷三:“悟不可恃,勤不可间;悟以见心,勤以尽力:此学诗之梯航也。” 清 蒲松龄 《聊斋志异·白于玉》:“曩所授,乃《黄庭》之要道,仙人之梯航也。” (3).亦作“ 梯杭 ”。“梯山航海”的省语。谓长途跋涉。 唐玄宗 《赐新罗王》诗:“玉帛遍天下,梯杭归上都。”杭,通“ 航 ”。 宋 张孝祥 《念奴娇·仲钦提刑仲冬行边》词:“梯航入贡,路经头痛身热。” (4).指水陆交通。 明 梁辰鱼 《浣纱记·治定》:“而今应受天王宠,看万国梯航一旦通。” 严复 《论世变之亟》:“自胜代末造,西旅已通,迨及国朝,梯航日广。” (5).比喻引荐人才。 唐 黄滔 《启刑部郑郎中》:“郎中模楷词林,梯航名路,每虑或遗於片善,常忧不采於一言。” 鳞萃亦作“鳞崒”。 犹鳞集。《文选·司马相如》:“珍怪鸟兽,万端鳞崪。” 李善 注引 张揖 曰:“崪与萃同,集也。”《史记·司马相如列传》作“鳞萃”。 晋 潘岳 《籍田赋》:“於是前驱鱼丽,属车鳞萃。” 明 张居正 《赠水部周汉浦榷竣还朝序》:“舟楫鳞萃,称会区焉。” 徐珂 《清稗类钞·饮食·京师宴会之恶习》:“京师为士大夫渊薮,朝士而外,凡外官谒选及士子就学者,于于鳞萃,故酬应之繁冗甲天下。” 唤醒历史的记忆 封龙书院复建工程即将完工:延续数学文化的脉络 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/7/249454.shtm
7424 次阅读|27 个评论
数学家怎么发现问题的创造性解决方案
热度 2 ChinaAbel 2013-3-30 14:26
第一次比较有意识地注意数学解题思路方法的系统归纳是中学时从顾越岭老师的《高中数学精讲 思路方法》(江苏教育出版社)开始的。当时同学们都把这本书视为数学解题的“圣经”。大概全国好多地方都是这样吧,因为此书好多次脱销。后来这本书有个升级的版本: 《数学解题通论》(顾越岭,广西教育出版社),由于信息比较闭塞,当时不知道这本书,所以也没读上。这两本书都是以大量的中学数学为实例从数学问题的根本属性——矛盾性入手,揭示了数学问题的根本规律——矛盾转化的规律,然后制定若干思维原则,用以指导思维定向。以思维原则为指针,对具体问题进行矛盾分析与思维定向,从而找到解决问题的途经。 高考后“不幸”调剂到数学专业,起初面对抽象的数学,尤其是“遇到能看懂书,但很多课后题目不会做”的时候,老师建议我去读徐利治先生的《数学方法论选讲》等书,也读了刘广云编的《数学分析选讲--数学分析普适性方法及解题方法例析》(黑龙江教育出版社,顺便八卦一个小故事:这本书是我们的数学分析选讲教材,但大一的时候就把书发下来了,当年此书已经绝版了,学校自己翻印刷的,仅供内部使用!),一知半解吧,但至少体会到了数学不是不可琢磨的东西,还是有点规律可循的。后来又读过M.克莱因(Morris·Kline)的《古今数学思想》的部分内容(很惭愧,多次下决心读完此书,但每次由于种种原因都没读完),获益匪浅。这套书“从历史角度来讲解的数学入门书”,突出了数学发展的思想方法,论述了数学思想的古往今来,被誉为“我们现有的数学史中最好的一本数学史”(百度百科),有点遗憾的是这本书只讲到古代至十九世纪的数学。其实二十世纪的数学已有胡作玄著的《20世纪数学思想》出版,可以部分地满足大家的需要。 今天到 AlexanderA.Roytvarf,ThinkinginProblems:HowMathematiciansFindCreativeSolutions (Birkhuser|ISBN:0817684050|2013|442pages)的海报,就急忙贴出来。这本书的写作思路和徐利治先生的方法类似:强调如何思考,如何创造新地思考数学问题的解决方法。我觉得这是我们这个时代最需要的,希望有机会能够完整地读到这本书。 Thisconcise,self-containedtextbookgivesanin-depthlookatproblem-solvingfromamathematician’spoint-of-view.Eachchapterbuildsoffthepreviousone,whileintroducingavarietyofmethodsthatcouldbeusedwhenapproachinganygivenproblem.Creativethinkingisthekeytosolvingmathematicalproblems,andthisbookoutlinesthetoolsnecessarytoimprovethereader’stechnique.Thetextisdividedintotwelvechapters,eachprovidingcorrespondinghints,explanations,andfinalizationofsolutionsfortheproblemsinthegivenchapter.Forthereader’sconvenience,eachexerciseismarkedwiththerequiredbackgroundlevel.Thisbookimplementsavarietyofstrategiesthatcanbeusedtosolvemathematicalproblemsinfieldssuchasanalysis,calculus,linearandmultilinearalgebraandcombinatorics.Itincludesapplicationstomathematicalphysics,geometry,andotherbranchesofmathematics.Alsoprovidedwithinthetextarereal-lifeproblemsinengineeringandtechnology.ThinkinginProblemsisintendedforadvancedundergraduateandgraduatestudentsintheclassroomorasaself-studyguide.Prerequisitesincludelinearalgebraandanalysis.
个人分类: 科技论文写作、搜索经验集锦|5361 次阅读|4 个评论
圆通数学家,复数没有玩转,因此得罪春艳
热度 5 laserdai 2013-3-29 07:57
话说武林顶尖高手过招,不在于花拳绣腿的那些简单架子,而在于深厚的内功比拼。看看华山论剑,还有东方不败与任我行的片断,就写得很清楚。 今天刚刚注意到, CY 关博,闭关修炼去了。推测七经八脉没有完全打通,武功发挥运用中出现了元气不畅产生的气脉倒流现象,因此需要紧急闭关,运气修炼疗伤。 与此同时, 圆通数学家公开承认与他有关 。这里给出一番解析。 数学家一定是数学高手,比如,复数 y=a+ib,肯定非常熟悉不过,这个形式也可以写成三角函数,或者e(伊)的指数。 但是, 数学家只懂得纯粹数学,一旦稍微靠近实用,就出了纯数学领域,也就是出了定义域,运算结果立即出错。比如,控制论的高手连自己的爱徒都控制不了,人家撒丫子当孩子王去了。再比如,结合社会科学,复数的一个形式, 真实的女人=撒泼+i*撒娇 , 当然,这个表达式也可以写成等价的三角函数形式或者e(伊)的指数形式。 数学家就不懂,圆通的也不行,实部和虚部没有分清楚,或者弄混了,运算结果立即出错。所以,就把 CY给惹急了。
个人分类: 社会文化历史|3485 次阅读|15 个评论
《数学恩仇录:数学家的十大论战》
businessman 2013-3-21 18:42
2013 年 3 月 21 日 ________________________________________________________________________________________ 题记:好记心不如烂笔头!阅读时往往会有所悟,而这种感悟则通常比书籍本身的内容更有价值,因为这是你阅读时的思考,代表了你对于相关知识的个人领悟。以文字形式记录下来,方便以后参考。 2013 年 3 月 21日 ________________________________________________________________________________________ (1)天才是人类的福祉,却是自己的苦难。对于我最敬仰的康托尔(或康托)更是如此。望有朝一日能以我的方式向康托尔致敬! (2)千万不要让自己的性格缺陷成为让人轻易击溃你自己的利器,这是康托尔在集合论之外给我的另一个最大恩赐。
个人分类: 博文备份|76 次阅读|0 个评论
《数学恩仇录:数学家的十大论战》
businessman 2013-3-21 18:41
2013 年 3 月 21 日 ________________________________________________________________________________________ 题记:好记心不如烂笔头!阅读时往往会有所悟,而这种感悟则通常比书籍本身的内容更有价值,因为这是你阅读时的思考,代表了你对于相关知识的个人领悟。以文字形式记录下来,方便以后参考。 2013 年 3 月 21日 ________________________________________________________________________________________ (1)天才是人类的福祉,却是自己的苦难。对于我最敬仰的康托尔(或康托)更是如此。望有朝一日能以我的方式向康托尔致敬! (2)千万不要让自己的性格缺陷成为让人轻罗击溃你自己的利器,这是康托尔在集合论之外给我的另一个最大恩赐。
个人分类: 博文备份|77 次阅读|0 个评论
数学家陈景润逝世 1996年3月19日
xupeiyang 2013-3-19 07:57
一位屈居于6平方米小屋的数学家,借一盏昏暗的煤油灯,伏在床板上,用一支笔,耗去了6麻袋的草稿纸,攻克了世界著名数学难题“哥德巴赫猜想”中的“1 2”,这是一个震惊世界的奇迹,他的创造者在今天的中国家喻户晓:陈景润。1996年的今天,数学家陈景润逝世,他所发表的成果也被称为陈氏定理。
个人分类: 名人传记|2576 次阅读|0 个评论
数学界的“围城”现象--从大牌教授的报告说起
热度 59 gfcao 2013-3-17 22:10
X 教授是大牌教授,海外华人数学家中的翘楚。前天有幸再次请他来给我们的师生作了一次报告,报告的题目是《混合型方程与高维守恒律》,主要介绍 Navier-Stokes 方程,属于高级科普。 X 教授很善于表达,报告很精彩,不仅介绍了 Navier-Stokes 方程的基本理论、最新动态、存在的问题,还介绍了它在飞机制造中的应用。 本文与他介绍的内容有关,但如果有什么错误,完全是我错误的记忆造成的,文责自负。 据他介绍,飞机制造一般需要三个过程,风洞试验、设计、试飞,风洞试验的成本惊人,一次风洞试验需要花费数千万美元。波音 737 经过了八十多次风洞试验,设计则花了长达十二年的时间,试飞了三十多次。他还说空客的研制则快了很多,不仅风洞实验只进行了十多次(还是三十多次?),设计也仅花了三年的时间,不得不归功于理论的发展,特别是数学发挥了很重要的作用。 十九世纪,科学家们看到理论流体与工程实际相距甚远,试图给欧拉的理想流体运动方程加上摩擦力, Navier 、 Cauchy 、 Poisson 、 Stokes 等人均以不同的方式对欧拉( Euler )方程进行了修改, Stokes 首次采用了粘性系数 $\mu $ ,这些描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动基本方程称为 Navier-Stokes 方程。这类方程虽然出现在十九世纪,但迄今为止,人们对它的了解还很有限。科学家们相信,无论是起伏的波浪追逐着小河中穿梭的一叶扁舟,还是湍急的气流追赶着高速飞行的喷气式飞机,奥秘都隐藏在 Navier-Stokes 方程的解当中。因此理论上最根本的挑战是数学。 Navier-Stokes 方程是粘性流体力学中最复杂的方程之一,求解十分困难,直到今天,人们知道的解十分有限,只在一些非常简单的情形下知道精确解。在某些情况下,可以简化而得到近似解。 报告后,我谈了两点感想:“大牌教授与小牌教授有个很显著的差别,大牌教授往往能将一个很复杂的概念用非常直观、通俗易懂的语言表达出来,让大家都能听明白,用一句文绉绉的话讲就是‘举重若轻’,相信大家听了 X 教授的报告后会深有感触。小牌教授则喜欢将一件本来很简单的东西讲得非常复杂、抽象,让人莫测高深,也用个文绉绉的词来形容就是花里胡哨。”我自嘲道:“我经常给本科生讲课,大多是些很简单的概念与理论,但经常让很多学生听不懂,不知我是不是这样的小教授。”接着我讲了另一个感受:“我发现一个很奇怪的现象,非数学专业人士往往对数学更感兴趣,数学专业的学生甚至老师则常常对数学没有感觉,为什么会出现这样的现象?我想不外乎这样的原因,非数学专业人士在他们的研究工作中经常需要数学,而他们总觉得数学不够用,恨当初学的数学太少。数学专业的学生与老师总是局限在数学的圈子里,两耳不闻窗外事,不知道外面的世界是什么样,也不知道外面的世界与数学到底有什么关系,正所谓闭门造车,久而久之,认为数学没用也就很正常了。今天 X 教授的报告好比给我们打开了一扇门,让我们看到了外面的世界,我相信对于我们重新认识数学无疑是有帮助的。”这段话我是有感而发,我教过不少学生,很多人最后逃离了数学,也带过好几个非数学专业出身的研究生,这或许可以称为数学界的“围城”现象。 现在有一种很可怕的现象,很多学生对学习麻木不仁,弄不清他们到底对什么感兴趣。上周给本科生讲三次数学危机,听课者有一百九十多人,刚开始教室里吵吵闹闹,我大声说道:“请大家安静,先给我十分钟时间,如果十分钟之后大家觉得我讲得枯燥乏味,大家可以继续开茶馆。”同学们还算给面子,教室里一下子鸦雀无声。我讲了大概四十分钟左右,感觉越来越糟糕。教室里一直很安静,可不少同学似乎不是来听课的,从一开始就趴在桌子上睡觉,有些则在玩手机。我实在忍不住了,中断了讲课:“我发现大家对我的课似乎没有什么兴趣,我不知道你们到底对什么感兴趣。 ” 接着,我讲了过去看到的许多不正常现象,对现状表示了严重的担忧,我想起了某大学那个不接受保送研究生、后来去农村寻找真正教育的学生发的帖子。最后我对学生说:“如果你们觉得听我的课一无所获,我赞成你们开小差甚至起哄、罢课,可我的感觉是你们似乎对任何事情都不感兴趣,这让我十分担忧。作为地方高校的学生,在未来求职的道路上已经处于劣势,我们努力了未必有出路,但如果不努力就一定没有出路,希望大家好好反省一下。”我义正词严的一番话使得课堂气氛一下子严肃了起来。同学们再也不敢开小差了,可是我的感觉并没有因此而好转。两节课终于结束了,虽然同学们给了一片掌声,但我一点也高兴不起来。从教几十年,从未遇到过这种场面,我的心情越来越沉重:“学生无罪,可这是谁之罪?”
个人分类: 杂文|12298 次阅读|129 个评论
[转载]科学家首次在磁性环境中观察到弧子
crossludo 2013-3-17 15:11
华盛顿3月15日电 美国北卡州立大学14日表示,科学家成功地在磁性环境产生了弧子(soliton)。35年前,科学家便建立了有关弧子的理论,并认为它在打造磁性环境下基于自旋的计算机方面具有重要意义。 弧子也称孤立波 ,是一种特殊形式的超短脉冲,在小范围的空间内能保持自己的大小和动量。科学家已证明,由光构成的弧子(光弧子)能用于长距离高速信息传递。然而,虽然科学家相信存在着弧子,但是在磁环境中,他们从来没有观察到过弧子。 北卡州立大学数学家马克·霍耶费尔通过建立数学模型向人们展示了弧子的表观特征。随后,当瑞典物理学家约翰·阿科曼和研究生马基德·莫森尼发现自己的实验数据与霍耶菲尔的数学模型相符时,他们决定要确认磁性弧子的存在。 所有的电子以自旋的形式拥有角动量,如同旋转的陀螺。角动量让电子自旋轴指向特定的方向。在磁场内,每个电子像陀螺那样自旋且它们的自旋几乎相同。研究中,阿科曼他们使用纳米导线将微弱的直流电流导向磁铁,为磁场中的电子群引入了能量,改变了电子的自旋,让它们出现了旋进,或者说是像陀螺出现旋转轴不再与地面垂直的状态,结果产生了微小的旋转磁微滴,也就是形成了弧子。 通过测量电子旋进的频率,科学家能够探测到弧子的存在。在探测的过程中,他们观察到了弧子独一无二的“签名”——伴随能量输出大跳跃的频率显著下跌,于是知道他们的实验取得了成功。霍耶菲尔表示,这些弧子被称为“耗散”,因为磁场需要消散电子旋进的能量。磁场通过平衡直流电源引入到磁性系统的能量和输出到系统外的能量来保持自己的稳定。 除了展示弧子存在外,科学家还发现了弧子某些有趣的特性,包括振荡运动以及周期性变形。相关的研究结果发表在《科学》杂志上。
个人分类: 生物物理|1132 次阅读|0 个评论
数学家华罗庚1950年3月16日回国
热度 3 xupeiyang 2013-3-16 10:07
#历史上的今天# 1950年3月16日 数学家华罗庚回国: 1950年3月16日,著名数学家华罗庚由美国返抵北京。他曾写了一封告中国留美同学的公开信。他在这封长达万言的信中,情真意切地动员爱国的知识分子放弃国外优越的物质生活,投入祖国的怀抱尽一份力。 http://t.itc.cn/UTWQG
个人分类: 名人传记|3215 次阅读|4 个评论
数学家应该认识超弦
热度 3 yonglie 2013-3-10 10:21
数学家应该认识超弦
—— 旧札新钞( 133 ) @ 在 MIT 访问的 印度学者 Nirmala Prakash 写过一本题目很诱人的教科书: Mathematical Perspectives on Theoretical Physics, A Journey from Black Hole to Superstrings ( Imperial College Press, 2003) 。 他写那本书,是因为他主张现代的数学家和物理学家应该了解超弦的基本思想,正如他们熟悉微积分、线性代数、几何和分析一样。数学家是否该学超弦我不知道;我的观点是,自然科学家都应该懂一点现代数学物理,因为他们有些人的思想方法还徘徊在中世纪。 @ 齐白石 ( 1864 年 1 月 1 日 , 清同治三年癸亥 1863 年十一月二十二日 ,所以他的生年从 1863 算起 ~ 1957 年 9 月 16 日 ) 自述说, 1937 年丁丑,他 75 岁那年,有人给他算过八字,建议他“ 宜用瞒天过海法 ,今年七十五,可口称七十七,作为逃过七十五一关矣。”于是,从那年起,他就加了两岁。所以我们看他晚年的书画落款,总是比实际的大两岁。 @ 萨特 是 “ 存在主义 ” 的代表 , 不过据 波伏瓦( Simone de Beauvoir ) 的 回忆,他们起初是不承认那个词儿的。萨特说不知那是什么东西。波伏瓦说她的小说早在那个名词出现之前就写好了。“ 我是根据自己的人生体验,而不是根据理论体系来写小说的 。”但他们最终还是接受了这个“专指”他们二位的称号。 ( 《 波伏瓦自传 》第三卷《事物的力量》 )
个人分类: 札记|5601 次阅读|3 个评论
数学家们,有民主和中庸的数学模型吗?
热度 22 jinsblog 2013-2-25 12:00
我是个数学的门外汉,所以我的问题可能很幼稚,各位请包涵。在图一中,有 A 、 B 、 C 三种情况。二维的曲线代表一个由不同观点的人构成的封闭社会,线上每个点代表一个人(我们不去考虑曲线上点的无限性,考虑它为有限点构成)。曲线中间的黑色圆点,代表一个社会决定,比如说政权的选择。图中的箭头线,代表每个人发出的意见或观点,箭头线不等长,如果等长,只是例外。箭头线的长度,与每个人对黑点的支持程度成反比:线越短,支持度越高;线越长,反对程度越大。 对于图一 A ,我把它认为是“独裁社会”,也就是说,黑点的位置 X 由极少数人 (红色部分包含的曲线)决定。图一 B ,我用来代表民主社会,红色部分代表大多数民意,姑且说是 51% 的民意。其中的黑点 Y 代表了多数民意的决定,但不能代表所有人的意见。图一 C ,我企图用来代表“中庸社会”。其中的黑点 Z ,比图一的 Y 点要靠右一些,理论上,它应该是一个能够代表曲线上所有点意见的最佳位置。 在我们认识的社会中,民主是一个群体社会的概念,它是一个社会体系,有很多的内容,但它的一个基本内容是多数人的意志。一个民主社会体系可以通过选票这个机制来表达多数人的意志。尽管民主社会的选择,通常具有趋中的现象,但还不是中庸。中庸在传统中国文化中,它通常是对一个人的行为而言,中不偏,庸不易。对一个人的选择,没法实行民主。但对一个社会来说,中庸之道可以是一个选择吗?或者说,图一 C 中的 Z 点不仅在数学上成立,在社会机制上也可以实行。它不可能是所有人同等赞同或反对的一个社会决定,但这个决定代表了所有人的最大利益。这就是传说中的共产主义吗? 问题: 1 )从数学上如何表现出点 Y 和 Z 的最佳位置? 2 )图 1B 的数学模型,如果有的话,它的社会实践可以通过选票来实现。但从 社会学的角度看, Y 点一定是最理想的社会状况吗?为什么? 3 ) Z 点的最佳位置在数学上如果能找到,从社会结构上可以实行吗?或者说,如 何能到达一个最佳的社会决定,它顾及到了一个社会中所有人的意见? 4 )从社会学的角度看,维持图一 A 的情况,是否需要更多的能量?为什么?
个人分类: 有感而发|10229 次阅读|43 个评论
请教数学家(7) 多元向量除法
TUGJAYZHAB 2013-2-4 17:57
请教数学家( 7 ) 多元向量除法 草原所所长,法人代表,侯向阳博士 及其他领导,工作人员: 师弟所长, 在这封电子邮件里,我们继续讨论:系统演替趋势的定义和多元向量除法的定义。我在科学网博文“多元向量乘法的几何意义”: http://blog.sciencenet.cn/blog-333331-545120.html 中提出多元向量 ( m - 向量 )乘 积的定义: 若向量 A i 、 B i 是 m 元 向量, i=1,2,…m, 则它们(对应分量相乘)的‘向量积’ C i = A i * B i = ( a 1 b 1 , a 2 b 2 , a 3 b 3 , ... , a m b m )也是 m 元向量。 ‘向量积’的几何解释是位于对角线上以对应分量为边的 m 个矩形的面积。 并进一步把这样定义的‘向量积’与‘点积’、‘差积’做了比较,说‘向量积’简练地保留了分量的信息,没有冗余,是同一空间的 m 元向量。 乘积是同一空间的 m 元向量的专业说法是: 这样定义的乘法是‘封闭的’,它们的积仍然是同一空间的向量,所以这样定义的‘向量乘法’有逆运算,多元向量除法运算。 多元向量除法的定义是:分量的商做商的分量( Bai, 1997 ) 我们在‘草原退化趋势分析及动态监测方程组’,方程( 2 )中,使用了多元向量除法定义。 若多元向量没有除法,则草原演替趋势的定义便不能成立。 而趋势定义的成立与应用,又从反面证明了多元向量除法定义的重要意义:使多元系统动态分析可解,有唯一确定的解。 参考文献: Multi-Dimensional Sphere Model and Vegetation Instantaneous Trend Analysis T. JAY BAI1, TOM COTTRELL2, DUN-YUAN HAO3, TALA TE4, and ROBERT J. BROZKA5 (Ecological Modelling, 97/1-2. http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=333331do=blogid=449959 918 猜想 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=333331do=blogid=531295
个人分类: MDSM 通讯|2095 次阅读|1 个评论
A talent mathematician with good luck
ljxue 2013-2-1 00:10
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2007111975942705194534.html 张寿武:一位天才加幸运的数学家 Recently, I read this story about Shou-Wu, Zhang. There is a interesting detail about the importance of papers. Before the year of 1989, Faltings seemed to be not interested in Zhang's project. When Zhang completed a manuscript and showed to Faltings, he got a friendly response from the later. The saying of President Xi, Empty talk can lead a country astray( "空谈误国"), seems to be correct in many fields.
个人分类: Live|1543 次阅读|0 个评论
[转载]孤独的素数
热度 2 ChinaAbel 2013-1-31 18:04
孤独的素数 原子与素数在各自领域的地位:   大自然       自然数   原子         素数   单子         1   化合物        合成数   原子109种      质数有无穷多个   化学键         乘法   凡物质皆由原子组成   算术基本定理 素数可毫不费力地生成一切自然数,默默绽放清新甜香的花朵,供人类欣赏。 素数之花点缀数学家园,合数有朋相约,它却默默孤独,真是:花开花落春不问,水暖水寒鱼自知。 因为孤独,所以美丽,令人着迷,素数魔力无限,却没有束手就擒。 曾经有一位数学家说,他若能在五百年后重新醒来向这世界问一个问题,他会问:「那个有关素数的假设,解决了么?」 素数孤独,但是无际—— 化学元素周期表里,109种元素构成了我们的大千世界。 而在数的世界里,素数相乘构成了全部的整数(除去1),可是这一数字原子的数目无穷无尽。 可以想象,在数字已经很大很大的时候,素数的分布会越来越稀疏。可是,在相隔很远之后,我们依旧会看到一个孤单的数字夹在长长的合数中间,只有自己。 安静地,独守。 不受尘埃半点侵。 恍似埋藏地底深处的珍宝,不知在哪一天,才会被我们发现。 因为无际,所以痴迷地寻找它的规律。 可是偏偏,它似乎没有规律。 如此这般,难以言尽。可是至今,素数仍然没有向我们展示它全部的风姿。 犹如牡丹,守定自己的风骨,不论旁人如何,毫无所动。 如果把素数的散布看成变换的音律,那么,待何时,我们才能够完整地听到它的乐曲? 它们,真的是一群神秘的数字。 我们曾经相信原子不可分,曾经相信燃素之说,曾经相信这个世界由四个元素组成。 如今我们否定了这一切。我们甚至否定了平行线必不相交的公理,在欧式几何外创造了新的天地。 可是,我们从未质疑过素数。在我们心中,它们就是那样一个个孤独的数字,静谧地处在浩瀚数海之中,自度春秋。 正如哈代所言:「并非因为我们这样认为,也非因为我们的思维是以这样或那样的方式形成,而是因为它原本如此,因为数学实在就是这样建立的。」
2563 次阅读|2 个评论
[转载]歪写数学史13-15(zz)
热度 1 cooooldog 2013-1-23 17:07
发信人: sunsolzn (*+*), 信区: Mathematics 标 题: Re: 歪写数学史13-15(zz) 发信站: 水木社区 (Tue Jan 22 19:04:20 2013), 站内 发信人: cucuwning (cucuwning), 信区: Prose 标 题: 歪写数学史(13.1)三个L之普通L---勒让德 发信站: BBS 未名空间站 (Sun Dec 30 09:41:47 2012, 美东) (13.1)三个“L”之普通“L”---勒让德(Adrien-Marie Legendre) 虽说三大牛都不是法国人,排在第四的欧拉也不是,但是法国却有着最为庞大和豪华的 数学家阵容,从文艺复兴后一直到现代,法国的数学界是人才辈出,群星闪耀,而且有 两个特点,一是连续二是扎堆儿。时至今日,法国依然是能与美国分庭抗礼的超级数学 大国。学过法语的人都知道,法国人这数学是从一会说话就开始训练了。83他们说4个 20加3,91是4个20加11 而97是4个20加10再加7,有加法,有乘法,有同余,有等价类。 一百以内加减法是不用教了,会说话的基本就会了。最可怕的是法国人说电话号码都是 两位两位地,比如说61719197,他们说成 3个20加1,3个20加11,4个20加11,4个20加10 再加7。想要去巴黎浪漫一下的同学除了练好法语以外还得再好好补补数学,别回头人 家给你留电话都听不懂。说一句题外话,成材率能和法国数学界相提并论并全面超越的 也只有那个有着五千年悠久历史,九百六十万平方公里土地的文明古国了,现如今,在 这边神奇的土地上,能顺溜的说几句车轱辘话,上一两回电视的都成专家了;能写几句 现代八股文,发一两篇豆腐块的都成作家了;写出来的东西前言不搭后语,自己都不知 道自己说的是什么的也都成诗人了;能吼两嗓子,再弄出点绯闻裸照的都成歌唱家了; 最不济的,办事颠三倒四,脑残到了极致的,也都是行为表演艺术家了。哎,不好意思 ,又跑题了,下面的时间就都交给本章的主人公勒让德先生吧。 以勒让德的贡献,放在世界大多数国家里都能够成为该国历史上最好的三位数学家之一 ,在德国或者俄罗斯也有希望冲击前五,在法国呢,前十都有点悬。不过能够和拉格朗 日和拉普拉斯并称,绝对不只是因为勒让德选对了Last Name,从数学史的任何角度出 发,都不能将他视为茫茫人海里的平凡一员。 把勒让德定位于“普通”,更确切的词 汇应该是“典型”,只能归罪于法国太过豪华的数学家阵容。勒让德生于富有家庭,受 过良好的教育,得到过名师的指点,是巴黎科学院和法兰西研究院的两院院士,典型的 法国数学家成长经历。 达芬奇说“世界上没有两个味道完全相同的松花蛋,”再典型的数学家也有“非典型” 的一面。不过首先让我们回顾一下上期的主人公-高斯。受木星的影响和维纳斯的庇护 ,高斯的性格里带有金牛座做事过于认真,追求完美的特点,所以高斯的很多工作并没 有发表,因为他觉得不够完美,有时他会等到结果完美了在发表,有时他会通过其他方 式提及自己的研究成果,比如他的日记和他写给友人的书信。高斯这么做有他自己的理 由,但是却害苦了比他大了二十多岁的勒让德。勒让德平时工作比较刻苦,为了工作还 隐居了一阵,也没要孩子,一心扑在事业上。在1805年五十三岁的时候发表的一本名为 《计算彗星轨道的新方法》的书,在这本数的附录中介绍了一种通过最小化误差的平方 去寻找拟合数据最佳函数的方法---最小二乘法。不料在1809年高斯发表的《天体运动 论》一书中,高斯也介绍了最小二乘法,并提到他在1794年就发现并开始使用这个方法 。因为在勒让德书中的前半部分里他并没有使用最小二乘法,所以有理由相信他是在成 书的过程中才发现这种方法的,而高斯又有着延迟发表的毛病,所以大部分人相信高斯 早于勒让德发明最小二乘法。这在数学史上是仅次于微积分发明之争的第二大公案。最 后结局也是承认他们各自独立发明了最小二乘法,不过似乎世人更愿意把功劳都记在高 斯的头上,当然部分原因是高斯的方法更完美,对此勒让德是非常的不满。 故事还没有完,勒让德还有一个重要的发现叫做素数定理是有关素数分布的研究,他并 没有证明这个定理,只是有一个猜想,他在1798年发表了自己的研究,在当时被公认为 第一篇关于素数定理的文献,勒让德也成为素数定理的提出者。没想到在1849年的时候, 高斯在给天文学家恩克(Johann Encke)的信里提到自己在1792到1793(十六岁)年就对 素数分布进行了研究,并得提出了素数定理,于是素数定理发现者的荣誉又被从勒让德 的口袋里飞到了高斯的名下,唯一庆幸的是,此时勒让德已经去世十五年了,所以在他 的有生之年,他一直相信他才是素数定理第一人。 此外勒让德还有一项成果的大部分功劳也被记在了高斯头上,就是二次互反律。这次高 斯没有宣称自己早于勒让德发现二次互反律,因为当它作为一个猜想被勒让德提出来的 时候高斯只有七岁,如果高斯真的在七岁之前就发现并证明了二次互反律,那真得把勒 让德活活气死。遗憾的是,勒让德自己没有能证明二次互反律,而高斯是第一个给出证 明的人,时年是十九岁,而且高斯把他称作算术中的黄金定律,此后又给出了另外七个 不同的证明。 故事还可以继续,勒让德在1798年将他毕生在数论方面的成果编辑成册,发表了《数论 随笔》,没想到才过了三年,高斯就发表了被誉为数论圣经的《算术研究》,随后《数 论随笔》被《算术研究》全面取代。勒让德这次一没有放弃,也没有羡慕嫉妒恨,在 1808年以《数论》的名字出版了《数论随笔》的升级版(第二版),并在序言中给予了 高斯的《算术研究》积极的评价,虽然《数论》没有能代替高斯的《算术研究》报那一 箭之仇,但也成为了数论中的经典著作。当然,勒让德还是有很多高斯没有取得地成果 ,比如说椭圆函数(后来在高斯的日记里也被发现了),几何学(终于是高斯的弱项了 )。他的一本名为《几何学原理》的教材被译为多种文字并统治了初等几何教育近一个 世纪。悲催的是这本书后来被认为是限制非欧几何发展的罪魁祸首。而且他本人也在将 近二十年时间里徒劳的想要证明平行公设。 如果勒让德在闲暇的时候看过一本叫《三国演义》的书的话,他一定对里面的一句话非 常认同,就是“既生瑜,何生亮?” 最后还有一件趣闻。因为勒让德十分低调,因此他没有留下什么画像,直到2008年才发 现了一副他真正的画像(如图)。我觉得要么是画师和他有仇,要么是画的时候他想起 了高斯。 (13.2)三个L之文艺L---拉格朗日(Joseph Lagrange) 腓特烈大帝说,“拉格朗日是欧洲最大的数学家。” 拿破仑说, “拉格朗日是数学科学一座高耸的金字塔。” 我说,“拉格朗日可能是数学家里最有文艺范儿的。” “我希望死,是的,我希望死,我在死亡中发现了一种愉悦。”这是拉格朗日在76岁临 终之前说的最后一句话。倒回二十几年,在一个法国巴黎上流社会的聚会中,拉格朗日 一个人站在窗前茫然若失的凝视着窗外一言不发,他的背影对那些前来对他表示敬意的 客人们就像是一幅冷漠的风景画。再让我们转换空间,卢浮宫内豪华而舒适的寓所,拉 格朗日一个人静静地坐在午后温暖的阳光里,在离他不远的书桌上放着他一生中最重要 的成果《分析力学》,从两年前这本书的出版以来,他只是让灰尘轻轻的飘落在封面上 而从来没有打开过。情绪化对待真实生活---文艺青年必备素质之一。在拉格朗日一生 中时不时闪耀出的文艺范儿可能是因为在意大利出生的他多少受到了达芬奇,拉斐尔和 米开朗基罗(不是忍者神龟)的影响。 好吧,我承认把拉格朗日定位于“文艺”L是剧情需要,说拉格朗日是文艺青年也有些 牵强附会,在那个时候的欧洲,随便一个受过点教育的人都有着现在所谓文艺青年无法 理解的艺术气质,其实拉格朗日从小一直都是积极向上的好孩子,而且算是少年成名。 他一共有过10个兄弟姐妹,而他是唯一没有夭折的。因为继承了一大笔遗产,他的父亲 很富有,不像中国父母对待独子那样,他的父亲对钱很有计划,等到拉格朗日可以继承 财产的时候正好把能卖的都卖了,能花的都花了。拉格朗日对此的评价是,这是他一生 中最幸运的事,否则他就会与数学擦身而过。我觉得最幸运的是,他没有从他父亲那里 继承一大笔债务,以他父亲的生活方式,如果他再晚几年继承的话很有可能变成现实。 也许没有高斯那样的天资,但朗格朗日的数学天赋毫无疑问在所有数学家中也是出类拔 萃的。他对数学的兴趣源自于他十七岁时英国数学家,第一个预言扫把星回归周期的埃 德蒙#8226;哈雷(Edmond Halley)一篇称赞微积分的文章,在此之前,他对数学没有 任何兴趣。当然天才与普通人的区别就是,一旦兴趣来了,那真是流氓会武术,谁也拦 不住了。拉格朗日只用了不到一年的时间就完全掌握了他那个时代最先进的数学分析。 十八岁时写出了他第一篇论文用牛顿二项式定理处理两函数乘积的高阶微商并寄给了当 时欧洲最出色的数学家,柏林的欧拉,后来发现他的结果在五十年前被一个叫莱布尼兹 的人已经发现了。如果你认为拉格朗日和勒让德一样倒霉那就错了,十九岁的时候,拉 格朗日利用变分法解决了等时曲线问题,并又把结果寄给了欧拉。据说欧拉已经基本掌 握了拉格朗日的方法并已使用多年,但是当欧拉看到拉格朗日的结果时,他给予了充分 的肯定并一直等到拉格朗日率先发表了他的论文,“这是为了不剥夺你应得的荣耀”。 不知道是不是通过这件事,拉格朗日和欧拉成为了一生的朋友,而且实际上欧拉是拉格 朗日的博士导师。从这个角度来看“套磁”是有效的而且是有历史依据的。顺便提一下 ,欧拉的博士导师是伯努利家族的约翰#8226;伯努利,而拉格朗日也有两个举足轻重 的博士生---傅里叶和泊松。论文的发表使拉格朗日在当地一炮而红,在伽利略之后, 意大利已经很长时间没有一个在欧洲有影响的科学家了,19岁的他被任命为都灵皇家炮 兵学院的数学教授,23岁的时候成为柏林科学院的外籍通信院士,并成为和欧拉,伯努 利们并列的欧洲一流数学家。 变分法在伯努利家族那一章里提到过,最初的萌芽上是从约翰#8226;伯努利最速曲线 问题,后来很多数学家都做出过贡献,包括约翰的兄弟雅克布,洛必达(Marquis de l 'H#244;pital),牛顿,莱布尼兹,欧拉,以及拉格朗日之后的高斯,柯西,泊松( Simeon Poisson),雅克比(Carl Jacobi)直到维尔斯特拉斯(Karl Weierstrass) 才算把变分法系统和完整的发展起来。当然贡献最大的应该是拉格朗日和欧拉,时至今 日,变分法里最重要的一个方程叫做欧拉-拉格朗日方程。 拉格朗日的另外一个杰作是《分析力学》,这本从他19岁就开始构思的巨著在一般力学 中的地位就如同万有引力在天体力学中的地位。在这本书中,拉格朗日利用变分法统一 了一般力学拉而且又展现了他文艺的一面。汉密尔顿对此书的评价是,这是科学的诗。 但我觉得最文艺的地方就如拉格朗日在前言中写到的,在这本书中你找不到图。回想 中学物理课上不厌其烦的用平行四边形法则和直角三角形对一个力进行分解,原来牛人 是不用画图的。首先拉格朗日和高斯一样不喜欢几何。其次是学过解析几何的读者都知 道虽说图形很有帮助但不是必须的,只要有了图形对应函数的表达式,任何局部或整体 的性质都可以在没有图形的情况下得到。最后一点,拉格朗日考虑的力是四维空间里的 力,空间加上时间,所以做图本身就是一件不可能的事,即使是三维的力在没有Matlab ,C++等软件帮助的情况下,也非常困难。他对于力的这种描述方式在1915年爱因斯 坦用于广义相对论后才开始真正流行。这本书直到他51岁的时候才在巴黎出版,勒让德是 书的编辑,不过在那个时候,拉格朗日对数学甚至是对生活都失去了兴趣。 除了变分法和《力学分析》外,拉格朗日还有一个很重要的贡献就是解决了“三体问题 。”不要想歪,这个“体”是天体可不是人体。因为这个贡献,他在1764年和1772分别 获得了法国科学院奖和巴黎大奖。那么什么是“三体问题”呢?这要从牛顿的万有引力 说起。万有引力都懂吧?就是一男一女总会产生互相吸引的力,为什么叫“万有”呢? 那是因为后来发现两个男的或是两个女的也会产生互相吸引的力。 什么?晕,不好意 思,拿错剧本了。万有引力应该是两个物体通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的 大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比。看见了吗?与质量的乘积成 正比,所以减肥的女生要注意了,当你的质量减轻的同时,你对另一半的吸引力也随之 下降了,这是有科学依据的。什么?又错了。好吧好吧,万有引力不适用于追求身材的 女性,哎,你说牛顿也不给个小注。三体问题呢就是三个天体两两互相吸引,他们的运 动轨迹有没有什么规律?这可比万有引力复杂。好比一男一女本来感情稳定,家庭和睦 ,突然又冒出一位,这问题一下就复杂了去了。拉格朗日呢有条件的解决了这个问题, 条件就是他假设其中一个天体的质量小到可以忽略不计,比方说太阳地球月亮,月亮就 是那个不考虑质量的天体,在这种情况下,他算出5个月亮可能出现的位置。也就是说 凡是满足三体条件的,最小的那个天体只会出现在5个位置。这五个位置也被称作拉格 朗日点。知道拉格朗日点有一个好处就是比方说你要发射一个卫星,你可以把卫星地球 和太阳看成一个三体问题,然后把卫星发射到一个拉格朗日点,当然随着地球的公转, 拉格朗日点也会改变,但是不用担心,卫星会因为万有引力的关系始终相对稳定的待在 拉格朗日点。 拉格朗日一度很颓废,我认为是因为爱情。他第一任妻子的过世给了他很大的打击,虽 然在结婚的时候用他自己的话说,他并没有计算出是做对了还是错了,但是当妻子病倒 了以后,他日日夜夜的守在她身边,当她去世的时候,他悲痛欲绝。在此之后,他自己 的话是,我的工作减少到在只是安静和沉默中从事数学工作。后来拉格朗日又振作起来 了,还是因为爱情的力量。在56岁的时候,他的一个朋友比他小几乎40岁的女儿坚持要 嫁给他,而事实证明这是一段成功的婚姻,拉格朗日又焕发出了第二春。这件事说明拉 格朗日生活很有规律,即使在颓废期也没有忘记锻炼身体,为第二春打下了良好的身体 基础。当然40岁的年龄差在数学圈里虽然很罕见,与物理圈一比只能说是小巫见大巫了。 拉格朗日生在意大利,在30岁的时候被腓特烈大帝德邀请到德国担任柏林科学院数学部 主任,50岁的时候又接受路易十六的邀请到法国科学院任职,其后经历了法国大革命, 又受到拿破仑的赏识,在委员会中任主席,而开始时同在委员会的拉瓦锡和拉普拉斯都 被清除了出去。能在不同的国家,不同的民族,不同的环境下利于不败之地,是因为拉 格朗日谈吐柔和的风度和谦虚谨慎的性格。他始终跟随他自己的信仰与追求,当革命党 要处死他的朋友化学家拉瓦锡时,他说“处死他只需要几秒钟,但是要再等一个像这样 聪明的头脑却需要几百年。”他既不支持保皇党,也不支持革命党,他认为两方面都践 踏了文明。他只做他自己认为对的事情,从不妥协于任何权利与统治者。在下一章,我 们将看到另一个L以不同的方式确保自己的荣誉和地位,在同一时代,他们做到了同样 的事,但是当我们回顾历史的时候他们却有着截然相反的评价。当每一个小圈子,小团 体,小社会上演着权利之争的宫廷戏的时候,总是有些人会担心站错队,不知道该怎么 办,也许最好的方式就是做好自己该做的事,不去跟随任何权利而只跟随自己的良心。 也许你会说不是每个人都会像拉格朗日那样幸运,难道为了良心不值得放弃些什么吗? (13.3) 三个L之“2b”L---拉普拉斯(Pierre-Simon de Laplace) 当出场人物只有三个,前两个分别被称作普通和文艺的时候,最后一个出场就不是什么 太值得高兴地事了。在我之前,数学史有过很多版本很多作者,2和b在各种版本中出现 的次数绝对不少,但是连在一起用于形容一个数学家这应该是第一次。换句话说,2b的 第一次给了拉普拉斯。不管从贡献还是天赋,拉普拉斯都称得起是个数学家,但是评价 一个人绝对不是只看天赋和贡献,还要看人品,历史上不乏因为比别人都更具天赋所以 坏事干的比别人都多都更恶劣的主儿。作为一个数学家,拉普拉斯没干什么太坏的事, 也不是一个坏人,所以我觉得2b是适合他的,就如同在厕所偷过纸,教会蹭过饭, costco拍过西瓜的名校高材生一样,虽然被称作猥琐,但一点也不影响他们在各自的专 业领域里攀登科学高峰的路上时不时停下来到附近的连锁快餐店里接一杯免费的饮料, 当然杯子得自备。世人对此种种行为有诗赞曰: “偷纸蹭饭不嫌烦,饮料从来不花钱,二手两田最耀眼,人不猥琐枉少年。” 现在在第一段胡说八道已经成习惯了,只对数学史感兴趣的读者以后看完题目直接看第 二段就行了:)。 关于拉普拉斯小时候的记载很少,不是因为他跟勒让德一样低调,是因为他为他卑微的 农民父母感到羞耻,所以他从不提及自己的青少年时代并竭尽全力的隐瞒自己的农民出 身。仅凭这一件事,想为拉普拉斯辩护的人都可以住嘴了,否则2b就不只属于拉普拉斯 一个人了。 在这里还有一个人我不得不提,虽然我不会专门为他写一章,但我想他一样值得我们记 住。他就是法国数学家达朗贝尔(Jean le Rond d'Alembert),他和我们这两章的主 人公都有着密切的联系,他和拉格朗日是终生的朋友,并和欧拉一起把拉格朗日带到了 柏林;他在拉普拉斯十八岁那年发现了拉普拉斯的数学天赋,并带他进入到更深的数学 世界。这里我要提到的不是他们之间的数学传承,而是达朗贝尔对待出身的态度。达朗 贝尔的父亲是一个贵族同时也是一名军官,母亲是一个法国当时很有名的沙龙的主持, 这就相当于官一代与娱乐明星的结合,比如说我们习core这种。目前来看,达朗贝尔是 幸运的,可以拼爹,还可以进娱乐圈,但是有一个问题,就是他爸结婚了,而他妈没有 结婚,综合在一起的结论就是他是一个私生子。碰到这种事情怎么办呢,他爸先跑路了 ,不是真跑,政府官员吗,出个国考察考察很正常,他妈呢,作为一个娱乐圈红人,著 名女主持,未婚先孕,迫于压力又不能公布孩儿他爸,于是一咬牙一狠心,在孩子出生 以后把孩子抛弃在圣让#8226;勒朗教堂的台阶上,达朗贝尔的名字也因此而来,他的 全名是让#8226;勒朗#8226;达朗贝尔。他被一个装玻璃的工人和他的妻子收养,他们 待他也像亲生的一样,若干年后,当达朗贝尔在科学界出名了以后,他的生母派人来找 他,他的回答是:“装玻璃工人的妻子才是我真正的母亲。”很显然达朗贝尔只教给了 拉普拉斯数学,而没有给他讲过这个故事,否则的话很有可能拉普拉斯身体里的那个小 就会被压榨出来。 由于出生在农村,拉普拉斯上的是当地的乡村学校。在这里他就开始展现了他的才华, 不过不是在数学上,而是神学。具有讽刺意味的是在他的后半生当中他是一个坚定的无 神论者。我个人认为有信仰是一件非常美好的事情,但是为了达到某种目的去选择信就 有点荒唐了。当然最荒唐的还是一个号称有着几千万信徒的什么主义,而现在这些信徒 当中能解释清楚这种主义已经比大熊猫还要稀少了。在这件事上,我不能断定拉普拉斯 怀有任何目的,一个人在青少年阶段没有形成世界观之前的信仰是很飘忽不定的,就如 同大部分信曾哥的人在几年前都曾经是春哥的门徒。不管怎么样,拉普拉斯展露出的才 华引起了人们的注意,其中不乏一些有影响力的人,给他写了推荐信,于是他满怀希望 的擦去了身上的泥土前往巴黎去追逐他的城市梦了。 拉普拉斯最先去拜访的就是达朗贝尔,结果并不令人满意。达朗贝尔对只带着大人物推 荐信的年轻人不感兴趣。但是他没有死心,马上把他关于力学一般原理的精彩见解寄给 了达朗贝尔,这封信打动了达朗贝尔,在回信中他写道:“你不需要什么推荐信,这是 对你自己更好的介绍。”法国数学的发展除了天赋以外,像达朗贝尔这样重真才实学的 伯乐功不可没。在一个人脉比学术重要的学术圈里专心做研究无异于痴人说梦。不善于 交际应酬的人应该受到一些惩罚,但应该是在社交生活里而不是学术研究上。在达朗贝 尔的帮助下,拉普拉斯成为巴黎军事学校的数学教授。在此后他写给达朗贝尔的信中, 他说,“我从事数学研究,只是出于爱好,并非追求虚名。我最大乐趣是欣赏那些数学 家的研究,看看他们是怎样用他们的天才去解决所遇到的困难,然后把自己放在他们所 处的位置,思考自己会怎么解决那些问题。在大多数情况下,这种置换只是让我感觉到 自己的渺小,但是他们的成功所带来的鼓舞,丰厚地补偿了这一点点微不足道的屈辱。 如果我有幸能为他们的工作添加一些东西的话,我会把全部功劳都归于他们最初的努力 ,并确信他们在我的位置上会做的更好。”这是我见过的最谦虚最励志的私人信件了, 如果拉普拉斯能够做到他所说的,那么他的形象会比现在的他要高大许多许多。而事实 是他用行动证明了有一种修辞手法叫做“反语,”而且反得是那么彻底。对于任何对他 有用的结果著作,拉普拉斯都进行了无法无天的剽窃。从拉格朗日那里,他窃取了位势 的概念;勒让德关于分析的许多结果也被他占为己有;在他的巨著《天体力学》里,他 略去了所有他引用的文章和书籍,给人造成一种他独自创立了全部天体数学理论的假象。 在学术上,拉普拉斯最2b的事就是他对数学证明的处理。与执着于纯数学之美,精确, 严谨,深刻的拉格朗日不同,拉普拉斯只是把数学当成一个工具。当成工具没问题,但 是不能每次用完就随手一扔,这让后面还要使用这件工具的同学很难办。拉普拉斯每次 需要计算或者证明什么东西的时候,就在草稿纸上计算或者推导,一旦他得到自己想要 的结果就到此为止,不会再花时间整理了。那书里那些定理证明怎么办呢?就用四个字 代替,这四个字是“显而易见。”很多时候读拉普拉斯的书,一个显而易见可能需要你 花好几天才能见着。懒得写证明可以理解,以前费马也干过这事,许多我看着深奥难懂 的定理在拉普拉斯眼里显而易见我也可以理解,但是所有定理全都用这四个字证明只是 说明了拉普拉斯的2b也是显而易见的。 在三十六岁的时候,拉普拉斯除了晋升为院士,还发生了一件影响他命运的事情。作为 唯一的一个主考官,他面试了一个叫拿破仑#8226;波拿巴的年轻人。这个面试确保了 在此后的大革命中,没有像他的朋友拉瓦锡那样丢掉脑袋,不仅如此,还一举打入政坛 ,成为一颗冉冉升起的政治新星,获得了法国荣誉军团的大十字勋章和留尼汪(La Ré union)勋章,还被封为帝国的侯爵,当上了内阁大臣,应该说拿破仑给了他所能给予 的一切。随后,路易十八复辟成功,拉普拉斯表示毫无压力,一夜之间从激进的革命党 变成了热忱的保皇党并做下了他一生中最为人所不齿的一件事,亲自签署了流放拿破仑 的法令并因此得以继续顶着侯爵的头衔坐在路易十八的身边。在这一系列事件中,拉普 拉斯展露了他过人的政治天赋,不是每个人都能轻而易举的转换旗帜并得到新主的赏识 ,而拉普拉斯很出色地做到了。至此,拉普拉斯可以彻底去掉他身体上的全部泥土味了。 作为同时代最伟大的数学家,有很多拉格朗日和拉普拉斯的比较,就数学而言最有发言 权的应该是他们的学生泊松和傅里叶。作为一个数学物理学家,泊松更倾向于拉普拉斯 对于数学的理解,“拉普拉斯把数学看做一个工具,当每一个特殊问题出现时,他就巧 妙的修改这个工具,使它适合于该问题。”而傅里叶则站在拉格朗日这一边,“拉格朗 日既是一个大数学家也是一个大哲学家。他欲望淡泊,用他的一生,用他高尚质朴的举 止,以及他崇高的品格,最后用他深刻而精确的科学著作,证明了他对人类普遍利益的 深厚感情。”这两种对于数学的理解虽然迥然不同,应该说并没有高下之分。此外拿破 仑对二人也有不同的评价,“拉格朗日是数学科学一座高耸的金字塔。”这句评语在上 一章已经提到过,要指出的是,这句话并非拿破仑心情愉快时候的信口一言,而是他经 过深思熟虑以后给出的评价。对于拉普拉斯,拿破仑的评论更加具体,“拉普拉斯是一 个第一流的数学家,却只是个平庸的行政官;从他最初的工作我们就可以察觉到受骗了 。他不能从真实的观点看出任何问题,他处处寻求精巧,想出的只是些胡涂主意,最后 把无穷小的精神带进到行政机关里来。”拉普拉斯对此可能的回应是,“拿破仑是一个 第一流的军事家,却只是个平庸的政治家,从他最初的功绩我们就可以察觉出受骗了。 他总是带着明显的观点看待任何问题;他总是在不该怀疑的时候怀疑背叛行为,恰恰在 该怀疑的时候没有怀疑;对他的支持者的信任如同孩子般的天真,最后把一种无限慷慨 的精神带进了一个贼窝。”还有一个趣闻也许可以帮助读者自己做出对他们的判断。拿 破仑曾经问过拉普拉斯“为什么在你的如此巨著里面都没有给上帝留下一个位置呢?” 拉普拉斯说,“我不需要这个假设。”同样的问题拉格朗日的回答是,“这个假设可以 解决很多问题。” 又到了该结束的时候了,我知道我还没怎么介绍拉普拉斯的数学贡献。主要原因是我觉 得拉普拉斯在人性方面的表现比他在数学上那些伟大的贡献还要精彩。在写这一章的时 候我一直处在一种纠结的心态,因为我马上就要搬起石头砸自己的脚了。从最开始我手 里就紧紧攥着一块石头,准备带领大家在结束时候扔拉普拉斯一个痛快。站在道德制高 点审判别人是最容易的事,但是换做我是拉普拉斯,我会做什么样的选择呢?耶稣说: “谁没有罪就扔第一块石头吧。”我扔不了,我觉着我扔了就是仍在我自己的身上。我 崇拜高斯,佩服拉格朗日,我也同样欣赏牛顿,理解拉普拉斯。倒退若干年,我还是一 个可以为了真理和自由牺牲一切的热血青年,现在我明白伽利略是个战士却不是一个榜 样,可以学梵高的画风,却没必要学他的人生。我现在只想好好孝敬父母,陪陪妻儿, 多挣点钱让他们过上更好的生活,在我眼中这比任何真理都来得真实,温暖,美丽,这 就是我眼中最真的真理。文中第一段提到的猥琐事我没有做过一件,但我却做过比那些 都萎缩百倍千倍的事,而且不止一次。 为了这个真理我会毫不犹豫地做更多。当我骂 着学术圈里靠人脉的时候我多么希望有个牛人能把我带到体制内让我也成为一个既得利 益者。不知道为什么看着拉普拉斯我想起了骆驼祥子,看似个人选择却是没有选择的选 择。从本质上说,拉普拉斯和一个82岁娶了28岁的诺贝尔奖得主没有什么区别,而这个 诺贝尔奖的主自己的注释是,“我只不过在每次做选择的时候都做了正确的选择。”在 这个笑贫不笑娼,成王败寇的社会,只有成功人士和loser,没有人会去纠结你是怎样取 得的成功。人或者说绝大多数人都是社会的人,不管游戏规则多么荒谬除了妥协就是晚 点妥协,如果为了我爱的人们能够更幸福一点,我愿意把猥琐进行到底。 标 题: 歪写数学史 (14) 分析的化身---欧拉 发信站: BBS 未名空间站 (Sun Jan 13 01:40:00 2013, 美东) 即使在完全失聪的最后几年,贝多芬(Beethoven)依然创作了弦乐四重奏,钢琴奏鸣曲 第30,31,32号,庄严弥撒和第九交响曲。对于一个没有听觉的人来说,音乐是什么?我 无法回答,但是我想应该是超越了音乐本身。也许欧拉可以回答,在生命最后的八年里 ,他生活在一个完全黑暗的世界,双目失明却没能阻止他继续一篇又一篇的发表了占他 一生百分之五十的论文。音乐对于贝多芬,数学对于欧拉也许只是他们存在的方式。不 论他们自身如何改变,要么继续这种方式,要么消失。 三大牛人的概念已经深入人心,其实数学史上还有所谓的四杰,多出来这位就是本章的 主人公欧拉。牛顿去世的时候欧拉十九岁,欧拉去世的时候高斯只有六岁,应该说欧拉 赶上了好时候,牛顿和莱布尼兹留下了一个威力巨大的工具,微积分,却没有人能够真 正驾驭它。欧拉是第一个真正征服微积分的人 。 欧拉的成长再次证明了数学史是一部天才史,天赋在这部历史里是普遍现象。如果你觉 得天才如Sheldon Cooper的人物只是The Big Bang Theory剧集里虚构出的角色的话,那 么在真实的数学史里我们可以在很多人的身上找到sheldon的身影,唯一不同的就是, 他们都还有着至少正常的的情商。欧拉进入巴塞尔大学是13岁,在前面我们提到过伯努 利家族的人也是这所大学培养出来的,而欧拉能够顺利的进入没有少年班的巴塞尔大学 也有约翰#8231;伯努利的功劳。当时约翰在巴塞尔大学任数学教授,也正是他推荐欧 拉进入巴塞尔大学,当校长表示不支持录取如此年轻的欧拉时,约翰说,“对于天才, 年龄不能成为进入大学的一种限制。”15岁的欧拉完成本科,16岁时取得了艺术硕士的 学位,19岁得到博士学位,同一年欧拉独立完成了他的第一项研究---船舶的桅杆配置- --论述了在一艘船上应该有多少桅杆和在什么位置装置这些桅杆,现在看来这不是什么 重要的问题,但是在那个大航海时代这是关系到对海洋控制的国家利益问题。这个题目 是当年巴黎金奖的题目,遗憾的是欧拉只获得了安慰奖---荣誉提名,不过此后欧拉十二 次荣获巴黎金奖算是弥补了这个小小的遗憾。26岁的时候,欧拉接替丹尼尔#8231;伯 努利成为圣彼得堡科学院数学研究所的首席研究员,在33岁的时候离开俄国,到普鲁士 任柏林研究院首席数学研究员。在59岁的时候,受邀再次回到俄国,并在圣彼得堡度过 了生命中最后的十七年。 关于欧拉的趣闻轶事不少,少年时数过天上的星星,帮老爸智改过羊圈,还自己发现了“ 完全数”,今天我挑战一下向大众传播数学知识的高难度任务,讲讲欧拉在29岁解决的格 尼斯堡七桥问题。这个问题本身并不复杂。如下图所示 格尼斯堡这个城市被一条叫做Pregel的河分为四部分,两岸(B和D)和两座河心岛(A和C), 这四部分土地由七座桥按照图中给出的方式连通在了一起,假设有一个人想散步,在散步 过程中要求每座桥都经过并且只经过一次,而且起点与终点相同, 这样的散步可以做到 吗? 当地居民对这个问题很感兴趣, 很多人都亲自实践试图找出答案,并因此掀起了一 股全民健身的热潮。我看了一下这个城市的航拍图, 又用谷歌地图估算了一下距离,从B 出发经5,1到D,再由4,7回到B,光这一圈就的有8公里左右,如果还要尽可能的走过每 一座桥,那怎么也得10K了,好在没有人因为研究这个问题而猝死。到了1735年,当地居 民不打算再试了,决定请人来帮忙。候选人有两个,一个是欧拉,一个是当时世界马拉松 的冠军,最后头脑战胜了身体,欧拉获胜,被邀请到格尼斯堡研究这个问题。经过一年的 思考,欧拉终于得到了解答,这个散步是Mission Impossible,也就是说只有汤姆克 鲁斯才能完成,考虑到几百年以后阿汤哥才出生,所以七桥问题无解。下面我就给大家讲 解一下无解的原因。首先七桥问题不是一个数学问题,所以第一步我们要把它转化为等 价的数学问题,也就是下面这张图。 ABCD四片土地被简化为了四个点,有人说不对啊,我从B区的一个地方出发回到B区另外 一个地方还是不满足回到起点的要求啊。从B区任意一点到B区的另外任意一点都有不经 过任何一座桥的路线,所以你要是从B区任意一点出发做到不重复走过每座桥一次再回 到B区任意一点,那实际上已经解决了这个问题。七座桥被简化成了7条连接这四个顶点 的(弧)线段,A和B之间有两条弧线对应两座桥连接AB两区。又有人说不行啊,你把桥 简化的这么细,我又没练过平衡木,走的时候掉下去怎么办?这你不用担心,在你掉下 去之前,我已经把你踹下去了。理解了这两张图是等价的,等价的数学问题就是从ABCD 任意一个顶点出发,一笔画出图二中的图形并回到起点,所谓一笔画就是笔不离开纸不 重复的画出每一条边。让我们看两个例子,比如说“田”字不能一笔画,而“口”字和 “串”字就可以一笔画,不过“串”字的一笔画不能回到起点,如下图 平时以狂草作为主要书写风格的朋友可能又有意见了,只要纸够大,哥们整篇文章连字 带画都是一笔画,那我只能说您和阿汤哥同属于impossible那类的。这里的汉字都只代 表它们的形状,不包含它们的常规书写方式,没有人真会按照上面的方式写串字。 在我给出最后的结论之前还要定义两个名词,奇点和偶点。所谓奇点就是有奇数条线与 之相连的一个顶点,例如图二中的ABCD,A有五条线相连,而BCD各有三条线相连,所以 他们都是奇点。偶点就是有偶数条线与之相连,比如“田”字中心的那个点,有四条线 与之相连。再让我们来想想他们各自的性质。在我们试图一笔画的过程中,要到达一个 奇点总要通过一条和它相连的线,而要离开一个奇点,因为不能重复,所以还需要另外 一条和它相连的线,一来一去需要两条线,再来再去又需要两条线,可是一共有奇数条 线与它相连,所以总会富裕出一条。也有例外就是当这个点是起点或者终点,要么不需 要进来要么不需要离开。而偶点就没有这些问题,你总是可以选择一半的线作为进路另 一半作为退路。结论很简单,一个图形里面如果所有定点都是偶点,或者只有两个奇点 ,那么这个图形可以一笔画出来。不过都是偶点的情形可以取任意点作为起点并在结束 的时候回到起点,而两个奇点的情况只能取其中之一作为起点,另外的奇点作为终点。 回到七桥问题,因为四个点都是奇点,所以不能一笔画。上面的这个结论被称为欧拉定 理,这个定理不仅解决了七桥问题,实际上这个定理回答了所有一笔画问题。 孤立的解决一个困难的问题有时候有些意义,但是一流的数学家总是试图找出或者创造 出一个一般的方法去解决所有同类的问题。这是判断一个数学家成就时候的一个重要标 准,牛顿创造了数学史上可以说最有威力的工具---微积分;高斯统一了数论里面许多 孤立的命题并给出了一般方法;阿基米德就更牛了,从数学到哲学,从教育到社会, 他都是一个体系一个体系的来,虽然今天看来,他的许多关于自然科学的结论是错误的 ,而且他的数学知识水平还不如现在一个普通的大学毕业生,但都丝毫不妨碍他凭借可 以作为一般方法并包含近代数学思想萌芽的系统化理论跻身于超一流数学家的行列。七 桥问题并不是一个很复杂的问题,在今天一笔画问题只是小学奥林匹克数学竞赛的题 目,但是通过七桥问题,欧拉不但彻底解决了一笔画问题,而且开启了一个新的数学分 支---图论。这并不是欧拉的主要贡献,他的主要贡献是建立了数学里最重要的分支之 一---分析。在欧拉之前,数学是代数和几何双雄争霸,在欧拉之后数学变成了代数, 几何,分析三足鼎立。时至今日,即使数学的小分支可能有几百个甚至更多,这个三足 鼎立的大局面依然成立。 终于结束了这次漫长科普之旅,还是让我们回到对欧拉本人的注意上面来吧。欧拉有两 个重要的天赋,第一是计算能力,第二是记忆力。关于记忆力,欧拉可以从头到尾不犹 豫地背诵出一本近万行的史诗巨著《埃涅阿斯纪》,并能指出他所背诵的那个版本的每 一页的第一行和最后一行是什么。除此之外,欧拉还可以背出前100个素数中任何一个 的10以内的次方。 而且即使在晚年,欧拉也可以记起他在青年时写过的所有笔记。关 于计算能力有一个非常夸张的例子,有一次欧拉的两个学生把一个复杂的收敛级数的17 项加起来,算到第50位数字,两人相差一个数字,欧拉为了确定究竟谁对,没有借助任 何工具,没有电脑,没有计算器,没有用一支笔一张纸,只凭心算把错误给找了出来。 顺便提一下,高斯也有着不同寻常的记忆力和心算能力,他从来不用查对数表,对数表 里的任何数字要么他记忆了下来要么他可以轻易地心算出来。对于今日的数学来说,心 算能力显得并不是那么重要,各种各样的计算器,计算机和软件可以替代我们做各种各 样的运算,不过对于青少年来说,超强心算能力也许可以被看做数学天赋的一种表露。 欧拉在31岁的时候就失去了右眼的视力,左眼在60岁的时候已经只剩下一小部分视力, 到68岁完全失明。就像失去听觉的贝多芬可以完全不受外界杂音的干扰,只聆听来自他 内心的声音一样,失去视力的欧拉,变得对自己头脑里那些计算更为敏锐,在最后失明 的八年里,他的效率更高了,前面说过他完成了一生中一半的著作。如果欧拉一生只有 少量的著作,那么一半也没有多少,可事实正好相反,欧拉是历史上著作第二多的人, 一共有886本书籍和论文,而且他64岁时的一场大火烧毁了他当时的全部手稿,否则会 有更多的著作。这个记录直到二十世纪才被匈牙利数学家保罗#8226;埃尔德什打破。 除了数字,还有两则故事可以看出欧拉的多产,当欧拉在圣彼得堡科学院工作的时候, 他把完成的论文堆成一摞,每完成一篇就把新论文放到最上面,每当科学院学报需要出 版的时候,印刷工人就会取走最上面的几篇,所以欧拉论文的出版顺序并不是他写作的 顺序,有时候欧拉对一个问题写了一系列的论文,结果后面的先发了,后面一期反倒发 的是之前的结果,更为夸张的是,在欧拉死后80年,圣彼得堡科学院还在发表他的论文 。在1909年的时候,瑞士科学院试图整理收集并出版欧拉全部的著作,为此筹措了8万 美元,在当时已经是一笔巨款了,结果因为在圣彼得堡科学院又发现了欧拉的大量手稿 而告吹。 欧拉是一个可以在任何环境任何条件下工作的数学家,他一共有过13个子女,据说他写 论文的时候可以把最小的婴儿放在腿上,让其他大一点的孩子围着他玩。这一点是我最 羡慕欧拉的地方,我目前每天只负责在几个特定的时间段哄我女儿入睡,而我除了抱着 她以外,什么也干不了。不过有一点是我想要指责欧拉的,这13个子女只有五个长大成 人,可能有疾病或者什么其他因素,作为父亲的我实在是无法理解。 欧拉还有一个很大的贡献就是在数学的推广与教育上,包括第一次引进介绍一些符号如 圆周率π,自然对数e,虚数单位i, 正弦sin,,余弦cos,求和符号Σ和一般函数f(x)。 而且欧拉的文学功底很好,写起东西来文辞优美,他为了向腓特烈大帝的侄女,安哈尔 特-德始公主介绍数学,力学,物理光学,天文学等课程,他给公主写了一系列的信件作为 教材,后来这些信件编辑成《致一位德国公主的信》,号称世界上第一本科普读物,被 印成了7种文字的单行本。 1783年9月的一天,欧拉在喝着茶跟孩子玩的时候,中风发作。手中烟斗掉了,只说出 一句话“我死了”。“欧拉便停止了生命和计算。”(he ceased to calculate and to live)法国数学家孔多塞如是说。 最后我想用世界上最美数学公式,完美结合了π,e,i的欧拉公式的一个特例来结束这 章. (15)现代数学第一人---柯西(Augustin Louis Cauchy) 柯西的这个名头有点大,虽然柯西的贡献毋庸置疑,第一人并不是指柯西对现代数学的贡 献,而只是他出现的时间。如同从文言文到白话文,即使有新文化运动的推波助澜,改变 也并非一夜之间,数学发展绝对是一个连续而非离散的过程,因此我们不可能用历史上的 某一天划分数学。柯西与三L都有着或多或少的交集,他的一生的大部分时间与高斯重 叠,他的数学成就毫无疑问是建立在众多前辈所打下的基础之上,但仅就今天数学严谨 的形态而言,可以说柯西是把这种严谨带入数学的第一人。比如说极限的概念,毫无疑 问牛顿,莱布尼兹,拉格朗日,高斯都理解这个概念,可是如果让他们给完全不懂数学的人 去讲解这个概念很可能只是挑战他们自身忍耐的极限。柯西是第一个给出极限严格定义 的人,虽说并不是现在通用的epsilon-delta语言(这个定义将在几十年后由号称现代分 析之父的维尔斯特拉斯给出),但是在数学思想上已经与现代定义基本一致了。有个这个 定义,无法理解牛顿,莱布尼兹,拉格朗日,高斯解释的人八成还是不能理解这个定义 ,好处就是他们可以记住这个定义并且相信自己理解了这个概念。这种情况至今还经常 出现在理工科学生的课堂里,当他们看到求导公式的时候,一切对极限的困惑立马烟消 云散,他们要做到的只是记住这些公式和知道如何使用这些公式,殊不知所有这些公式 都来自于他们的极限定义。对于一个把汽车作为代步的人来说,没有必要知道哪怕一丁 点关于制造汽车的理论,对于一个仅仅把数学当做工具的人来说,也没有必要完全理解 那些抽象的定义,可对于为他们制造合适的数学工具的人来说,这些严格的定义才是整 个理论发展和完善的基石。柯西的贡献远不止这一点,个人认为其中最伟大的是开启了 抽象化数学的先河。首先数学一直是很抽象的,你可以把几何图形的面积抽象成定积分 ,你也可以把一种物理状态抽象成一类微分方程,但是出发点都是具体的实际问题。而 柯西在已经抽象的基础上又抽象化了一次,定义了一种结构,而不限定结构内的元素属 性。他对任何满足这种结构的集合做了初步的研究,也就是群论的基础。抽象化有一个 好处就是更加普世,也有一个坏处就是更加“难懂。”我个人倒是认为很多抽象的定义 其实很自然,相比于需要大量计算的分析,我更喜欢代数这个相对抽象的分支。 数学到此为止,还是让我们看看有什么卦可以八,有什么情可以煽。(再次感谢“歪写 ”这个无敌挡箭牌,让我可以在数学这个严肃的题目下做娱乐性的叙述,如果有一天还 觉得不过瘾,我可能会换上“胡写”的防弹衣。) 柯西从自己的家庭里继承两样对他一生包括学术生涯都有影响的东西,一是对于天主教 的虔诚,二是对波旁王朝的忠心。很多数学家都有自己的信仰并且很虔诚,比如牛顿, 一直是上帝的崇拜者,晚年热衷神学;再比如欧拉,父亲是牧师,相信他失明的时候支 撑他的不单有数学,还有信仰。但是柯西的虔诚显然超过了他们,并在某种程度上影响 了他对科学的判断,这个我们稍后会提到,先让我们看看柯西的身世。柯西的父亲是波 旁政府里的一名议会律师,同时也是巴黎警署的一名中尉,这样的家庭背景在大革命时期 能够保住性命就已经是很幸运的了。老柯西带着全家逃到了乡下一个叫Arcueil的村庄 ,并开始了长达十余年的隐居生活。柯西的童年不是那么幸福,家里吃不饱穿不暖,外 面所有的学校都关闭了,有文化的人被大批的送上断头台,看起来柯西即不可能也没有必 要接受任何教育。幸运的是,柯西有个好爸爸,他自己编写了教材来完成对孩子们的教 育,特别是为了培养孩子们的兴趣,有几本教材是用诗歌体写成。在学习自然科学知识的 同时,小柯西也领略到了文学和诗歌的美,并且此后一生都痴迷于法文诗和拉丁文诗。 此外,柯西一家还有一个值得一提的邻居,就是在大革命里如鱼得水的拉普拉斯。尽管 拉普拉斯不是什么道德模范,但是他有一个优点就是喜欢交际而且平易近人。很快拉普 拉斯就在他贫穷的邻居家里看到了营养不良的柯西,并且发现了他的数学才能。拉普拉 斯没有想到的是这种才能在几年以后会让他惊出一身冷汗,差点心脏病发作。 十八世纪的最后一年,大革命终于结束了,老柯西得以重新回到巴黎工作,作为上院秘 书的他在卢森堡宫里有一间自己的办公室,而少年柯西也把自己的书房搬到了这间办公 室,于是他会经常见到老爸的一位同事,巴黎综合工科学校的数学教授拉格朗日。和拉 普拉斯一样,没过多久,拉格朗日就发现了柯西在数学方面的与众不同,并且当众夸奖柯 西道,“作为数学家的我们迟早要被这个瘦小的年轻人取代。”拉格朗日年轻的时候曾 因为过度劳累,饱受疾病的困扰,看到柯西瘦弱的身体,他给了老柯西一个很特别的忠 告,“在十七岁之前,多对柯西进行文学方面的教育,而不要让他接触任何数学书籍。 ”老柯西很好的完成了这个任务,从十三岁进入学校开始,柯西就用法语,希腊语,拉丁语 在五花八门诗歌和作文比赛里折各种桂,独占不同的鳌头,很快成为学校里的明星, 除 了不会开车,整个就是一个法国版韩寒。 二十二岁的时候,柯西在拉格朗日的鼓励下,发表了关于正多面体的一系列论文来回答当 年巴黎科学院的金奖题目。作为审稿人之一的勒让德对论文给予了高度评价,并预言柯 西在数学方面必有一番作为。至此,柯西得到了三L的一致肯定。不过另外一个审稿人 马吕对柯西所使用的方法持怀疑态度,虽然马吕在数学界不是什么大人物,但是他的怀疑 在一百年以后被证明是有道理的。柯西的论文并没有获奖,但是里面有一个关于一个多 面体的面数(F),边数(E)和顶点数(V)的简洁而优美的结论,E+2=F+V。这个公式是欧 拉首先发现的,柯西重新发现推广了它并给出了一个严格的证明。 二十六岁的时候柯西因为证明了费马留下的一个困惑大家已久的定理而引起轰动同时也 把他带到当时第一流数学家的行列。这是一个数论的定理,在叙述它之前,先让我们定义 一下三角形数,平方数,五边形数,……。所谓三角形数就是可以将这个数字那么多的点 排列成一个等边三角形。比如1,3,6,10……。6个点组成的等边三角形有三行,分别是 一个点,两个点和三个点。平方数很明确就是某个整数的平方,比如1,4,9,……。几 何上,平方数个点可以被排列成一个正方形。相似的,我们可以定义五边形数,六边形数 (如图) 这个定理是这样的,任何一个正整数都是三个三角形数的和,四个平方数的和,五个五边 形数的和,……,n个n边形数的和,有一点要注意就是0和1属于所有这些类型。这个定理 看起来并不难,但是欧拉,拉格朗日和勒让德都被难住了,高斯也只证明了三角形数这一 个情形。 二十七岁的时候柯西成为法国科学院院士。这件事在当时引起了非常大的争议,倒不是 因为柯西不够资格,而是因为他的院士席位是从蒙日手里接过来的。这个故事说来话比 较长,我这里就短说一下吧。蒙日是十八世纪法国的一位数学家,他最突出的贡献是发 明了画法几何,也就是如何把三位图形画在二维的平面里,如今这个技术只是高中几何 里面一个必备的技巧,但在发明之初,这个并不复杂技术为简化和直观化许多复杂的制图 带来了革命性的突破。有两个小故事可以看出蒙日的为人。有一次蒙日参加一个聚会时 听到一个贵族因为遭到拒绝而在说一个寡妇的坏话,蒙日既不认识这个贵族,也不认识那 个寡妇,但是蒙日从人群中挤过去给了贵族下颚一拳。几个月后蒙日在另一个聚会上被 一位少妇吸引,经人介绍,这位少妇竟然就是蒙日打抱不平的主人公,于是他们顺理成章 地开始了幸福的生活。三十四岁的时候蒙日被任命为海军军官候补生资格考试的主考官 以接替去世的前任主考人,海军部长要求他重新编写一部教材,但是蒙日拒绝了,理由是 当时使用的教材的版税是前任主考人遗孀的唯一收入。蒙日出生于一个贫民家庭,父亲 是个磨刀匠,所以在大革命期间,蒙日毫不犹豫的支持革命党人,并与拿破仑成为了好 友。蒙日对拿破仑的忠诚不是出于对名誉和金钱的渴望而是出于对自身阶级的忠诚。当 拿破仑被流放的时候,蒙日依然没有改变他的忠诚,百日王朝结束后,蒙日拒绝效忠波旁 王朝,这就回到了本段开头那一幕,于是蒙日从科学院院士的名单被除名了,而号称要把 科学与政治分开的其他院士集体沉默,这件事在当时的法国引起不小的反响,很多人声援 蒙日,就是在这种情况下,柯西接替了蒙日。应该说柯西是当之无愧的,但因为政治的原 因,柯西得到了一些非议,实际情况是,柯西是蒙日最好的继承人,在忠诚方面,再没有一 个人能像柯西这样,如此地接近蒙日了。 现在来说说柯西让拉普拉斯惊出一身冷汗的发现吧,关于无穷级数收敛的定义和判定。 一个简单的例子 1/(1+x)=1-x+x^2-x^3+x^4……,这个等式并不是什么时候都成立,比 如说x=2的时候就不行,现在我们都知道原因是右边的级数在x=2这一点不收敛。柯西是 第一个给收敛进行严格定义的人,并给出了一些判别方法。拉普拉斯在他的巨著《天体 力学》里使用了很多无穷级数进行计算,但是他本人并不知道还有收敛这一回事。但是 一个数学家的直觉救了他,在用柯西的方法验证了所有他使用的级数都是在收敛的情况 下时,他长长的松了一口气。 作为一个波旁王朝的坚定支持者,柯西在王朝复辟以后得到了不计其数的荣誉,除了科学 院院士,还是巴黎综合工科学校,法兰西学院和索邦大学的数学教授, 他在欧洲的声誉甚 至超出了高斯。然而在四十岁的时候,王朝的结束让这一切戈然而止。宣誓过效忠查理 的柯西自动放弃了这一切,离开了妻子和两个年幼的女儿,离开了法国,过起了流浪的生 活。他先去了瑞士,打算找一个能继续发挥他才能,并忘记烦恼的工作。不过没过多久 ,意大利国王听说柯西正在找工作,就邀请他到都灵做数学教授,柯西非常高兴,并展现 了他的另一方面天赋,很快的学会了意大利语,然后开始用这种语言在都灵授课。 漂泊了十年之后,柯西回到巴黎,回到了科学院,并在计量局找到了工作,但由于他坚 持不宣誓效忠当时的政府,为了工作他不得不与政府展开了一场旷日持久的战争。应该 说胜利属于柯西,凭借一封公开信,柯西取得了广大人民群众的支持,也得到了政府的 默许,在此后无论政府如何改变,柯西始终忠于他宣誓过的查理。柯西与蒙日出身于不 同的阶级,虽然我们很难分辨哪一个阶级更正义,他们都从始至终的忠于自己的阶级, 从道德的角度来说,他们一样的高尚。 和欧拉一样,柯西是一个高产的作家,他一共有789篇论文,其中不乏几百页的长篇大 论。在那个年代,出论文是要自费或者学校掏钱的,而他不但产量大而且还有作文大赛 冠军的底子,动不动就是上百页,弄得科学院学报成了他自己专刊似的,于是学报几次 更改投稿规则就来限制柯西,他的很多论文也因此在当时迟迟不能发表。柯西后来实在 不过瘾,就自己创办了一个刊物,专门发表自己的论文,据说销量还不错。 柯西一生被人诟病的是他过于虔诚的信仰,三句话不离主基督耶稣,要是你想跟他讨论 或者向他学习任何数学知识,那么你就得先忍受他的一通传教。而且他将这种态度带到 了科学领域里,比如他当评审的时候,不光看作者的数学水平,还要给天主教徒附加分 。这一点在他晚年的时候更为突出。有道是皇天不负有心人,在柯西孜孜不倦的努力下 ,终于成功的把福音传给了埃尔米(Hermite),让天堂里又多了一位数学家。 让我们用柯西生命中的最后一句话作为本章的结束语,“人们走了,但是他们的功绩留 了下来。(Men pass away but their deeds abide)” -- ※ 来源:·水木社区 http://newsmth.net· 附图: Legendre.jpg (6880 Bytes) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?s.749.125329.39537.jpg 附图: bridges-of-konigsberg.jpg (266 KB) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?p.749.125329.46442.jpg 附图: qq1.jpg (13 KB) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?s.749.125329.319047.jpg 附图: 串.JPG (6963 Bytes) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?s.749.125329.333300.JPG 附图: _s_formula.png (1162 Bytes) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?s.749.125329.340282.png 附图: 345numbers.jpg (28 KB) 链接: http://att.newsmth.net/att.php?s.749.125329.341471.jpg 全文:http://www.newsmth.net/nForum/article/Mathematics/123895?s=125329
235 次阅读|1 个评论
应用数学家、物理学家、天文学家林家翘2013年1月13日去世
zjzhang 2013-1-14 10:02
应用数学家、物理学家、天文学家林家翘2013年1月13日 去世 。 还真是,维基百科更新很快,而百度百科没点动静。就像上次谷超豪去世一样。 以前秒杀 过他与其他人合写的《自然科学中确定性问题的应用数学》。
个人分类: 数学|2868 次阅读|0 个评论
由一本书所想到的......
热度 1 zhaojl2004 2013-1-8 19:36
最近看了余元希等的《初等代数研究》(上下册)1988年第一版,2010年高等教育出版社第26次印刷。本套书是我在偶然的机会见到的,初看名字还以为是初等数学的内容,但仔细看后觉得里面的观点还是比较高的,愚以为是可与克莱因的《高观点下的初等数学》相媲美的中国数学家自己的高观点!对师范院校师生,师资培训机构和中小学数学教师等很有启迪作用。 最近我找了很多关于中国50、60年代老一辈数学家的著作、教材、译著等,读来很有“相见恨晚”的感觉,当年我读书的时代没有机会读过这么多好书,真是遗憾。这一代老前辈每一个人都能把研究做的很前沿,更可贵的是很在教学和培养人才方面倾注了毕生的经历,把很高深的数学原理等解释得深入浅出,读来很有启发性。我一直在思考,那样艰苦的年代老前辈尚能科研教学两不误,而如今为什么啊? 究其原因,有很多。不过我引用今天在一本体育杂志上的一句话,很深刻,那就是:什么东西和钱沾上边就变味了!!!深刻啊!我们的各级教育都是因为和钱沾边了!。。。。。。。。。。。。。
3003 次阅读|1 个评论
[转载]纪念印度传奇数学家拉马努金(1)
yangbin0203 2013-1-3 13:26
由于喜欢,所以收藏转载科学网 徐传胜 老师的博文 http://blog.sciencenet.cn/home.php?od=spaceuid=542302do=blogid=639826 。 原帖: http://blog.sciencenet.cn/blog-542302-639826.html 中国和印度同为东方文明古国,而且历史文化进程也有些相似之处。唐朝和尚玄奘取真经于天竺国之故事,被吴承恩神笔写成《西游记》,成为我国四大名著之一,至今西安尚完好保存着玄奘翻译经书之地即大雁塔。 目前印度正在各个领域赶超着中国(据说 2015 年人口就有望超过中国),现其软件业已远远超过中国,跃居世界第二位。然而官方统计显示,印度每年博士毕业生仅约 4500 人,而中国每年博士毕业生多达 4 万人。对此印度 “ 数学模型和计算机模拟中心 ” 首席科学家江甘 - 普拉塔普叹息道: “ 仅仅赶上今天的中国,印度就需要培养 73.5 万科学家,每年培养 4500 人,尚需 163 年。 ” 其计算结果是假设中国不再增加科研人员的数量。 印度的数学有着悠久历史,且不乏新人辈出,拉马努金( Srinivasa Aiyangar Ramanujan , 1887 - 1920 )就是典型实例。拉马努金在堆垒数论特别是整数分拆方面做出重要贡献。在椭圆函数、超几何函数、发散级数等领域也有不少工作。他有着很强的直觉洞察力,虽未受过严格数学训练,却能独立发现了 3000 ~ 4000 个数学公式。经常宣称在梦中娜玛卡尔女神给其启示,早晨醒来就能写下不少数学公式。所预见的某些数学结论,日后有许多得到了证实。非常可惜的是,这样一位数学天才却于 1920 年因患肺结核而病逝,享年仅仅 33 岁。 为纪念拉马努金现在国际上有两项以其名字命名的数学奖项: SASTRA Ramanujan Prize 和 The Ramanujan Prize 。前者由拉马努金故乡的 Shanmugha Arts, Science, TechnologyResearch Academy 创立于 2005 年,颁发给对数学有着浓厚兴趣的杰出数学家。因拉马努金英年早逝,故 SASTRA 特意将获奖者年龄限制在 32 岁以内。 2006 年的获奖者是同年菲尔兹奖获得者陶哲轩。后者由 ICTP 也创立于 2005 年,颁发给发展中国家的优秀数学家,获奖者年龄限制 45 岁以内。其评奖委员会由 IMU ( International Mathematical Union )成员组成,奖金为 15,000 美元,而 SASTRA 为 10,000 美元。 2010 年 8 月,第 26 届国际数学家大会在印度的海得拉巴召开,充分表明新世纪的印度数学已经悄然崛起,紧随中国跻身于数学大国行列,这与印度古今数学家的努力是密不可分的。 2012 年是印度数学年,也是印度传奇数学家拉马努金诞辰 125 周年。为此印度数学史学会和拉马努金数学会联合举办了一系列纪念活动。我们受印度数学史学会之邀请,分别参加了 ISHM-2012 和 ICHDMS-2102 ,前者由 Ramjas College, University of Delhi 主办,后者由 Department of Mathematics, Maharshi Dayanand University 主办。 我们 6 个中国人和其他外国学者分乘两辆八成新的大巴于印度时间晚上 9:00 多,也即北京时间 11:30 分后,到达 Maharshi Dayanand University 。原来我们估计可能没有晚饭吃了,没有想到主办方早就备好了较为丰盛的晚餐(对印度人而言),因而我们到达后就让直奔餐厅,在我们就餐的同时,他们安排住宿。 在餐厅门口看到一个打扮时髦的印度女人,正在忙碌着安排一些事情,后来得知她就是数学系主任 Renu Chugh 教授。该校数学系只有 14 位教师,都是讲授数学专业课程。至于其他院系的高等数学课程不是由数学系来承担,这一点和我国不同。 由于此时已经有些习惯印度膳食,我们几个很快就吃过晚饭等待安排住宿。突然, Z 发现了几个荷枪实弹的警察,我们几个也有些惊奇,在学校内为何就像如临大敌。很快有人来招呼我们,准备来领我们去住处。可这时曲老师的房间有点麻烦,第一次是钥匙不对,第二次是房间不对(已安排他人),反反复复上下楼四次也没有安排好, W 师弟有着急了,愤愤地说:“这也太不拿曲老师当范了。”我们几个学生也是着急,可曲老师就是大家风范,一点也没有着急的样子,这让我自叹不如。 最终还是没有安排下曲老师的房间,主办方把我们送到另外一个地方,刚一停车学生就涌上来帮着拿行李,住房在二层向阳房间 1 — 6 号。进入房间发现,这是刚刚粉刷过的楼房,可能是由学生公寓改造的,外面偌大房间就孤零零地摆放着一张单人床,里面还有卫生间和衣帽间,与德里的住宿相比,我们很满意了。 整个二层南面一共六间房,全让我们占下了。总算有了住处,放好行李,换上拖鞋,大家各个房间都转了转,曲老师住在 2 号房,我住在 4 号房。也许我们是不速之客,我们的到来忙坏了那几个学生,一会儿安装驱蚊电器(此时印度蚊子还很多);一会儿送来瓶装饮用水;一会儿送来洗刷用品;一会儿送来房间钥匙等。不知是他们的英语不好,还是羞于回答,我们和他们说话都未作答。 我很快熟悉了房间设施,知道可以洗热水澡,就打开了热水器。由于此时印度下午的气温还较高,坐在大巴车里出了一身臭汗,因而心情放松下来就感到脊背上发粘了,故能美美地洗上一个热水澡真是舒服。也许是疲倦了,我很快就进入了梦乡,这是入境后睡得最香甜的一夜。
个人分类: 人物|2569 次阅读|0 个评论
说课:《魔方和数学建模》(3)VS群星灿烂的匈牙利数学家
热度 6 大毛忽洞 2012-12-31 09:23
说课:《魔方和数学建模》(3)VS群星灿烂的匈牙利数学家
说课:《魔方和数学建模》 VS 群星灿烂的匈牙利数学家 上一回说: 在 1974 年前后,英国、美国和日本都发明出了类似的转动魔方, 为什么只有匈牙利人鲁毕克的魔方能风靡全球? 2009 年英国《每日电讯》报道,匈牙利人的魔方在全世界已经销售了 3.5 亿 个。如果一个魔方赚 1 美元,匈牙利靠魔方就赚了 3.5 亿美元 。 YouTube 有 39,600 个关于魔方的视频,其总点击率可想而知。 http://www.telegraph.co.uk/lifestyle/4412176/Rubiks-Cube-inventor-is-back-with-Rubiks-360.html ( 英国每日电讯 ) 为什么只有匈牙利人鲁毕克的魔方能风靡全球,火爆世界? 这与匈牙利的数学及其文化有关。实际上,这就又回到了我们的《魔方和数学建模》第 1 讲,即魔方的文化内涵。 《魔方和数学建模》第一讲:魔方的文化内涵 http://v.163.com/special/cuvocw/mofangheshuxue.html (网易播放) http://www.icourses.edu.cn/details/10425V002 (爱课程播放) 匈牙利到底有什么样的数学及其文化呢? 还是先让我们看看匈牙利有多少世界级别的伟大数学家吧! 先看看出自匈牙利的两位世界数学掌门人: 冯 · 卡门( Theodore von Kármán , 1881–1963) ,伟大数学家; 冯 · 诺伊曼( John von Neumann , 1903–1957) ,伟大数学家。 冯 · 卡门 在 匈牙利大学本科毕业 ,在德国获得博士学位,后来去了美国,是我国著名科学家钱学森的导师, 开创了数学和基础科学在航空和航天以及其他技术领域的应用,被誉为 “ 航空航天时代的科学奇才 ” ; 冯 · 诺伊曼 是小学、中学、大学和博士都毕业于匈牙利的大学, 开创了现代计算机理论和博弈科学 。 需要强调的是, 冯 · 卡门 在 匈牙利大学本科毕业, 冯 · 诺伊曼在匈牙利学习一直到博士毕业。 匈牙利有 5 位数学家获得国际数学大奖,他们是: 沃尔夫奖: Paul Erdős ( 1983 ), Peter Lax ( 1987 ), László Lovász ( 1999 ), Raoul Bott ( 2000 ); 阿贝尔奖: Endre Szemerédi ( 2012 )。 以上的奖都是数学奖,此外,匈牙利还出过 13 位诺贝尔奖获得者。 较早有名的匈牙利数学家还有: Farkas Bolyai (1775–1856) ; János Bolyai (1802–1860) ; Gyula K ő nig (1849–1913) ; József Kürschák (1864–1933) ; Farkas Gyula (1847 - 1930) ; Lipót Fejér (1880–1959) ; Frigyes Riesz (1880 - 1956) ; George Pólya (1888–1985) ,等等。 关于匈牙利数学家的资料,引用了在美国出版的 《匈牙利的艺术和科学》( Hungarian Arts and Sciences ,1848-2000 ) 。 图 1 和图 2 是 Abel 奖官方网站介绍匈牙利的部分数学家的网页截图。 图 2 Abel 奖官方网站介绍和提及 11 位匈牙利数学家 由此可见,匈牙利拥有辉煌的数学,其数学文化又怎么样呢? 匈牙利的数学文化(含奥数文化)和数学教育 据网络文章 CREATING A CULTURE OF PROBLEM SOLVING 和著作 Hungarian Arts and Sciences ( 1848-2000 )介绍,匈牙利不但有很多著名的数学家,还有不少著名的数学教育家。下面是美国数学学会网站为本科生推荐的匈牙利布达佩斯 15 周学习数学项目。 Budapest Semesters in Mathematics(BSM) 是专门为美国和加拿大本科生培训数学的项目。 Budapest Semester in Math - A 15-week mathematics study abroad program in Budapest, Hungary. Students take mathematics classes taught in English. http://www.maa.org/students/undergrad/ http://www.budapestsemesters.com/ 下面列出了六位匈牙利著名的数学教育家,详细介绍其中的两位,即第一位和第六位。 从 1896 年到 1914 年, László Rátz 任 KMaL 杂志 ( High School Mathematics and Physics Journal )主编。这是一本面向 对数学和物理特别感兴趣 的中学生的数学和物理期刊,创刊于 1894 年 ,一直办到现在,是世界上非常有名的中学数学和物理期刊,图 9 是该杂志的英文版合订本。 Paul Erdős 是匈牙利家喻户晓的数学家,也是 20 世纪最伟大的数学家。如前所述, Paul Erdős 于 1983 年获得 沃尔夫奖。 Paul Erdős 曾经和全世界 485 个人合作,发表过 1475 篇学术论文。 有一部关于 Paul Erdős 的电影记录片,题目叫 N is a Number ,还有 两本描述 Paul Erdős 的书,一本书名为 My Brain Is Open , 另一本书名叫 The Man Who Loved Only Numbers ,如图 10 和图 12 所示。 以上两本关于 Paul Erdős 数学生涯的书,穿插了很多数学游戏。因为, Paul Erdős 的主要研究领域是数论、组合学和图论等,这也是匈牙利为北美大学生培训的数学内容。 2009 年,美国数学学会出版了一本书,题目叫《伟大数学家的著名游戏》,作者 是 塞尔维亚 (The Republic of Serbia) 的一所大学( UNIVERSITY OF NIŠ )的数学教授( Miodrag S. Petkovic ),图 13 是这本书的封面。 图 13 美国数学学会出版的《伟大数学家的著名游戏》 《伟大数学家的著名游戏》一书,从古到今重点列出了 62 位世界伟大的数学家,中国有一位,是宋代杨辉(约 1238 -约 1298 );匈牙利有三位,他们是: George Pólya (1888 – 1985) ,有名著 How to Solve It (1945) ; John von Neumann ( 1903 – 1957) ,奠基计算机理论和博弈科学; Paul Erdős (1913 – 1996) ,主要贡献领域:数论,组合学和图论等。 由此可见,匈牙利拥有众多的群星灿烂的伟大数学家,游戏数学更是他们的强项,魔方从匈牙利出发,征服了全世界绝不是偶然的。 博友相关主题: 1) 杰出的匈牙利科学家群(武夷山) http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=1557do=blogid=2106 2) 匈牙利人为何大师频出? 精选 (徐坚) http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=63234do=blogid=283564
个人分类: 视频专栏:《魔方和数学建模》|13587 次阅读|12 个评论
[转载]科学家解开百年神秘数学难题
热度 1 crossludo 2012-12-29 15:06
北京时间12月29日消息国外媒体报道,杰出的印度数学家拉马努金(Srinivasa Ramanujan)在临死前写下某一来源于他的梦境的神秘函数,并称对此函数的特性存在强烈的直觉。经过100年,研究人员称他们证明拉马努金的直觉是正确的。 “我们已经解决了他最后遗留下来神秘问题。对于数学领域的研究人员来说,这个问题存在了90多年。”美国艾莫利大学的数学家肯恩·小野(Ken Ono)这样说道。拉马努金,一名出生在印度南部乡村的自学数学家,一生花费大量时间学习数学,曾两次从印度的大学退学。 他曾给数学家写信描述自己的工作,其中包括最杰出的英国数学家G.H.哈代,后者发现了拉马努金的数学天赋并邀请他前来英国剑桥大学学习。在剑桥学习期间,拉马努金发表了30多篇文章并被选为英国皇家学会会员。最终寒冷的天气导致拉马努金身体每况愈下,在垂死之年他回到了印度。 1920年在他临终之时,他在写给哈代的信中写下了模仿ɵ函数,或者称模形式的神秘函数。与正弦函数和余弦函数这样的三角函数相类似,ɵ函数存在一个重复的模式,但这种模式比一个简单的正弦曲线更加复杂和微妙。ɵ函数“超级对称”,这意味着倘若将一个名为莫比乌斯变换的特殊数学函数应用到这个函数里,它们将不断自我重复。因为它们是如此对称以至于这些ɵ函数在很多数学和物理类型中,诸如弦理论,都非常有用。 函数的可视化。 拉马努金认为,他发现的17个新的函数当写成无限求和的形式时(它们的系数以同样的方式变大),这些新函数将变成类似ɵ函数的“模拟模形式”,但却并非是超级对称。拉马努金,作为一名虔诚的印度教徒,认为这些模式是娜玛卡尔女神给他的启示。 拉马努金还没来得及证明他对这些函数的直觉猜想就去世了。90年后,小野和他的研究小组证明了这些函数的确模拟了模形式,但并不具有模形式的典型特征,例如超级对称。 模拟模形式的阐述能够帮助物理学家计算出黑洞的熵或者混沌程度 。在发展模拟模形式时拉马努金远超前了他所处年代几十年的水平,小野说道:“在2002年数学家只能查明这些方程式属于数学的哪个分支而已。拉马努金的传奇,比他去世时任何人能够预想到的还要重要的多。”这项发现发表于上个月美国福罗里达大学的拉马努金125会议(纪念拉玛努金诞辰125周年)上。
个人分类: 科研考古|1476 次阅读|1 个评论
数学家大亨
热度 2 yonglie 2012-12-23 10:51
—— 旧札新钞 ( 130 ) @ James Harris Simons 是陈省身在伯克利的学生( 1950 年代末),后来去石溪做数学系主任,将那儿建成了世界有名的几何研究中心。他与陈合作提出了现在的“ Chern-Simons 不变量 ”,成为数学和物理学(规范场)的一个焦点。然后他去做生意了(陈省身的反应是,“反正他不是希尔伯特。”),生意很成功,他用风险投资的数学模型( Medallion )挣了大钱( 2009 年世界富豪排名 55 )。 30 年后( 2008 年)他又回来做数学,还成为 AAAS 院士。他说,“ 数学是美丽而真实的 ”。 @ 留美博士 李雾在《吾讲斯美》 里说,美国人对几家大报有个笑谈:读《华尔街日报》的是正在治理美国的人,读《华盛顿邮报》的是以为自己正在治理美国的人,读《纽约时报》的是认为自己应该治理美国的人。我以前每天开电脑就读几行《纽约时报》,后来有时进不去了,改读《华盛顿邮报》——看来,我已经不自觉地从“应该去治理”进步到“以为在治理”的境界了。 @ 沈从文 在 80 年前写过一篇影响甚大的《 论郭沫若 》,说郭在诗歌、戏剧、散文和小说诸领域,“ 几乎皆玩一角 ,而且玩得不坏”。有人用“空虚”或“空洞”来批评郭的一切作品,从文认为 “这批评是中肯的”。“郭沫若是诗人,从那情绪,是诗的。这情绪是热的,是动的,是反抗的,…… 但是,创作失败了 。”
个人分类: 札记|5913 次阅读|4 个评论
[转载]纪念印度传奇数学家拉马努金(4)(印度官方报道)
lysyxcs 2012-12-19 10:22
INTERNATIONAL SEMINAR ON HISTORY OF MATHEMATICS (NEW DELHI: 2012) (A Brief Report) A two-day International Seminar on History of Mathematics was organized by Ramjas College, University of Delhi recently . It was organized jointly with the Indian Society for History of Mathematics (ISHM) and Co-sponsored by the International Commission on the History of Mathematics (ICHM). The event focused on celebrating the National Mathematical Year to commemorate the 125th Birth Year of Genius Srinivasa Ramanujan. It covered all aspects of the history of mathematics, and in particular, the ancient Indian history of the subject. A large number of mathematicians participated in the deliberations, including leading experts from 16 countries including USA, U.K., France, Italy, Israel, Iran, Brazil Japan, China, Egypt, Denmark, South Africa and Nepal, apart from many eminent scholars from India. The venue of the conference was Ramjas College, University of Delhi. At the outset Principal Rajendra Prasad, Ramjas College (and Chairman, Local Organizing Committee) Welcomed the Delegates, followed by the opening remarks by Dr. Man Mohan (Seminar Convener). He gave a brief account of the Seminar and related organizational efforts .over the past one year. He mentioned that the inputs from Professors G E Andrews and Bruce C Brendt provided the platform for this Seminar. A small video clipping on Ramanujan was also shown. At this stage Professor June Barrow-Green (Open Univerusity, U.K.) read out the message of the President of the International Commission on the History of Mathematics. This was followed by the remarks highlighting the importance of the Seminar by Professor S G Dani (President, ISHM) and the remarks of Ambassador Balkrishna Shetty, the Guest of Honor. The Seminar was inaugurated by Professor Dinesh Singh, Vice Chancellor, University of Delhi. He congratulated the Ramjas College for organizing this International seminar. He expressed that it is difficult to find examples that can parallel the story of Ramanujan in the annals of Mathematical lore. Professor Dinesh Singh, Vice Chancellor, University of Delhi inaugurates the Seminar The inaugural session ended with a vote of thanks by Dr. Ruchika Verma, the Co-Convener. There were in all eleven lively sessions including the concurrent ones. The academic sessions began with the Talk by Professor S G Dani, President of the Indian Society for History of Mathematics. He explained the Role of Mathematical Societies in the early development of mathematics in India. Ambassador Balkrishna Shetty, IFS (Retd.), Diplomatic Mentor, Indian Council for World affairs, discussed about Connecting Dots: Meaning, Mathematical Development and Teaching. The following talks and papers were presented: A. H Siddiqi, Gautam Buddha University, NOIDA , “Functional Analysis in Historical Prospective and its Development in India” A.K. Agarwal, Panjab University, Chandigarh , “Ramanujan's congruence properties of partition function” Ajay Kumar, Dept. of Mathematics, D.U., “The Uncertainty Principle: A Mathematical Survey” Anjing QU, North Western University , China , “Genius in Mathematics: revisiting the history of Galois Theory” Anuradha Rajkonwar Chetiya, Ramjas College , “Tracing the Origin of Probability” Asim Kumar Majumdar, Visva-Bharati, Sriniketan, Birbhum, W.B , “Contribution of Sri Radhanath Sikdar and Sir Ashutosh Mukherjee as mathematicians” 4 Athanase Papadopoulos , Strashurg Cedex , France ,”Spherical Geometry: Some Milestones” BhuDev Sharma, JIIT University , NOIDA , “Srinivasa Ramanujan - Some Remarkable Life Events” CHEN Yiwen, Northwest University, Xi’an, China , “Mathematical communication of Chinese Scientific and Technological Journals in the early 20th century” D. S. Hooda, Jaypee University of Engg. and Technology, GUNA , Raghogarh, “Vedic and Ancient Indian Mathematics” Dinesh Singh, Vice Chancellor, University of Delhi , “A History of Functional Analysis: The Role of Fourier, Lebesgue and Hilbert” Ekaratna Acharya, Tribhuvan University, Saraswati Campus, Kathmandu, Nepal , “Naya Raj Pant’s Explanation of a formula of Ganita Kaumudi of Narayana Pandita” Geetha S Rao, Ramanujan Inst. for Adv. Study in Maths, Chennai ,” Tracing the development of Approximation Theory” Govind Singh, Kumaun University , Nainital , “Varahamihira: A Versatile Intellectual” Gregg De Young, The American University in Cairo, Egypt , “The Unintended Textbook: Muhammad Barakat’s Commentary on Book I of the Elements” Jayant Shah, Northeastern University, Boston, MA, USA , “Absence of Indian astronomy in Dayan li of Yixing” Jens Hyrup, Philosophy and Sc. Studies, Roskilde University, Denmark , “Sanskrit-Prakrit interaction in elementary mathematics as reflected in Arabic, Catalan and Italian formulations of the rule of three” June Barrow-Green, Editor, Historia Mathematica, Executive Committee Member-ICHM , Open University, U.K.,“Poincaré’s Last Geometric Theorem and its Legacy” K Ramsubramanian, IIT Bombay, Mumbai , “The significance of asak ṛ t-karma in finding the manda-kar ṇ a” K. Srinivasa Rao, Director, Srinivasa Ramanujan Academy of Maths Talent, Chennai , “Gauss, Ramanujan and hypergeoemtric series “ Kim Plofker, Union College, Schenectady NY, USA, “Treatises and tables: evolution of Sanskrit mathematical astronomy in the early modern period” Madan Lal Ghai, Mathematics, Punjabi University, Patiala , “Ancient Indian Mathematics” Min Bahadur Shreshta, Tribhuvan University, Kirtipur, Kathmandu, Nepal , “Paradigm change in philosophy of mathematics” Mita Darbari, St. Aloysius College, Jabalpur, “Pythagoras: Who was he? Niccolò Guicciardini, Editor, Historia Mathematica EC Member -ICHM, Italy , “Open issues in the new historiography of European early modern mathematics” Oscar Joo Abdounur, Rio Claro , Brazil , “The late creation of the university system in Brazil” Pankaj Kumar, Ramjas College , “Mathematics before the Vedic Period” Praveen Kumar, Ramjas College , “Fire Altars in Ancient India and their Mathematical Relation” R S Kaushal, Dept. of Physics, D.U ., “Ermakov-lewis-ray-reid system of coupled nonlinear differential equations: historical perspective” Rudra Hari Gyawali, Tribhuvan University, Sanothimi Campus, Bhaktapur, Nepal, “ Symbolic and Digital Logic” S L Singh, 21, Govind Nagar, Rishikesh ,”Resonance of Mathematics of Vedic Tradition” Swaminath Mishra, Walter Sisulu Univ Mthatha, South Africa , “Mathematics: Pure and Applied - Some Historical Perspectives“ 5 TANG Quan, Maths and Inf Sc, Xianyang Normal Univ., Xianyang, China , “Time difference algorithm of solar eclipse theory in ancient China and India” V. M. Mallayya, Mohandas College of Eng. Technology, Trivandrum , “Geometrical Approach to Indeterminate Equations” Wang Chang, Northwest University, Xi’an, China , “Fréchet’s Doctoral Thesis and Some Ideas” XU Chuansheng, Linyi University, Shandong Province, China , “A Research on The St. Petersburg Probability School ’s Probability Theorem” Yukio-Ohashi, Shibuya-ku Tokyo , Japan ,” Eccentric Model of the Solar Orbit in China” ZHAO Jiwei, Northwest University, Xi’an, Shaanxi Province, China , “Finding the Area of Sphere’s Surface: Bhaskara II and Archimedes” Summaries of all talks and papers, along with the CV and photo of each author, were available in the 132 page 4-color Souvenir that was released on the occasion. It contained useful information about the host city of Delhi, articles on its history, culture and seats of learning besides some articles on the history of mathematics. It also contained the information about the organizing institutes and the names and addresses of the participants. A Session in Progress A special session on Srinivasa Ramanujan was also held with a Panel Discussion and Interaction with students. The theme was "Relevace of Ramanujan in Mathematical Education Today". The Panelists included Professor S. G. Dani, Ambassador Balkrishna Shetty, Professors Anjing Qu, K. Srinivasa Rao, A. K. Agarwal, Kim Plofker, June Barrow-Green, Min Bahadur Shreshta, and Athanase Papadopoulos. Other highlights of the Seminar included screening a documentary Enigma of Srinivasa Ramanujan shown by Prof. K Srinivasa Rao, Chennai The delegates enjoyed a pre-dinner cultural programme by students and invited artists.. The illuminated College Building Appreciated by all, it was held in the College Lawns which was well illuminated and decorated in the classic tradition. The Valedictory function was chaired by Principal Rajendra Prasad. Participants freely expressed their comments and observations and gave fruitful suggestions for the future. Foreign and Indian delegates lauded the untiring work done by Dr. Man Mohan and his colleagues. The Co-convener, Dr. Ruchika Verma utilized this opportunity to present a vote of thanks and expressed gratitude to all those who helped in organizing this Seminar. She Principal Raendra Prasad at the Valedictory Function appreciated the support provided by the Principal, Dr. Rajendra Prasad and the Vice Chancellor, Professor Dinesh Singh, right from the beginning. She in particular thanked her colleagues Praveen, Pankaj and Jyotish for compiling the beautiful Souvenir, Munesh Chakravortty and M Ojit Kumar for excellent venue arrangements; Neelima, Virender and Shikha for managing registration; and Anuradha, Vishal and Bhuwan for organising the cultural program. The expenses on organizing the Seminar were met by • Collaboration amount given by the International Commission on the rHistory of Mathematics (ICHM) • Grants received from the National Board of Higher Mathematics (NBHM), the Council of Historical Research (ICHR), the Department of Science and technology (DST), the Council of Scientific Industrial Research (CSIR), and the Indian National Science Academy (INSA). • Advertisements in the Souvenir. • Delegation Fees. The Conference was well attended by about 150 persons and was a great success. In fact Organizers deserve all praise for so successfully arranging such a large scale International Seminar on history of Mathematics in India at a time when things seemed difficult in view of the prevailing tense international scenario. ReportofRamjasSeminar.pdf
2733 次阅读|0 个评论
[转载]基因研究揭示人类长出手指和脚趾的数学原理
热度 1 crossludo 2012-12-18 14:39
基因研究揭示人类长出手指和脚趾的数学原理   科学家通过研究已经发现了同人类手指和脚趾生产紧密关联的机制原理   据国外媒体报道,科学家通过研究已经发现了同人类手指和脚趾生产紧密关联的机制原理,此外其还揭示了基因管理在鳍进化变成四肢的过程中所发挥的重要性。   法国蒙特利尔临床研究所(Institut de recherches cliniques de Montréal,IRCM)玛丽-克米塔(Marie Kmita)带领她的研究小组通过对多个学科的综合研究得出上述结果。该项科研成果被刊登在12月14日的《科学》杂志上。研究人员将基因研究同数学模型相结合之后,他们发了能够证明 图灵机制(Turing mechanism) 的实验证据,1952年英国数学家、逻辑学家、密码学家图灵就为模型的形成提出数学方程式,该模型为人类 描述了均匀分布的物质如何激发最初的等效细胞形成复杂的形状和结构的过程。   一位参加研究的科学家在接受记者采访时表示:“在此之前图灵机制在学界一直存在争议,其中最主要的原因便是人们还没有找到一种可靠的数学模型作为图灵机制的表现形式。通过将其与基因研究相结合,我们成功地证明了图灵机制的存在。”人类手指和脚趾的生产发育都由一种名为 Hox 的基因控制,而这些基因在“工作”时就依赖于类似图灵机制的数学模型。
个人分类: 科研迷题|1277 次阅读|1 个评论
试着翻译一首诗
热度 1 antq 2012-12-16 11:51
武夷山先生曾有一篇博文,介绍了一首诗,据说英国数学家李特尔伍德喜欢。当时看过武先生博文后,特意记了下来。 武夷山博文:英国数学家李特尔伍德最喜欢的几句诗 http://blog.sciencenet.cn/blog-1557-451091.html 最近给大一新生讲授一门新课,无固定教材。花了很多时间,精心准备了内容,认认真真去讲,却有学生不来上课,很失望。想到那首诗,有感而发,也试着翻译一下。(见笑了!俺知道诗的翻译很有规矩,行家不必深究,让业余的人也玩玩。) 原诗: With them the Seed of Wisdom did I sow, And with my own hand labour'd it to grow: And this was all the Harvest that I reap'd -- "I came like Water and like Wind I go." 我的译文: 我播撒智慧, 我辛勤耕耘, 而收获却似梦幻, 来如水兮去如风。
3960 次阅读|2 个评论
数学家们
热度 8 taol 2012-12-8 23:11
数学家们
和上次的《 数学家的那些段子 》来自同一源,因为那个原文实在太长了。这次都看完了,在此mark!发一些戳中我的笑点的故事,有些故事还是得请各位达人考证真假 当然,这里面也不都是数学家…… 一次拓扑课,Minkowski向学生们自负的宣称:“这个定理没有证明的最要的原因是至今只有一些三流的数学家在这上面花过时间。下面我就来证明它。”…….这节课结束的时候,没有证完,到下一次课的时候,Minkowski继续证明,一直几个星期过去了……一个阴霾的早上,Minkowski跨入教室,那时候,恰好一道闪电划过长空,雷声震耳,Minkowski很严肃的说:“上天被我的骄傲激怒了,我的证明是不完全的……" Minkowski同学太可爱了。 Hilbert曾有一个学生,给了他一篇论文来证明Riemann猜想,尽管其中有个无法挽回的错误,Hilbert还是被深深的吸引了。第二年,这个学生不知道怎么回事死了,Hilbert要求在葬礼上做一个演说。那天,风雨瑟瑟,这个学生的家属们哀不胜收。Hilbert开始致词,首先指出,这样的天才这么早离开我们实在是痛惜呀,众人同感,哭得越来越凶。接下来,Hilbert说,尽管这个人的证明有错,但是如果按照这条路走,应该有可能证明Riemann猜想,再接下来,Hilbert继续热烈的冒雨讲道:“事实上,让我们考虑一个单变量的复函数.....”众人皆倒。 Hilbert看来是nerd中的nerd了 。 Kolmogorov大概在17岁左右,写了一片关于牛顿力学的论文,就去了Moscow StateUniversity,他刚刚开始学的不是数学,他经常会提到他为什么后来去学数学。一开始,Kolmogorov喜欢历史学,并且写了一篇很不错的历史学的论文,他的历史老师告诉他说在历史学中你要证明自己的观点需要几个甚至十几个论据来才足够,Kolmogorov就问说什么学科只需要一个证明就够了,他的老师说是数学,于是他就选择了数学系…… 这孩子“死心眼”了…… 德国女数学家Noether,虽已获得博士学位,但无开课“资格”,因为她需要另写论文后,教授才会讨论是否授予她讲师资格。当时,著名数学家Hilbert十分欣赏爱米的才能,他到处奔走,要求批准她为哥廷根大学的第一名女讲师,但在教授会上还是出现了争论。 一位教授激动地说:“怎么能让女人当讲师呢?如果让她当讲师,以后她就要成为教授,甚至进大学评议会。难道能允许一个女人进入大学最高学术机构吗?” 另一位教授说:“当我们的战士从战场回到课堂,发现自己拜倒在女人脚下读书,会作何感想呢?” 希尔伯特站起来,坚定地批驳道:“先生们,候选人的性别绝不应成为反对她当讲师的理由。大学评议会毕竟不是洗澡堂!” 这个事情貌似是真的,如果我没有记错在《数学大师》中有所记载。 有一位国外的学者(搞数学研究的)到我们学校访问,住在学校外宾招待所,他要走的时候,我问他对我们学校的印象如何,他说:“你们学校的招待所太差了,以后再也不敢住了!”我急忙问其原因。教授说道:“那吃饭的碗,碗口处处不可导,这哪是给人用的!” 让我想起来中学的时候数学老师讲函数可导的时候……光滑-可导。 Graham说:“我知道一数论学家,他仅在素数的日子和妻子同房:在月初,这是挺不错的,2,3,5,7;但是到月终的日子就显得难过了,先是素数变稀,19,23,然后是一个大的间隙,一下子就蹦到了29,……” 这么貌似不像真的…… 不过确实戳中笑点了 LOL 有一个人叫做Paul Wolfskehl,大学读过数学,痴狂的迷恋一个漂亮的女孩子,令他沮丧的是他被无数次被拒绝。感到无所依靠,于是定下了自杀的日子,决定在午夜钟声响起的时候,告别这个世界,再也不理会尘世间的事。Wolfskehl在剩下的日子里依然努力的工作,当然不是数学,而是一些商业的东西,最后一天,他写了遗嘱,并且给他所有的朋友亲戚写了信。由于他的效率比较高的缘故,在午夜之前,他就搞定了所有的事情,剩下的几个小时,他就跑到了图书馆,随便翻起了数学书。很快,被Kummer解释Cauchy等前人做Fermat大定理为什么不行的一篇论文吸引住了。那是一篇伟大的论文,适合要自杀的数学家最后的时刻阅读。Wolfskehl竟然发现了Kummer的一个bug,一直到黎明的时候,他做出了这个证明。他自己狂骄傲不止,于是一切皆成烟云……这样他重新立了遗嘱,把他财产的一大部分设为一个奖,讲给第一个证明Fermat定理的人10万马克… …这就是Wolfskehl奖的来历。 向达人求证真实性 von Karman(冯.卡门)通过Haar的介绍来到Gottingen,等到Haar去了匈牙利之后,他很快成为“圈”内的领袖。圈外人Weyl再一次证明了他的优秀,他和Karman同时爱上了才貌双全的一个女孩,并且展开了一场竞争。最终圈内人都感到特别的沮丧,因为那个女孩子选择了Weyl。 这段子体现了nerd的深刻内涵 Poincare也曾去Gottingen演讲,顺便攻击了一下Cantor的集合论,Zermelo当时恰好证明的每个集合都可以良序化,Poincare演讲的时候他恰好坐在靠近Poincare脚边的位子上,然而Poincare并不认识Zermelo,他大喊道:“Zermelo那个几乎独创的证明也应该彻底的毁掉,扔到窗外去!”Zermelo本来就性情古怪暴躁,那天更是绝望盛怒。Courant甚至认为Zermelo一定会在那天吃正餐的时候杀死Poincare。 实在忍不住了 似乎每一个伟大的人物都以和Einstein交谈过感到无比的光荣。杨振宁提到他当初见Einstein的时候,过于激动,以至于事后根本不知道自己说过什么Einstein又说过什么。Lev Landau,苏联最伟大的那个物理学家,就说自己当年参加某会议的时候,有幸和Einstein说过几句话,而有某个认识Landau的人说Landau纯属幻想,当时此人和Landau一起,坐在那次开会的大厅的最后几排,连听都听不清,根本不可能谈话。可见Landau对Einstein的景仰程度。 朗道见到老爱之后表现得如此diaos啊,远不如当年的费曼 虽然我们都知道朗道有一个经典的diaos发型的头像 数学有害健康,大家过节了还是不要看书的好。下面是历史上最天才的几个数学家在这个时间轴上存在的长度: Pascal 39岁;Ramanujan 31岁;Abel 27岁;Galois 21岁;Riemann 39岁。 话说物理学家倒是有非常长寿的……杨振宁、魏格纳都过90了吧? Wiener尽管是个天才,却是那种不善于讲课的那种,总是以为把真正深刻的数学讲出来一定要写一大堆积分符号。有一个关于他和中文的事情,Wiener天真的认为自己懂一种汉语,一次在中国餐馆,他终于有了施展的机会,但是服务员却根本不知道他讲的是汉语。最后,Wiener不得不评论:“他必须离开这里,他不会说北京话。”…… 想起了美剧TBBT中Sheldon秀汉语的那一段…… Galois一共参加了2次Polytechnique的考试,第一次,由于口试的时候不愿意做解释,并且显得无理,结果被据了。他当时大概十七八岁,年轻气盛,大部分东西的论证都是马马虎虎,一般懒的写清楚,并且拒绝采取考官给的建议。第二次参加Polytechnique的考试,他口试的时候,逻辑上的跳跃使考官Dinet感到困惑,后来Galois感觉很不好,一怒之下,把黑板擦掷向Dinet,并且直接命中。Galios的天才是不可否认的,不过person ality是少一点了,后者在Polytechnique考试中很重要。最后和Galois决斗的那个人, 是当时法国最好的枪手,Galois的勇气令人钦佩。两个人决斗的时候,相距25步, Galois被击中了腹部。 这事貌似是真的,仍然是在《数学大师》中貌似有过 。伽罗华确实是百年不遇的天才,伽罗华才是真的“天妒英才”。 Dirichlet是Riemann的老师 Wierestrass是Cantor, Killing 和 Frobenius的老师 Noether 是van de Wearden, Alexandroff的老师。 Hardy是Wiener的高等数学的老师, Hermite是Dini的老师 Hadamard是Frechet的老师 Kronecker是Kummer的老师 Sylow是S.Lie的老师 Hodge是Atiyah的老师 Gauss的小学老师是Lobachevsky的大学老师 Hilbert是无穷多个人的老师 Kummer的妻子是Dirichlet的表妹。 Laurent Schwartz是Paul Levy的女婿 好乱…… 图片来自网络特此致谢! 源网址:http://blog.renren.com/share/1262183604/14753676781
个人分类: 集锦|11377 次阅读|16 个评论
[转载]哥德巴赫猜想简介
热度 2 lysyxcs 2012-12-8 16:24
 因问题是德国数学家哥德巴赫( C . Goldbach , 1690-1764 )于 1742 年 6 月 7 日在给欧拉的信中提出,故被称作 哥德巴赫猜想 (Goldbach Conjecture) 。   今日常见的猜想陈述为欧拉版本,即任一大于 2 的偶数都可写成两个素数之和,亦称为“强哥德巴赫猜想”或“关于偶数的哥德巴赫猜想”。   从关于偶数的哥德巴赫猜想,可推出:    任一大于 7 的奇数都可写成三个质数之和 的猜想。后者称为“弱哥德巴赫猜想”或“关于奇数的哥德巴赫猜想”。   若关于偶数的哥德巴赫猜想是对的,则关于奇数的哥德巴赫猜想也会是对的。弱哥德巴赫猜想尚未完全解决,但 1937 年时前苏联数学家维诺格拉多夫已经证明充分大的奇质数都能写成三个质数的和,也称为“哥德巴赫 - 维诺格拉朵夫定理”或“三素数定理”,数学家认为弱哥德巴赫猜想已基本解决。   研究偶数的哥德巴赫猜想的四个途径分别是:殆素数,例外集合,小变量的三素数定理和几乎哥德巴赫问题。    1 、殆素数   殆素数就是素因子个数不多的正整数。现设 N 是偶数,虽然现在不能证明 N 是两个素数之和,但是可以证明它能够写成两个殆素数的和,即 N=A+B ,其中 A 和 B 的素因子个数都不太多,譬如说素因子个数不超过 10 。现在用“ a+b ”来表示如下命题:每个大偶数 N 都可表为 A+B ,其中 A 和 B 的素因子个数分别不超过 a 和 b 。显然,哥德巴赫猜想就可以写成 "1+1" 。在这一方向上的进展都是用所谓的筛法得到的 [ 1 ] 。   “ a + b ”问题的推进    1920 年,挪威的布朗证明了“ 9 + 9 ”。    1924 年,德国的拉特马赫证明了“ 7 + 7 ”。     1932 年,英国的埃斯特曼证明了“ 6 + 6 ”。     1937 年,意大利的蕾西先后证明了“ 5 + 7 ” , “ 4 + 9 ” , “ 3 + 15 ”和“ 2 + 366 ”。     1938 年,苏联的布赫夕太勃证明了“ 5 + 5 ”。     1940 年,苏联的布赫夕太勃证明了“ 4 + 4 ”。     1956 年,中国的王元证明了“ 3 + 4 ”。稍后证明了 “ 3 + 3 ”和“ 2 + 3 ”。     1948 年,匈牙利的瑞尼证明了“ 1+ c ”,其中 c 是一很大的自然数。     1962 年,中国的潘承洞和苏联的巴尔巴恩证明了“ 1 + 5 ”,中国的王元证明了“ 1 + 4 ”。     1965 年,苏联的布赫 夕太勃和小维诺格拉多夫,及意大利的朋比利证明了“ 1 + 3 ”。    1966 年,中国的陈景润证明了 “ 1 + 2 ”。    2 、例外集合   在数轴上取定大整数 x ,再从 x 往前看,寻找使得哥德巴赫猜想不成立的那些偶数,即例外偶数。 x 之前所有例外偶数的个数记为 E(x) 。我们希望,无论 x 多大, x 之前只有一个例外偶数,那就是 2 ,即只有 2 使得猜想是错的。这样一来,哥德巴赫猜想就等价于 E(x) 永远等于 1 。当然,直到现在还不能证明 E(x)=1 ;但是能够证明 E(x) 远比 x 小。在 x 前面的偶数个数大概是 x/2 ;如果当 x 趋于无穷大时, E(x) 与 x 的比值趋于零,那就说明这些例外偶数密度是零,即哥德巴赫猜想对于几乎所有的偶数成立。这就是例外集合的思路。   维诺格拉多夫的三素数定理发表于 1937 年。第二年,在例外集合这一途径上,就同时出现了四个证明,其中包括华罗庚先生的著名定理。   业余搞哥德巴赫猜想的人中不乏有人声称“证明”了哥德巴赫猜想在概率意义下是对的。实际上他们就是“证明”了例外偶数是零密度。这个结论华老早在 60 年前就真正证明出来了。    3 、三素数定理   如果偶数的哥德巴赫猜想正确,那么奇数的猜想也正确。我们可以把这个问题反过来思考。已知奇数 N 可以表成三个素数之和,假如又能证明这三个素数中有一个非常小,譬如说第一个素数可以总取 3 ,那么我们也就证明了偶数的哥德巴赫猜想。这个思想就促使潘承洞先生在 1959 年,即他 25 岁时,研究有一个小素变数的三素数定理。这个小素变数不超过 N 的θ次方。我们的目标是要证明θ可以取 0 ,即这个小素变数有界,从而推出偶数的哥德巴赫猜想。潘承洞先生首先证明θ可取 1/4 。后来的很长一段时间内,这方面的工作一直没有进展,直到 1995 年展涛教授把潘老师的定理推进到 7/120 。这个数已经比较小了,但是仍然大于 0 。    4 、几乎哥德巴赫问题    1953 年,林尼克发表了一篇长达 70 页的论文。在文中,他率先研究了几乎哥德巴赫问题,证明了,存在一个固定的非负整数 k ,使得任何大偶数都能写成两个素数与 k 个 2 的方幂之和。这个定理,看起来好像丑化了哥德巴赫猜想,实际上它是非常深刻的。我们注意,能写成 k 个 2 的方幂之和的整数构成一个非常稀疏的集合;事实上,对任意取定的 x , x 前面这种整数的个数不会超过 log x 的 k 次方。因此,林尼克定理指出,虽然我们还不能证明哥德巴赫猜想,但是我们能在整数集合中找到一个非常稀疏的子集,每次从这个稀疏子集里面拿一个元素贴到这两个素数的表达式中去,这个表达式就成立。这里的 k 用来衡量几乎哥德巴赫问题向哥德巴赫猜想逼近的程度,数值较小的 k 表示更好的逼近度。显然,如果 k 等于 0 ,几乎哥德巴赫问题中 2 的方幂就不再出现,从而,林尼克的定理就是哥德巴赫猜想。   林尼克 1953 年的论文并没有具体定出 k 的可容许数值,此后四十多年间,人们还是不知道一个多大的 k 才能使林尼克定理成立。但是按照林尼克的论证,这个 k 应该很大。 1999 年,作者与廖明哲及王天泽两位教授合作,首次定出 k 的可容许值 54000 。这第一个可容许值后来被不断改进。其中有两个结果必须提到,即李红泽、王天泽独立地得到 k=2000 。目前最好的结果 k=13 是英国数学家希思 - 布朗 (D. R. Heath-Brown) 和德国数学家普赫塔 (Puchta) 合作取得的,这是一个很大的突破 。
2409 次阅读|4 个评论
纪念印度传奇数学家拉马努金(2)
热度 6 lysyxcs 2012-12-8 15:32
可能受生物钟影响,北京时间 6 点多我就睡醒了。我一般不睡懒觉,醒了就起床。洗澡、洗衣服、看书等,直到有人敲门,原来是学生让去喝早茶。随后他们几人也陆续起床了。 大约印度时间 8 点,数学系副主任 J.S.Sikka 来接我们去吃早饭。此时他用白布紧紧裹着脸,起初认为他是否脸上受伤了,因而也不便多问。有意思的是,在会场他展露出了浓密的满脸胡须,问我是否认识他。至今也不知他当时为何裹着脸。 早餐比德里大学招待所的丰盛多了,有位老服务员对我们中国人很是热情,忙着给我们送上新油炸出的大饼,一些糊糊状的东西好像也干净不少。 两辆专用巴士把代表们送到会场—— Tagore Auditorium 。入口处有几位姑娘热情欢迎参会嘉宾,和国内不同的是,她们微笑着用大米、谷物等给每个人额头上点上红色印记,戴上花环,品尝冰糖和一种植物种子(略有苦味)。由于是第一次享受这样的礼遇,我们都很兴奋和激动,忙于照相纪念。 由于注册费 150 美元早已汇来,因而仅需领取代表证和有关资料即可。所发资料主要有两本: souvenir 主要是拉马努金、组织单位和组织人员的介绍,还有一本是 Book of abstracts 。 在 Souvenir 中,扉页就是拉马努金的画像,并写着:“ An equation for me has no meaning unless it expresses a thought of God. ” 封三也是拉马努金的画像,旁边写着:“ A tribute to the mathematical genius ” , “ He may lived a short life but he lived tall ”。 Tagore Auditorium 是一座大型综合性现代化建筑,造型独特、典雅,具有会议、电影、文艺演出、多功能会展、培训、礼仪接待等功能。场馆大门口外是 Tagore 塑像, 小广场富于时代气息和文化品位。中心会议厅呈阶梯状,设有 1000 余个高档软椅座位,台口两侧配大型电子屏幕显示器,多个特种电脑灯。主席台台面宽 20 余米,高 10 余米,与 ISHM-2012 相比,显得高大、宏伟和现代化多了。巨幅会标树立在主席台后方,会标以拉马努金的画像为背景,写着大会的有关主要信息,居中大字为“ INAUGURAL FUNCTION ”,主席台两侧为拉马努金的画像宣传版。主席台上设有 12 个席位。 开幕式原定印度时间 10:00 ,结果是 11:00 多才开始。印度人不守时是世界闻名的,他们拖后约定时间一小时很正常。然而这次推迟是因为省长 Jagannath Pahadia 的缘故,昨晚看到的持枪警察是其卫兵。对于姗姗来迟的省长大人,主持人要求全体代表起立欢迎,首先映入眼帘的是其持枪卫兵,省长身后紧跟着秘书和若干会议组织者。当省长落座后,还有两个人站在其身后,一个身着军装另一个穿便服, 4 个卫兵持枪分别站在主席台两边的后侧(在中国政治局常委出席会议也未这样戒备)。 开幕式最初程序还是分别给主席台上就座的人员献花,佩戴花环,接着是歌手唱歌,其歌声很是动听,可惜不知其意。然后依次主席台上领导讲话,最后讲话者是省长。他说: The modern age is the age of basic sciences which have blessed us with many comforts in our life. Science has conquered time and space and brought different economics under the umbrella of globalization. The year 2012 is also being celebrated as International year of Mathematics and 125 th Birth anniversary of the renowned mathematician Srinivasa Ramanujian is also being celebrated world wide. 的确,拉马努金不仅是印度的骄傲,也是整个世界的骄傲。他用独特思维诠释了近现代数学思想,连哈代都自愧不如。在其设计的数学天赋评分表中,哈代给自己打了 25 分,给李尔伍德打了 30 分,给希尔伯特打了 80 分,而给拉马努金却打了 100 分。 茶歇之后依次是 S.G.Dani 和 H.P.Dikshit 的两个 45 分钟大会报告,他们风趣幽默、态度认真、治学严谨,报告很是精彩。 报告结束后,已是印度时间下午 2:00 。午餐设在 Faculty House ,由于人员集中,两辆巴士很快就挤满了人,大会组织人员看到我们几个中国和欧美代表不上车有些不解,大概他们认为巴士车还可以再挤上一些人。后来他们用私家车把我们带到餐厅。 我们就餐时,宾馆警卫进行了较为隆重的欢送省长大人仪式。省长出生于 1932 年,今年已经 80 岁了。他还是该大学名誉校长。 省长一行的撤离,腾出宾馆不少房间,因而下午我们就搬到这里了。曲老师和 C 师妹各住一单间,他们的房间设施不错,分内外间,里间是卫生间和衣柜,外间有超薄电视机、沙发,大床看上去也豪华不少。 余下我们四人住在两个房间,后来发现这两个房间是通着的,因而交流起来很是方便。可房间设施较差,两个房间只有一个热水器、一台旧电视,且由于在四层大多时间自来水上不去,因而也就无法洗澡。 下午的报告仍在 Tagore Auditorium 举行。由于时间原因,有 2 个大会报告推迟到 23 日。因每个人都被安排了报告,曲老师叮嘱我们要认真准备报告、好好修改课件。曲老师和 C 师妹、 Z 都带着笔记本电脑,因而修改起来也较为方便。 晚饭前是文艺演出,组织者专门搭建了舞台,观众席也不是露天的,好像是用薄薄的纱罩在几根立柱围成的场地上方。会议请了两套演出班子,分别是男、女歌手带领其乐队,据说那个男歌手是印度著名歌唱家。 演出期间,丰盛的晚餐正在准备中,实际上奶茶早在下午就开始熬了。为了照顾我们,女主任还专门请来了炒面大师,为我们准备中国饭食。原来我从未喝过奶茶,加之这几天缺水喝,品尝着用陶罐盛着的热乎乎奶茶,感觉真是香甜呀!
5424 次阅读|12 个评论
纪念印度传奇数学家拉马努金(1)
热度 15 lysyxcs 2012-12-6 15:46
中国和印度同为东方文明古国,而且历史文化进程也有些相似之处。唐朝和尚玄奘取真经于天竺国之故事,被吴承恩神笔写成《西游记》,成为我国四大名著之一,至今西安尚完好保存着玄奘翻译经书之地即大雁塔。 目前印度正在各个领域赶超着中国(据说 2015 年人口就有望超过中国),现其软件业已远远超过中国,跃居世界第二位。然而官方统计显示,印度每年博士毕业生仅约 4500 人,而中国每年博士毕业生多达 4 万人。对此印度 “ 数学模型和计算机模拟中心 ” 首席科学家江甘 - 普拉塔普叹息道: “ 仅仅赶上今天的中国,印度就需要培养 73.5 万科学家,每年培养 4500 人,尚需 163 年。 ” 其计算结果是假设中国不再增加科研人员的数量。 印度的数学有着悠久历史,且不乏新人辈出,拉马努金( Srinivasa Aiyangar Ramanujan , 1887 - 1920 )就是典型实例。拉马努金在堆垒数论特别是整数分拆方面做出重要贡献。在椭圆函数、超几何函数、发散级数等领域也有不少工作。他有着很强的直觉洞察力,虽未受过严格数学训练,却能独立发现了 3000 ~ 4000 个数学公式。经常宣称在梦中娜玛卡尔女神给其启示,早晨醒来就能写下不少数学公式。所预见的某些数学结论,日后有许多得到了证实。非常可惜的是,这样一位数学天才却于 1920 年因患肺结核而病逝,享年仅仅 33 岁。 为纪念拉马努金现在国际上有两项以其名字命名的数学奖项: SASTRA Ramanujan Prize 和 The Ramanujan Prize 。前者由拉马努金故乡的 Shanmugha Arts, Science, TechnologyResearch Academy 创立于 2005 年,颁发给对数学有着浓厚兴趣的杰出数学家。因拉马努金英年早逝,故 SASTRA 特意将获奖者年龄限制在 32 岁以内。 2006 年的获奖者是同年菲尔兹奖获得者陶哲轩。后者由 ICTP 也创立于 2005 年,颁发给发展中国家的优秀数学家,获奖者年龄限制 45 岁以内。其评奖委员会由 IMU ( International Mathematical Union )成员组成,奖金为 15,000 美元,而 SASTRA 为 10,000 美元。 2010 年 8 月,第 26 届国际数学家大会在印度的海得拉巴召开,充分表明新世纪的印度数学已经悄然崛起,紧随中国跻身于数学大国行列,这与印度古今数学家的努力是密不可分的。 2012 年是印度数学年,也是印度传奇数学家拉马努金诞辰 125 周年。为此印度数学史学会和拉马努金数学会联合举办了一系列纪念活动。我们受印度数学史学会之邀请,分别参加了 ISHM-2012 和 ICHDMS-2102 ,前者由 Ramjas College, University of Delhi 主办,后者由 Department of Mathematics, Maharshi Dayanand University 主办。 我们 6 个中国人和其他外国学者分乘两辆八成新的大巴于印度时间晚上 9:00 多,也即北京时间 11:30 分后,到达 Maharshi Dayanand University 。原来我们估计可能没有晚饭吃了,没有想到主办方早就备好了较为丰盛的晚餐(对印度人而言),因而我们到达后就让直奔餐厅,在我们就餐的同时,他们安排住宿。 在餐厅门口看到一个打扮时髦的印度女人,正在忙碌着安排一些事情,后来得知她就是数学系主任 Renu Chugh 教授。该校数学系只有 14 位教师,都是讲授数学专业课程。至于其他院系的高等数学课程不是由数学系来承担,这一点和我国不同。 由于此时已经有些习惯印度膳食,我们几个很快就吃过晚饭等待安排住宿。突然, Z 发现了几个荷枪实弹的警察,我们几个也有些惊奇,在学校内为何就像如临大敌。很快有人来招呼我们,准备来领我们去住处。可这时曲老师的房间有点麻烦,第一次是钥匙不对,第二次是房间不对(已安排他人),反反复复上下楼四次也没有安排好, W 师弟有着急了,愤愤地说:“这也太不拿曲老师当范了。”我们几个学生也是着急,可曲老师就是大家风范,一点也没有着急的样子,这让我自叹不如。 最终还是没有安排下曲老师的房间,主办方把我们送到另外一个地方,刚一停车学生就涌上来帮着拿行李,住房在二层向阳房间 1 — 6 号。进入房间发现,这是刚刚粉刷过的楼房,可能是由学生公寓改造的,外面偌大房间就孤零零地摆放着一张单人床,里面还有卫生间和衣帽间,与德里的住宿相比,我们很满意了。 整个二层南面一共六间房,全让我们占下了。总算有了住处,放好行李,换上拖鞋,大家各个房间都转了转,曲老师住在 2 号房,我住在 4 号房。也许我们是不速之客,我们的到来忙坏了那几个学生,一会儿安装驱蚊电器(此时印度蚊子还很多);一会儿送来瓶装饮用水;一会儿送来洗刷用品;一会儿送来房间钥匙等。不知是他们的英语不好,还是羞于回答,我们和他们说话都未作答。 我很快熟悉了房间设施,知道可以洗热水澡,就打开了热水器。由于此时印度下午的气温还较高,坐在大巴车里出了一身臭汗,因而心情放松下来就感到脊背上发粘了,故能美美地洗上一个热水澡真是舒服。也许是疲倦了,我很快就进入了梦乡,这是入境后睡得最香甜的一夜。
11323 次阅读|31 个评论
交叉学科
热度 1 yanghualei 2012-12-3 23:06
自己一直疑问:为什么行为经济学最初出现在心理学中,而非经济学内部,当发展成熟之后,才被某些学者引入经济学,进而本土化;生物经济学是被某些生物学家研究,进而流行起来,最终通过某些好奇的经济学家引入经济学中;当然经济物理学也最终诞生于物理学领域,而非经济学内部,通过某些跨学科学者引入经济学中;当然数理经济学,也是某些数学家在经济学领域小试牛刀,当这个学科逐渐规范化,进而成长后,也被引入经济学中。当然这些交叉学科的例子很多,如科斯把法学引入经济学,开创一经济学流派:新制度经济学。当然这些交叉学科的成果最初大多不是发表在主流的经济学期刊上,相反是发表在诸如心理学、生物学、物理学、法学及哲学等的非经济学期刊上。我想的是, 为什么与经济学的交叉学科最初大多不是诞生在经济学领域,相反是诞生在与其交叉的学科领域 。 可以这样说, 如果一个地区有新的物种,不是这些区域的主人主动的向外界引进物种,特别是会抢占其生存资源的物种,通常情况下,是外界物种的主动入侵 ,当这些本地物种无法抵御时,本土物种只有采取妥协,把资源分配给外来物种一点。现在问,为什么学科对经济学的入侵,即这些外来物种的入侵通常能够获得成功。这引出几个类似方法论的问题,一、为什么是心理学、生物学、化学、物理学对经济学的入侵,而非是经济学对这些学科的入侵;二、为什么是自然科学对社会科学的入侵,而非社会科学对自然科学的入侵;三、是不是一个学科靠自身内生的发展,通常不会产生交叉学科,就是都是纯经济学出生的经济学家,不会想着去搞一个什么经济物理学的?这有些不符合经济学帝国的味道。现在问,是不是所有的学科都是一样,主动的革命,是很少存在的,很多时候都是被外界打开大门的,特别是比较弱势的一方,主动革命的动力更弱。 当然自己还有一个疑问, 如今经济学在美国是最先进的,当然最优秀的经济学家大多数也在美国,为什么经济物理学、复杂系统等这样的交叉学科,在欧洲更容易接受 , 以经济物理学为例,在 1996-2008 年间,经济物理学的文章 72% 的是来自欧洲体系,仅 16% 的来自美国体系,其他体系的占 12% ,这可以清晰看出,如今的经济物理学研究中心是在欧洲,而非美国,中国在经济物理学的发展方面,还是滞后的。现在还有一个可以猜测的命题:“ 一个新的交叉学科或者一个新学科的诞生,其的受欢迎程度,往往并不是在老学科最发达的区域,当然也并不是在老学科最落后的区域”。 就像量子力学最初在德国诞生,但并不是在德国火起来的一样,而是在其他欧洲国家和美国等地。当然还有一个有意思的现象,就是学术作品的发表问题,对于经济物理学,从 1996 年后,为了能够把这个学科的成果发表出来,并真正成为一个学科流派,他们创建了自己的学术阵地,如 physicsA,PRE,EPJP 等。 所以就感觉,一个学科的形成和发展,其要尽量拥有一个宣传传播其思想的渠道,而学术期刊的建立是必不可少的。我一直想,并且想给国内经济学物理学家建议,要在中国发展经济物理学,必须要有刊发经济物理学稿子的期刊。 据我所知,如今国内主流经济学期刊对经济物理学并非包容,引致经济物理学的传播严重受限,与其寄生于经济学期刊之下,不如自己办一个经济物理学期刊 ,这样能够加大对经济物理学的宣传。因为通过对大多数经济物理学家调查,不是他们不想在主流经济学上发文章,而是主流不要的他们的文章,所以他们才自己建立期刊。
个人分类: 自然哲学|2949 次阅读|1 个评论
数学家的那些段子……
热度 12 taol 2012-11-21 00:26
每每看到关于科学家们的段子,作为nerd总是不想错过,先mark起来,留着日后拿出来再“笑一笑” (1) 一个英国某大学的数学教授发现自己家的下水道堵了,就请来一个水管工来修。30分钟后,水管疏通了。教授相当满意水管工的表现,但当他看到账单后不禁大叫:“what!就30分钟你收的钱够我一个月收入的1/3了!我去当水管工好了!”。水管工说,“你可以去啊。我们公司正招人呢,还包培训。不过你得说你只是小学毕业。公司不喜欢学历太高的人”。于是教授就去参加培训,当了水管工。他的收入一下翻了三倍。他比以前高兴多了。几年后,公司突然决定把水管工们的文化水平提高到初中毕业,便要求旗下的工人们都去上夜校。夜校的第一堂课是数学。老师想先看一下这些水管工的基础有多好,于是他随便抽了一个人上来写圆面积的公式。这个教授被抽中了,不过干了这么多年水管工,他已经忘了圆面积的公式是PI * R^2。于是他只好从头推导:把圆无限分割后积分。但他得出的结果是负的PI * R^2。尴尬ing,教授从来又来,结果还是负的。他非常尴尬,于是回过头向教室里坐着的几十个水管工同事求助。只见这些同事正在交头接耳,纷纷给他说:把积分上下限交换一下。 好悲催。 “水管工”同事们……唉    (2)      数学家、生物学家和物理学家坐在街头咖啡屋里, 看着人们从街对面的一间房子走进走出.他们先看到两个人进去. 时光流逝. 他们又看到三个人出来.      物理学家:“测量不够准确.”      生物学家:“他们进行了繁殖.”      数学家:“如果再进去一个人,那所房子就空了”     (3)      工程师、化学家和数学家住在一家老客栈的三个相邻房间里. 当晚先是工程师的咖啡机着了火, 他嗅到烟味醒来, 拔出咖啡机的电插头, 将之扔出窗外,然后接着睡觉.      过一会儿化学家也嗅到烟味醒来, 他发现原来是烟头燃着了垃圾桶. 他自言自语道:“怎样灭火呢? 应该把燃料温度降低到燃点以下, 把燃烧物与氧气隔离. 浇水可以同时做到这两点.” 于是他把垃圾桶拖进浴室, 打开水龙头浇灭了火, 就回去接着睡觉.      数学家在窗外看到了这一切, 所以, 当过了一会儿他发现他的烟灰燃着了床单时, 他可一点儿也不担心. 说:“嗨, 解是存在的!”就接着睡觉了.     (4)      物理教授走过校园,遇到数学教授。物理教授在进行一项实验,他总结出一个经验方程,似乎与实验数据吻合,他请数学教授看一看这个方程。一周后他们碰头,数学教授说这个方程不成立。可那时物理教授已经用他的方程预言出进一步的实验结果,而且效果颇佳,所以他请数学教授再审查一下这个方程。又是一周过去,他们再次碰头。数学教授告诉物理教授说这个方程的确成立,“但仅仅对于正实数的简单情形成立。”    (5)      工程师、物理学家和数学家同时接到一个任务:将一根钉子钉进一堵墙。工程师造了一件万能打钉器,即能把任何一种可能的钉子打进任何一种可能的墙里的机器。物理学家对于榔头、钉子和墙的强度做了一系列的测试,进而发展出一项革命性的科技——超低温下超音速打钉技术。数学家将问题推广到N维空间,考虑一个1维带扭结的钉子穿透一个N-1维超墙的问题。很多基本定理被证明...当然啦,这个题目之深奥使得一个简单解的存在性都远非显然。      (6)      一位农夫请了工程师、物理学家和数学家来,想用最少的篱笆围出最大的面积。工程师用篱笆围出一个圆,宣称这是最优设计。物理学家将篱笆拉开成一条长长的直线,假设时间允许,他可以把木纤维拉的和赤道一样长,他认为围起半个地球总够大了。数学家好好嘲笑了他们一番。他用很少的篱笆把自己围起来,然后说:“我现在是在外面。” 这个段子貌似非常老了……    (7)      物理学家和工程师乘着热气球,在大峡谷中迷失了方向。他们高声呼救:“喂——!我们在哪儿?”过了大约15分钟,他们听到回应在山谷中回荡:“喂——!你们在热气球里!”物理学家道:“那家伙一定是个数学家。”工程师不解道:“为什么?”物理学家道:“因为他用了很长的时间,给出一个完全正确的答案,但答案一点用也没有。”    (8)      常函数和指数函数e的x次方走在街上,远远看到微分算子,常函数吓得慌忙躲藏,说:“被它微分一下,我就什么都没有啦!”指数函数不慌不忙道:“它可不能把我怎么样,我是e的x次方!”指数函数与微分算子相遇。指数函数自我介绍道:“你好,我是e的x次方。”微分算子道:“你好,我是d/dy!” 遇到d2/dydx呢……    (9)      物理学家、天文学家和数学家走在苏格兰高原上,碰巧看到一只黑色的羊.“啊,”天文学家说道,“原来苏格兰的羊是黑色的.”“得了吧,仅凭一次观察你可不能这么说.”物理学家道,“你只能说那只黑色的羊是在苏格兰发现的.”“也不对,”数学家道,“由这次观察你只能说:在这一时刻,这只羊,从我们观察的角度看过去,有一侧表面上是黑色的.” (10)  一天,数学家觉得自己已受够了数学,于是他跑到消防队去宣布他想当消防员。消防队长说:“您看上去不错,可是我得先给您一个测试。”消防队长带数学家到消防队后院小巷,巷子里有一个货栈,一只消防栓和一卷软管。消防队长问:“假设货栈起火,您怎么办?”数学家回答:“我把消防栓接到软管上,打开水龙,把火浇灭。”消防队长说:“完全正确!最后一个问题:假设您走进小巷,而货栈没有起火,您怎么办?”数学家疑惑地思索了半天,终于答道:“我就把货栈点着。”消防队长大叫起来:“什么?太可怕了!您为什么要把货栈点着?”数学家回答:“这样我就把问题化简为一个我已经解决过的问题了。” 物理学家也会这么做……   (11)   一个数学家、物理学家和工程师,来到了一个农场,这个农场养的鸡生病了,农夫试过了各种方法,兽医也没有办法,一个动物学教授在仔细研究之后建议农夫尝试去请教一下别的科学家。数学家仔细观察了那些鸡,并且做了一些测量,然后计算了很多次,并且做了大量的统计分析,但是最后他最后得出结论说他没有办法找出那里出了问题。工程师搬来一大堆各种仪器,让后对鸡进行了了各种测量,包括比较正常的鸡和生病的鸡的重量等等,但是他也没有办法得出任何有用的结论。最后轮到物理学家了,他只是看了一眼那些鸡就开始计算起来,经过大概一个小时的计算,他终于说:“我已经找到挽救你的鸡的方法了,不过这种方法只对在真空中的球形的鸡有效。” 这个段子在美剧the big bang theory 中leonard讲过,当时leonard讲完,Raj和Howard笑得不行了,Penny觉得这实在没有什么好笑的…… (12)   证明所有大于2的奇数都是质数,不同专业的人给出不同的证明:      数学家:显然这是错误的命题,举一个反例9即可。      物理学家:3是质数,5是质数,7是质数,9是实验误差,11是质数,......      工程师:3是质数,5是质数,7是质数,9是质数,11是质数,......      计算机程序员:3是质数,5是质数,7是质数,7是质数,7是质数,......      统计学家:让我们来试几个随机抽取的数:17是质数,23是质数,11是质数,...... 这次貌似物理学家、工程师、程序猿以及统计学家都亮了…… (13) Pi是什么?      数学家:Pi是圆周长与直径的比.      工程师:Pi大约是22/7.      计算机程序员:双精度下Pi是3.141592653589.      营养学家:你们这些死心眼的数学脑瓜,"派”是一种既好吃又健康的甜点! 源链接:http://blog.renren.com/blog/316725866/880130635
个人分类: 集锦|17354 次阅读|24 个评论
匈牙利无家无工作的浪漫型大数学家
热度 4 大毛忽洞 2012-11-18 12:54
匈牙利无家无工作的浪漫型大数学家
匈牙利无家无工作的浪漫型大数学家 最近为了回答魔方的一些(数学文化和游戏文化)问题,俺查阅了很多关于匈牙利的文献(数学和游戏)。 1974 年,匈牙利人鲁毕克发明出了转动魔方, 1980 年前后,魔方风靡世界。 转动魔方于上世纪 70 年代诞生,这不是一个偶然事件。这与世界游戏文化(含数学文化)的沉淀有关。(适当的时候展开论述,有事实有根据) 匈牙利人的魔方能风靡世界,也不是偶然的。这与匈牙利的数学文化(游戏文化)有关。(适当的时候展开论述,有事实有根据) 今天简单说说匈牙利的一位浪漫数学家,叫 爱多士( Paul Erd ő s )。 这位数学家浪漫到什么程度呢? 他没有家,没有工作。 爱多士就像是一位云游诗人,他 美在四海云游, 不带分文在手, 为了他的吃和住, 掏出数学诗歌一首。 他补他的旧衣, 他修他的鞋底, 用数论, 用图论, 还有数学界的小道消息。 匈牙利有一位很有名的诗人,叫裴多菲( 1823 - 1849 ),其著名的诗: 生命诚可贵,爱情价更高;若为自由故,二者皆可抛 ! 为了追求自由,可以不要爱情,也可以不要生命。 诗人是这么说的,也是这么做的。普通人可以说到,但是做不到。 无独有偶,匈牙利有一位很有名的数学家,叫 爱多士( Paul Erd ő s , 1913 - 1996 )。 爱多士( Paul Erd ő s )没有家,没有工作,只有数学。 爱多士( Paul Erd ő s) 是世界上最伟大数学家之一,其浪漫尺度不亚于诗人 裴多菲 。 有一部纪录短片和两本传记描述 爱多士( Paul Erd ő s )数学人生(参见下图)。 匈牙利是数学强国,匈牙利有很多的数学家,这可能与匈牙利的数学文化有关系。 什么是匈牙利的数学文化呢? 这个问题可不好回答。 但是,数学文化里必须要有足够浓的游戏数学文化,否则就算不上是什么先进的数学文化。 2009 年,美国数学学会出版了一本书,题目叫《伟大数学家的著名游戏》,作者 是 塞尔维亚 (The Republic of Serbia) 的一所大学( UNIVERSITY OF NIŠ )的数学教授( Miodrag S. Petkovic )。 塞尔维亚是匈牙利的邻邦,他们的文化似乎也应该一衣带水。 《伟大数学家的著名游戏》重点提到了一位中国的数学家,就是宋代的杨辉。对于匈牙利的数学家,却重点提到了三位,典型是 爱多士( Paul Erd ő s )。
个人分类: 视频专栏:《魔方和数学建模》|5967 次阅读|8 个评论
[转载]计算流体力学(CFD)大牛的故事
热度 1 jiangfan2008 2012-10-26 20:31
(1) Jameson的故事 Jameson 是当今CFD届的超级大牛。偶的超级偶像哦。Jameson是个英国人,出生在 军人世家。从小随老爹驻守印度。于是长大了也抗起枪到海外保卫日不落帝国, 军衔是Second Lieutenant。无奈“日不落”已落,皇家陆军已经不需要他了。大概 有什么立功表现把,退役后就直接进了剑桥大学。在那里拿到博士学位。辗转间从 英 国来到了美国,从工厂又到了学校。成了Princeton的教授。在那里提出了著名 的中心差分格式和有限体积法。就是在这里,发表了他那篇著名的中心差分 离散 的有限体积法。中心差分格式,大家都知道,是二阶,但是稳定范围特别小,Pe不 能超过2,于是就得加人工粘性(一听这名字,数学家就倔嘴巴,不科学 嘛),这 是大学生都知道的事,怎么加就是学问了。Jameson用二阶项做背景粘性,用四阶 项抑制激波振荡(也亏他想得出来),配合他提出的有限体积法, 获得了极大的 成功,很快风靡世界,工程界几乎无一例外在使用他的方法,原因很简单,他的方 法乐百氏,而且又有相当精度。从此大行于市,座上了P大的航空系 系主任,也确 立了CFD界第一大牛人的地位。 Jameson发文章有个特点,喜欢发在小会议上或者烂杂志上,反正是SCI检索不到地 方。 包括后来关于非结构网格,多重网格等等经典的开创性文章,都是这样。 (如果按照清华的唯SCI论的评判标准,我估计在清华最多只能给他评一个副教授 当 当。)牛牛的人总是遭人忌妒,哪里都这样。看着Jameson的有限体积方法这么 受欢迎,有些人就红眼了。于是说,有限体积方法不错,可惜只适合于定常问 题 计算,非定常计算就不怎么样嘛。 Jameson那里能容忍别人对他的得意之做胡说。于是,灵机一动,想出了一个双时 间尺度的方法,引进 一个非物理时间,把非定常问题变成了一个定常问题计算, 还真好使,又风靡世界,从此天下太平。97年,Jameson年龄到了,就从P大退休 了,结果又被 聘请到Standford大学当Thomas V. Jones Professor搞起了湍流 来。前不久偶导师见他回来,对欧们边摇头边说,“几年不见,老得快不行了”,言 下之意,我们如果想多活几年,不要去搞什么湍 流。 (2) Steven A. Orszag的故事 Steven A. Orszag是一个天才级别的人物啦。在直接数值模拟,谱方法,湍流模型 等等许多方面都有开创性的贡献。天才嘛,总是有缺陷的,不是生活不能自理,就 是不 懂得处理人际关系。前者还好办,只是lp不舒服,后者嘛,让同事和同行不 舒服,可麻烦就大了。不幸的是,Orszag属于后者。对于他的恃才傲物,有人早 就恨得牙根痒痒,报复的机会终于来了。 三十年前,湍流模型的先驱们,是通过数值试验,再连懵带猜的确定下了双方程湍 流模型的参数。20年 前,Orszag突发奇想,能否用RNG(重整化群理论)从理论上 推导这些参数呢?RNG理论在相变上取得了很大的成功,发明者也在81年获得了 Nobel奖。牛人就是牛人很快居然真从理论上推出了这些参数。这下湍流模型界可 炸开了锅,这岂不是要砸掉很多人的饭碗?这不等于说那些老家伙几十年前的 工 作一钱不值么?这帮大学霸可不是省油的灯。环顾地球之大,Orszag居然找不到一 本杂志愿意接受他这篇文章。Orszag这个郁闷呀,这个生气呀,好 歹庵也是绝代 高手嘛,昨这么不给面子呢?他一气之下干脆自己扛杆旗,办份杂志,自己当主 编,自己出版,看谁说闲话。1986年,《Journal of Scientific Computing》终 于开张了。第一篇文章就是“Renormalization Group nalysis of Turbulence: I Basic Theory”。这篇文章很快获得了大家的广泛认同。但是对RNG的攻击并没有到 此为止。偶看到最搞笑的是一个牛牛(不想提他的名字了)在AIAA J. 上的一篇文 章。当然是吹自己的模型计算比标准双方程模型多么多么的好。都已经比较结束 了,他还觉得不过瘾,话锋一转,把RNG模型胡算一把,然后一桶狂 批,还煞有介 事的分析为啥算不好。其实我倒觉得,既然RNG能够从理论上推导出他们当年胡乱 搞出来的参数,不正是对他们工作的证明么?能够从完全黑暗的世 界寻找到这些 参数,这除了天才,还能说什么呢? (3) Godunov的故事 Godunov大家都晓得吧,迎风类型格式 的开山鼻祖。二十世纪CFD的数值方法基本 上是沿着他老人家开创的Godunov类型格式的方向发展。连如今大姥级的Roe,van Leer都要发文章pmp,毕竟他们都是靠着老大发家的嘛。他座上老大宝座的屠龙刀 -Godunov格式,实际上是1954年他25岁时候的博士论文。老 板上课时候曾经讲, 当时不知道为啥他得罪了苏维埃政府要砍他的头,于是他一着急,弄出了这把屠龙 宝刀,拣回了小命(不过这个传闻,我没有找到相关的文献得 以证实,好在我相 信偶老板读的书比我多,二来嘛本来就是八卦系列也无所谓了)。 我现在就来讲讲有根有据的东西,老大是怎么弄出这把屠龙刀 的。1954年春天, 苏联的第一台电子计算机“Strela”就将送到老大当时所在的单位Keldish Institute of athematics,上级要求他们弄几个格式来算一算。当时一个叫 Zhukov的人就弄出了一个东西。这家伙也算是个牛人了,弄出来的这个东西,同1 年 后 P.D Lax的CFD奠基性名著中提出的东西是完全一样的。可惜呢,这家伙数学 不好,他是连蒙带猜弄出来的,尤其是为了自圆其说的那几个假设,现在回过头来 看根 本就是错误的,是推不出这个结果的。当时为了弥合这个问题,就请来了 Godunov看能不能解决这个问题。结果一发不可收拾,居然就借此搞出了 Godunov 格式。后来老大回忆刀,幸好当时他没有看到Lax的文章,要是看了,压根就不会 有Godunov格式了。(If I would have read Lax’s paper a year earlier, “Godunov’s Scheme” would never have been created.)这么重大的贡献得发文 章让大家都晓得才行呀。老大于是一毕业就四处投杂志,他先投了一家叫Applied Mathematics and Mechanics的杂志,杂志居然把他据了,理由是,老大的工作是 一个纯粹的数学工作,没有做任何关于力学的研究。老大一想也对,他本来就是数 学家嘛, 于是他改投一个纯数学的杂志,谁知道,没过多久,又被退稿了,这次 的理由是,老大的工作是一个纯力学的研究,没有任何关于数学的内容。老大当场 晕倒。后来 老大又投了几家还是不中,这下没有办法了,老大只好找后门,托他 的老板Petrovskii了,正好老板是Mathematicheskii Sbornik杂志的编辑,终于在 1959年,毕业四年后这篇文章发表在了这个杂志。 (4) Van Leer的故事 Van Leer 原先同Roe关系非常的好。后来Roe发表了著名的后来用他名字命名的Roe 格式,Van Leer就有点座不住了。因为他一直相信他比Roe高明那么一点点。于是 他决心超过Roe。当时迎风格式在应用上有两个发展方向,一个是Roe格式为代表 的通量差分分裂类型,令一个就是矢通量差分类型,典型代表就是Steger- Warming格式。很快van Leer找到了突破口,他注意到Steger-Warming格式有个不 大不小的缺陷,通量分裂是不可微的,这在计算激波时候,有可能发生过冲现象。 于是 van Leer对此做了一番改造,提出了一个满足可微条件的分裂。van Leer兴 高采烈地投到杂志社,然而令他失望的是,杂志社把他给拒绝了。他可受不了了, 于是自己掏钱,飞到西伯利亚,向Godunov求教。 Godunov看过后大加赞赏。这下 可乐坏van Leer。既然老大首肯了,谁还敢说不字,这篇文章顺利出版。后来这个 格式就用van Leer本人的名字命名并流行起来,终于,他还是跟Roe平起平坐了。 (5) Batchelor的故事 Batchelor 是GI Taylor之后,剑桥学派的领袖。不过他其实并不是英国人,而是 澳大利亚人。他从小在墨尔本长大。第二次世界大战其间,在从事了一个航空相关 的课题研究 中,他对湍流研究产生了浓厚的兴趣,尤其是GI Taylor三十年代关于 湍流研究的工作。于是他就给Taylor写信,想做他的research student。Taylor很 快同意了。Batchelor是一个很跋扈的人,说话颇有些像黑社会的老大的风范。他 有一个死党和跟屁虫。他非常想让这个 跟屁虫跟他一块到英国去研究湍流,省得 他一个人寂寞。这个死党呢,大学学的是跟湍流八竿子打不着的核物理。这并不要 紧,Batchelor充分发挥了他黑 社会老大般的威严对他说,“跟我到英国找Taylor 研究湍流去吧!”这个铁杆兄弟也不含糊,立刻说,好,跟老大走。不过走前,你 回答我两个问题:谁是 G.I. Taylor? 湍流是什么玩艺?前一个问题好回答,后一 个问题,Batchelor究竟是怎么回答的,是威逼利诱,还是晓之以理动之以情说服 的,大家一直为这个问题争论 了几十年。总之,最后两人都去了英国。见了 Taylor呢,两人都失望了,原来Taylor已经不搞湍流了,全力搞什么水下爆炸之类 的跟军事有关的课题 (估计这个来钱)。好在大师就是大师,让这两个年轻人自 编自导自己去折腾,在旁边指导指导。最后两人都成为大师。Batchelor的这个小 兄弟究竟是谁 呢?呵呵,就是大名鼎鼎的AA Townsend。这个故事再次说明跟好一 个老大是多么重要亚。 Batchelor曾经一度以为可以在他 手上终结湍流问题。所以那段时间,在湍流研究 上特别努力,结果当然是大失所望。Batchelor被湍流折磨得心力憔悴,50年代后 期以后逐渐把精力从科 研转移到了写书,创办应用数学力学系和JFM杂志上来。前 面文章说了,为了多活几年不要搞湍流,这个故事则告诉我们,为了不郁闷,生活 充满阳光,也不要搞 湍流。另一个被湍流折磨死掉的大牛就是量子力学里面的 Heisenberg。年轻的时候,靠着他的天才禀赋,胡乱猜了一个湍流解获得了博士学 位,后半生被 湍流研究折磨而死,临终时候都念念不忘。用《大话西游》里面的 话来说应该是怎么来着?我猜中了这个开头,可是却猜不到这个结局。 (6) Von Neumann的故事 Von Neumann是天才里面的天才。据说他6岁能心算8位数除法,8岁时已掌握了微积 分,12岁时能读波莱尔的著作《函数论》……。有一次,冯·诺伊曼对他 的朋友 说:"我能背诵《双城记》"。人家就挑了几章作试验,果然他-一背诵如流。他对 于圆周率π的小数位数,自然对数的底e的数值以及多位数的平方数和立 方数……四 十年代的时候,Von Neumann在曼哈顿计划里面主要负责数值计算工作,他的另外 两个同事就是费米和费曼。牛人在一起当然就喜欢比一比。需要做一个复杂的数值 计算时,他们 三人立即一跃而起。费米呢,上了点年纪,就拉计算尺计算,费曼 呢,年轻人喜欢接受新事物,就用台式计算机,而冯·诺伊曼啥都不用,总是用心 算。可是冯·诺 伊曼往往第一个先算出来,当然这三位杰出学者所得出的最后答数 总是非常接近的。(好啦,好啦,俺实在不愿继续写他的非凡事迹了,越写越自 卑,越写越郁 闷。) 也就是在这段时间,Von Neumann提出了CFD上面非常有名的Neumann稳定性分析。 这个现在本科生都晓得的东西,在当时被美国军方列为高度军事机密,这一保密就 是十 年。俺每次读到这段的时候,常常想起哈里森.福特的《夺宝奇兵》的最后一 个镜头。【说到这里,顺便扯远一点,很多人,包括数学系人都认为Neumann稳 定 性分析为无条件稳定的格式,就意味着计算时间步长选取是不受限制的,这个认识 是不正确的。Neumann稳定只保证格式的对幅度是保真的,但是并不保证 是保相位 的,相位的误差的累积也足以把一个结果改得面目全非】 前面讲过了一个让同事不爽的天才,而Von Neumann则属于让lp不爽的天才。某天 lp让他上班途中顺便仍包垃圾,结果中午回来的时候,他又把垃圾带回来了,而他 的公文包被他当垃圾扔了。另外 一次,lp回来后,Von Neumann问她,我的水杯在 那里呢,我找了一下午都没有找到。Lp大叫,天啦,我们在这个房子里面生活了十 五年!天才的才气往往同寿命成反比,Von Neumann也不例外,刚过50多点点就去 世了。应了俺本科上铺曾经爱说得一句话,天才是两头燃烧的蜡烛,明亮,但不会 长久。 (7) Kuchemann的故事 今 天要讲的是关于Kuchemann的故事。一看这名字就知道是德国人,1930年19岁的 他进入了当时世界上最NB的大学Goettingen大学。起初 他不是学流体的,而是理 论物理的,他的导师就大牛M. Born。如果希特勒不上台,也许他会沿着理论物理 学的道路走下去。然而1933年希特勒上台,推行歧视犹太人政策改变了这一切, Goettingen大 学里面同犹太人沾亲带故的人纷纷远走他乡,这也包括了Born。为 此Kuchemann郁闷坏了,因为他找不到一个他看得上眼的大师级的导师。于是他翻 开 G大的研究生招生手册,翻来翻去,终于找到了一个没有走的大牛——近代流体力 学大师Prandtl。于是他就拜Prandtl为师,改学空气动力学起来。 在Prandtl和 Tollmien(发现T-S波的那个大牛)的指导下,25岁就获得了博士学位。 欧一直怀疑Kuchemann是个种 族主义者,即使不是,也肯定是欧洲至上主义者。这 家伙特别瞧不起美国这个暴发户。二战后随着美国的崛起和欧洲的衰落,欧洲科学 家纷纷踏上移民美国的之路, 美国屡次三番的邀请他去,他就是不去,他说他是 欧洲人,他要呆在欧洲,于是他宁可去了英国,也不去美国。他在英国一直呆到 1976年去世。 他 老人家最大的贡献是两个,一个是实用的脱体涡流型,在他之前人们都认为机 翼只能采用附着流型,涡分离是必须避免的。有了他的理论,现在高速飞行很常用 的前 缘三维分离涡产生涡升力的细长机翼才得以实现(可笑的是,中国的气动教 科书直到现在还在以附着流型为例,用白努力方程给学生解释升力产生的原因)。 他的第 二个重大贡献就是压缩波产生升力的高超声速流型,也就是现在称为乘波 体的飞行器。可惜在他有生之年没有能够看到这个流型的应用。直到今年3月27 日,美国 采用他的乘波体方案以超燃冲压发动机为动力的的X-43A飞行成功,实 现了7马赫数的w稳定飞行,一举打破了SR71在40年前创下的3.3马赫的飞行记 录。 他老人家还说过一句,让所有从事CFD工作的人们需要永远永远铭记的话: 每一种具体的理论或数值方法都是暂时的,而对流动本质的理解却是永恒的。
5469 次阅读|2 个评论
中世纪最伟大的数学家之一---秦九韶
热度 9 warlong 2012-10-20 21:25
中世纪最伟大的数学家之一---秦九韶 【引言】他是那个时代的数学奇才、智多星,一位文武双全、善学好玩的时代叛逆,荡拓不羁、自然任性的性情中人;若他生活在现代社会,他的行为品性就很正常了,也就是说他是 宋代的近代人 ,他使我联想到了德国的莱布尼兹。他就是宋朝普州(今四川安岳)人--- 秦九韶( 1208—1268 ) ,是他首次提出 数道不二论 ,其名著《数书九章》为乏善可陈的中国封建社会的科学史点燃了一簇辉光,与李冶、杨辉、朱世杰并称为 宋元数学四大家 。秦九韶的数学成就代表着古代中国数学经历了两汉时期、魏晋南北朝时期之后,中国传统数学体系以自身的逻辑迈向另一个高峰,秦九韶是继张衡、祖冲之等伟大学者之后、深受 中国道家文化滋养的又一个科学典范 。当然,受中国文字符号系统和实用性思想的影响,秦九韶等及以后的古中国数学家都未能走上形式代数之路,另一原因在于封建官僚阶级不重视、官本位意识压抑,以及整个民族墨道精神逐渐衰微所致。但长期以来,后世书呆学者单凭秦九韶的宋朝政敌官痞对他的诽谤作为依据,否定秦九韶的人品、人格,就显得非常可笑可悲,一个嫉妒、虐待、诽谤天才的民族是较劣等的民族,必然在未来历代王朝中逐渐衰落,只有成为科技思想领域的寄生性或仿造性群体,难以受到世界其它先进族种的打心眼的尊重和佩服。 历史评价 清代著名数学家陆心源(1834-1894)称赞说:“秦九韶能于举世不谈算法之时,讲求绝学,不可谓非豪杰之士。” 德国著名数学史家M.康托尔(Cantor,1829-1920)高度评价了大衍求一术,他称赞发现这一算法的中国数学家是“最幸运的天才”。 美国著名科学史家萨顿(GSarton,1884-1956)说过,秦九韶是“他那个民族,他那个时代,并且确实也是所有时代最伟大的数学家之一”。 我国数学史家梁宗巨评价道:“秦九韶的《数书九章》是一部划时代的巨著,内容丰富,精湛绝伦。特别是大衍求一术(不定方程的中国独特解法)及高次代数方程的数值解法,在世界数学史上占有崇高的地位。” 华东师范大学教授周瀚光评述秦九韶:“坚持不懈的求道精神,反对模袭的创新精神,实事求是的治学精神”。 秦九韶,字道古(他的字就似乎暗示着其毕生的志趣“求道问古”),1208年生于南宋普州安岳(今四川安岳),位于“天府之国”中部。在《数书九章》自序末尾署名为“鲁郡秦九韶”,而鲁郡在今山东省曲阜、滋阳一带。古人爱以其数百年前的远祖居住地作为自己的籍贯,以表怀念,况其祖秦季檩,在绍熙四年(1193)与陈亮(南宋哲学家)、程璐一起科考成为同榜进士。因此,秦九韶的父系祖先为山东人(但母系可能更多含有南方汉族血统),他们因北宋逐渐衰亡而从鲁郡搬迁到普州安岳的。秦九韶少聪敏勤学,据记载,他“少长,英悟绝出,日诵千余言,过目不再览,乡里称为神童。年十五,著韩愈论,抑扬顿挫,有作者风”。18岁返乡举义兵抗元,为其首领(可见其血性)。宋绍定四年(1231),秦九韶考中进士,先后担任县尉、通判、参议官、州守、同农、寺丞等职(也就相当于博士毕业后就职业不稳定,但在此乱世、衰世,“历岁遥塞,荏苒十禩”,恰使他多方面地接触现实社会,不断增长阅历和才能)。但 连当时的政敌 周密也不得不承认他“性极机巧,星象、音律、算术,以至营造等事,无不精究”,“游戏、毬、马、弓、剑,莫不能知” 。 他曾先后在湖北、安徽、江苏、浙江等地做官(与衰世普遍存在的腐败庸俗、不思进取的官场习气难以同谋),然蒙元铁蹄下苟且偷安的南宋江河日下,他怎能与当时政坛搞好和谐关系哩?作为一位想作为的爱国者而言,秦不得不深深卷入了南宋统治集团的内部斗争,在投降派贾似道与吴潜的斗争中,他属于抗战派吴潜的营垒,引起了贾似道、刘克庄、周密辈的嫉恨,被吴潜冤案株连,遭到诋毁,贬逐;而刘克庄、周密等奸妄小人、封建政客的诽谤文字又流传到后世,后人死读书不察,而铸成千古奇冤。这与岳飞与秦桧的关系有点类似。 岳飞遭秦桧陷害反映了北宋的战略懦弱,秦九韶遭庸官攻击暗示着南宋的必然灭亡。 秦九韶之所以成为博学多能的一代大家,与他早年优良的教育和辗转的经历有必然关系。他早年随父(秦季槱)去杭州,“访习于太史,又尝从隐君子受数学”,“不闲于艺”(可见学习勤奋);且深受叶适的道家哲学影响(“物之所在,道则在焉”); 还向著名词人李刘学习骈骊诗词,这为他一生的志趣打下了重要基础。在战乱中尝尽艰险,历尽忧患,辗转十年,心气消磨,遂“ 信知夫物莫不有数也” 。 1244年因母亡故回家守孝,同时潜心数学研究,于1247年9月著成《数术大略》九卷(明代后,学者将其改名为 《数书九章》,似乎要与汉代的《九章算术》的地位媲美)。在1261年左右,秦九韶被贬至梅州(今广东梅县),不久死于任所。 《数书九章》采用“合类”、“通类”、“推类”等思想方法,共列算题81问,分为9类,每类9个问题,主要内容有(1)大衍类:一次同余式组解法。(2)天时类:历法计算、降水量。(3)田域类:土地面积。⑷测望类:勾股、重差。(5)赋役类:均输、税收。(6)钱谷类:粮谷转运、仓窖容积。(7)营建类:建筑、施工。(8)军族类:营盘布置、军需供应。(9)市物类:交易、利息。从内容上看,涉及农业气象、田亩量度、工程测量、水利水文、赋税分配、建筑营造、货币金融、军事布阵、商业贸易等多领域的工作,反映了秦九韶有过多元的职业经历和具备丰富的实践经验。从体例上看,《九章算术》是“问→答→术”,而《数书九章》是“问→答→术→草→图”,况后者“术”有别于前者的“术”,后者之“术”事实上专指一般解法即一种数学论证模式:《数书九章》的术文大多沿用“以……”“置……”“先以……,次以……”等叙述模式。 中国传统数学有别于欧几里得的逻辑推理,不是“自理推论”,而是“以类推类”。秦九韶继承并创新了中国传统数学的自身逻辑思路,不论是他的“治历演纪术”,还是“大衍求一术”、“大衍总数术”,皆通过对数进行分类、归类,如“元数”、“收数”、“通数”、“复数”、“定数”、“衍母”、“衍数”、“奇数”、“用数”、“等数”、“蔀数”等,来完成每一个机械化证明。在“大衍总数术”中先采用许多概念:问数、元数、收数、通数和复数“四格”,运用转化思维,将问题数据标准化;然后引入一系列新术语如定数、衍母、衍数……按剩余定理确定演算程序。“大衍总数术”实际上是一个“多重循环程序”,其算法设计合理,计算省便。 《数书九章》尽管包括《九章算术》所涉及部分内容,但大多数是创新,“大衍类”“天时类”是完全创新的内容,其他章节的内容也有不同程度的创新。故《数书九章》是对《九章算术》的继承和发展,概括了宋元时期中国传统数学的主要成就,其中最重要的数学创新成果是现代数论中的“大衍总数术”(剩余定理)与“正负开方术”(高次方程数值解法)、“三斜求积术”(三角形面积公式)等,这部宋代算经 代表了中世纪世界数学发展的主流与最高水平,在世界数学史上占有崇高的地位。 BBC精心制作的四集《数学的故事》之2《东方奇才》讲了7位数学家,包括中国南宋时期的秦九韶,且镜头最多,详细讲解了他发明的中国剩余定理和秦九韶算法。 秦九韶在《数书九章·序》中表达了他的数学哲学观。该序分为两部分,前为典雅文言纵论数学史,后乃诗经体四言分别概括九章,极富文采,奥义隽永。我们要理解《数书九章》及其数学哲学意义,不可不认真研读秦九韶写的原序。只有认真研读了《数书九章·序》,才能从整体上把握秦九韶的数学观及其方法论。至今国内教学从中学到大学太过于偏重应试,而忽略数学哲学观的领悟和传授,这浪费了多少人才和教育经费!因此,笔者 建议《数书九章·序》可作为中学语文课教学的必选名篇 。兹贴原文如下: 周教六艺,数实成之。学士大夫,所从来尚矣。其用本太虚生一,而周流无穷,大则可以通神明,顺性命;小则可以经世务,类万物,讵容以浅近窥哉?若昔推策以迎日,定律而知气。髀矩浚川,土圭度晷。天地之大,囿焉而不能外,况其间总总者乎?爰自河图、洛书,闿发礻必奥,八卦、九畴,错综精微;极而至于大衍、皇极之用。而人事之变无不该,鬼神之情莫能隐矣。圣人神之,言而遗其粗;常人昧之,由而莫之觉。要其归,则数与道非二本也。汉去古未远,有张苍、许商、乘马延年、耿寿昌、郑〔元〕、张衡、刘洪之伦,或明天道,而法传于后;或计功策,而效验于时。后世学者自高,鄙不之讲,此学殆绝,惟治历畴人,能为乘除,而弗通于开方衍变。若官府会事,则府史一二系之。算家位置,素所不识,上之人亦委而听焉。持算者惟若人,则鄙之也宜矣。呜呼!乐有制氏,仅记铿锵,而谓与天地同和者止于是,可乎?今数术之书,尚三十余家。天象历度,谓之缀术;太乙、壬、甲,谓之三式,皆曰内算,言其秘也。九章所载,即周官九数,系于方圆者为蚩术,皆曰外算,对内而言也。其用相通,不可岐二。独大衍法不载九章,未有能推之者,历家演法颇用之,以为方程者误也。且天下之事多矣,古之人先事而计,计定而行。仰观俯察,人谋鬼谋,无所不用其谨,是以不愆于成,载籍章章可覆也。后世兴事造始,鲜能考度,浸浸乎天纪人事肴殳缺矣。可不求其故哉?九韶愚陋,不闲于艺。然早岁侍亲中都,因得访习于太史,又尝从隐君子受数学。际时狄患,历岁遥塞,不自意全于矢石间。尝险罹忧,荏苒十祀,心槁气落,信知夫物莫不有数也。乃肆意其间,旁诹方能,探索杳渺,粗若有得焉。所谓通神明,顺性命,固肤末于见;若其小者,窃尝设为问答,以拟于用。积多而惜其弃,因取八十一题,厘为九类,立术具草,间以图发之。恐或可备博学多识君子之余观,曲艺可遂也。原进之于道,倘曰,艺成而下,是惟畴人府史流也,乌足尽天下之用,亦无瞢焉。 时淳佑七年九月鲁郡秦九韶叙。且系之曰: 一 昆仑磅礴,道本虚一。    圣有大衍,微寓于易。    奇余取策,群数皆捐。    衍而究之,探隐知原。    数术之传,以实为体。    其书九章,惟兹弗纪。    历家虽用,用而不知。    小试经世,姑推所为。    述大衍第一。 二 七精四穹,人事之纪。    追缀而求,宵星昼晷。    历久则疏,性智能革。    不寻天道,模袭何益。    三农务穑,厥施自天。    以滋以生,雨膏雪零。    司牧闵焉,尺寸验之。    积以器移,忧喜皆非。    述天时第二。 三 魁隗粒民,甄度四海。    苍姬井之,仁政攸在。    代远庶蕃,垦菑日广。    步度庀赋,版图是掌。    方圆异状,斜窳殊形。    蚩术精微,孰究厥真。    差之毫厘,谬乃千百。    公私共弊,盖谨其籍。    述田域第三。 四 莫高匪山,莫浚匪川。    神禹奠之,积矩攸传。    智创巧述,重差夕桀。    求之既详,揆之罔越。    崇深广远,度则靡容。    形格势禁,寇垒仇墉。    欲知其数,先望以表。    因差施术,坐悉微渺。    述测望第四。 五 邦国之赋,以待百事。    田亥田经入,取之有度。    未免力役,先商厥功。    以衰以率,劳逸乃同。    汉犹近古,税租以算。    调均钱谷,河菑之扦。    惟仁隐民,犹已溺饥。    赋役不均,宁得勿思。    述赋役第五。 六 物等敛赋,式时府庾。    粒粟寸丝,褐夫红女。    商征边籴,后世多端。    吏缘为欺,上下俱殚。    我闻理财,如智治水。    澄源浚流,维其深矣。    彼昧弗察,惨急烦刑。    去理益远,吁嗟不仁。    述钱谷第六。 七 斯城斯池,乃栋乃宇。    宅生寄命,以保以聚。    鸿功雉制,竹个木章。    匪究匪度,财蠹力伤。    围蔡而栽,如子西素。    匠计灵台,俾汉文惧。    惟武图功,惟俭昭德。    有国有家,兹焉取则。    述营建第七。 八 天生五材,兵去未可。    不教而战,维上之过。    堂堂之阵,鹅鹳为行。    营应规矩,其将莫当。    师中之吉,惟智仁勇。    夜算军书,先计攸重。    我闻在昔,轻则寡谋。    殄民以幸,亦孔之忧。    述军旅第八。 九 日中而市,万民所资。    贾贸滞鬻,利析锱铢。    滞财役贫,封君低首。    逐末兼并,非国之厚。    述市易第九。 秦九韶在《数书九章*序》中写道,数“ 本太虚生一,而周流无穷,大则可以通神明,顺性命;小则可以经世务,类万物 ”,主张学以致用(“经实务,类万物”、“设为问答,以拟于用”、”数数之传,以实为体”)。在该序中,秦九韶将占卜术中的“太乙、六壬、遁甲”,统称为“内算”(它们的算法是保密的,内传而不外传),将《九章算术》所载的内容(方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股),以及有关测量方位、地形之高、深、远、近等“直术”,统称为“外算”(它们的算法是公开的)。他所谓的内算有点类似纯数学或论证模式,外算类似应用数学,且认为“外算”与“内算”是彼此相通的。 《数书九章*序》中就指出:“独大衍法不载九章,未有能推之者,历家演法颇用之,以为方程者误也. 且天下之事多矣,古之人先事而计,计定而行。仰观俯察,人谋鬼谋,无所不用其谨。是以不愆于成,载籍章章,可覆也”。秦九韶强调像“大衍求一术”的模式化算法对于数学论证、数学推演以及数学思想、数学方法的传承都至关重要。《数书九章》对《周易》特别关注,大量摘引《周易》原文,且以数学为工具深究《周易》所载的“蓍草占小”的过程。如果说《九章算术*刘徽注》深受墨家影响的话,那么《数书九章》的作者秦九韶却深受《周易》之影响。其序诗中写道:“昆仑旁礴,道本虚一。圣有大衍,徴寓于易。奇余取策,群数皆揖。衍而究之,探隐知原。数术之传,以实为体。” 另外,秦九韶在世界哲学史首次提出 数道合一 论(“数与道非二本”),这个重要而精炼的论断具有天才的直觉洞察力,即使放到现代数学物理、自然哲学领域,仍是玄奥而回味无穷的。周朝的开创者、《易经》的作者周文王有“大哉言数”的感叹,春秋时老子在《道德经》中有“道生一,一而再,再而三,三生万物”的宇宙演化观,古希腊毕达哥拉斯有“万物皆数”的哲学理念,而认识到“数”与“道”这两大抽象范畴的统一性,在世界上最早是由秦九韶提出的。“数道不二论”可作为 最高的哲学原理 来阐释,它意味着什么?由此可得出以下结论 :(1)道是自然规律的抽象,而数是宇宙万物的量化,皆为太一的两面,即哲学与数学是可统一的;(2)道变则数生,数演则道明,即可预测推算,物理变化是可掌握的;(3)道是数之道,数是道之数,数是道的量化形式,道是数的演化过程;(4)数道不二,道法自然,故数法自然 。如果后世历朝学者能真正领悟秦九韶的“数道不二论”,那么中国宋代以后的科技发展可能走上另一条更符合逻辑的途径,步而不是走入死胡同,只剩下清点些古董文物、瓶瓶罐罐了。 然而,秦九韶一生坎坷,宋史无传。长期以来,因官痞的政治谣言而引起后世学界争议。徐平方在《中世纪数学泰斗秦九韶》中以传记文学形式介绍了这一位数学家,以生动的事例对其名著《数书九章》及其人品,以及坎坷的仕途,都以史实为据,作了精细的研讨与评价。可悲的是,20世纪下半叶国内学界多以为秦九韶“成就极大,人品极坏”,好像他们曾穿越故纸堆中的时空隧道跑到南宋跟秦九韶生活过似的。如果不深入历史环境中去具体分析,道听途说、捕风捉影,错将当时的政敌、政匪、官氓、嫉妒的刀笔吏的谣言、诽谤当真,那就是很可悲的死读书了。像秦九韶这样有志气有抱负的、博学多才多能的数学家,稍有思维能力的历史读者都会有自有识别判断能力。 鉴于中国历来独尊儒术(及其儒法杂糅的权术、诡计),轻视数理,远离自然,流毒太深,以至于现代中国社会风气浑浊,金本位、官本位意识仍居主导地位,辫子戏、宫廷戏、神魔戏充斥影视,猩红的资本洪流卷带着一切奔向异化的未来,官僚玩权作秀,庸众随波逐流,由教育体制、社会风气、传统陋习等一起构成的当代文化氛围,偏对奇才、天才、通才存在压抑机制,贪权、嫉妒、伪善是我们社会的致命伤,而有识之士却向往着另处寻求更好的人文和教育环境。秦九韶在《数书九章*序》中悲叹道:“ 算家位置,素所不识,上之人亦委而听焉。持算者惟若人,则鄙之也宜矣。呜呼!乐有制氏,仅记铿锵,而谓与天地同和者止于是,可乎? ”表达了他对当世统治阶级不重视数学的不满! 历史自有公论,有时离得愈远,看得越全越清,现在人们开始研究他、纪念他了。杨国选研究认为,秦九韶从四川郪县涉足数学研究与实践,长期的实践中运用数学测量雨雪,观测气象。四川不仅是秦九韶《数书九章》营建、军旅数学研究成果的策源地,也是他军事思想形成的始谋实践地。《数书九章》中体现的军旅数学也反映了他在主张抗金抗蒙期间在研究、运用军旅数学而抗击来犯者和投降派,激怒了投降派,而招来了打击、迫害和诬陷。秦九韶从青年到晚年,正处在宋理宗在位的朝廷腐败、宦官专权时代。赵昀先后重用权臣史弥远、董宋臣、丁大全、贾似道等人,尤其是史弥远和贾似道的两度专权,内乱朝纲,打击排挤魏了翁、董槐、许奕、真德秀、吴潜等一批忠臣良相;外向金、蒙妥协求和,苟且偷生,致使宋朝逐步走向衰亡。步入青年的秦九韶,结识了魏了翁、真德秀、许奕、吴潜、高定子、高斯得、姚希得、叶适、李心传、李梅亭、陈元靓等一批忠臣良相和学者,站在抗金抗蒙主张抗战方,把自己研究的天时、军旅数学用于军事,而卷入了南宋的政治集团斗争,使之受到投降派的攻击、诽谤。 中国科学院郭书春(自然科学史研究所研究员)认为:余嘉锡、钱宝琮等学者评价秦九韶主要依据刘克庄、周密对秦九韶的指控,而没有将这些指控放到南宋末年南宋统治集团与蒙古贵族的民族斗争、南宋统治集团中主战主和两派斗争十分激烈、南宋末年政治腐败吏制黑暗的社会背景下考察。实际上,刘、周追随投降派贾似道,秦九韶支持抗战派吴潜,他们是政敌,而政敌的指控是不可信的。同时,数学史界对秦九韶《数书九章序》中的9段系文一直缺乏研究,而这9段系文恰恰反映出秦九韶是一位 具有实事求是的科学态度和创新精神,关心国计民生,主张施仁政,支持抗金、抗元战争的政治抱负,并将数学看成实现这些主张的有力工具的思想的学者 。由此可见,作为学者决不可轻下定论,否则误导读者、玷污圣贤,像余嘉锡、钱宝琮等人在这点上就是缺乏历史唯物主义和辩证法思维的。 杨国选(安岳县委宣传部长)对秦九韶这位卷入南宋抗金抗蒙主战派和投降派政治斗争冲突中的伟大数学家在四川的史籍做了细致考究,客观分析和探究了秦九韶及当时的那些主战派与投降派之间的人物关系及历史事件,给这位伟大的数学家在政治取向、道德情操方面留下的盲点、疑点和不实之词,予以释疑、还真。杨国选从三台图书馆找到了明朝嘉靖29年编著的《郪县志》,在卷八查到“绍定二年十月,秦九韶擢县尉”的重要资料;他还考察了秦九韶与魏了翁及鹤山书院的关系。另外,华东师范大学教授周瀚光论述了秦九韶科学精神的现代品格,认为主要表现在“ 坚持不懈的求道精神,反对模袭的创新精神,实事求是的治学精神 ”等三个方面。 因此,今天我们应全面研究认识秦九韶这位当时世界伟大的数学家之一, 不仅要研究其伟大的数学成就,而且还应根据历史唯物辩证法,将其人生命运还原到南宋复杂的政治军事斗争环境中去分析、复原其真实人品和道德情操,而不应受少数历史上的流言蜚语所颠倒是非、数典骂祖 。只有坚持具体的历史分析方法,才能读好史书,透视人物。通过秦九韶思想、命运、人品的细致评析和客观复原,可使我们进一步吸取治学经验。认真全面地考证,谨慎客观地评析,这是每一位读书人的良知和学养!不动脑筋、死读史书,胡凑故纸、肆意乱评,不仅侮辱了先贤,而更是侮辱了学者自己。 为纪念这位伟大的数学家,人们修建了秦九韶纪念馆(1998年9月正式开工建馆,2000年12月峻工落成),中科院院长路甬祥亲自题词,四川师范大学确定秦九韶纪念馆为“秦九韶数学史教育研究基地”。秦九韶纪念馆座落在安岳县城南郊1公里的云居山腰,紧邻旅游景点圆觉洞。占地面积6561平方米,建筑面积1538平方米,为仿宋古建筑,整个建筑典雅别致。秦九韶纪念馆的正殿,正中的汉白玉雕像就是秦九韶。左右分别立有一匾,右匾记载了秦九韶的生平,左匾是秦九韶籍贯考证者邵其昌同志撰写的题记。 2000年12月1-4日,在秦九韶纪念馆举行了落成典礼暨秦九韶《数书九章》学术研讨会。中科院院士、北京天文台名誉台长、原北京天文台台长王绶王官、中科院院士、四川大学校长刘应明、内蒙古大学教授李迪、中国数学学术研究会副理事长郭书春、中国科技馆馆长王渝生、美国博士Johnson、中国科学史学会副理事长陈久金、陕西天文台研究员刘次沅、四川师大原副校长杜心华、四川省社会科学院研究员查有梁等专家、教授、学者和资阳市、内江市、安岳县领导出席了会议。中国科学技术馆、中国数学史学会、中国科学技术史学会、中国科学院数学研究所、中国科学院自然科学史研究所赠送了匾牌。 秦九韶生平 秦九韶(1208—1268),字道古,四川普州(今安岳)人,嘉定元年(1208)春诞生在普州(1)、(2),绍定二年(1229)十月,秦九韶擢郪县县尉(3)、(4),绍定四年(1231)八月,秦九韶参与魏了翁平抑泸州蛮夷,葺其城楼橹雉堞(5),绍定五年(1232)八月乙丑进士(6)、(7),绍定六年,秦九韶在魏了翁带领吴潜等督视潼川府路、成都府路时认识吴潜,魏了翁和吴潜同秦九韶去拜望病中的许奕(8)、(9)。端平三年(1236)一月,秦九韶擢升湖北蕲州(今湖北蕲春县)通判(10)、(11),嘉熙元年(1237)年秋,秦九韶知和州(今安徽和县)(12)、(13)。嘉熙二年(1238),秦九韶回临安丁父忧(14),秦九韶在杭州丁父忧期中,发现西溪两岸的群众过河很不方便,在西溪上设计修建一座桥,名“西溪桥”,数学家朱世杰为纪念秦九韶,将桥命名为“道古桥”(15)、(16)。嘉熙三年(1239),秦九韶在杭州处理完父亲的后事之后,便和母亲、妻子回到湖州西门外父亲早年备置的宅第,继续丁父忧(17)。秦九韶在湖州丁父忧期中,与知庆元府(浙江宁波)吴潜交尤稔(18),着手改建父亲备置的住宅(19)。淳祐三年六月,吴潜回湖州丁母忧,秦九韶与被夺官的吴潜交往更是密切(20)。淳祐四年(1244),秦九韶以通直郎出任建康(南京)府通判,十一月,秦九韶丁母忧,解官离任,(21)回湖州为近八旬的母亲守灵,将潜心研究、用于实践中的数学成果,著书《数学大略》。此时,吴潜也在湖州丁母忧,两人交往甚犹。淳祐八年(1248),《数学大略》得荐于朝(22)、(23)。淳祐九年(1249),目录学家陈振孙,在编书目时向秦九韶请教(24)、(25),淳祐十年年(1250),秦九韶卸任建康通判,出任苏州州守。宝祐二年(1254),九韶出任江宁(江苏南京)府知府、沿江制置司参议官,管理江南十府粮道(26),宝祐四年去职。宝祐六年(1258),秦九韶由贾似道荐于李曾伯为琼州守,凡数月去之(27)。开庆元年(1259)十月,吴潜第二次入相,秦九韶有江东(江苏南京)议幕之除。又除司农丞前去平江(府治在今苏州市)措置米餫,俱以事罢(28)。景定元年(1260),秦九韶知临江军(江西清江县西临江镇,南宋为临江军,辖清江、新喻、等县)(29)。景定二年(1261)六月,秦九韶广东梅州知军州事。咸淳四年(1268)二月(30),秦九韶在梅州治政近六年左右,得知朝廷为吴潜追复爵禄,了却心中惦念的沉冤,在梅州辞世,时年六十一岁。 ================================ 秦九韶主要数学成就   1、秦九韶的《数书九章》是一部划时代的巨著   秦九韶潜心研究数学多年,在湖州守孝三年,所写成的世界数学名著《数学九章》,《癸辛杂识续集》称作《数学大略》,《永乐大典》称作《数学九章》。全书九章十八卷,九章九类:“大衍类”、“天时类”、“田域类”、“测望类”、“赋役类”、“钱谷类”、“营建类”、“军旅类”、“市物类”,每类9题(9问)共计81题(81问),该书内容丰富至极,上至天文、星象、历律、测候,下至河道、水利、建筑、运输,各种几何图形和体积,钱谷、赋役、市场、牙厘的计算和互易。许多计算方法和经验常数直到现在仍有很高的参考价值和实践意义,被誉为“算中宝典 ”。该书著述方式,大多由“问曰”、“答曰”、“术曰”、“草曰”四部分组成:“问曰”,是从实际生活中提出问题;“答曰”,给出答案;“术曰”,阐述解题原理与步骤;“草曰”,给出详细的解题过程。此书已为国内外科学史界公认的一部世界数学名著。此书不仅代表着当时中国数学的先进水平,也标志着中世纪世界数学的最高水平。我国数学史家梁宗巨评价道:“秦九韶的《数书九章》(1247年)是一部划时代的巨著,内容丰富,精湛绝伦。特别是大衍求一术(不定方程的中国独特解法)及高次代数方程的数值解法,在世界数学史上占有崇高的地位。那时欧洲漫长的黑夜犹未结束,中国人的创造却像旭日一般在东方发出万丈光芒。”   2、秦九韶的“大衍求一术”,领先高斯554年,被康托尔称为“最幸运的天才”   秦九韶所发明的“大衍求一术”,即现代数论中一次同余式组解法,是中世纪世界数学的最高成就,比西方1801年著名数学家高斯(Gauss,1777—1855年)建立的同余理论早554年,被西方称为“中国剩余定理”。秦九韶不仅为中国赢得无尚荣誉,也为世界数学作出了杰出贡献。   3、秦九韶的任意次方程的数值解领先霍纳572年   秦九韶在《数书九章》中除“大衍求一术”外,还创拟了正负开方术,即任意高次方程的数值解法,也是中世纪世界数学的最高成就,秦九韶所发明的此项成果比1819年英国人霍纳(W·G·Horner,1786—1837年)的同样解法早572年。秦九韶的正负方术,列算式时,提出“商常为正,实常为负,从常为正,益常为负”的原则,纯用代数加法,给出统一的运算规律,并且扩充到任何高次方程中去。   此外,秦九韶还改进了一次方程组的解法,用互乘对减法消元,与现今的加减消元法完全一致;同时秦九韶又给出了筹算的草式,可使它扩充到一般线性方程中的解法。在欧洲最早是1559年布丢(Buteo,约1490—1570年,法国)给出的,他开始用不很完整的加减消元法解一次方程组,比秦九韶晚了312年,且理论上的不完整也逊于秦九韶。   秦九韶还创用了“三斜求积术”等,给出了已知三角形三边求三角形面积公式,与海伦(Heron,公元50年前后)公式完全一致。秦九韶还给出一些经验常数,如筑土问题中的“坚三穿四壤五,粟率五十,墙法半之”等,即使对现在仍有现实意义。秦九韶还在十八卷77问“推计互易”中给出了配分比例和连锁比例的混合命题的巧妙且一般的运算方法,至今仍有意义。 大衍求一术   中国古代求解一类大衍问题的方法。大衍问题源于《孙子算经》中的“物不知数”问题:“今有物,不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”这是属于现代数论中求解一次同余式方程组问题。宋代数学家秦九韶在《数书九章》(1247年成书)中对此类问题的解法作了系统的论述,并称之为大衍求一术。德国数学家C.F.高斯是在1801年才建立起同余理论的,大衍求一术反映了中国古代数学的高度成就。 中国剩余定理   中国剩余定理   民间传说着一则故事——“韩信点兵”。   秦朝末年,楚汉相争。一次,韩信将1500名将士与楚王大将李锋交战。苦战一场,楚军不敌,败退回营,汉军也死伤四五百人,于是韩信整顿兵马也返回大本营。当行至一山坡,忽有后军来报,说有楚军骑兵追来。只见远方尘土飞扬,杀声震天。汉军本来已十分疲惫,这时队伍大哗。韩信兵马到坡顶,见来敌不足五百骑,便急速点兵迎敌。他命令士兵3人一排,结果多出2名;接着命令士兵5人一排,结果多出3名;他又命令士兵7人一排,结果又多出2名。韩信马上向将士们宣布:我军有1073名勇士,敌人不足五百,我们居高临下,以众击寡,一定能打败敌人。汉军本来就信服自己的统帅,这一来更相信韩信是“神仙下凡”、“神机妙算”。于是士气大振。一时间旌旗摇动,鼓声喧天,汉军步步进逼,楚军乱作一团。交战不久,楚军大败而逃。   首先我们先求3、5、7、的最小公倍数105(注:因为3、5、7为两两互质的整数,故其最小公倍数为这些数的积),乘以10,然後再加23,得1073(人)。   在一千多年前的《孙子算经》中,有这样一道算术题:   “今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几何?”按照今天的话来说:一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求这个数.   这样的问题,也有人称为“韩信点兵”.它形成了一类问题,也就是初等数论中解同余式.这类问题的有解条件和解的方法被称为“中国剩余定理”,这是由中国人首先提出的.   ① 有一个数,除以3余2,除以4余1,问这个数除以12余几?   解:除以3余2的数有:   2, 5, 8, 11,14, 17, 20, 23….   它们除以12的余数是:   2,5,8,11,2,5,8,11,….   除以4余1的数有:   1, 5, 9, 13, 17, 21, 25, 29,….   它们除以12的余数是:   1, 5, 9, 1, 5, 9,….   一个数除以12的余数是唯一的.上面两行余数中,只有5是共同的,因此这个数除以12的余数是5.   如果我们把①的问题改变一下,不求被12除的余数,而是求这个数.很明显,满足条件的数是很多的,它是 5+12×整数,   整数可以取0,1,2,…,无穷无尽.事实上,我们首先找出5后,注意到12是3与4的最小公倍数,再加上12的整数倍,就都是满足条件的数.这样就是把“除以3余2,除以4余1”两个条件合并成“除以12余5”一个条件.《孙子算经》提出的问题有三个条件,我们可以先把两个条件合并成一个.然后再与第三个条件合并,就可找到答案.   ②一个数除以3余2,除以5余3,除以7余2,求符合条件的最小数.   解:先列出除以3余2的数:   2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26,…,   再列出除以5余3的数:   3, 8, 13, 18, 23, 28,….   这两列数中,首先出现的公共数是8.3与5的最小公倍数是15.两个条件合并成一个就是8+15×整数,列出这一串数是8, 23, 38,…,再列出除以7余2的数 2, 9, 16, 23, 30,…,   就得出符合题目条件的最小数是23.   事实上,我们已把题目中三个条件合并成一个:被105除余23.   那么韩信点的兵在1000-1500之间,应该是105×10+23=1073人   中国有一本数学古书「孙子算经」也有类似的问题:「今有物,不知其数,三三数之,剩二,五五数之,剩三,七七数之,剩二,问物几何?」   答曰:「二十三」   术曰:「三三数之剩二,置一百四十,五五数之剩三,置六十三,七七数之剩二,置三十,并之,得二百三十三,以二百一十减之,即得。凡三三数之剩一,则置七十,五五数之剩一,则置二十一,七七数之剩一,则置十五,即得。」   孙子算经的作者及确实著作年代均不可考,不过根据考证,著作年代不会在晋朝之后,以这个考证来说上面这种问题的解法,中国人发现得比西方早,所以这个问题的推广及其解法,被称为中国剩余定理。中国剩余定理(Chinese Remainder Theorem)在近代抽象代数学中占有一席非常重要的地位。 秦九韶算法   把一个n次多项式f(x)=a x^n+a x^(n-1)+......+a x+a 改写成如下形式:   f(x)=a x^n+a x^(n-1))+......+a x+a   =(a x^(n-1)+a x^(n-2)+......+a )x+a   =((a x^(n-2)+a x^(n-3)+......+a )x+a )x+a   =......   =(......((a x+a )x+a )x+......+a )x+a .   求多项式的值时,首先计算最内层括号内一次多项式的值,即   v =a x+a   然后由内向外逐层计算一次多项式的值,即   v =v x+a   v =v x+a   ......  v =v x+a    这样,求n次多项式f(x)的值就转化为求n个一次多项式的值(注:中括号里的数表示下标)上述方法称为秦九韶法。到今天,这种算法仍是多项式求值比较先进的算法。 =========================================== 附录《秦九韶评述》 秦九韶的少年时代 一、秦九韶出生 秦九韶出生在南宋,父秦季槱,字宏父,普州人,绍熙四年(1193),与乔行简、崔与之、陈亮等同年登进士第。庆元三年(1197)丁乙,秦季槱接替宇文子震出知潼川府,嘉泰四年(1204)癸亥,秦季槱回普州丁父忧,杨辅接替秦季槱知潼川府(31),开禧三年(1207)仲冬,秦季槱丁父忧除,奉诏回朝廷,任秘书省秘阁(32)。嘉定五年(1212)六月,秦季槱接替刘光祖知巴州,很有可能,秦季槱此时才将母亲、妻子和秦九韶接到巴州团聚。嘉定十二年三月乙亥,兴元军士权兴等作乱,秦季槱守巴州失陷,他才和母亲、妻子、秦九韶回到临安。嘉定十五年后,擢升工部郎中、秘书少监兼国史院编修官、实录检讨官、直显谟阁,宝庆元年六月,以直显谟阁知潼川府,绍定二年五月(1229),秦季槱以显谟阁奉祠临安府,许奕除宝谟阁直学士知潼川府(33)。嘉熙二年(1238),秦季槱在临安辞世。 二、九韶“早岁侍亲中都,因得访习于太史”的学习生活 秦季槱回朝廷相继做了工部郎中和秘书少监,给秦九韶提供了良好的学习环境。秦九韶充分利用父亲掌管天下城郭、宫室、舟车、器械、符印、钱币、山泽、苑囿、河渠之政、营造工程、皇家古今经籍图书、国史实录、天文历数之事等有利条件和机会,集中精力,向‘太史局的吴泽、靳大声、杨忠辅、刘孝荣等有学识的太史、官吏、学者学习,使之成为博学多能的青年学者。”秦季槱三位同庚(同生于淳熙五年,即1178年)、同年登进士甲科的挚友许奕、魏了翁、真德秀,既是南宋敢于直面朝廷腐败,敢于抨击史弥远、贾似道等奸臣,主战抗击外来入侵的忠臣,又学识渊博,秦季槱比许奕、真德秀、魏了翁早六年入士及第,论年龄为长。他们四人同时立朝,政治倾向相同,都忠臣良相,有着特殊的四方关系,还是秦九韶的长者,秦季槱必然会恭请挚友为子师,督促秦九韶虚心向他们学习渊博精深的知识,三位长者对秦九韶的关心、呵护自然是不言而喻,且魏了翁,“少长,英悟绝出,日诵千余言,过目不再览,乡里称为神童。年十五,著韩愈论,抑扬顿挫,有作者风”(34)。秦九韶年少“不闲於艺,因得访于太史,又尝从隐君子受数学”、“性极机巧,星象、音律、算术以至营造等事,无不精究”(35),两人少时天赋、性格极其相似,魏了翁必然更是喜欢和器重秦九韶,做他的良师益友。聪慧好学的秦九韶,不仅潜心向真德秀、魏了翁、许奕学习诗词、天文、祭祀、历法等知识,十分崇敬他们的刚直不阿的道德情操,学习他们对国事的忠悃,对奸臣的愤激(36)。 秦九韶虚心向叶适学习哲学、文学、政论,尤其是叶适“强调‘道’存在于事物本身之中,‘物之所在,道则在焉’。提倡对事实作实际考察:‘夫与折衷天下之义理,必尽考详天下之事物而后不谬’”等思想对秦九韶影响很深(37)。数年后,秦九韶“数数之传,以实为体”(38)的论断经典,应该说是受叶适“夫与折衷天下之义理,必尽考详天下之事物而后不谬”思想的极大影响。或许就是叶适“‘道’存在于事物本身之中,‘物之所在,道则在焉’”这一哲学思想在数学上的演进。同时,秦九韶还虚心向杨简学习诗词、历法和哲学思想,尤其是“心即是道,宇宙的变化即人心的变化过程,以明心为修养之本”等哲学思想体悟很深。秦九韶还拜李梅亭为师,学习骈俪、诗词、游戏、毬马、弓剑(39)、(40),后来李刘与秦九韶成为朋友,经常有来往(41)。 秦九韶的数学启蒙之师是隐君子陈元靓。绍定三年之前,陈元靓已经有瘾君子之称,他和朱鉴等一起在临安的机会最多,他看的书极多,尤其是新书,对数学很有研究,到过文化发达的城市,居处距临安不远,去临安不是很困难,秦九韶拜师向他学习数学就是情理之中的事情,“朱熹、陈元靓都是道学家,或者说对秦九韶有影响,秦认为‘数与道非二本’的‘道’可能是通过瘾君子陈元靓学来的(42)。应该说:秦九韶随父亲在临安期间的数年间,已经把全部精力用在学习上。他正是这样通过向多方面的人学习,才逐渐成为一名学识广博的青年学者。 秦九韶的数学成就 宋理宗淳祐四年(1244年),十一月,秦九韶解官建康通判,回湖州丁母忧,一边为母亲守灵,一边把自己几十年勤奋学习、苦心钻研、实践、总结的数学成就结晶,精选出来的较有代表性的81个问题,分为9类,每类9题,编辑成18卷,淳祐七年,世界最高水平的数学名著 《数书九章》 成书。秦九韶在数学上的主要成就是系统地总结和发展了高次方程数值解法和一次同余组解法,提出了相当完备的“正负开方术”和“大衍求一术”,达到了当时世界数学的最高水平。 秦九韶在前人工作的基础上,提出一套完整的利用随乘随加逐步求出高次方程正根的程序,亦称“正负开方术”,现称秦九韶法。这也是“增乘开方法”的主要特点。有人说,计算机发明以后,解方程变得有趣了.确实是这样,秦九韶的高次方程数值解法,可以毫无困难地转化为计算机程序。在《数书九章》中,秦九韶列举了20多个解方程问题,次数最高达10次.除一般方法外,还讨论了“投胎”、“换骨”、“玲珑”、“同体连枝”等特殊情形,并将其广泛应用于面积、体积、测量等方面的实际问题.在西方,关于高次方程数值解法的探讨,经历了漫长的历史过程,直到1840年,意大利数学家P.鲁菲尼(Ruffini,1765-1822)才创立了一种逐次近似法解决数字高次方程无理数根的近似值问题,而1819年英国数学家W.G.霍纳(Horner,1786—1837)在英国皇家学会发表的论文“用连续逼近法解任何次数字方程的新方法”中,才提出与增乘开方法演算步骤相同的算法,后被称为“霍纳法”。秦九韶的成就要比鲁菲尼和霍纳早五六百年。 秦九韶对于一次同余组解法的理论概括,是他在数学史上的另一杰出贡献.中算家对于一次同余式问题解法的研究是适应天文学家推算上元积年的需要而产生的.最早见于记载的一次同余问题是《孙子算经》中的“物不知数问题”(亦称“孙子问题”):“今有物不知其数,三三数之剩二,五五数之剩三,七七数之剩二,问物几有何?”这相当于求解一次同余组: 秦九韶的大衍求一术与他的高次方程数值解法一样,简洁、明确、带有很强的机械性,其程序亦可毫无因难地转化为算法语言,用计算机来实现.在《数书九章》中,秦九韶通过大量例题,如“古历会积”、“治历演纪”“积尺寻源”、“推计土功”、“程行计地”等等,展示了大衍求一术在解决历法、工程、赋役和军旅等实际问题中的广泛应用.由于在许多问题中,模数Ai并非两两互素,而中国传统数学没有素数概念,所以将模数化为两两互素是相当困难的问题.秦九韶所设计的将模数比为两两互素的算法,尽管还不完善,但仍比较成功地解决了这一难题,有人称之为“没有素数的素数论”。综观他在求解一次同余组问题的各项成就,正如中科院研究员李文林、袁向东所说:“所有这些系统的理论,周密的考虑,即使以今天的眼光看来也很不简单,充分显示了秦九韶高超的数学水平和计算技巧。”在西方,最早接触一次同余式的是意大利数学家L.斐波那契(Fibonacci,约1170-1250)。他在《算盘书》中给出了两个一次同余问题,但没有一般算法.直到18—19世纪,L.欧拉(Euler,1743)、G.F.高斯(Gauss,1801)才对一次同余组进行深入研究,重新获得与中国剩余定理相同的定理,并对模数两两互素的情形给出了严格证明。1852年,英国传教士、汉学家伟烈亚力(A.Wylie,1815-1887)发表《中国数学科学札记》(Jottings on the science of Chinese arithmetic),其中谈到了大衍求一术.从1856年到1876年,德国人L.马蒂生(Matthiessen,1830-1906)等西方学者又多次指出大衍求一术原理与高斯方法的一致性,从而更加引起了欧洲学者的瞩目.德国著名数学史家M.康托尔(Cantor,1829-1920)高度评价了大衍求一术,他称赞发现这一算法的中国数学家是“最幸运的天才”。从此,中国古代数学的这一创造逐渐受到世界学者的瞩目,并在西方数学史著作中正式被称为“中国剩余定理”。《数书九章》中,除了前面提到的大衍求一术和正负开方术两项重要成就外,还记载了不少其他方面的成就.例如,他改进了线性方程组的解法,普遍应用互乘相消法代替传统的直除法,已同今天所用的方法完全一致;在开方中,他发展了刘徽开方不尽求微数的思想,最早使用十进小数来表示无理根的近似值;他对于《九章算术》和《海岛算经》的勾股测量术也多所阐发;他在几何方面的另一项杰出成果是“三斜求积术”,即已知三角形三边之长求其面积的公式. 《数书九章》的内容非常丰富,我们不仅可以找到数学和天文历法乃至雨雪量等方面的珍贵资料,而且还可以从中了解到南宋时期户口增长、耕地扩展、赋税、利贷、度量衡以及货币流通、海外贸易等等社会经济领域的真实情况。 秦九韶的哲学思想和数学思想 关于秦九韶的哲学思想和数学思想,显然与宋代儒学中的道学学派一致。他明确指出“ 数与道非二本也 ”,再加上数学实践的切身体会,使他对于数学的重要性产生了较为清楚的认识。秦九韶高度评价数学的作用,反对轻贱数学的世俗看法。他说,数学研究“ 大则可以通神明,顺性命;小则可以经世务,类万物,讵容以浅近窥哉 !” 秦九韶将数学的应用概括为大、小两个方面,实际上继承了中国传统数学思想关于数学的作用的论述。然而,秦九韶通过自己的数学研究实践,认识到“所谓通神明,顺性命,固肤末于见”,而将自己的才智专注于“ 经世务,类万物 ”的“小者”上,十分重视和注意搜求天文历法、生产、生活、商业贸易以及军事活动中的数学问题,“ 设为问答,以拟于用 ”,尽力满足社会实践的需要,并告诫人们要学好数学,精于计算,以避免由于计算错误而引起的“财蠹力伤”等等不良后果。古今中外,许多人为文做事,尤其是在“神明”、“性命”这类问题上,常常不懂装懂,自欺欺人。秦九韶与此相反,坦诚地承认自己对“大者”的体会十分肤浅。在中国古代大数学家中,只有秦九韶在对数学的作用的认识上如此坦率,反映了他具有不慕虚荣、实事求是,“知之为知之,不知为不知”的科学精神(43)。《数书九章序》还集中体现了秦九韶关心国计民生,体察民间疾苦,反对政府和豪强的横征暴敛,主张施仁政,秦九韶恪守传统道德的恕道,将自心比人心,认为下层受欺压、盘剥的民众需要仁政,就像自己溺水需要救援,自己饥饿需要吃东西一样紧迫。同时,秦九韶不甘寂寞,在国难当头与乱世之中,在政治腐败、黑暗之时,不去避世免祸,而是企图通过“嗜进谋身”,以自己的知识为社会服务,他主张抗金、抗蒙(44),站在董槐、魏了翁、乔行简、崔与之、吴潜等抗战派一边,为抗金、抗蒙战争效力。 尤其是深深卷入了统治集团的内部斗争,在投降派贾似道与吴潜的斗争中,他属于抗战派吴潜的营垒,引起了贾似道、刘克庄、周密辈的嫉恨,被吴潜冤案株连,遭到诋毁,贬逐;刘克庄、周密的文字又流传到后世,后世书呆子们不察,以讹传讹,铸成了千古奇冤。 现在是该将被颠倒的秦九韶的形象颠倒过来的时候了(45)。 总之,秦九韶是一位既重视理论又重视实践,既善于继承又勇于创新,既关心国计民生,体察民间疾苦,主张施仁政,又是支持和参与抗金、抗蒙战争的世界著名南宋数学家。他所提出的大衍求一术和正负开方术及其名著《数书九章》,是中国数学史、乃至世界数学史上光彩夺目的一页,对后世数学发展产生了广泛的影响。清代著名数学家陆心源(1834-1894)称赞说:“秦九韶能于举世不谈算法之时,讲求绝学,不可谓非豪杰之士。” 德国著名数学史家M.康托尔(Cantor,1829-1920)高度评价了大衍求一术,他称赞发现这一算法的中国数学家是“最幸运的天才”。美国著名科学史家萨顿(GSarton,1884-1956)说过,秦九韶是“他那个民族,他那个时代,并且确实也是所有时代最伟大的数学家之一”。 参考文献 (1)乔行简词《贺秦秘阁季槱得子》,《孔山文集·拾粹》(乔行简《孔山文集》已佚。 金华人将《全宋诗》、《全宋文》等所有收录和引用乔行简《孔山文集》的文萃,辑成乔行简《孔山文集·拾粹》, 光绪二十一年(1895年) (2)杨国选《秦九韶生卒约年新考》 (3)杨国选2004年湖州全国全国秦九韶学术研讨会大会学术报告论文《秦九韶在四川》; (4)明·嘉靖29年(1550年)《郪县志》卷八 (5)绍定四年(1231)八月,进宝章阁待制、潼川路安抚使、知泸州。泸大藩,控制边面二千里,而武备不修,城郭不治。了翁乃奏葺其城楼橹(橹:这里指船只渡口)雉堞(雉堞:zhi die:古代城墙上成齿状的矮墙),增置器械,教习牌手,申严军律,兴学校,蠲(juan 免除)宿负,复社仓,创义塚),建养济院。居数月,百废俱举。弥远薨(1233),上亲庶政,进华文阁待制,赐金带,因其任。”《宋史》·三十七·传·儒林七·魏了翁 (6)绍定五年(1232)八月乙丑,赐进士徐元杰……秦九韶等四百九十三人登科及第,出身有差。《宋史》卷四十一理宗纪797页 (7)《徐元杰传》、徐元杰《忠愍遗集》卷十八 (8)“右丞相郑清之和参知政事兼同知枢密院事乔行简,向宋理宗保荐魏了翁,擢端明殿学士、同签枢密院事督视京湖军马,帅参谋官吴潜、参议官赵善翰、马光祖,到南宋边陲利州路、潼川府路、成都府路督视。” (《宋史》卷二百一十四·宰辅五·5612页)(《宋史》三十七·传·儒林七·魏了翁12965页) (9)魏了翁在督视潼川府路、成都府路时,和吴潜、秦九韶同去拜望病中的许奕,话边陲治理(《钦定四库全书》集部112别类魏了翁《鹤山集》卷九十一《哭许侍郎奕文》) (10)杨国选《秦九韶在蕲州》 (11)南宋中书舍人刘克庄《后村先生大全集》卷八十一《缴秦九韶知临江军状》 (12)杨国选《秦九韶生平年谱考》 (13)南宋中书舍人刘克庄《后村先生大全集》卷八十一《缴秦九韶知临江军状》 (14)杨国选《秦九韶生平年谱考》 (15)《杭州市市志》“道古桥,杭大路西侧之西溪路上,长8.4米,宽6.5米,石拱桥,宋代嘉熙年间(1237~1240)”道古建造。元人朱世杰为纪念建桥人道古,书镌‘道古桥’。咸淳(注:宋度宗年号1265~1274年)”《临安志》卷二十一:“‘道古桥,本府试院东’。清嘉庆八年(1803)九月重建,桥栏板上又重建石刻” (16)杨国选《道古桥的寻访和考究》 (17)李增伯在《代回潼川秦守贺生日》诗:“……已办霅水松江之钓,尚供祁山斜谷之屯……” (18)“嘉熙元年(1237)六月丙午,以吴潜为工部侍郎知庆元府(浙江宁波)、沿海制置使。嘉熙二年六月,以吴潜为淮东总领财赋、知镇江府(江苏镇江)。嘉熙三年三月辛未朔,以吴潜为敷文阁直学士、沿海制置使兼知庆元府(浙江宁波)。五月,以吴潜为兵部尚书、浙西制置使、知镇江府。”(《宋史》·本纪第四十二·理宗·二809、820、821、823页) (19)周密《癸辛杂识·续集·秦九韶》 (20)淳祐二年(1242)五月,豪臣言之建宁府吴潜有三罪,诏夺职,罢新职。”(《宋史》·本纪第四十二·理宗·二823页) (21)《景定建康志》卷二十四,官守志—通判厅,“东厅题名:秦九韶,通直郎,淳祐四年八月到任,十一月丁母忧解官离任。” (22)周密《癸辛杂识》记载:秦九韶‘或以历荐于朝,得对,有奏稿及近所述《数学大略》’ (23)是年,秦九韶‘或以历荐于朝,得对,有奏稿及近所述《数学大略》’。李迪《秦九韶传略》 (24)中科院数学研究所研究院郭书春《秦九韶—将数学进之于道》:“淳祐九年,陈振孙家居安吉州(湖州),断定秦九韶会晤陈振孙在是年。” (25)《中国数学通史》宋元卷·秦九韶:“与秦九韶同时代的目录学家陈振孙,在编书目时向秦九韶请教,特别是历法方面的书。” (26)《景定建康志》卷二十五官守志二,诸司寓治制置司:“宝祐续题名记:宝祐二年六月既望金华王野林士集:参议,宝祐吴蒙、李仲鳌、秦九韶、印应雷…… (27)(台湾版《文渊钦定四库全书》集部118别类·李曾伯《可斋续稿后》卷六:李增伯给皇帝的奏折《回宣谕兵粮奏》、《回奏宣谕》 (28)宋刘克庄《后村先生大全集》卷八十一:开庆元年(1259)十月,吴潜第二次入相,秦九韶有江东(江苏南京)议幕之除。又除司农丞前去平江(府治在今苏州市)措置米餫(yun 运粮食),俱以事罢。 (29)南宋中书舍人刘克庄《后村先生大全集》卷八十一《缴秦九韶知临江军状》 (30)杨国选《秦九韶的生卒约年新考》 (31)《宋川陕大郡守臣易替考》第80页 (32)乔行简《孔山文集》卷十三:《贺秦秘阁季槱得子》‘探春到。岷儒听莺报,玉燕来早。正韶之眠重,……戊辰四月乙卯’” (33)明.嘉靖《潼川府志》卷20.官绩;(《宋史》三十五.列传一百五十六.许奕 (34)《宋史》·三十七·传·儒林七·魏了翁 (35)周密《癸辛杂识》秦九韶 (36)“向南宋著名理学家、刚直不阿的有识忠臣真德秀、魏了翁学习,尤其是真德秀、魏了翁的品格,他们对国事的忠悃,影响秦九韶尤深。”《中国通史》第七卷1920页,《中国数学通史》宋元卷·第二章《秦九韶》 (37)《中国通史》第七卷·叶适 (38)秦九韶《数书九章序》 (39)周密《癸辛杂识》秦九韶 (40)《中兴以来绝妙词选》卷八:“李公甫名刘,号梅亭。 (41)著名数学史家李迪《秦九韶传略》:“秦季槱与李刘是同事,挚友,秦九韶向李梅亭学习骈俪诗词是情理中事,后来李刘与秦九韶成为朋友,经常有来往。” (42)著名数学史家李迪《秦九韶传略》 (43)秦九韶的数学成就均参考《世界著名数学家传记》上集《秦九韶》 (44)中科院自然科学史研究所研究员、著名数学史家郭书春《重新品评秦九韶》 (45)中科院自然科学史研究所研究员、著名数学史家郭书春《重新品评秦九韶》 注:《秦九韶简评》引自: http://blog.sina.com.cn/s/blog_4072badf010007bx.html
个人分类: 道法自然|11179 次阅读|12 个评论
科学网应该把民科都请来交流一下
热度 6 zhanghuatian 2012-10-18 19:25
科学网真是越来越冷清了,俺作为科学网的用户真是看不下去了。科学网的编辑应该清楚,科学网首先是网站,是网站就要追求点击。 因此科学网的未来不应该把普及已经知道或明确的科学知识作为发展方向,简单的背书是没人关注的,也不会有人傻到来科学网看转载。科学网应该多关注一些有争议的、能打起来的问题。简单来讲就是科学网应该吸引几个民科,比如那些在网上号称破解“费马大定理”的数学家,宣传“水变油”的发明家,各式各样奇怪的生物学创始人等等,让他们来和科学网的官科交流一下吗。科学网不要怕人骂,要记住有人骂才会火,万一100个民科的发明有1个是真的并引起关注,那绝对是科学网的功劳。最重要的是,民科们来了,打假的也就来了。科学网不就火了?不要怕争议,没有争议注定是一潭死水。也不要担心有人传播错误的知识,科学界每天证伪多少个科学上的新发现,你们有人统计吗?也不必担心民科的知识给人带来误导,天朝人民被专家们误导了多少年了,不还是身体倍棒吗? 说到对科学的爱,和民科比官科们真该汗颜了。有些民科倾家荡产也要搞科研,还要受一些拿着祖国经费的官科们欺负,科学网应该给这些人一个说话的机会,才会体现出科学公正的态度。个人认为不拒绝民科的科学网,才真正能体现出“科学”二字。
463 次阅读|6 个评论
上帝是个物理学家!
热度 3 baidawei 2012-10-9 04:55
今天和同学聊天, 我说这上帝一定是个物理学家,要不他怎么把这世界弄得这么复杂,为什么需要量子力学,相对论等等!而且他一定也是最好的数学家,什么群论,微分几何,约当代数等等他必须都懂,要不然咱这么多物理学家为什么用这些工具去了解这世界呢? 如果他没有用到这些复杂的东西,那就是我们的物理学家弄错了。但似乎量子力学好用的很,相对论吗,至少改起来也不容易。所以似乎这上帝真是个物理学家。 下一个问题就是,他有这个必要把世界弄得这么复杂吗? 答案是,真有这个必要。这创世界的事,不是个简单的活儿。圣经里说得轻巧,上帝吹一股气儿,扔把土,摘根肋骨,男人女人就都有了,太容易了。实际上上帝创世界那会儿,根本没土,也没气,肋骨也没地方找,那是后来的事。主要是化学和生物学家的事,那些东西,上帝不是瞧不上,根本顾不上来。 不过上帝很伟大,他不仅是个物理学家,数学家,他很会搞工程,精密仪器,等等,这些他必须严格控制质量。什么东西差那么一点点儿,后来就没气,没土,也不会有肋骨。比如电子电荷大一点,小一点,都不行。再比如物理学里那20多个参数,差之毫厘, 谬之千里。上帝费了好大劲才调好(也许不费劲,反正那会就他一个人,谁也没看着!) 要是活做的不这么精密,世界就不会这么演变,也不会有人类,也就不会有人来了解上帝的伟大功绩。当然也可能上帝做了好多次,才做成这么一回。还有可能,上帝做了好多宇宙放那一起搁着,这个宇宙我们成了主宰(至少这一片,这一回),另外宇宙啥主宰咱也不知道。 上帝做成了呢,他只让我们知道他的伟大,但我们永远看不清他。你拿手电一照,他躲起来了,只给我们他一个面,永远测不准。你想坐上飞船,看看他有多大,永远看不到他的边界。 但另一方面上帝又能让你感到他是无比具体的,和蔼可亲的。他怎么做到的呢?世界上的信徒成万上亿,他怎么能和他们每个人同时说话呢?他能,他有无限多个面“相”,学名量子态,同时存在。哪个信徒和他一说话,就是一次测量,上帝马上就化作那个信徒想得到的那个样子。物理学家说是一次”坍塌“,或者“波函数坍缩”, 都什么破名啊!
个人分类: 科普|3694 次阅读|6 个评论
日本数学家解开abc数学猜想?
热度 1 ninglz 2012-9-26 06:25
日本数学家解开 abc 数学猜想 ? KENNETH CHANG 报道 数字、加法、乘法 —— 这些小学算数知识最近却突然引起一些顶尖数学家的热烈讨论。 8 月 30 日 ,日本京都大学数学家不声不响地在互联网上发表了四篇论文。 这几篇长达 500 页,包含望月新一 (Shinichi Mochizuki) 整整四年心血的论文宣称,解决了数学理论领域一个重要问题,这个问题被称作 “abc 猜想 ”(abc conjecture) 。(注意,猜想和字母表没有任何关系,只和整数和质数有关,这里字母代表的是方程式中的变量。) 论文发表之后,望月新一没有发表任何评论,但其他人却对此议论纷纷。 “ 我希望它是正确的, ” 一位英国牛津大学的数学家金明迥 (Minhyong Kim) 说, “ 如果确是如此,那会是一个巨大的突破。 ” 更引人注目的是望月博士为了证明这个猜想,还创造出了一套新的数学方法。 对大多数人而言,数学家们运用的抽象的概念和表示方法已经十分枯燥乏味了。而目前,望月博士独创的数学语言甚至在其他顶尖的数学家看来,也是晦涩难懂的 —— 在他的网站上,他把自己描述成一个 “ 跨宇宙几何学家 ” 。 “ 他用的就是我们所熟知的数字、加法、乘法,但他把这些东西都彻底拆散了。 ” 金博士说, “ 他发明了一种全新的语言 —— 可以说是一个全新的数学宇宙 —— 来解释这个正常宇宙的问题。 ” 数学博客《 Quomodocumque 》的作家,威斯康星大学 (University of Wisconsin) 的数学家乔丹 · 埃伦伯格 (Jordan Ellenberg) 说, “ 乍一看,你会感觉你在读天书。 ” 有些人在怀疑赞誉是否来得太早。 近年数学领域的其他成就还有: 1995 年,普林斯顿大学 (Princeton University) 的数学家安德鲁 · 维尔斯 (Andrew Wiles) 证明了 “ 费马大定理 ”(Fermat’s last theorem) ; 2003 年,一位名叫格里戈里 · 佩雷尔曼的俄罗斯数学家完成了 “ 庞加莱猜想 ”(Poincaré conjecture) 的证明。从这些例子不难看出,其他专家不能立刻得出该证明成立与否的结论,但是 “ 至少从大体上看,他们能理解证明的过程。 ” 印第安纳大学 (Indiana University) 的数学家内茨 · 卡茨 (Nets Katz) 说。 至于望月博士对 “abc 猜想 ” 的证明, “ 那我可完全看不懂,我这辈子从来没见过这样的证明。 ” 卡茨博士说, “ 但奇怪的是,很多人都对此有积极的评价,但他们中的大多数人却不能说清这个证明的要素是什么。 ” 虽然他们还什么都搞不清楚,但还是有许多人对此很认真,因为望月博士已经成功地进行过几次重要的证明。 “ 他成果累累,而且长期以来一直具有独创性。 ” 埃伦伯格博士说。 的确,很多兴奋的言论都是围绕着数学家们所不理解的,但也许能用来解开相似问题和揭示数字与几何之间更深层次联系的新数学方法。 “ 乘法属性和加法属性之间相互作用时存在的限制是很基础的, ” 金博士在谈及 “abc 猜想 ” 的时候说, “ 一些人可能说: ‘ 在加法和乘法之间的关系上还能发现什么新东西?这可是小学的知识。 ’ 但是确实是有可能的。 ” “abc 猜想 ” 在 80 年代被首次提出,它研究的是一个简单的由三个整数构成的等式: a + b = c 。等式中三个整数除了 1 以外没有任何公约数。举例来说, 1 + 2 = 3 和 81 + 64 = 145 就都满足条件(但 2 + 2 = 4 就不满足)。这个猜想还和质数的概念紧紧相关 —— 大于 1 的整数除了 1 和它自身以外,没有任何正约数。 “ 这个猜想的大意是,如果有质数能够多次约掉 a 或 b ,那么它们一定会被一个更大的,只可以约掉 c 几次的质数 ‘ 衡消 ’ 掉, ”k 博士说, “ 我们可以看到 81 能被 3 约四次,然后 64 能被 2 约六次,但是, 145 等于 5 乘以 29, 所以你能得到两个更大的质数 5 和 29 就只能约 145 一次。 ” 数学家们现在还在学习望月博士的新语言,所以他提交的证明则需要几个月甚至是几年的时间来进行一个细致的检查。需要检查的不仅是望月博士发布的 500 页论文,还有他在过去十几年中所作的大量的前期准备。 “ 我对我自己的话没有任何把握,因为这是一篇如此冗长而又高深的论文, ” 金博士说, “ 要等很长时间,才会出现有见地的评论。哪怕只是要我们对它形成一个大体的印象,就会耗费相当的时间。 ” 翻译:叶凡非
个人分类: 教育漫谈|4231 次阅读|4 个评论
许宝騄眼里的数学家——转自张尧庭的回忆文章
controlhopeless 2012-9-25 12:47
按照许宝騄先生的人才划分标准,中国做理论的或许有少许,属于三流人才,在某个问题上有一点贡献。 以下来自《数学文化》,第二 卷第一 期,深深的怀念 —— 我所知道的许宝騄先生(节选),作者 张尧庭。 许宝騄先生把数学家分成三流 : “第一流的数学家,是有天才的,他们能开创新的领域,如柯尔莫哥洛夫,冯 • 诺依曼,维纳这一类人,这些人是可望而不可及的。 第二流数学家是靠刻苦学习而成的,认真消化整理前人的东西,在这个基础上有所创造发现,象辛钦这样的数学家就是这一 类的,他写的《公用事业理论的数学方法》、《信息论基础》等就是消化整理的结果。这种工作对后人影响较大,年青人可以在这个基础上较快地进入科学的前沿,中国缺少一批做这一类工作的人。 第三流的数学家只在某一、二个问题上有一点贡献,不能象第二流的那样有系统的工作。 剩下的就是不入流的数学家了。” 他认为自己没有才能,是刻苦学习得到的,他也没有经验去培养有天才的人,他只能传授如何认真学习,努力钻研,埋头苦干的经验。他衷心希望他的学生超过他,一次他在讨论班上说 :“自古以来,只有做状元的老师是光荣的,做状元的学生是没有什么的。” 补充:该文的作者 张尧庭教授已经在2007年去世,据张的学生邹恒甫的回忆文章,(1)张尧庭的反革命份子的帽子是毛泽东主席亲自批准; (2)张尧庭被摘除反革命份子的帽子也是毛泽东主席亲自批准。据网上张的学生回忆文章,法国的华人学者应用数学教授 吴黎明是他的学生,吴教授很nice,大约10年前,我曾经就他的书,向他请教过正则条件概率测度 Radon-Nikodym 导数问题。
个人分类: 关于天才|3734 次阅读|0 个评论
对数学的五个误会
热度 16 yonglie 2012-9-13 10:53
John Allen Paulos 在《数学家读报》( A mathematician reads the newspape r )里列举了公众对数学的五个误会,我看有些学过“高等”数学的,也存在类似的误会。 1 ) 数学是做计算的 。 Paulos 说这是最有害的误会,相当于说写作就是敲键盘打字;如果数学就学计算,等于英文课只讲标点符号。 我们常听说,某某学科还处于定性阶段,而另一个学科已经可以定量了——其潜台词是,定量比定性“高级”数学是“定量”的。这是医院的误会——它最大的毒害就是,只是到了需要打算盘时,才想起算术口诀——压根儿没想过,数学史可以在任何“阶段”露面的。 2 ) 数学是分等级的 。从算术到代数、微积分、微分方程,等等。 我们的课本就给人留下这样等级森严的印象。它的恶果是让人感觉,有些问题需要高级的数学,而我没学过那个数学。于是,面对问题不知道有什么数学,就只剩下用“代数曲线”(这儿糟蹋了这个名词)来连接数字了——本来是一件衣服,结果成了一条彩带,还真以为它就是飞天的舞蹈了。 3 ) 数学太“正式”了 ,不会说话讲故事。这当然还是我们的课本惹的祸。 4 ) 我太笨了,学不了数学 。这样说来,你学其他的都能学得很好了? 学数学与学文学是一样的,不是要成为什么“家”,而是补充一些营养。补锌补钙的多,补数学的药片儿似乎太少了。 5 ) 数学令人麻木, 会失去对夕阳茅屋的感觉。 这是什么逻辑呀?我倒是觉得数学会令人更亲近自然——像我,讲数学要从彩虹说起;看来下回得从夕阳茅屋说起了……
个人分类: 随想|4620 次阅读|16 个评论
著名数学家Bill Thurston于2012年8月21日逝世, 享年65岁
热度 2 yabziz 2012-8-23 22:38
著名美国数学家William Thurston在2012年8月21日逝世于Rochester, 死于癌症, 享年65岁。他的主要贡献是证明了3维Haken流形可以双曲化, 并由此提出了3维拓扑流形的几何化猜想。其中的几何化猜想蕴含了著名的庞加莱猜想。由此工作, 于1982年获得数学界的最高奖项---菲尔兹奖。该奖每四年一次, 仅授予未满40周岁的已做出突出贡献的数学家。 Thurston的几何化猜想(因而庞加莱猜想)最终于2004年左右, 由俄罗斯数学家Perelman宣称解决。Perelman由此工作而取得了2006年的菲尔兹奖(注: 他本人由于各种原因拒绝领奖)。 Thurston当年在证明了3维Haken流形可以双曲化的定理以后, 为了证明几何化猜想, 他提出了一系列猜想, 其中一个重要的猜想便是Virtual Fibering猜想。该猜想在当时如果可以证明, 便蕴含了几何化猜想。Perelman运用了Ricci流的方法证明了几何化猜想, 而Virtual Fibering猜想却迟迟未被解决。 今年3月初, Ian Agol在巴黎庞加莱研究所的报告中, 宣称解决了Virtual Fibering猜想, 及一系列Thurston的其他重要猜想。需要说明的是, Agol的证明是依赖于Perelman的几何化猜想的证明的。 Thurston在这样年轻的年龄就去世, 无疑是数学界的一大损失。但他能在他的有生之年看到自己提出的重要猜想被一一解决, 对他而言也是一大人生幸事! Thurston晚年热衷于对数学教育的研究和推广, 做了一些普及性的文章或讲座: 2010 lecture on The mystery of 3-manifolds . On proof and progress in mathematics. 近年来在 Mathoverflow 上与网友的互动问答
7559 次阅读|2 个评论
[转载]走近吴文俊:数学家的阳光人生
metanb 2012-8-10 15:08
“我常说,你不应该问一个人为什么回国,而应该问他为什么不回国。回国是不需要理由的。学有所成之后,回来是自然而然的事。” http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/8/267986.shtm "我本人早期从事拓扑学的研究,后来又从事博弈论、奇点理论、代数几何、优化理论、机器人设计、平面布线理论,以及计算机对数学的应用等多方面的数学理论与应用研究。但最使我引以自豪的乃是对中国古代数学的认识。由于西方数学的影响,我与绝大多数的中国数学家一样,认为中国的古代数学无非是加减乘除无足重轻。直到“文化大革命”时期,由于关肇直与其他同志工作的启发,才知道中国古代数学有它自己的体系、理论与方法,与西方之以欧几里得体系之以定理证明为核心者异其旨趣。" http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/10/238974.shtm
个人分类: 转载/链接|2700 次阅读|0 个评论
悬赏10元求解释一个真正重要的问题
热度 3 jqrzs 2012-8-2 18:36
指数衰减正弦函数(即exp(-a*t)sin(w*t))在(-inf,+inf)(也就是全时间域)的傅里叶变换, 按照形式计算可得结果中含有两项,是狄拉克函数的一个复数平移形如d(w-c*i),像这种狄拉克函数的复数平移有何含义? 有没有数学上或者物理上的解释?或者没有任何解释?或者这样的计算数学上毫无意义,不收敛,形式计算有错误?我觉得貌似含有重大含义,您们要做出成果了要感谢我哦。 补注: 由于正弦函数乘以指数函数一般来说是频率域的实数平移,而在无界情况下,其居然变成一个频率域的复数平移,这是很震撼的,假如频率曲线的零点是实数的话,那么经过这样一个积分就把实数零点转移到复数平面上,所以说这个问题非常非常的重要,如果你能解释这个问题,你一定差不多算是世界第一流的数学家了。 我模糊的感觉,似乎这样去算等于一个旋转作用,假如一个实函数可以分解成exp(-at)*sinwt的和话,这样去算其频谱,等于把频谱函数的零点全部旋转不同的角度到复平面上去,如果那样做有意思的话,就可以通过研究实函数频谱的零点与旋转后的零点之间的关系,或许会有些有意思的东西出来,或者去找到一条曲线,其频谱零点经过旋转后正好在某条直线上,而这个函数正好是某个重要函数。 这个问题我是在做信号处理时碰到的,我做的传感器课题一直在研究这样一个指数衰减函数,及其频谱变化,做了形式计算后我对这个问题越来越感觉迷惑。所以求详细的解释。如果理论上能做出更好的解释的话,或许会对数论或黎曼猜想的的研究有很大的贡献。孟凡 2012年0802 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=259195do=blogid=514617
5462 次阅读|33 个评论
[转载]1955-2011年增选的中国科学院数学物理学部中的53位数学家
kkmm02 2012-7-25 14:30
1955年: 陈建功(1893-1971),江泽涵(1902-1994),苏步青(1902-2003),华罗庚(1910-1985),许宝騄(1910-1970),李国平(1910-1996),柯召(1910-2002),段学复(1914-2005),王湘浩(1915-1993). 1957年: 吴文俊(1919- ) 1980年: 胡世华(1917-1998),程民德(1917-1998),关肇直(1919-1982),冯康(1920-1993),谷超豪(1926-2012), 陆启铿(1927- ),王元(1930- ),夏道行(1930- ), 陈景润(1933-1996), 姜伯驹(1937- ),杨乐(1939- ). 1991年: 廖山涛(1920-1997), 周毓麟(1923- ),万哲先(1927- ),胡和生(1928- ),王梓坤(1929- ),丁夏畦(1929- ),石钟慈(1933- ), 潘成洞(1934-1997), 张恭庆(1936- ). 1993年: 严志达(1917-1999), 林群(1935- ). 1995年: 李大潜(1937- ),刘应明(1940- ),马志明(1948- ). 1997年: 陈希孺(1934-2005), 丁伟岳(1945- ). 1999年: 严加安(1941- ),文兰(1946- ). 2001年: 郭柏灵(1936- ),李邦河(1942- ),田刚(1958- ). 2003年: 洪家兴(1942- ),陈木法(1946- ). 2005年: 彭实戈(1947- ),王诗宬(1953- ). 2007年: 龙以明(1948- ),张伟平(1964- ). 2009年: 李安民(1946- ),席南华(1963- ). 2011年: 袁亚湘(1960- ),鄂维南(1963- ),陈永川(1964- ). 注: 标记蓝色者已经逝世!
个人分类: 数学天地|0 个评论
告诉你真的中学数学问题(兼谈奥数)
bbyingjin 2012-7-23 22:27
我经常做初高中学生的家教,发现一些问题,首先从教科书开始,教科书首先是知识为主,一般路数是先举个例子作为引导,然后给出主要知识点的证明,最后讲几个习题,随后按照例题的方法,解书后的习题。于是中国的学生,学数学容易从例子下手,只有把抽象的东西形象化,才可以理解。做习题,实际就是模仿,没有创造性,于是中国的学生写论文,都是对结果的改进,模仿别人的证明。 咱们再看参考书,同样是讲几个例题,然后给出大量的习题。同样会造成模仿或经验方式研究问题。这样我们的奥数也是这样的模式。这样的方式必然造成学生创造力下降,就好象师傅带徒弟一样,手把手教他,于是学术成了技术。 而现在的文献容易得到,想要学深奥的知识并不难,但是中国的教育模式是师傅带徒弟,中国的数学家由于没有师傅,所以学不懂深奥的知识。必然导致学术的落后。
2813 次阅读|0 个评论
我们的数学奥赛金牌选手都去哪了?
热度 9 pukin 2012-7-22 21:35
刚才看到罗德海老师的博文“ 俄罗斯几位60后天才数学家 ”,文章写道: 【 俄罗斯出了很多天才数学家,特别出现了几位非常杰出的60后天才数学家。除了大家都知道因为证明Poincare猜想而闻名于世的俄罗斯数学天才Grigori Perelman (1966年生),还有Maxim Kontsevich (1964年生),Andrei Yuryevich Okounkov (1969生),Stanislav Smirnov (1970生)等几位天才数学家,他们都是 Fields奖获得者,尤其是Maxim Kontsevich博士由于在数学物理多个领域的杰出贡献,而几乎囊括了世界上数学上所有的大奖。他1997年获Poincare奖,1998年Fields奖,2008年Crafood奖, 2012年Shaw(邵逸夫)奖 。】 我查了一下 Wikipedia,发现这四位杰出的数学家有2个有趣的现象。 1、四位数学家都毕业于俄罗斯最好的两所世界名校。Kontsevich和Okounkov毕业于莫斯科大学数学系;Perelman和Smirnov毕业于圣彼得堡大学数学系。 2、四位数学家除了Okounkov以外,其他三位都在中学参加过国际奥林匹克数学竞赛并获得奖牌。 中国在国际数学奥林匹克竞赛中成绩一贯非常优异,多次获得过团体冠军。我们那些众多毕业于北大、清华的数学奥赛金、银牌获得者,后来都去哪了?有没有后来在数学领域有所建树的呢? PS:看到一个2008年的统计资料,我国自1985年开始参加国际奥林匹克数学竞赛,除1998年因比赛在台湾举行而未能成行外,至今已经参加了23届,参赛共有134人次参赛,夺得奖牌132枚,其中: 金牌101枚 、 银牌26枚 、 铜牌5枚 。
个人分类: 海外观察|22218 次阅读|18 个评论
[转载]Gerry:何华灿就是个伪数学家
热度 9 wenqinghui 2012-7-21 11:33
Gerry :何华灿就是个伪数学家 【文清慧注: 这篇文章引自新语丝网站 (XYS20120720) 。下面是全文。 】 ◇◇ 新语丝 ( www.xys.org)(xys6.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)(xys2.dropin.org )◇◇    何华灿就是个伪数学家   作者: Gerry   看了前几篇关于何华灿和集合论的帖子,再稍微研究了下他的书和文章,发现这的的确确是个伪数学家。   第一,他没有经过正规的数学教育,一直在学计算机。   第二,他的书里面没有正确的提及集合论 model 之类的更高级的数学,而是在朴素集合论的意义下试图证明实数和自然数等势,并且证明显然不是一个职业的数学证明。   第三,他一直在做所谓的 “ 反逻辑 ” 学,但根本没有得到任何国际认可,没有任何人收录他的文章,也没有人把这个看做数学的一部分。如果把这种人看做什么职业数学家,显然是荒谬的。 (XYS20120720) ◇◇ 新语丝 (www.xys.org)(xys6.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)(xys2.dropin.org)◇◇ 返回文清慧:《统 … 论》评论园地首页: http://blog.sciencenet.cn/blog-755313-593018.html
个人分类: 评论园地|1995 次阅读|23 个评论
俄罗斯几位60后天才数学家
热度 8 ldh 2012-7-20 23:05
俄罗斯出了很多天才数学家,特别出现了几位非常杰出的60后天才数学家。除了大家都知道因为证明Poincare猜想而闻名于世的俄罗斯数学天才Grigori Perelman (1966年生),还有 Maxim Kontsevich (1964年生), Andrei Yuryevich Okounkov (1969生), Stanislav Smirnov (1970生)等几位天才数学家,他们都是 Fields奖获得者,尤其是 Maxim Kontsevich博士由于在数学物理多个领域的杰出贡献,而几乎囊括了世界上数学上所有的大奖。他1997年获Poincare奖,1998年Fields奖,2008年Crafood奖, 2012年Shaw(邵逸夫)奖。 我国数学界应该反思反思为什么我国不能出现这样杰出的青年数学家。是不是我们太能窝里斗了?
个人分类: 科学巨人|20166 次阅读|17 个评论
数学家应该懂方程
热度 1 blownsand 2012-7-20 12:22
昼夜温差大是西北内陆省区的一个特点。虽然尚未到“早穿皮袄午穿纱”的季节,但是身体已经下降到不允许继续执行“以不变应万变”政策的状态了。昨天特意去一家名为“纵横天下”的小店品尝了羊肉和桂花酒,晚间又在烟雨蒙蒙的黄河岸边欣赏了两分钟美景。不知是受了热还是着了凉,一大清早就在流又粘又稠的鼻涕。堵上鼻孔吧?呼吸总不方便。不停擦拭吧?太浪费纸张。没看见“绿队”学生社团把“餐巾纸,两面用”的环保节约宣传单都贴到厕所隔档里了吗?办公室不同于牛肉面馆,吸来吸去的声音感觉怪怪的。凡事顺其自然总归好 些吧?但是,流到嘴里的滋味应该不好受!笑话书上用“ 去年一滴相思泪,今日方流到口边”来 形容东坡的长脸。不知鼻涕流到嘴边该用多长时间呢? 水、眼泪、空气都是典型的牛顿Newton流体,根据边界层理论不难反推出苏大文豪的脸到底有多长。沥青、麦芽糖、黏稠鼻涕是介于流体和固体之间的粘弹性物质。先看看比较精确的描述。乖乖,这是包含十六七个未知数的微分积分方程组!比较古老的方程一般都有现成的解法。翻阅几本数学书,还真找到了此类方程。如果物理问题抓得准,建模期间又没违反基本定律,那些存在唯一性证明就不必理会。数学 无处不在 ,用抽象的语言进行严密描述和解答确有必要。很多方程是用来解决实际问题的,给出一些算例也是合适的。问题就出在大多数研究方程的数学家只知道种群演化、天体运行、经济增长等不同方程的数学性质,不懂得具体参数、初边值和解答所代表的实际意义。在初始时刻,位移和速度虽然都是零,但显然不能写成“ 位移=速度=0”。中学物理课本里指明过,位移的量纲是长度,而速度的则为长度/时间。正盯着这些熟悉的初边值问题的新面孔时,突然感觉脸颊边耳朵下黏糊糊的。呵呵, 根本不用再费力计算鼻涕流到嘴边的时间了。整个鼻子都被这些数学家气歪了! 数学家不懂方程应该是一种普遍现象。多年前在兰州大学物理学院一楼听过一场报告。报告人是数力系早期“二陈一叶”中的陈庆益老先生。几十排座位的阶梯教室挤得满满的,连那个总不正常推自行车,说话结结巴巴的著名教授都来了。一个多小时的报告在总体上是非常精彩的。报告会特点之一是 陈老先生在提到每个方程时,总喜欢把同名研究者和时间(精确到 年)介绍几句。能写入本 科教材的工作基本上都是千锤百炼的经典。一位欧拉(Euler)和多位伯努利( Bernoulli )已经把课本上搞得到处都是 欧拉 公式和 伯努利原理。著名的3L也留下了拉格朗日(Lagrange)函数、拉普拉斯(Laplace)变换、勒让德(Legendre)多项式等光辉业绩。如果再加上个聪明的小高斯(Gauss),后世数学家上课本的机会太少了。 大可不必感慨“生不逢时”! 当然,如果报告文学“哥德巴赫猜想”编入“大学语文”则纯属偶然。不懂方程的实际意义是该报告会的另一个特点。在讲述薛定谔(Schrodinger) 方程时,报告人先在黑板上写出一个水波方程,通过很潇洒的修修改改就“推”出了量子力学的一个基础理论。俺只懂牛顿力学,悄声问旁边理论物理研究生,你整天累得吐血的那个费曼( Feynma) 图是不是也可以这么糊弄出来?他摇摇头,用鄙夷的眼神看了一下正在下面台上高谈阔论的数学家。 对方程进行抽象概括和分门别类的研究并给出一般解法具有重要意义。在回到具体问题时,数学家们能不能懂那么一点点方程 数学属性 以外的知识?
5291 次阅读|1 个评论
[转载]数学家张景中院士的评语
热度 5 wenqinghui 2012-7-17 16:58
数学家 张景中 院士 的评语 科学出版社去年出了一本书名为《统一无穷理论》,该书作者主张无穷只有一个,不赞成实数比自然数多,希望建立新的关于无穷的理论。他的努力受到一些研究数理哲学的学者的支持,可惜目前还不能自圆其说。我不知道有哪位数学家支持 “ 统一无穷理论 ” , 【文清慧注:以上 评语 引自 张景中院士为《思考的乐趣 :Matrix67 数学笔记》 所写的序。 http://product.china-pub.com/3662817 下面是有关上下文。】 …… 一种是心灵震撼的感觉。小时候读到棋盘格上放大米的数学故事,就感到震撼,原来 2 64 -1 是这样大的数!在细细阅读本书第五部分时,读者可能一次一次地被数学思维的深远宏伟所震撼。一个看似简单的数字染色问题,推理中运用的数字远远超过佛经里的 “ 恒河沙数 ” ,以至于数字仅仅是数字而无实际意义!接下去,数学家考虑的 “ 所有的命题 ” 和 “ 所有的算法 ” 就不再是有穷个对象。而对于无穷多的对象,数学家依然从容地处理之,该是什么就是什么。自然数已经是无穷多了,有没有更大的无穷?开始总会觉得有理数更多。但错了,数学的推理很快证明,密密麻麻的有理数不过和自然数一样多。有理数都是整系数一次方程的根,也许加上整系数 2 次方程的根,整系数 3 次方程的根等等,也就是所谓代数数就会比自然数多了吧?这里有大量的无理数呢!结果又错了。代数数看似声势浩大,仍不过和自然数一样多。这时会想所有的无穷都一样多吧,但又错了。简单而巧妙的数学推理得到很多人至今不肯接受的结论:实数比自然数多!这是伟大的德国数学家康托的代表性成果。   说这个结论很多人至今不肯接受是有事实根据的。 科学出版社去年出了一本书名为《统一无穷理论》,该书作者主张无穷只有一个,不赞成实数比自然数多,希望建立新的关于无穷的理论。他的努力受到一些研究数理哲学的学者的支持,可惜目前还不能自圆其说。我不知道有哪位数学家支持 “ 统一无穷理论 ” , 但反对 “ 实数比自然数多 ” 的数学家历史上是有过的。康托的老师克罗内克激烈地反对康托的理论,以致康托得了终身不愈的精神病。另一位大数学家布劳威尔发展了构造性数学,这种数学中不承认无穷集合,只承认可构造的数学对象。只承认构造性的证明而不承认排中律,也就不承认反证法。而康托证明 “ 实数比自然数多 ” 用的就是反证法。尽管绝大多数的数学家不肯放弃无穷集合概念,也不肯放弃排中律,但布劳威尔的构造性数学也被承认是一个数学分支,并在计算机科学中发挥重要作用。   平心而论,在现实世界确实没有无穷。既没有无穷大也没有无穷小。无穷大和无穷小都是人们智慧的创造物。有了无穷的概念,数学家能够更方便地解决或描述仅仅涉及有穷的问题。数学能够思考无穷,而且能够得出一系列令人信服的结论,这是人类精神的胜利。但是,对无穷的思考、描述和推理,归根结底只能通过语言和文字符号来进行。也就是说,我们关于无穷的思考,归根结底是有穷个符号排列组合所表达出来的规律。这样看,构造数学即使不承认无穷,也仍然能够研究有关无穷的文字符号,也就能够研究有关无穷的理论。因为有关无穷的理论表达为文字符号之后,也就成为有穷的可构造的对象了。   话说远了,回到本书。本书一大特色,是力图把道理说明白。作者总是用自己的语言来阐述数学结论产生的来龙去脉,在关键之处还不忘给出饱含激情的特别提醒。数学的美与数学的严谨是分不开的。数学的真趣在于思考。不少数学科普,甚至国外有些大家的作品,说到较为复杂深刻的数学成果,常常不肯花力气讲清楚其中的道理,可能认为讲了读者也不会看,是费力不讨好。本书讲了不少相当深刻的数学工作,其推理过程有时曲折迂回,作者总是不畏艰难,一板一眼地力图说清楚,认真实践着古人 “ 诲人不倦 ” 的遗训。这个特点使本书能够成为不少读者案头床边的常备读物,有空看看,常能有新的思考,有更深的理解和收获。 …… 【文清慧注:以下有关 张景中院士的介绍 引自 http://www.hudong.com/wiki/%E5%BC%A0%E6%99%AF%E4%B8%AD 】 张景中,男,著名数学家、数学科普作家, 中国科学院 院士。曾任 中国科普作家协会 理事长,现任广州大学计算 机教育 软件 研究所 所长 。 1979 年任教于 中国科学技术大学 , 1986 年任中国科学院研究员,中国科学院成都分院数理科学研究室主任,中国科学院成都计算机应用研究所副所长, 1993 年 12 月由 国务院 学位 委员会批准为博士导师, 1995 年 10 月当选为中国科学院院士,兼任中国计算机学会理事、中国科协委员, 1997 年当选为 中共十五大 代表。张院士主要从事机器证明、教育数学、距离几何及动力系统等领域的研究。 张景中发表学术论著共 150 多篇(部),还热心科普教育,撰写了大量科普文章和通俗读物。作品《教育数学丛书》 1995 年获 “ 第九届中国图书奖 ” 和第一届 “ 全国数学教育图书奖 ” 一等奖; 《数学家的眼光》 1996 年获第三届全国优秀科普作品二等奖;《院士数学讲座》 2003 年获第五届 全国优秀科普作品奖 、科普图书类一等奖和第六届国家图书奖;《帮你学数学》获 2003 年 “ 五个一工程奖 ” 。 1990 年被评为建国以来有突出贡献的科普作家, 1994 年被 中国儿童出版社 评为十大金 作家 之一。 返回文清慧:《统 … 论》评论园地首页: http://blog.sciencenet.cn/blog-755313-593018.html
个人分类: 评论园地|2889 次阅读|12 个评论
真正牛逼的数学家大富翁 那个什么赌博赚钱的数学家弱爆了
wangxiong868 2012-7-10 10:37
詹姆斯·西蒙斯,他是个真正的数学家,数学真的很厉害 维基百科,自由的百科全书 詹姆斯·西蒙斯 詹姆斯·西蒙斯 (James Simons,1938年 - )是 美国 数学家 、 投资家 和 慈善家 。 西蒙 1958年 毕业于 麻省理工学院 ,1962年在 伯克利加州大学 获得 博士 学位。他曾任教于麻省理工学院、 哈佛大学 和 纽约州立大学石溪分校 。 陈-西蒙斯形式 就是以 陈省身 和他命名的。 1976年 ,他获得了美国数学会的 范布伦奖 。 1982年 ,他转行投资业。他所创办的 对冲基金 获得了极大的成功,他也以74亿美元成为美国最富有人之一 。他给数学、物理和医学研究都捐赠过巨额金钱。 陈省身做伯克利数学教授时候,西蒙斯在念数学博士.虽然陈不是西蒙斯的导师,当时他们也认识,也算有师生关系了. 之后,两人合作搞出了很有名的Chern-Simons几何定律 --------------------------------------------------- JamesH.Simons   或许你对西蒙斯这个名字很陌生;即使是在华尔街专业从事投资基金的人,也很少听说过西蒙斯和他的文艺复兴科技公司。虽然行事低调且不为外人所知,但无论是从毛回报率还是净回报率计算,西蒙斯都是这个地球上最伟大的对冲基金经理之一。   现年68岁的西蒙斯曾经是大学数学教授,与华裔数学家陈省身一同创立了著名的Chern-Simons几何定律,后于1982年创立文艺复兴科技公司,1988年3月成立公司的旗舰产品――大奖章基金(MedallionFund),2001年曾到清华大学做过学术报告,并捐款设立了陈-西蒙斯楼(Chern-SimonsHall)专家公寓。      Simons参加清华大学陈-西蒙斯楼落成典礼   经历了1998年俄罗斯债券危机和2001年高科技股泡沫危机,许多曾经闻名遐迩的对冲基金经理都走向衰落。罗伯逊(JulianRobertson)关闭了老虎基金,梅利韦瑟的(JohnMeriwether)的长期资本管理公司几乎破产,索罗斯的量子基金也大幅缩水。与之相比,西蒙斯的大奖章基金的平均年净回报率则高达34%。从1988成立到1999年12月,大奖章基金总共获得了2,478.6%的净回报率,是同时期中的第一名;第二名是索罗斯的量子基金,有1,710.1%的回报;而同期的标准普尔指数仅是9.6%。不过,文艺复兴科技公司所收取的费用,更高得令人咋舌。一般对冲基金的管理费及利润分成的比率分别为2%和20%。但文艺复兴所收取的费用分别为5%和44%,几乎与客户对分利润,怪不得西蒙斯的年薪能高达15亿美元。   《美国海外投资基金目录》(U.S.OffshoreFundsDirectory)的作者本海姆(AntoineBernheim)指出,西蒙斯创造的回报率比布鲁斯•科夫勒(BruceKovner)、乔治•索罗斯、保罗•都铎•琼斯(PaulTudorJones)、路易斯•培根(LouisBacon)、马克•金顿(MarkKingdon)等传奇投资大师都要高出10个百分点,在对冲基金业内几乎无出其右。作为一个交易者,西蒙斯正在超越有效市场假说;有效市场假说认为市场价格波动是随机的,交易者不可能持续从市场中获利。   西蒙斯生于波士顿郊区牛顿镇,是一个制鞋厂老板的儿子,3岁就立志成为数学家。从牛顿高中毕业后,他进入麻省理工学院,从师于著名的数学家安布罗斯(Warren•Ambrose)和辛格(I.M.Singer)。1958年,他获得了学士学位,仅仅三年后,他就拿到了加州大学伯克利分校的博士学位,一年后他成为哈佛大学的数学系教授。西蒙斯很早就与投资结下缘份,在1961年,他和麻省理工学院的同学投资于哥伦比亚地砖和管线公司;在伯克利,他尝试做股票交易,但是交易结果并不太好。   1964年,他离开了大学校园,进入美国国防部下属的一个非盈利组织――国防逻辑分析协会,并进行代码破解工作。没过多久,《时代周刊》上关于越南战争的残酷报道让他意识到他的工作实际上正在帮助美军在越南的军事行动,反战的他于是向《新闻周刊》写信说应该结束战争。当他把他的反战想法告诉老板,很自然的被解雇了。   他又回到了学术界,成为纽约州立石溪大学(StonyBrookUniversity)的数学系主任,在那里做了8年的纯数学研究。1974年,他与陈省身联合发表了著名的论文《典型群和几何不变式》,创立了著名的Chern-Simons理论,该几何理论对理论物理学具有重要意义,广泛应用于从超引力到黑洞。1976年,西蒙斯获得了每5年一次的全美数学科学维布伦(Veblen)奖金,这是数学世界里的最高荣耀。   在理论研究之余,他开始醉心于股票和期货交易。1978年,他离开石溪大学创立私人投资基金Limroy,该基金投资领域广泛,涉及从风险投资到外汇交易;最初主要采用基本面分析方法,例如通过分析美联储货币政策和利率走向来判断市场价格走势。   十年后,西蒙斯决定成立一个纯粹交易的对冲基金。他关闭了Limroy,并在1988年3月成立了大奖章基金,最初主要涉及期货交易。1988年该基金盈利8.8%,1989年则开始亏损,西蒙斯不得不在1989年6月份停止交易。在接下来的6个月中,西蒙斯和普林斯顿大学的数学家勒费尔(HenryLarufer)重新开发了交易策略,并从基本面分析转向数量分析。   大奖章基金主要通过研究市场历史数据来发现统计相关性,以预测期货、货币、股票市场的短期运动,并通过数千次快速的日内短线交易来捕捉稍纵即逝的市场机会,交易量之大甚至有时能占到整个NASDAQ交易量的10%。当交易开始,交易模型决定买卖品种和时机,20名交易员则遵守指令在短时间内大量的交易各种美国和海外的期货,包括商品期货、金融期货、股票和债券。但在某些特定情况下,比如市场处在极端波动的时候,交易会切换到手工状态,。   经过几年眩目的增长,大奖章基金在1993年达到2.7亿美元,并开始停止接受新资金。1994年,文艺复兴科技公司从12个雇员增加到36个,并交易40种的金融产品。现在,公司有150个雇员,交易60种金融产品,基金规模则有50亿美元。 在150名雇员中有三分之一是拥有自然科学博士学位的顶尖科学家,涵盖数学、理论物理学、量子物理学和统计学等领域。所有雇员中只有两位是华尔街老手,而且该公司既不从商学院中雇用职员.也不从华尔街雇用职员,这在所有的美国投资公司中几乎是独一无二的。
9504 次阅读|0 个评论
[转载]凭借数学知识,数学家组团赢钱
热度 1 lysyxcs 2012-7-9 12:36
俗话说“十赌九输 ”,但令人惊讶的是,澳大利亚19名天才数学家竟组成了一个名为“庞特俱乐部”的“高智商”赌博集团,利用他们对数学的专业知识,在世界各国的赌场和博彩业疯狂赌博!而在短短3年时间里,堪称“十赌九赢”的他们竟总计赢取了超过24亿澳元(约156亿人民币),令他们全都摇身变成了超级富翁!直到不久前,当19名数学家在赌场上的成功引起澳大利亚税务局的注意、并指控他们逃税高达9亿澳元后,才终于令这个神秘的“高智商”赌博集团浮出水面! 19名数学家组建赌博集团 据澳大利亚《先驱太阳报》、《悉尼先驱晨报》、《每日电讯报》7月8日报道,这个神秘的“高智商”赌博集团名叫“庞特俱乐部”,由19名澳大利亚天才数学家组成,年龄均在47至50岁之间。据悉,澳大利亚媒体仅披露了其中部分人的身份,包括一名以香港为基地的49岁南澳大利亚扑克高手大卫·斯泰基、以及3名澳大利亚塔斯马尼亚岛的职业赌客大卫·瓦尔士、乔治·马马卡斯以及泽尔吉克·拉诺嘎杰克。 据悉,这19名数学家中的大部分人,多年前在澳大利亚塔斯马尼亚大学修读数学专业时就已认识,此后就成了关系密切的“铁哥们”。2004年,这19名数学家竟组成了一个“高智商”赌博集团,利用他们对数学的专业知识,在世界各国的赌场和博彩业疯狂赌博! 靠数学知识演算“逢赌必赢”秘笈 令19名数学家惊喜的是,虽然他们所掌握的那些高深数学知识在现实生活中似乎派不上多大用场,但竟然出人意料地在赌场上显现出了巨大的威力!据悉,19名数学家参与的大多是赛马、赛狗以及21点之类的赌博项目。而每次下注之前,他们会利用自己所精通的专业数学方法对各种中奖的概率进行推理演算,从而研究出某种“逢赌必赢”的秘笈! 据悉,从2004年到2006年期间,19名数学家每年投注额达20亿澳元,而在短短3年时间里,堪称“十赌九赢”的他们竟总计赢取了超过24亿澳元(约156亿人民币),令他们全都摇身变成了超级富翁!令人羡慕不已的是,过去几年来,这个“高智商”赌博集团里的所有成员全都过着无比奢华的生活,他们不仅住着价值千万的豪宅,而且豪宅内甚至还有私人艺术馆、私人保龄球场! 奢华生活引税务局注意 逃税9亿澳元遭秘密调查 然而,正所谓“树大招风 ”。不久前,“庞特俱乐部”这19名数学家在赌场上的惊人成功以及他们的奢华生活终于引起澳大利亚税务局的注意,并对他们展开了秘密调查。让调查人员倒吸一口凉气的是,尽管19名数学家总计赢取了超过24亿澳元,但他们却几乎从未为这些巨额意外收入交过税。他们逃税金额可能高达9亿澳元! 澳大利亚税务局指出,由于“庞特俱乐部”的赌博行为带有专业性质,因此不适用澳大利亚法律的“赌博收入免税”条款。法庭文件显示,税务局对“庞特俱乐部”的14名成员查帐后发现,该集团多年来一直通过各种复杂的手法逃税,企图让当局以为他们获利不高。此外,这19名数学家还故意销毁赌博纪录,或者运用计算机加密软件,让司法机构难以起诉他们。 据悉,目前“庞特俱乐部”中至少3名成员——澳大利亚塔斯马尼亚岛的职业赌客大卫·瓦尔士、乔治·马马卡斯以及泽尔吉克·拉诺嘎杰克正在接受调查,并收到了巨额税单。尽管3人均称他们并无任何隐瞒收入、偷税行为,但澳大利亚税务局已分别向法院对这3人提起诉讼,并要求他们必须补缴9亿澳元税款。据悉,如果税务局胜诉,将首开澳大利亚向“专业赌客”征税的先例
2302 次阅读|1 个评论
澳洲19名数学家靠演算赌博3年赢156亿
热度 1 ChinaAbel 2012-7-9 09:45
数学的一个分支概率论起源于赌博赌金的分配,现在建立在概率基础之上的随机数学已发展成为一门很实用的数学的大部门了。广泛地应用于包含社会学科在内的科学研究(自然科学当然也包含在内)、产品的设计与检验,金融证劵、债券、股票、彩票的设计与发行等等,太多了,不列举了。而且如今这个“源于生产实际”的理论又一次开始反哺自己的母亲“赌博”了。 汉网—武汉晚报载:澳洲19名数学家组团赌博3年赢156亿元人民币。让一些清贫的数学工作者们骚动了。 核心提示:澳大利亚媒体报道称,19名天才数学家组成赌博集团,利用专业知识在3年间赢得了24亿澳元(约156亿人民币)。他们用专业数学方法对各种中奖的概率进行推理演算,研究出“逢赌必赢”的秘笈,在世界各国赌场参与赛马、赛狗及21点等赌博项目。 图为“庞特俱乐部”成员之一澳大利亚塔斯马尼亚岛的职业赌客大卫·瓦尔士。 俗话说“十赌九输 ”,但令人惊讶的是,澳大利亚19名天才数学家竟组成了一个名为“庞特俱乐部”的“高智商”赌博集团,利用他们对数学的专业知识,在世界各国的赌场和博彩业疯狂赌博!而在短短3年时间里,堪称“十赌九赢”的他们竟总计赢取了超过24亿澳元(约156亿人民币),令他们全都摇身变成了超级富翁!直到不久前,当19名数学家在赌场上的成功引起澳大利亚税务局的注意、并指控他们逃税高达9亿澳元后,才终于令这个神秘的“高智商”赌博集团浮出水面! 19名数学家组建赌博集团 据澳大利亚《先驱太阳报》、《悉尼先驱晨报》、《每日电讯报》7月8日报道,这个神秘的“高智商”赌博集团名叫“庞特俱乐部”,由19名澳大利亚天才数学家组成,年龄均在47至50岁之间。据悉,澳大利亚媒体仅披露了其中部分人的身份,包括一名以香港为基地的49岁南澳大利亚扑克高手大卫·斯泰基、以及3名澳大利亚塔斯马尼亚岛的职业赌客大卫·瓦尔士、乔治·马马卡斯以及泽尔吉克·拉诺嘎杰克。 据悉,这19名数学家中的大部分人,多年前在澳大利亚塔斯马尼亚大学修读数学专业时就已认识,此后就成了关系密切的“铁哥们”。2004年,这19名数学家竟组成了一个“高智商”赌博集团,利用他们对数学的专业知识,在世界各国的赌场和博彩业疯狂赌博! 靠数学知识演算“逢赌必赢”秘笈 令19名数学家惊喜的是,虽然他们所掌握的那些高深数学知识在现实生活中似乎派不上多大用场,但竟然出人意料地在赌场上显现出了巨大的威力!据悉,19名数学家参与的大多是赛马、赛狗以及21点之类的赌博项目。而每次下注之前,他们会利用自己所精通的专业数学方法对各种中奖的概率进行推理演算,从而研究出某种“逢赌必赢”的秘笈! 据悉,从2004年到2006年期间,19名数学家每年投注额达20亿澳元,而在短短3年时间里,堪称“十赌九赢”的他们竟总计赢取了超过24亿澳元(约156亿人民币),令他们全都摇身变成了超级富翁!令人羡慕不已的是,过去几年来,这个“高智商”赌博集团里的所有成员全都过着无比奢华的生活,他们不仅住着价值千万的豪宅,而且豪宅内甚至还有私人艺术馆、私人保龄球场! 奢华生活引税务局注意 逃税9亿澳元遭秘密调查 然而,正所谓“树大招风 ”。不久前,“庞特俱乐部”这19名数学家在赌场上的惊人成功以及他们的奢华生活终于引起澳大利亚税务局的注意,并对他们展开了秘密调查。让调查人员倒吸一口凉气的是,尽管19名数学家总计赢取了超过24亿澳元,但他们却几乎从未为这些巨额意外收入交过税。他们逃税金额可能高达9亿澳元! 澳大利亚税务局指出,由于“庞特俱乐部”的赌博行为带有专业性质,因此不适用澳大利亚法律的“赌博收入免税”条款。法庭文件显示,税务局对“庞特俱乐部”的14名成员查帐后发现,该集团多年来一直通过各种复杂的手法逃税,企图让当局以为他们获利不高。此外,这19名数学家还故意销毁赌博纪录,或者运用计算机加密软件,让司法机构难以起诉他们。 据悉,目前“庞特俱乐部”中至少3名成员澳大利亚塔斯马尼亚岛的职业赌客大卫·瓦尔士、乔治·马马卡斯以及泽尔吉克·拉诺嘎杰克正在接受调查,并收到了巨额税单。尽管3人均称他们并无任何隐瞒收入、偷税行为,但澳大利亚税务局已分别向法院对这3人提起诉讼,并要求他们必须补缴9亿澳元税款。据悉,如果税务局胜诉,将首开澳大利亚向“专业赌客”征税的先例。 (本文来源:汉网-武汉晚报 ) 责任编辑:NN036
个人分类: 生活点滴|9666 次阅读|0 个评论
关于一张数学家集合的图片
热度 5 willtongji 2012-7-8 10:29
从网上看到的,非常喜欢,给大家共享一下,你认识多少人呢?注意数学家手上的小物件和旁边的公式,亮点哦! 具体参见: http://angelustenebrae.livejournal.com/15908.html
14879 次阅读|8 个评论
数学家眼里的天才
controlhopeless 2012-6-29 16:39
天才是寂寞的,关于天才的、 武夷山老师的 博文和其博主也是寂寞的。该博文被科学网热门,评论者寥寥有几,似乎无数学方面的评论。 武夷山的博文“两种天才”见: http://blog.sciencenet.cn/blog-1557-586566.html 午后困,天气闷热,生活在人间的“天才”感觉很无聊,思绪如天才般跳跃 。 于是,翻来闲书Nasar的关于Nash的《美丽心灵》,品味一下数学家眼里 的天才。 英文版 Prologue 第二页(Touchstone版第12页): Geniuses, the mathematician Paul Halmos wrote, "are of two kinds: the ones who are just like all of us, but very much more so, and the ones who, apparently, have anextra human spark. We canall run, and some of us can run the mile in less than 4minutes; but there is nothing that most of us can do that compares with the creation of the Great G-minor Fugue." Nash's genius was of that mysterious variety more often associated with music and art than with the oldest of all sciences. It wasn't merely that his mind worked faster, that his memory was more retentive, or that his power of concentration was greater. The flashes of intuition were nonrational. Like other great mathematical intuitionists -Georg Friedrich Bernhard Riemann, Jules Henri Poincare, Srinivasa Ramanujan-Nash saw the vision first, constructing the laborious proofs long afterward. But even after he'd try to explain some astonishing result, the actual route he had taken remained a mystery to others who tried to follow his reasoning. Donald Newman, a mathematician who knew Nash at MIT in the 1950's, used to say about him that "everyone else would climb a peak by looking for a path somewhere on the mountain. Nash would climb another mountain altogether and from that distant peak would shine a searchlight back onto the first peak". 中文见王尔山的翻译本第二页。 我们总结一下数学家眼里的天才,参考王本。Halmos说,存在两类天才,第一种就是武夷山博文里提到的普通天才,象你我一样,但要更加卓越;第二种(还)具有非同寻常的智慧灵光。他进一步具体解释为:大家都能跑,其中一些人可以在5分钟里跑完2千米,但是我们中间大多数人根本不能取得和巴赫伟大的G小调赋格曲媲美的成就。 我们关心的是第二种 的天才 。 Nash的天才是 神秘的,让人联想到音乐和艺术。不仅仅他的心智运转快,记忆力更加出众,或者更能集中注意力,这些都是能看到的,可以合理解释的。存在神秘的、 常人或局外旁观者 不能解释的是: 产生伟大作品的直觉火花 。 它是神秘的、不能用常理解释。 它来自何处?如何被产生的,怎样运作的? 这种神秘性,和音乐家工作方式类似。导致天才产生伟大工作的是:思想火花,即 非同寻常的智慧灵光 。 Nasar进一步指出:Nash的天才特征是他在解决数学问题前先有(看)vision。这个vision,我的理 解就是大局观和框架,在解决问题前,要构思出 框架( framework)。如同对 一件艺术品和建筑, 全局观和框架对研究工作(作品)很重要。Nash数学家同事解释他另外的显著特征是:不循规蹈矩的工作或思考方式。Nash解决问题方式是至上而下的:“其他人通常会在山上寻找攀登顶峰的道路。Nash却干脆爬上另外一座山,再反过来从那遥远的山峰用探照灯照射这座山。“(王本) 伟大工作是衡量一个人是否是天才的标准。天才的伟大工作来自于:智慧灵光和特有的工作方式。所谓 智慧灵光,即灵感,往往来自于发现表面看来毫不相干的事情上,存在 的 联系。 所有这些都来自于经验、积累以及运气。运气包括在某个时期和谁工作、听了谁的讲座、看了谁的文章等,比如Nash博士期间的工作和Neumann有关联,两者都在普林斯顿,尽管不同(后者在高等研究院,前者在大学数学系,Nash曾拜访过N大牛)。 当然所有这些都是建立在第一类普通天才所具备的共性基础上的,比如持久的集中力和坚韧的意志品质等。以上的论述 似乎 否定了天才要具有不同寻常的物质基础,从而武夷山老师的问题也就没有了意义。 借用鲁迅的名言,天才就是除了喝咖啡以外,所有时间都用在工作上了。
个人分类: 关于天才|4053 次阅读|0 个评论
[转载]沉痛悼念数学家谷超豪
zhangshibin 2012-6-29 09:39
世界著名数学家、国家最高科技奖获得者、中国科学院院士、国际高等学校科学院院士、复旦大学数学研究所名誉所长谷超豪教授因病医治无效,于6月24日01时08分在上海逝世,享年87岁。 沉痛悼念数学家谷超豪! 转载几篇博文. 走近谷超豪院士:数学和诗一样让我喜欢 谷超豪院士的“数”里乾坤:用全部生命热爱数学 谷超豪:人言数无味 我道味无穷 谷超豪:从教60年培养9个院士弟子 谷超豪院士:做学问要有大眼界 忆谷超豪院士:教书育人不是商品买卖 追忆谷超豪:人生几何学几何 不信庄生殆无边
个人分类: 生活点滴|2650 次阅读|0 个评论
[转载]讣告: 著名数学家、教育家谷超豪院士逝世 享年87岁
热度 3 bhwangustc 2012-6-24 16:23
[转载]讣告: 著名数学家、教育家谷超豪院士逝世 享年87岁
讣 告 中国科学技术大学非线性科学中心主任谷超豪教授逝世 谷超豪先生永垂不朽! 中国科学技术大学非线性科学中心全体成员敬挽 以下转载自 复旦大学新闻网: 著名数学家、教育家谷超豪院士逝世 享年 87 岁 中国共产党优秀党员,中国民主同盟优秀盟员,第八、九届全国政协常委,著名数学家、教育家,国家最高科学技术奖获得者,中国科学院院士,复旦大学数学研究所名誉所长、数学科学学院教授谷超豪同志因病医治无效,于2012年6月24日凌晨1时08分在上海逝世,享年87岁。 谷超豪,男,1926年5月出生,浙江温州人。1940年3月加入中国共产党,1948年毕业于浙江大学数学系,1953年起在复旦大学任教,1957年赴前苏联莫斯科大学进修,获科学博士学位。历任复旦大学数学系主任、数学研究所所长、研究生院院长、副校长、中国科学技术大学校长。 谷超豪院士是一位蜚声海内外的科学家,他师从著名数学家苏步青院士,致力于数学研究事业,治学严谨、成果丰硕、影响广泛,在微分几何、偏微分方程及数学物理等数学领域取得了开创性成果,做出了突出贡献,受到国际同行高度赞誉,始终走在国际数学研究的最前沿,1980年当选为中国科学院院士(数学物理学部委员),1994年当选国际高等学校科学院院士。他撰有《数学物理方程》等多部专著,研究成果“规范场数学结构”、“非线性双曲型方程组和混合型偏微分方程的研究”、“经典规范场”分别获全国科学大会奖、国家自然科学二等奖、三等奖。2010年1月,谷超豪院士荣获2009年度国家最高科学技术奖,胡锦涛总书记亲自为谷超豪院士颁发奖励证书。2010年2月,他致信胡锦涛总书记,提出了建设上海数学中心,推动上海及全国数学学科发展的设想。胡锦涛总书记对此十分重视并作出重要批示。2012年5月,上海数学中心在复旦大学江湾校区正式揭牌奠基。 作为一位德高望重的教育家,谷超豪院士一直辛勤耕耘在教育工作的第一线,长期为学生讲授数学基础课,毫无保留地把自己的学识传授给年轻人,培养了包括李大潜院士在内的一批又一批高水平的数学人才。曾获得第一届“上海市科技功臣”称号和第二届“上海市教育功臣”称号。2009年8月,经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准,国际编号为171448的一颗小行星被命名为“谷超豪星”,作为对这位著名数学家、教育家的褒奖。 1 2 3 以下转载自凤凰网: 谷超豪获国家最高科技奖 谷超豪论数学
个人分类: 生活点滴|2509 次阅读|4 个评论
网络研究:由简单到复杂
geneculture 2012-6-4 18:28
《由简单到复杂的网络》 作者:邹晓辉Geneculture 网络是一个抽象的概念, 它仅涉及数学和物理两类基础, 由此抽象类可演绎进而应用于诸领域。 注 : 自然、人工、心理、社会、人文,诸领域均可用到逻辑和数学抽象类即由简单到复杂的网络。 附录1 : 复杂网络(ComplexNetwork): 钱学森给出了复杂网络的一个较严格的定义 (2012-06-04 13:22:06) http://blog.sina.com.cn/s/blog_65197d9301010fdp.html 附录2 : 复杂网络研究概述 周涛 等 1.引言 1.0.节点的 拓扑性质 和网络的 拓扑结构 1.1. 规则 网络 1.2. 随机 网络 1.3.具有 统计特征 的 复杂 网络 a 拓扑 抽象 b 感觉 复杂 c 有助于理解“ 复杂系统之所以复杂 ”这一至关重要的问题 1.引言 2.复杂网络的 统计特征 3.复杂网络上的 物理过程 3.1. 渗透 与传播的 动力学 模型 3.2. 混沌 同步 3.3. 沙堆 与自组织 临界性 模型 4.总结与展望 数学家 描述的经典网络理论( 随机图论 数学的极端尺度) 引入 尺度效应 ( 统计物理学 经验可接受的尺度)以召唤 物理学家 到来 5.结束语 小世界 网络综述 无标度 网络综述 演化 网络 复杂网络领域牛人录  (2010-03-15 16:43) http://aimit.blog.edu.cn/2010/506749.html 无尺度网络 摘自《 科学美国人 》中文版2003.7 网络有 随机 网络和 无尺度 网络,许多网络 包括 因特网、人类社会和人体细胞代谢网络 等,都是 无尺度 网络。研究无尺度网络,对于 防备黑客攻击、防治流行病和开发新药 等,都 具有重要的意义 。 (原文:Scale-Free Networks, pp50-59, May2003) 撰文/Albert-Laszlo Barabasi, Eeic Bonabeau 作者介绍 Albert-Laszlo Barabasi和Eric Bonabeau研究了 从因特网到昆虫群落等一系列复杂系统的行为和特性 。Barabasi是美国圣母大学的霍夫曼 物理学 教授。并在校内指导对 复杂网络 的研究,他著有《连结:网络新科学》一书。Bonabeau为美国麻省剑桥 咨询公司 "伊可系统"的 首席科学家 ,专门运用 复杂科学 方面的工具来 开发商业机会 。他与别人合作撰写了《虫群智慧:从 自然系统 到 人工系统 》一书。这是他在本刊上第二次发表文章。 http://www.swarmagents.com/complex/models/network.htm 复杂网络 著 译 者:郭雷 出版日期:2006-11-01 上架时间:2011-7-13 出 版 社:上海科技教育出版社 ISBN:7542842978 http://www.shangxueba.com/book/644006.html 内容简介:    所谓 网络是由结点和连线组成 ,这里 结点和连线是广义的 ,其中 结点表示系统的元素,两结点的连线表示元素之间的相互作用 。尽管定义看似简单,但是 网络能够呈现高度的复杂性 。复杂网络 可以用来描述 从技术到生物直至社会各类开放复杂系统的骨架,而且是研究它们 拓扑结构和动力学性质 的有力工具。因此人们致力于揭示 复杂网络拓扑结构和功能 的形成机制, 演化 规律, 临界 相变和 动力学 过程。   本书内容涵盖了目前 复杂网络 研究的众多分支,每篇文章都尽量做到科学性和可读性相结合。希望本书能对广大研究生,新进入该领域的研究人员和专家们都有所帮助。... 目录: 前言 第一部分 理论篇 ? 1 演化 网络——模型、测度及方法? 1.1 引言1? 1.2 演化网络模型4? 1.3 度分布的计算6? 1.4 结点度的相关性15? 1.5 群集系数的估计18? 1.6 展望? 2 加权 网络27? 2.1 引言27? 2.2 加权网络的统计性质28? 2.3 加权网络的演化模型34? 2.4 权重对网络结构性质的影响39? 2.5 加权网络上的动力学43? 2.6 小结? 3 基于vicsek模型的 动态网络 分析与调控49? 3.1 引言49? 3.2 vicsek模型的描述及相关模型51? 3.3 vicsek模型的自发行为分析55? .3.4 vicsek模型中的控制问题59? 3.5 小结与展望63? 4 网络同步 67? 4.1 引言67? 4.2 连续时间一般 复杂动态网络 的完全同步67? 4.3 连续时间 规则网络 的完全同步70? 4.4 随机网络 和 小世界网络 的完全同步71? 4.5 无标度网络 的完全同步73? 4.6 其他网络的完全同步77? 4.7 复杂动态网络中各种因子与完全同步的关系83? 4.8 复杂动态网络的相位同步87? 4.9 小结与展望91? 5 网络控制 96? 5.1 引言96? 5.2 规则网络 时空混沌的牵制控制96? 5.3 无标度动态网络 的牵制控制:鲁棒性与脆弱性98? 5.4 一般 复杂动态网络 的牵制控制100? 5.5 多智能体网络 的蜂拥控制106? 5.6 小结113? 6 网络传播 15? 6.1 引言115? 6.2 复杂网络上 传播动力学的基本特征 116? 6.3 网络免疫技术128? 6.4 小结132? 第二部分 应用篇 ? 7 生物网络 的结构与动力学稳定性41? 7.1 引言141? 7.2 细胞中调控网络的特性、研究方法和研究领域141? 7.3 酵母细胞周期和生命周期网络的动力学稳定性148? 7.4 复杂网络的拓扑性质和动力学收敛性153? 7.5 具有动力学稳定性的网络设计158? 7.6 小结与展望163? 8 广义合作网络 66? 8.1 引言166? 8.2 广义合作网络的项目度分布与度分布167? 8.3 广义合作网络的同类性172? 8.4 广义合作网络的二方组项目度分布174? 8.5 广义合作网络的群落、层次与交连度178? 8.6 小结183? 9 城市交通网络 的复杂性86? 9.1 引言186? 9.2 城市交通网络187? 9.3 城市交通网络配流模型188? 9.4 城市交通网络复杂性问题的研究195? 9.5 展望207? 10 复杂网络理论 在 制造领域 的应用215? 10.1 引言215? 10.2 零部件关系网络 及其统计参数计算215? 10.3 产品族零部件通用性分析与用量预测220? 10.4 扩展的 产品主结构网络 及其应用226? 10.5 其他网络 形式简介231? 10.6 展望233? 11 经济网络 235? 11.1 前言235? 11.2 基本概念和记号...236? 11.3 网络的内生形成模型238? 11.4 基于网络的一般均衡模型243? 11.5 小结245? 12 通讯网络 ——基于 局域信息的最佳路由 研究247? 12.1 引言247? 12.2 无尺度网络 上基于局域路由协议的 交通动力学模型 249? 12.3 局域 路由 搜索策略 的模拟结果249? 12.4 为什么wtbxα=-1的搜索策略是最佳选择?251? 12.5 阻塞态的交通动力学254? 12.6 单个结点传输信息能力与网络结点之连接度成正比的通讯网络255? 12.7 次近邻区域可搜索模型中的局域路由优先搜索策略256? 12.8 小结258? 13 网络模拟 261? 13.1 引言261? 13.2 网络生成方法261? 13.3 网络的静态统计量计算268? 13.4 中国教育网数据搜索与基本统计特性276? 13.5 复杂网络研究常用软件介绍280? 13.6 小结282? 第三部分 经典文献篇 (按发表年份为序)? on the evolution of random graphs284? (1960年发表于“publications of the mathematical institute of the hungarian academy of sciences”)introduction284? 1 thresholds for subgraphs of given type290? 2 trees294? 3 cycles301? 4 the total number of points belonging to trees303? 5 the total number of points belonging to cycles308? 6 the number of components311? 7 the size of the greatest tree314? 8 when is γn,n a planar graph?317? 9 on the growth of the greatest component319? 10 remarks and some unsolved problems324? statistical mechanics of complex networks329? (2002年发表于“reviews of modern physics”)? ⅰ introduction330? ⅱ the topology of real networks: empirical results331? ⅲ random?graph theory336? ⅳ percolation theory341? ⅴ generalized random graphs345? ⅵ small?world networks349? ⅶ scale?free networks353? ⅷ the theory of evolving networks358? ⅸ error and attack tolerance368? ⅹ outlook373? mathematical results on scale-free random graphs380? (2003年发表于“handbook of graphs and networks: from the genome to the internet”)? 1 introduction380? 2 classical models of random graphs381? 3 results for classical random graphs383? 4 the watts-strogatz "small-world" model384? 5 scale-free models385? 6 the barab si albert model386? 7 the lcd model and g 388? 8 the buckley-osthus model 390? 9 the copying model391? 10 the cooper-frieze model392? 11 directed scale-free graphs394? 12 clustering coefficient and small subgraphs396? 13 pairings on[0, 1]and the diameter of the lcd model401? 14 robustness and vulnerability403? 15 the case[0, 1]: plane-oriented recursive trees406? 16 conclusion411? the "new" science of networks414? (2004年发表于“the structure and dynamics of networks (princeton studies in complexity)”)? 1 introduction414? 2 models of network structure415? 3 empirical network analysis423? 4 networks and collective dynamics427? 5 conclusion434?? 英汉名词对照表...442
个人分类: 信息学基础研究|0 个评论
我们这一代年轻有为的数学家(中国大陆)
热度 1 bbyingjin 2012-5-26 13:42
http://math.berkeley.edu/~jiesun/ http://math.uchicago.edu/~huangm/ http://math.uchicago.edu/~lxiao/ http://www.math.columbia.edu/~zheng/ http://www.math.harvard.edu/~wzhang/ http://www.math.harvard.edu/~xinwenz/ http://math.mit.edu/~zyun/ http://math.mit.edu/~tzhou/ http://www.math.princeton.edu/~yuliu/ Yuan, Xinyi, Weiran Sun, Wang Fang 有两个人是奥林匹克金奖,一个是奥林匹克银奖,所有的男生都是北京大学毕业的(除了一个清华的,他回来当千人啦),所有的女生都不是北大毕业的,其中有一个是陕西师范大学毕业的,每个人的研究有的需要的知识很多,有的需要的少,有的是热门,有的是冷门。 从这里知道,我们不要以身份看个人的高低,我们崇拜得过奖的,但是得过奖的得到了好的机会(例如到最好的学校当博士),但大都失去了成为数学家的可能。而得过奖的最后有成就的,往往不是著名的中学,而是一般的中学里的好学生,这就说明良好的教育可以得到很好的效果,但是却不能持久,能持久的必定是自己的智慧。其实为什么男生都是北大的,因为其他学校申请到mit harvard的博士机会为0,现在不知道改没改变(现在清华也很多)。 不要追求热门,要有自己的东西,他们之所以研究这个问题,因为他的导师就在这个领域。可以说导师的高度就决定了你的高度。你的导师高度不高,你偏要让自己很高,你就会追求热门,希望自己也能进这个理论,唯一的方法是你要进入这个发展理论的圈子(人脉),如果进不去,极有可能失败。 人们无论如何都会走到自己的本性,终点就是自己本性的回归,你自己如果真的有本事,就不害怕任何困难,因为你迟早要走到自己的终点。如果你真的没有本事,你不用为自己所处的环境高兴,因为你迟早要走到自己的终点。
9330 次阅读|1 个评论
多能的数学家
热度 4 yonglie 2012-5-26 11:57
英国大数学家凯莱( Arthur Cayley )多产、多能而且多趣——下面是数学史家 Eves 总结的几点(见《数学圈》): 1 )凯莱的数学作品数量与柯西不相上下,两位可能都是仅次于欧拉的人。但谁是第二呢,要统计了二人的出版物才好说。 2 )凯莱开始并不以数学为生,在接受剑桥 Sadlerian 教授之前做过 14 年的律师。但他总是小心翼翼做法律,免得它受数学兴趣的干扰。在 14 年律师期间,他发表了 200 多页的数学论文。 3 )凯莱极爱读小说,旅游时读,开会前读,在任何零星的时间里读。他的一生读过几千部小说,不光英文,还有希腊文、法文、德文和意大利文。 4 )凯莱是真正英国传统的登山爱好者,常去欧洲大陆登山和长途旅行。据说他讲过,他喜欢爬山的原因是,虽然登山艰辛而劳累,但征服一座山峰的愉悦就感觉像解决了一道数学难题或完成了一个复杂的数学理论。他还说,登山很容易获得那种快感。 5 ) 1842 年, 21 岁的凯莱从剑桥三一学院毕业,获得数学荣誉学位考试的优等成绩,同年,在更难的史密斯奖竞赛中名列第一。 6 )凯莱喜欢画画,特别是水彩画,是一位出色的水彩画家。 7 )在数学家中凯莱是最冷静和尖锐的,但他不光是数学家,他是数学家与自然爱好者的复合体。 8 ) 1883 年,在英国科学促进会主席的就职演讲中,凯莱表达了如下的观点:“很难确定为现代数学划定一个疆域。‘疆域’一词是不对的:我说的是一个充满了美妙风景的疆域——不是平淡无奇的大平原,而是远远浮现在眼前的美丽乡村,那儿的山坡和沟谷、溪流和岩石、森林和鲜花,都等着我们去探幽入微。但正如其他事物的美一样,数学的美也只能感觉而不能解释。”这些话不是学究式的空谈,而是真切反映了对自然的亲近。 【关于那个就职演说,还有一段关于欧几里得几何的话,好像与很多数学家和物理学家的观点不同,值得我们再反思一下: It is well known that Euclid 's twelfth axiom, even in Playfair 's form of it, has been considered as needing demonstration: and that Lobachevsky constructed a perfectly consistent theory, wherein this axiom was assumed not to hold good, or say a system of non-Euclidean plane geometry. My own view is that Euclid 's twelfth axiom in Playfair 's form of it does not need demonstration, but is part of our experience - the space, that is, which we become acquainted with by experience, but which is the representation lying at the foundation of all external experience. Riemann 's view ... is that, having ' in intellectu ' a more general notion of space ( in fact a notion of non-Euclidean space ) , we learn by experience that space ( the physical space of our experience ) is, if not exactly, at least to the highest degree of approximation, Euclidean space. But suppose the physical space of our experience to be thus only approximately Euclidean space, what is the consequence which follows? Not that the propositions of geometry are only approximately true, but that they remain absolutely true in regard to that Euclidean space which has been so long regarded as being the physical space of our experience. 我们知道那是欧几里得第五公设,老凯说 12 ,不知为什么。所谓 Playfair 形式( John Playfair , 17428 - 1819 ,是苏格兰数学家),就是我们在平面几何里学过的那种形式: 过直线外一点,有且仅有一条直线与它平行 。(欧几里得原来的表述形式很“模糊”: 如果一条线段 两条直线 相交,在某一侧的内角和小于两直角 和,那么这两条直线在不断延伸后,会在内角和小于两直角和的一侧相交。)】
个人分类: 数学|5809 次阅读|5 个评论
[转载]数学家鄂维南:“科学语言”正进退两难
thomaschoo2011 2012-5-24 20:36
2006年6月12日晚,在天津南开大学省身楼的一场演讲中,面对来自中国、美国、意大利、日本等国家和地区的数学家、物理学家、生物学家和工程专家们,现执教于美国普林斯顿大学数学系、应用数学及计算数学研究所的数学家鄂维南教授用“dilemma”(意为“进退两难的局面”)一词来形容数学走到今天所面临的困境。被誉为“科学的语言”的数学,一方面在现代科学研究及整个社会中发挥的作用越来越大;另一方面,在很多活跃的领域,数学家却没有参与进去。 这位兼任北京大学长江学者讲座教授的应用数学家不无忧虑地指出:如果放任这种趋势蔓延,那么数学和应用数学将遭遇边缘化! “我们必须超越数学的传统边界来观察问题,数学正面临前所未有的机遇和挑战,教育改革是解决问题的根本出路。整个应用数学界,无论美国还是欧洲都面临同样的问题:课堂上传授的与研究中需要的二者之间存在脱节。譬如我们的研究中经常用到随机工具,但很少有应用数学家有良好的随机分析方面的训练。我们经常需要微观物理学的概念和思想,但很少有应用数学家有这方面的良好背景,比如统计力学和量子力学的背景。谁把这些问题优先解决了,就会走到前面去。这是非常迫切的事情。” 鄂维南此次是前来参加在天津南开大学陈省身数学研究所举行的“2006年应用数学与多学科研究国际会议”的,在南大的学术演讲,照他的话说:“是让更多的人了解数学,了解计算数学。”在接受记者采访时,鄂维南坦率表达了自己的初衷。 他认为:计算机的发展给数学带来了前所未有的机会。计算机改变了人类的生活方式、思考方式和研究方式,极大提高了人们的计算能力、搜集和分析海量数据的能力、获取信息的能力。今天的数学和其他科学、工程和技术之间的联系比以前更加紧密。很多科学前沿问题遇到的主要瓶颈是数学问题。但数学的角色不仅仅是一个“助手”,而是“坐到驾驶座上的驾驶员”。 “想象一下,如果牛顿当时有我们现在的计算能力,会省出多少时间?”鄂维南举例说,在微积分发明之前,计算体积是一件很困难的事情,数学家在算体积时就像打擂台一样。但微积分出现后,特别是有了计算机以后,体积的计算变得很普通,人们可以算出高维的积分。计算建模正成为许多学科的通行工具,而计算机只能读懂数学模型,因此“数学化”已经成为研究中一个重要的步骤。 他说:“计算能力的提高使人们对问题的看法不一样了,可以省出更多时间思考更深刻的问题。” 同时,计算机的发展使得计算物理、计算化学、流体力学等方兴未艾,不同学科之间的边界在无形中变得更模糊。“流体力学的基本方程早在19世纪就被写出来了,但因为其数学上的复杂性,很长时间里工程师并不直接使用它。有了计算流体力学以后,这种情况得到了彻底的改变。在化学领域,想知道分子的结构就要解一个复杂的方程,这在以前是无法想象的,计算使得理论化学成为一个更为强大的学科。同样,计算物理现在也已成为物理比较主要的分支。” “在我们拥有强大的计算能力之前,第一要务就是简化,很多事情依赖直观或经验,对一些本质问题只能含混过去。而现在,有了计算这个工具后,我们就可以直接处理许多本质问题。” 但鄂维南也指出,并非有了计算机一切问题都能迎刃而解。“做好的科学,第一要知道什么样的问题是好的问题,第二才是设计算法,第三是有了计算结果后,怎么理解计算结果。物理学家爱说的一句话是:‘也许你的计算机理解了这个问题,但你并没有理解。’” “我想强调的是,计算机的发展给数学也带来了前所未有的挑战。”他说。 这一挑战在于,数学正在变得更加“广泛”,计算物理、计算化学、计算生物与计算数学在原则上是一致的。“我们数学家通常觉得别人做事不严格,我们做得更严格,更系统。但从应用的角度,人家可以说,即使不够严格也造起了桥梁,建起了大楼,数学家虽然严格,但扮演的是填填补补的角色。数学是满足于这样的角色,还是走到前沿去?这是一个严重的问题。” 1998年,诺贝尔化学奖颁给了从事计算化学工作的科恩(WalterKohn)和波普(JohnPople)。鄂维南认为,他们所解决的,很大程度上是一个计算数学的问题。再如对互联网稳定性和安全可靠性问题的研究,几乎被物理学家和计算机学家瓜分,鲜见数学家的身影。这些被公认为非常成功的领域,却没有数学家的参与。其结果是:科学本身的发展速度受到影响,数学也错失机遇,失去了很多资源。 究其原因,鄂维南分析,首先是因为计算数学和应用数学经过50年的发展,已经像纯数学一样,成为一个自身很成熟的学科,跟其他学科的联系越来越少;而更大的症结则在于教育,教育体系和科研体系的脱节。应该鼓励应用数学与多学科研究国际会议这样的方式,鼓励不同学科的交流,在教育改革上多下功夫更是刻不容缓。 “我们的教育体制已经变成了孤立的体制,中外都是如此。培养的学生知识面很窄,对其他学科没有了解。”鄂维南说:“一名学生如果能考上南开大学或者北京大学数学系,不仅数学成绩好,物理、化学都要好,否则总分不够。可是进了数学系后,一学期下来,大部分学生却形成了物理不重要,只有数学重要的狭隘观念。在其他专业也存在这样太专业化的问题。这种观念,给交叉学科造成了非常大的危害。” “生物化学、物理化学等交叉学科早就出现了,为什么最近几年‘交叉学科’这个词汇变得热门?很重要的原因是:各学科本身已经相对比较成熟。当前面临的主要问题是:教育体系和研究体系不协调。在以前,数学系的老师教数学,研究的也是数学;物理系的老师教物理,研究的也是物理。而现在,我们研究的是交叉学科,却仍按照从前的体系培养学生。普林斯顿大学正在推行一个项目,用以鼓励生物专业的学生打下很强的数学和物理基础,这是他们的基本出发点。” 对于大学数学专业课程设置,鄂维南认为:“数学教育需要同时教授数学思维和数学技术,现在忽略了数学思维方面的训练。应用数学的学生大都没有学好纯数学。以前做计算数学的人,跟纯数学接触最多的是偏微分方程,这是靠得最近的领域。现在不一样,学生必须得懂数学物理、概率论、随机过程、动力系统……更重要的是要学会数学的思维方式。” “数学不仅仅是几何、分析、代数、拓扑等一堆学科的拼凑,更重要的是它的思维方式。这种思维方式体现在两个方面:一是具体和抽象之间的密切联系,二是直观和精确之间的密切联系。” “现有的应用数学课程必须简化。特别是计算数学的课程,太繁琐。”鄂维南说,“我看了都头疼。计算数学专业的学生本科期间花两年的时间学数值分析、优化、有限元等,读研究生后再学,还是没有学好。”他曾在学生中做过测试,有的人回答不出简单的问题,“原因就是学得太‘细’了”。 鄂维南为应用数学本科生列出的必修课程,包括计算物理、生物数学、数值方法、非线性动力学、应用随机分析等,并特别强调了物理的重要性:“就算为了到华尔街挣钱,也应该学物理,因为物理也是一种思维。”他相信:“经过这样的教学改革,数学本身的价值和完整性不但不会丧失,反而会帮助把其他学科统一起来。” “数学是科学的语言。”这是让数学家们深感自豪并津津乐道的一句名言,大家由此认为无需为数学担心。鄂维南借用2006年度阿贝尔奖得主、瑞典数学家卡勒森(LennartCarleson)的一段话警示道:“拉丁文是欧洲许多语言的基础,可是现在还有几个人学拉丁文?希望数学不要落到同样的地步。” 鄂维南,43岁,现为普林斯顿大学终身教授,1996年获美国青年科学家和工程师总统奖,1999年获冯康科学计算奖,2003年获第五届国际工业与应用数学家大会科拉兹奖(CollatzPrize)。
1228 次阅读|0 个评论
[转载]一周国际要闻(5月14日—5月20日)(科技日报版)
crossludo 2012-5-21 18:28
一周国际要闻(5月14日—5月20日) 本周焦点    “弱哥德巴赫猜想”证明取得突破   数学王冠上的明珠“哥德巴赫猜想”也叫“强哥德巴赫猜想”,主要陈述的是:任一大于2的偶数都可写成两个质数之和。从这个猜想又可推出它的姐妹版本“弱哥德巴赫猜想”:任一大于5的奇数都可写成3个质数之和。   现在据英国《自然》杂志称,加利福尼亚大学的华裔数学家陶哲轩在研究“弱哥德巴赫猜想”上取得突破,证明可以将奇数写成5个质数之和。   消息援引陶哲轩的话说,有望将所需质数的数目降至3个,从而证明“弱哥德巴赫猜想”这个世纪难题。但他表示,“弱哥德巴赫猜想”与“强哥德巴赫猜想”相比还是要容易得多,想要证明“强哥德巴赫猜想”,数学家们仍要面对巨大的困难。    一周技术刷新    低成本水电解催化剂研发成功   传统生产纯氢的方式因会产生大量二氧化碳及需要昂贵化学物质而束缚了氢能的潜力,但美国能源部布鲁克海文国家实验室开发出了新的用于电解水的催化剂,采用相对廉价的材料解决了从清洁水中获取氢气的问题之一。他们研发的镍钼氮化物催化剂为纳米片状结构,开启了新的有效氢催化模式。    病毒能将机械能转换成电能   美国劳伦斯伯克利国家实验室利用一种对人类无害的病毒,开发出将机械能转换成电能的技术。其利用特别设计的病毒涂在电极上,用手指轻敲邮票大小的电极,病毒即会将敲击的力量转换成电流。新技术为制造微电子器件指出了一个简单思路,首次向个人发电机、在纳米器件中使用驱动器及基于滤过性毒菌的电子设备迈出了很有前景的一步。    新视网膜假体原理类似太阳能电池   美国斯坦福大学医学院开发出一种类似于太阳能电池系统的视网膜假体,该装置有一对专门设计的配有微型摄像机和处理视觉数据流的微机的目镜,生成的图像显示在嵌在目镜中的微型液晶显示器上,显示器发出近红外激光脉冲将播放图像投射在光电硅芯片上,芯片可通过手术植入视网膜下面,帮助那些因退行性眼病而失明的患者恢复视力。    本周擂台    石墨烯与量子点合作无间   石墨烯的吸光率仅为3%,但西班牙科学家将石墨烯与量子点结合,成功研发出一种混合型光电探测器,灵敏度是其同类探测器的10亿倍,而在这种光电探测器基础上,还能造出更多新设备,如数字摄像机、夜视镜以及其他多种传感器设备。该技术预示了石墨烯在光学传感器和太阳能电池领域的新应用。    形状尺寸可控的石墨烯量子点   美国堪萨斯州立大学用钻石刀刃对石墨进行纳米切割,进而以一种新方法生产出大量形状和尺寸可控的石墨烯量子点。高分辨率的透射电子显微镜证实,生成的石墨烯纳米结构边缘笔直光滑,通过控制其形状和尺寸,可大范围控制石墨烯的特性,使其应用于太阳能电池、电子设备、光学染料、生物标记和复合微粒系统等方面,这或将为以上领域带来革命性的变化。    “最”案现场    目前最经济有效的抗疟疫苗生产方法   疟疾疫苗因价格昂贵很难在易感地区大范围推广,而美国加州大学圣迭戈分校用一种名为莱茵衣藻的工程藻类生产出新型抗疟疾疫苗,其易于生产,成本低廉,几乎可以在地球上任何有水的地方进行生长,无论是池塘里还是浴缸中。其现已在小鼠试验中获得成功,尽管目前还不能称其为完美,但现阶段确实是经济有效的对抗疟疾的利器。    奇观轶闻    机器人遵从瘫痪者意念端起了咖啡   一个国际合作小组利用“脑门神经接口系统”,让一位瘫痪妇女通过自己的意念控制机器人手臂,取过一瓶饮料喝了一小口。该系统是一块包含96个微电极阵列的芯片,植入患者运动皮层,一台外部计算机把神经细胞群发出的脉冲模式转化为对辅助设备的操作命令。该实验目前被认为安全可行,标志着脑机接口恢复神经技术和辅助机器人技术的重大进步。    18个小时就公转一圈的系外“超级地球”   美国科学家们借助斯皮策红外望远镜,识别出一颗位于40光年之外的恒星近旁的系外行星巨蟹座55e。该星半径是地球半径的两倍,公转轨道周期为18小时,显得我们地球365天的公转周期非常之“悠闲”。由于这是在炽热母恒星的温度覆盖范围内找到了其身边一颗行星的热辐射信号,本次成果也被评价为“真正将一台观测仪器的能力推向极限的伟大案例”。
个人分类: 综合科研|1466 次阅读|0 个评论
[转载]鬼才佩雷尔曼
crossludo 2012-5-15 18:52
南方周末:数学鬼才佩雷尔曼 即便是在“怪人”云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。 6 月 8 日,世界上一批最优秀的数学家聚集在巴黎,给俄罗斯数学家佩雷尔曼颁发千禧数学奖,但是他却不在场。此前他还拒绝了数学界的最高荣誉——菲尔兹奖。 1 他再次放弃了为他人可望不可即的荣誉,同时也放弃了一百万美元的奖金。 假设你完全不知道地球的地理情况,你一次又一次派出远征的船队,这些船队接连发现新的大陆。直到已知大陆的数量增长到六块。可是你并不知道这是否就是地球上所有的大陆了。你继续派出船队,前前后后出征了几百次,但是他们没有再发现任何新的大陆。这时你提出一个猜想:地球上没有更多的大陆了。 这个猜想看起来很合理,但是它仍需要论证。这时,佩雷尔曼出现了,他用完美的严密方式向你和全世界证明,地球上确实没有更多的大陆了。 以上是俄罗斯数学家米哈伊尔·格罗莫夫( Mikhail Gromov )的一个比方。现实中的格里戈里·佩雷尔曼( Grigoriy Perelman )并不是一名地理学家,而是一名数学家。他在数学上所做出的工作的重要性完全不亚于上面的这个比方——他建造了一套漂亮的证明来确认“庞加莱猜想”的正确性。 6 月 8 日,世界上一批最优秀的数学家聚集在巴黎海洋学研究所,那里离亨利·庞加莱研究所很近。“亨利·庞加莱去世一个世纪之后,在他生活和工作过的这座城市里,他遗赠给我们的猜想被解决了。格里戈里·佩雷尔曼是登顶那个三维世界的登山者。”英国爱丁堡大学数学家迈克尔·阿蒂亚( Michael Atiyah )在赞颂佩雷尔曼的发言中说。 81 岁高龄的阿蒂亚是 20 世纪最具影响力的数学家之一,他在 1966 年就获得数学界的最高奖菲尔兹奖。然而,他对南方周末记者说:“我不认识佩雷尔曼。” 美国康奈尔大学数学家威廉·瑟斯顿( Wiliam Thurston )早在 1970 年代就提出了一个几何化猜想,他在 1980 年的一次会议上大胆表示,他的这个几何化猜想把庞加莱猜想放在了一个更加完整的框架之中。他对几何化猜想相当乐观,认为它一定能够得到证明,但他并不知道这是否会发生在他的有生之年。他自己投入了大量的精力来证明这个猜想,却始终没有成功。 “佩雷尔曼,带着极大的兴趣和精湛的技艺,在我和其他人失败之处建立了一个漂亮的证明。”瑟斯顿说,“这是一个我无法做到的证明:佩雷尔曼的某些强项正是我的弱点。” “我很荣幸能有这样一个机会来公开表达我对格里戈里·佩雷尔曼的深深钦佩和欣赏。”瑟斯顿在发言时说。然而,他也告诉南方周末记者:“我没有见过佩雷尔曼,我也未能出席他以前的讲座。” 十余名世界级的数学家在巴黎为佩雷尔曼颁发千禧数学奖,他们中的多数人却从未与佩雷尔曼谋面,或是有任何接触。更重要的是,佩雷尔曼本人没有到场。 这不但意味着佩雷尔曼忽视了一个其他人可望不可即的荣誉,也意味着他放弃了一百万美元的奖金。 “佩雷尔曼可能有很多理由来拒绝这个奖项,但我不想揣测。”格罗莫夫对南方周末记者说,“事实上,只有一个理由让他领奖——钱,但有很多的理由让他拒绝。” 格罗莫夫是世界上少有的几位与佩雷尔曼有过接触的数学家。实际上,是他让国际数学界认识了俄罗斯那名特立独行的数学天才。 2003 年 4 月,佩雷尔曼来到美国麻省理工学院,开始他在美国大学中的巡回讲座。 2 小佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,除了数学,几乎没有其他东西。 佩雷尔曼 1966 年出生于苏联的一个犹太人家庭,他的母亲是大学里的数学教师。这似乎为他数学天分的发展提供了一个有利条件,但苏联社会中广泛存在反犹太主义也为佩雷尔曼的成长与生活构造了残酷的环境。 如何向孩子讲述生活的残酷,是常常会令家长头疼的问题。佩雷尔曼的母亲选择了一种特别的方式——她把自己头脑中的正确世界当作真实的世界告诉年幼的佩雷尔曼。 所以,在佩雷尔曼的世界里,反犹太主义是不存在的。这样的世界至少持续到了他的大学阶段。在任何普通人看来都再明显不过的反犹太主义却在佩雷尔曼那里不成立,这与佩雷尔曼数学式的思维方式有很大关系。举一个例子来说,列宁格勒大学每年只招收两名犹太学生,这很容易被认为是种族歧视的典型表现。但是在佩雷尔曼入学那年,由于佩雷尔曼在国际数学奥林匹克竞赛上拿了奖牌,他被获准面试入学,那么与另外两名考进来的犹太学生一起,这一年列宁格勒大学就招收了三名犹太学生。如果说每年只招收两名犹太学生是反犹太主义存在的证明的话,那么也许在佩雷尔曼看来,这一年招收了三名学生就是这一命题的反例。 社会生活中模糊的变数是佩雷尔曼所难以理解的,这一点在他年幼时就已经形成。他的数学俱乐部老师鲁克辛( Sergey Rukshin )每周会有两个晚上与佩雷尔曼同路乘火车回家。冬天的时候,佩雷尔曼会戴着一顶苏联样式的皮帽子,帽子在耳朵的部位有两块皮子,用绳子系紧之后能够防止耳朵受冻。鲁克辛发现,即便在温暖的车厢里,佩雷尔曼也从不解开绳子。“他不仅是不会摘掉帽子,”鲁克辛在一本书中说,“他甚至不会解开帽子的耳朵,他说不然的话妈妈会杀了他,因为妈妈说了,不要解开绳子,不然就会感冒。” 鲁克辛曾经批评佩雷尔曼读书不够多,他认为他的职责不单是教孩子们数学,还要包括文学和音乐。佩雷尔曼就问鲁克辛,为什么要读那些文学书。鲁克辛告诉他,因为这些书是“有趣的”,而佩雷尔曼的回答是,需要读的书应该都列在学校的必读书单上了。 也是由于看到佩雷尔曼这样的个性,鲁克辛作为一名数学竞赛的教练,从来不用担心佩雷尔曼在数学训练中会存在“分心”的状况。佩雷尔曼确实从不分心。他的同班男孩们长大一些后开始与女孩子接吻,鲁克辛就常常去抓他们。但佩雷尔曼从不对女孩子感兴趣。 佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,这个世界里规矩就是规矩,而且除了数学,几乎没有其他东西。鲁克辛是对儿童时期的佩雷尔曼影响最大的数学教练,佩雷尔曼也成了鲁克辛生命的一部分。他让佩雷尔曼在列宁格勒的生活安全、有序,就像佩雷尔曼想象中的世界一样,一直把他送进 239 号专业数学学校。 列宁格勒的 239 号专业数学学校是数学家安德雷·柯尔莫格洛夫( Andrei Kolmogorov )创办的一所学校,这里的数学教育与普通高中里的不同,它一方面教授现实研究当中的数学,一方面也根据不同学生的背景施教。它也是苏联高中里惟一教授古代历史课程的学校。学生在这里还会接触到音乐、诗歌、视觉艺术、古俄国建筑的知识。但这里并没有苏联学校里普遍开设的其他社会科学课。 在老师和学校为他创造的微环境当中,佩雷尔曼与真实的世界始终保持隔绝,他自己的世界也就得到了保护和延续。与其他数学专长的年轻人坐在一起上课的时候,佩雷尔曼总是坐在后排。他一语不发,只有当发现某个人的解法或解释需要订正时才说话,而且总是一锤定音。也许很多时候,课堂上讲授的内容对佩雷尔曼毫无用处,但他也会静静地听着,他从来就是一个礼貌的人,因为规矩就是规矩。 佩雷尔曼的另一条行事原则是,必须讲出完整的事实,不然的话,他便可能认为那是政治。在参加全苏联数学竞赛的时候,每个学生会被发给一道题目,谁解出来了便对老师举手示意,然后老师把他带到教室外面。他把解法讲给老师,如果正确,老师就会发给他下一道题,如果错误,就继续回去做这道题。最终的胜负是看谁在规定时间内解出的题目最多。有一次,佩雷尔曼解出了题目,老师把他叫到外面,他向老师解释一番之后,老师说了句“正确”便要转身回教室。可佩雷尔曼却把老师叫住,他说,这道题还有另外三种可能的结果!他坚持要把所有的可能性告诉老师,即便这样做对于数学竞赛来说等于是浪费时间。 到了中学的最后一年时,佩雷尔曼已经在全苏联数学奥林匹克竞赛中赢得了一块金牌和一块银牌,并最终在 1982 年的国际数学奥林匹克竞赛中以 42 分的满分拿到了金牌。 3 对“灵魂猜想”的证明,使得佩雷尔曼成为数学界年轻的明星。让所有人惊讶不已的是,他只用了四页纸。 1991 年,格罗莫夫帮助佩雷尔曼到美国东海岸参加了几何节。在此之前,佩雷尔曼在列宁格勒大学读了六年书,也是在此期间,他选择了朝向几何学的方向发展。 几何节是个一年一度的数学会议,那一年在杜克大学召开。佩雷尔曼是几何节上七名报告人之一,他做了题为“曲率有下界的 Alexandrov 空间”的报告。这个题目的论文在一年后发表,成为他的代表作之一。 在几何节期间,格罗莫夫向各个重要的人士介绍了佩雷尔曼,使得这次旅行让佩雷尔曼获得了到美国做博士后工作的机会。 杰夫·齐杰( Jef Cheeger )是美国纽约大学库朗( Courant )数学研究所的数学家,他在这一届的几何节上也有报告。他注意到了佩雷尔曼。他在格罗莫夫的介绍之下与佩雷尔曼会面。一年之后,也就是 1992 年的秋天,佩雷尔曼来到库朗研究所,开始了他的博士后时光。 即便是在“怪人”云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。他似乎永远都穿同一件衣服,胡子拉碴,不剪指甲——他认为这样才是指甲的自然状态。他的食物只有面包和酸奶。美国的面包对他来说可能并不好吃,好在他找到了一家售卖正宗俄罗斯面包的商店,经常步行一段距离到那里买面包。所以,他没有什么地方需要开销,他把所有的津贴都留在银行里(这为他存了一笔钱,保证后来的一段时间里他能在俄罗斯温饱无忧)。 佩雷尔曼一辈子都没有离开过他的母亲。在纽约做博士后期间,他的母亲随他来到美国,住在布鲁克林,照顾佩雷尔曼的日常生活。 我们不知道佩雷尔曼在他的一生中有过多少个朋友,但可以肯定的是,数量非常少。在纽约大学期间,他难得地交到了一个朋友。佩雷尔曼的老师维克托·查加勒( Viktor Zalgaler )非常肯定这一点。他的这位朋友就是田刚,现在的普林斯顿大学和北京大学数学教授。 那个时候,佩雷尔曼经常与田刚交谈。不过在田刚的记忆中,他们的谈话都是关于数学本身的,没有涉及过其他事情。他认为佩雷尔曼也许会跟其他某个友善的人聊一聊其他话题,但并不是他。田刚知道佩雷尔曼会去布鲁克林桥附近买面包,但由于田刚本人并不在乎吃这种面包或是那种,所以他也并不清楚佩雷尔曼喜爱的面包究竟有何特别。 1993 年,佩雷尔曼解决了数学上一个长期存在的问题——“灵魂猜想”( Soul Conjecture )。这是一个由齐杰和另一名数学家提出来的猜想。在二十年的时间里,已经有一些人写了长篇大论来分析这个问题,但仅仅只能做出部分的证明。佩雷尔曼则做了一个能够让所有人惊讶不已的完整证明——而且,他只用了四页纸! 对“灵魂猜想”的证明,使得佩雷尔曼成为数学界的年轻明星。这一年,他才 27 岁。他在同一年的秋天搬去了美国西海岸的加州大学继续他的研究工作。但是,佩雷尔曼开始遭遇数学上的失败,这很可能是他人生中的第一次失败。他在 Alexandrov 空间的研究上卡壳了,停滞不前。 1994 年很可能是令他充满了挫败感的一年。后来,就没有人知道他究竟在研究什么了,直到八年之后他突然在互联网上张贴出庞加莱猜想的证明。 4 在 1990 年代解决了一系列著名问题后,他就消失了。现在他又浮出了水面。 2002 年 11 月 12 日,美国纽约州立大学数学家迈克尔·安德森( Michael Anderson )突然收到了一封来自佩雷尔曼的电子邮件。此时佩雷尔曼已经回国多年。信中,佩雷尔曼只说了一句话:“我想请你留意我在 ArXiv 张贴的论文 math 。 DG / 0211159 。”然后就是论文摘要部分的复制。 安德森是十来名收到相同邮件的数学家之一,这些数学家都是多年来从不同侧面研究庞加莱猜想的人士。安德森在收到邮件的第二天凌晨 5 点 38 分又给其他一些数学家发了邮件(看起来他很可能彻夜阅读了佩雷尔曼的论文),希望他们能帮忙看看这篇论文的可靠性究竟有多大。“在我看来论文中的想法是全新的和原创的——典型的格里沙(佩雷尔曼的昵称)风格。”安德森在邮件中写道。他还说:“他在 1990 年代解决了一系列其他领域中著名的问题,然后就‘消失’了。现在看来他又浮出了水面。” ArXiv 是美国康奈尔大学图书馆办的一个网站,供数理科学家张贴论文预印本。佩雷尔曼张贴的这篇论文是他证明庞加莱猜想的三篇文章的第一篇。第二篇和第三篇论文在 2003 年张贴。整个过程如同行云流水,然而,他的同行们需要用一两年的时间才能理解这三篇文章。 2003 年 4 月,佩雷尔曼来到美国麻省理工学院,开始他在美国大学中的巡回讲座。即便是他这样沉静、内向、低调的数学家,也按捺不住急切地与人分享的心情,每天都在研讨会上向不同的听众讲解他的证明。佩雷尔曼非常有耐心地一点点讲解,并乐于回答听众提出的每一个问题。当然,这种分享仅限于数学圈之内,他只想讲给那些有可能理解他的工作的人听。 然而,《纽约时报》的记者捕捉到了这个信息,在报纸上发表了一篇报道,题目是“俄罗斯人宣称解决了一个著名的数学问题”。这篇报道很可能令佩雷尔曼不快。首先,他并没有“宣称”什么,他只是在与同行们讨论。更重要的是,报道当中提到,如果佩雷尔曼的证明经受住了同行两年的考察,那么他可能会获得一百万美元的奖金,也就是克雷研究所的千禧数学奖。这样的写法给人一种错误印象:佩雷尔曼似乎是冲着奖金来的。但实际上,佩雷尔曼早在克雷研究所设立百万美元大奖之前就已经投入证明庞加莱猜想的工作中了。 在这个时候,佩雷尔曼的朋友田刚也犯了一个“错误”。 2004 年春,田刚接受了美国《科学》杂志的采访,谈及佩雷尔曼的工作。随后,他就发现佩雷尔曼不再回复他的电子邮件了。 实际上,佩雷尔曼的论文也是田刚研究工作的重要方向,他和另一名拓扑学家约翰·摩根( John Morgan )组成的团队是世界上三个核实佩雷尔曼证明的团队之一。 “ 2002 到 2006 年间,除了他在麻省理工的时间,我们在数学方面有一些联系。他在访问麻省理工期间,我们聊了很多,大部分是关于数学的。”田刚回忆,“他回到俄罗斯之后的许多年里,我们几乎没有联系。” 没有人确切地知道佩雷尔曼为什么不再理睬他的老朋友了,但他看起来做得很彻底。摩根和田刚将他们的研究结果写成了书,并且用邮寄的方式送给佩雷尔曼。但过了一阵子,邮件被退回到他们手中。 田刚这样向南方周末记者讲述这件事情:“在成书之后,我们确实寄送给了可能会对此感兴趣的几个人,其中包括佩雷尔曼。鉴于他的工作是直接相关的,我们送了他一本,看他能否做出评论。这是一种标准做法。但是手稿被退回了,说地址错误。我们没有想太多。也许我们没把地址写对。” 5 他切断了与外界的所有联系。与此同时,外部世界则对他充满了好奇,无数的媒体开始围在他家周围。 如果说这个世界上有任何人在评价佩雷尔曼的工作上具有权威,那么他应该是美国哥伦比亚大学数学教授理查德·汉密尔顿( Richard Hamilton )。汉密尔顿在数学上最著名的贡献就是发现了 Ricci 流,而 Ricci 流正是让佩雷尔曼接近顶峰的助手。 佩雷尔曼发表论文之前的许多年里,汉密尔顿自己以及围绕他形成的所谓“ Ricci 流共同体”也一直试图证明庞加莱猜想,但从未遂愿。这段时光里,汉密尔顿是否知道佩雷尔曼都是一个疑问。佩雷尔曼曾经去听过汉密尔顿的讲座,他实际上是对汉密尔顿心怀敬意的,他还在讲座之后向汉密尔顿请教过问题。那个时候的汉密尔顿显得亲切友善。 然而,当佩雷尔曼这个“ Ricci 流共同体”之外的陌生人带着他的答案来到美国四处讲座的时候,汉密尔顿保持了沉默。作为一个最该出现的人,他并没有很快在讲座上出现。只有当佩雷尔曼的巡回讲座抵达哥伦比亚大学去的时候,汉密尔顿才终于出现在教室里。听完了佩雷尔曼的讲解,他简单地问了几个问题;在佩雷尔曼看来,这些问题毫无深度,也许他连他的论文都没有读完。 2004 年 5 月,佩雷尔曼回到了圣彼得堡,他与少年时代的数学老师鲁克辛一起散步,他告诉老师,他对数学界感到失望。 2005 年 12 月,在没有明确原因的情况下,佩雷尔曼辞去了莫斯科 Steklov 数学研究院的职务。 由此,佩雷尔曼再一次从世界上“消失”了。佩雷尔曼切断了与外界的所有联系,他平时只与自己的母亲和老师鲁克辛交谈。与此同时,外部世界则对佩雷尔曼充满了好奇,自从俄罗斯的这位世界级数学明星诞生以来,俄罗斯无数的媒体开始围在他家周围。 “只要我不是惹人注意的,我就有得选择。”佩雷尔曼有一次说道,“或者去做某种丑陋的事情,或者,如果我不做这种事,我就被像宠物一样对待。现在,我成了引人注意的人,我不能再做保持沉默的宠物。这就是我为什么要退出。” 佩雷尔曼不仅仅是辞了工作,他实际上是退出了数学界。 在所有的外人当中,《纽约客》的两名作者是幸运的,他们成了这个世界上仅有的与佩雷尔曼本人聊了数个小时的记者。 2006 年 6 月,他们飞往圣彼得堡。在此之前,他们向佩雷尔曼的电子邮箱里发了几封信,希望他能够安排见面。基本上毫无悬念地,他们没有收到任何回复。到达圣彼得堡后,他们乘出租车来到佩雷尔曼居住的公寓。 他们没有敲门,而是在佩雷尔曼的信箱里放了一本书——约翰·纳什的文集,并留了张字条,告诉佩雷尔曼,他们转天下午会在附近操场的一条长椅上等他。第二天,两名作者在长椅上等了一下午,佩雷尔曼没有出现。 于是,两人又在佩雷尔曼的信箱里留了一盒珍珠奶茶和另一张字条,列举了想要跟他讨论的问题。佩雷尔曼仍然没有回应。两人就又重复了一次。佩雷尔曼还是没有回应。 于是两人以为佩雷尔曼并不在家。于是他们按了门铃,希望至少能与佩雷尔曼的母亲谈一谈。一名妇女开了门,把他们让进屋去。佩雷尔曼就在屋里。与佩雷尔曼打了招呼之后,两名作者才知道,他已经数月没有查过电子邮件,整整一周没有开过自家信箱了,所以他根本不知道眼前的两人是谁。 第二天,佩雷尔曼与这两名不速之客在圣彼得堡的大街上逛了四个小时,然后又一起观看了五个小时的声乐比赛。他反复告诉他们,他已经不在数学界了,并且不认为自己是一名专业数学家了。他还对他们说:“我想交一些朋友,他们不必是数学家。” 两名作者回到美国后在《纽约客》上发表了一篇长文。这篇文章中一半篇幅用来讲述佩雷尔曼的故事,另外一半则在讲哈佛大学数学家丘成桐以及两名中国数学家曹怀东和朱熹平。 曹怀东和朱熹平是摩根和田刚之外的另一个验证佩雷尔曼证明的团队。他们在 2006 年发表了一篇三百多页的论文,给出庞加莱猜想的完整证明。丘成桐随后在中国大陆召开记者会,宣布了这一消息。 曹怀东和朱熹平论文的摘要是这样写的:“在本文中,我们给出庞加莱猜想和几何化猜想的完整证明。这项工作依靠于过去 30 年里许多几何分析家的工作积累。该证明应被认为是汉密尔顿-佩雷尔曼 Ricci 流理论的至高成就。” 在一些人看来,这似乎在暗示汉密尔顿和佩雷尔曼只是做了基础性的工作,而证明庞加莱猜想的“临门一脚”是由这两位数学家做出来的。在《纽约客》的文章中,作者描绘了数学家们是如何想要从佩雷尔曼那里争功的。随后《纽约客》收到了丘成桐的律师函,函中称文章中存在“错误和诽谤内容”。 6 “我们在数学上从佩雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反思自己。” 2006 年,国际数学联合会决定授予佩雷尔曼菲尔兹奖。这是数学界的最高奖项,有人称它为数学界的诺贝尔奖。佩雷尔曼拒绝了。 国际数学联合会主席约翰·保尔( John Bal )飞去圣彼得堡,试图说服佩雷尔曼领奖。这是菲尔兹奖历史上没有出现过的情况,联合会主席竟然要亲自去说服一个获奖者接受这个奖项。他与佩雷尔曼交谈了数个小时,他向佩雷尔曼提供了几套方案,包括佩雷尔曼不必出席会议,他们把奖章送到圣彼得堡来。但是佩雷尔曼拒绝了。 格罗莫夫在一本书中回忆说,最初菲尔兹奖评审委员会给佩雷尔曼寄了封信,而佩雷尔曼表示,他不会与委员会对话。“一个人不应该跟委员会对话。”格罗莫夫说,“人应该跟人对话。……当委员会像机器一样运行的时候,你就应该停止跟它打交道——就是这么回事。唯一奇怪的事情就是越来越多的数学家不是这么做的。这才是奇怪的事情!” 那一年,本该是西班牙国王为佩雷尔曼颁奖。“国王是谁啊?”格罗莫夫说,“为什么国王能给数学家颁奖?他是谁?他什么都不是。在数学家的眼里,他什么都不是。” 另外也有人认为,佩雷尔曼拒绝菲尔兹奖的一个原因是,他需要与其他数学家分享这个奖项。根据规定,菲尔兹奖每次授予两到四个人。 2006 年,与佩雷尔曼一同获奖的还包括俄罗斯数学家安德雷·欧克恩科夫( Andrei   Okounkov )、美国加州大学的数学家陶哲轩、法国数学家温德林·沃纳( Wendelin Werner )。佩雷尔曼可能认为这些数学家所做的工作与他并不在一个层次上,所以不愿与他们并列。 2000 年,克雷数学研究所宣布了七个“千年难题”,并承诺有人解决任何一个难题,就奖励一百万美元。其实在所长詹姆斯·卡尔森( James Carlson )看来,此举的噱头意义更大,他只是想通过这样的方式来激发人们对数学的关注,并没有指望这些问题中的任何一个能够在他的有生之年中得到解决,也没想到百万美元真的能够发出去。 他完全没有料到的是,几年之后,佩雷尔曼就解决了其中的一个。同时,佩雷尔曼也为卡尔森出了道难题:佩雷尔曼不答应领奖。 于是,卡尔森像保尔那样也飞去了圣彼得堡。但是他没有卡尔森那样的运气——佩雷尔曼没有与他见面。他通过电话与佩雷尔曼交谈,怀着一线希望,希望佩雷尔曼能够接受这一百万美元。佩雷尔曼静静地听他讲。佩雷尔曼一直是一个有礼貌的人。最后佩雷尔曼告诉卡尔森,他需要考虑一下,如果决定领奖,会第一时间通知克雷研究所的。 现在看来,佩雷尔曼的回答只是出于礼貌,他从一开始就没有打算去领奖。 英国《每日邮报》今年 3 月份的报道说,佩雷尔曼紧闭家门,在屋内对外面采访的记者说:“我应有尽有。” 现在,佩雷尔曼与他的母亲生活在一起。自从他将一张鲁克辛转送的 CD 砸向这位少年时代的数学老师之后,他也与这位师友断绝了来往。 “如果他拒绝了(千禧数学奖),我并不会感到惊讶。”田刚在颁奖前对南方周末记者说。 “佩雷尔曼对公共场面和财富的厌恶令许多人迷惑不解。”瑟斯顿在颁奖仪式上说,“我没有跟他讨论过这个问题,也不能代表他发言,但是我想说,我对他内心的强大与清晰感到共鸣和敬仰。他能够了解和坚持真实。我们真实的需求位于内心深处,然而现代社会中的我们大多在条件反射式地不断地追逐财富、消费品和虚荣。我们在数学上从佩雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反思自己。” (本文部分参考了 Masha Gessen 著《完美的严谨》( Perfect Rigor )一书,谨致谢忱。) 【南方周末】本文网址: http://www.infzm.com/content/46375/1
个人分类: 物联工程|1769 次阅读|0 个评论
磨坊主数学家---Green
热度 2 zjzhang 2012-5-10 22:49
磨坊主数学家 Green (1793---1841).
个人分类: 数学|3331 次阅读|3 个评论
裁缝数学家---Simpson
zjzhang 2012-5-10 22:46
Thomas Simpson (1714---1761) 在近似计算中的 Simpson 公式不是 Simpson 发现的!
个人分类: 数学|2954 次阅读|0 个评论
奥数也许不是必需的---数学家的成长
热度 10 arithwsun 2012-5-10 22:01
奥数也许不是必需的---数学家的成长 王永晖 我相继写过一些幼小数学教育的博文,也利用豆瓣的功能做这方面的教育记录。 太好了,儿子变笨了 幼小阶段数学教育的真功夫 笨男孩的幼小数学教育日记 点击链接即可打开 内容已经积累的挺长的了,但感觉现在归纳起来,有这样几条原则,或者说是我的猜想,跟相熟的几位数学老师聊,还好,他们还是有点认同的。这篇博文的意思是扩大范围,继续在数学家/科学家圈子里面征求意见。 幼小阶段数学教育的真功夫,在于: A1. 对数学的集中注意力,以此基础最终发展成良好的自学习惯。 A2. 对数学的敏感度,即知道哪里不懂的能力,以此基础最终发展成坚韧的探索精神。 口算练习是必须的,但应该认识到其中存在两个阶段: B1. 孩子学习数学口算,每次都从原始定义出发,没有意识到可以借助于记忆力(即使孩子本人在其他方面的记忆力很好),自然会比较慢显得笨,这种“笨”是值得保护的,如果孩子还小,勿须拔苗助长,多此一举地去提醒他们动用记忆力。 B2. 孩子们开始意识到可以在数学中使用公知常识,即记忆力,口算速度自然就会加快,这是个分水岭。 孩子接触奥数题目,应该有两个前提: C1. 身脑和谐,比如使用华德福拍手数数的方法很顺溜之后,身体节奏跟口算节奏相一致,这是第一个前提。 C2. 心脑和谐,即我在 博客置顶文档 中表达的观念,同理心的一大结果会是------逻辑推理能力,缺少同理心的人,也会缺乏内蕴的自然推理能力。 所以,我虽然发现儿子现在挺聪明的,在智力上其实已经可以接触些奥数类题目(现在小学一年级就有奥数题目了,朋友给了本教材,我翻了翻,其中有些题是挺不错的,有点像智商测试题),但是上面两个前提都还不具备,所以就没开发。 我们都知道,逻辑推理能力对学数学是非常重要的,但是我的文档中有一个认识,我以为是重要的,但并不见得为大多数人所知,这里就再次点一下,就是,孩子最早的逻辑推理训练,其实来源于家教规则,而不是数学。 如果一个家庭,家教规则混乱,孩子可能算术知识都是对的,但其实他脑子里的逻辑推理是乱的,就学不了更深入的数学了。 同理心也是这个意思,不过比家教规则的训练更靠后些,要再大点的孩子才能练,同理心就是从别人的角度看问题,不具有同理心的人,也不可能具有真正的抽象思维能力,因为抽象思维能力,恰恰是要求一个人能够从多角度地看待问题。 家教规则与同理心,合起来就是“心脑和谐”。我们应该认识到数学学习的难度和高度,我自己是认为,孩子应该在“身脑和谐”与“心脑和谐”之后,再去正二八经地学数学思维证明题,俗称“奥数”。 当然,这些只是我的探索性想法,因而称之为猜想。但是这个猜想,根据现实中一些例子来看,有合理性的支持。正面的例子是我的老师之一--刘建亚,最近重读他的一篇文章,才意识到更深入的优美,当年博士的时候读,是仅把它当作有用的工具。 刘建亚老师,我接触这么多年了,很明显不具有奥数风格,没有那么明显的聪明劲儿,但是他能把东西做深,推进往前。他其实当年在本科毕业之后,做数学研究之前,先练了5年书法。这样的不具有奥数聪明劲儿的老师还有,级别甚至更高,但是从学问上来说,我只提自己所知最深的。 反面的例子是,我在首师大教的某些本科生,甚至有参加过奥数,名次也还可以的同学,学的知识量貌似挺大,但是真正让他推理的时候,其逻辑链条竟能断掉,我就问这样的同学,是不是小时候玩少了,答案均为是。 这样的同学在个人发展的时候,其实挺麻烦的,因为做数学,毕竟不同于做政治,喊喊口号就行的,所以中国国情下,这样的同学如果学文科,也许能拿到博士,但是在数学科,是绝对走不下来的。 目前班上数学能力最好的同学,反而是来自山村,其实成为数学家也没什么神秘的,关键是要入对门,这位同学,只要按现在这样做,不出什么古怪意外的偏差的话,将来肯定是数学家(即,拿到大学数学教授的职位),如果在研究生阶段遇到更好的机遇的话,成就更大一些也未可知。 昨天,这位同学上黑板研讲的时候,趁着空档我插科打诨,告诉全班同学,他们现在正在观看一个数学家的年青时候,我要让同学们认识到,数学家没有那么神秘,就这么干就行。 那么,有这些正反的案例做参考,所以我有理由提出上述六条猜想,希望得到数学家/科学家们的指正。这种事,普通老百姓确实是没法说上话的,必须最高级别的 数学家/科学家确定下原则后,逐渐落实应用于教学,普通家长们不可能具有这种级别的能力,社会上那些反奥数、称奥数为“黄赌毒”的偏激型人士(文科学者),也不具有这种能力。 延伸阅读:关于身脑和谐方面的探索,正在这个帖子里进行记录: 用身体来学数学:数学课与体育课的交集 http://www.douban.com/group/topic/27061918/
个人分类: 大学建设|7366 次阅读|16 个评论
从今天起少玩dota,多看书
热度 1 sjtuscience 2012-5-6 20:37
今天是2012/5/6,前段时间有好几本书没有看,现在做一个时间点,好好看书 第一部书是 .(美国)Morris.Kline。粗略的翻了这本书时,我被震撼了很久。以前太孤陋寡闻了。感觉欧美今日的发达绝不是空中楼阁,其中的很多思想可以追溯到2400多年前的古希腊。而现实情况是中国古代并不重视数学,这是显而易见的。没有什么数学家,没有什么数学著作,没有学术流派。这就是事实,知耻而后勇。 第二本是牛顿的自然哲学的数学原理。牛顿是个伟大的人物,站在巨人肩上的天才。现在的很多理论都发源于此,伟大的爱因斯坦也只是对他的时空观有所改进。大的框架性的东西仍然是牛顿建立的。一本内容不落实的书。 与伟大的人交流,才可以提高自己。
3001 次阅读|2 个评论
[转载]著名华裔数学家丘成桐—几何学赏析
crickxiang 2012-4-25 09:34
主题:著名华裔数学家丘成桐先生——几何学赏析 时间:2011年11月4日 地点:中国人民大学 主办:中国人民大学人文院和艺术学院 编辑:陈芳 丘成桐(Shing-Tung Yau,1949年4月4日-) : 著名华裔数学家,哈佛大学终身教授、美国科学院院士、中国科学院外籍院士及多个国家科学院的外籍院士。曾获得数学界最高荣誉菲尔兹奖、有数学家终身成就奖之称的以色列沃尔夫数学奖、瑞典皇家科学院克拉福德奖等数学界顶级荣誉。 part01 几何起源:毕达哥拉斯—柏拉图-欧几里得-傅里叶 “数学跟大自然一样广泛、丰富,和大自然走的是相同的轨道,也共同见证着宇宙的包容、简洁、稳定”。 今天很高兴在这边做这个演讲,我对文学、人文科学其实都不是很懂,都是自学,所以讲人文方面都是班门弄斧,希望你们专家能够原谅。今天讲的几何学倒是我的专长,我研究几何学45年,对几何一直都是很喜欢,我的数学就是从几何学来,以后更应用到很多方面。 现在我们来讲几何的起源。几何起源很老,基本上有4000年的历史。古代人在生活实践中发现了很多简单的几何图形,发觉它们满足了一定的规律——简洁、明了,具有一种美感。于是他们开始研究几何,这种美感令人赞叹。几何图形,在埃及、巴比伦都有很多论述,但这些论述都不是系统化的。 1、泰勒斯。 到公元前68年,在希腊文明中才得到明确的推崇。第一位对几何有兴趣的希腊哲学家叫泰勒斯(Thales),他开始晓得不能够用神秘宗教来解释自然,要创造一个演绎的方法,利用逻辑的思想来统一自然界与几何的现象。这是一个很大的突变,以前哪个国家的文化都没有这种想法。 2、毕达哥拉斯 他的学生毕达哥拉斯(Pythagoras)采取了定理证明的概念,毕达哥拉斯学派很重要,影响了整个西方的科学思想,这里不是一个人,是一群数学家。他们认为宇宙的实体有两个:一个是数字,万物都是数字,数的存在是有限方面的实体;一个是无限的空间,空间是存在的无限的实体。数字跟空间合在一起,生出宇宙万象。这个概念一路影响到今天,不仅仅是几何本身,早在16世纪发展解析几何的时候,就用到坐标系统、用到数字来描述,到现在计算机能够用数字来描述,世界上一切东西都跟这个有关;而我们看到物体的分布影响到空间几何,也受到空间几何的影响,这个概念也是近代物理爱因斯坦推崇的主要概念。 3、柏拉图的三个著名几何问题 第三个重要的人物是柏拉图(Plato),他是一位哲学家也是数学家,他在雅典郊外成立了一个很出名的学院叫Academy(也称柏拉图学园),相传他的文章讲“不懂几何学者,不能进这个学园的门”,可见柏拉图在希腊学界多么重视几何学。这种理念也影响了西方科学相当长的时间。柏拉图虽是哲学家,但他对数学有很浓厚的兴趣,他认为几何上有五种正多面体,在三维空间里只有五个正多面体,跟二维空间不一样。这个命题在欧几里得的《几何原本》中被证明。这个命题的证明并不是很简单,可是这个定理令希腊的哲学家很兴奋,他们认为这是自然界赐予的一个美好的理论。这种理念影响了很久,甚至到了19世纪,伟大的天文学家开普勒,还企图用此来解释宇宙的结构、身体的运行,不幸地,开普勒的解释是错误的。可在大自然的晶体里,我们可以找出五种结构出来,这五个结构影响到今天的数学发展。 柏拉图提出了三个著名的几何问题:三等分一角;构造正方形与单位圆同面积;构造立方体,其体积是单位立方体的两倍。我希望你们在中学学过这三个问题,这三个问题影响数学界差不多2000多年,第三个问题在中国、印度亦出现过。如果容许用复杂的机械来解决这三个问题,古代数学家早已找到答案,但柏拉图坚持我们用最单纯的几何方法,即只靠圆规和直尺来构造,也因此这三个问题影响了很久。 第三个问题又叫Delos问题,传说Delos城的居民为了解除太阳神Apollo(阿波罗)降给他们的瘟疫,向Delphi(智慧女神)神庙的祭司求救,祭祀要求他们做一个立方体,它的体积要刚巧是Apollo祭坛立方体的一倍。他们不懂得怎么解决,只好向柏拉图请教。这个问题有很久的历史,可能是蛮有兴趣的一个传说。 4、伽罗华群论 柏拉图提出的这三个几何问题直到19世纪伽罗华理论(Galois Theory)出现后,才得到完满的解决。伽罗华是位年轻数学家,21岁就去世了,他解决这个问题的时候才20岁,留下了很多重要手稿。他去世不是病死也不是其他,而是为了争女朋友跟一个朋友决斗而亡,很不幸。他的方法中是用到一个很重要的概念叫群论,用群论解决了这三个问题。他们发现这些问题跟用圆规与直尺构造的数字有密切关系。他们发现这些数字必须满足一些以整数位系数多项式方程式。然而,假如用圆规与直尺来做的话,这三个问题所产生的数字(比如√π、?2)并不能满足这些方程(1882年的Lindemann证明π为超越数,它不满足任何整数为系数的方程),因此,这些古典问题是不能用圆规和直尺来解决的。 所以这三个问题是很古老的问题,直到19世纪用相当高深的数学才能完满地解决。这三个问题只不过是好奇,可是解决它们的方法却影响到近代数学与近代科学的发展。伽罗华群论成为20世纪、21世纪最重要的理论之一。 5、欧几里得五条公理 欧几里得是柏拉图之后集几何学的大成,他由五条公理推到大量有趣的命题,实开千古科学演绎法之先河,直接影响到以后牛顿力学体系。牛顿利用三个基本定律来推导天体的运行,其中逻辑运用之妙,无可伦比。 逻辑运用,是很重要的事情,这也是整个中国科学发展缺少的一部分,西方从希腊数学家就开始了。欧几里得其实用了柏拉图学生亚里士多德发明的三段论证法。三段论证有大前提、小前提、结论,看起来简单,可是学生很少明白,中国的科学也很少用。 欧几里得就是通过归纳法,发现平面几何上有五条显而易见的性质。举例来讲,两点可以用一条直线连起来等种种不同方法,归纳出五条公理,并根据这个公理推导出平面几何所有的定理。这是一个漂亮伟大的贡献。 第5条公理叫平行公理,在直线外任何一点,必有唯一的直线通过这点而不与原来的直线相交,就是一个平行线。我们都学过这个公理,很多人现在认为可以接受。可是差不多有20世纪,哲学家都不大愿意接受这条公理,他们企图用其他四条公理去证明,但都没有办法成功。今天看起来好像简单的一个问题,可是哲学家始终不服输,一路到19世纪初期,算术几何的面世,才发现平行公理是不能用其他四条公理证明的。 6、高斯、黎曼、傅里叶 因此,我们又产生了一个新的几何——算术几何。算术几何跟平面几何不大一样,平行公理最重要的是影响到算术几何的诞生,也影响到几何学对空间观念的完全改变。 算术几何以后,通过两个伟大的几何学家——高斯与黎曼,对空间的观念开始完全改变。空间不再是欧式几何那样简单的一个空间,而是能够变动、能够影响我们天天看到的物理现象有关的空间。由于平行公理的变化,从平行移动的观念引出了内对称的观念,进而影响到高等物理粒子的变化,内对称主宰一切已知粒子的变化,著名的物理学家杨振宁先生的理论就是要从内对称演绎的。近代数学开始影响近代物理学的发展。 19世纪伟大的法国数学家傅里叶,他讲数学可以用来决定最一般的规律,同时也可以量度时间、空间、温度,所以他讲数学跟大自然一样广泛、丰富,和大自然走的是相同的轨道,也共同见证着宇宙的包容、简洁、稳定。数学是很抽象的,可是从一个伟大的应用数学家那里,看得出来数学有其自己的空间、发展的方法,不一定跟其他自然科学有同样的问题,它是走自己的路。 以简制繁的观念也影响到艺术的发展。大部分学者认为统御自然界的共通原理必须简洁,从牛顿、到爱因斯坦、到笛卡尔、到杨振宁,都是这样的看法。所以,描述自然界的绘画,或者表露心灵与自然界交接的诗篇与颂词亦必如此。这种观念,我认为起源于希腊的基本精神。 part02 几何之源——古希腊“调和”之精神 调和的思想也可说贯穿了古代数学直到近代数学的发展。数学的美,使我们与大自然更为接近,大自然的美开阔了我们的胸襟,加深了我们的视野。 下面讲讲古希腊人的精神。也是从我父亲的一本书里所引,我父亲是个哲学家(编者注:丘成桐父亲名丘镇英)。英国一个出名的作者叫狄更逊(Dickinson)在其所著《希腊人的人生观》(The Greek View of Life)中说:调和呦!就在这一字的意义上,我们可以有办法解说希腊文明的主要观念。 希腊人视美与善,身与心,个人与国家、神与人为调和统一的。 1、美与善之调和 柏拉图在《理想国》中讲:“美术家能洞鉴美与善之真性,发挥之于技术,使吾伎之青年,身之所居,目之所见,耳之所闻,无一而非善,而善之真际,即同时流露于其身目,有如清风之来自蓬莱,人之灵魂与同情之美,于不知不觉之间。” 2、身与心之调和 希腊大政治家伯里克理斯(Pericles)讲:“我们是美之爱好者,但我们的趣味是淡雅的,我们陶冶心灵,但我们也不失却丈夫气。” 柏拉图在《理想国》中以体育和音乐为教育之基。前者是养身,后者是修心,可见注重身心调和。 3、个人与国家的调和 亚里士多德说“国家系相同的人们,求达可能的最善生活的一种组合。”所以希腊人绝不能逃避对国家应尽的义务,但也要个人的自由,个人与国家在一定分限上调和无间。 4、神与人的调和 希腊人认为神是美丽而人性的生物。男神是雄伟的美男子,女神是纯洁的美女子。你可以讲它是宗教,其实不是宗教,这是希腊人的理想,假借众神来表现。 调和的思想也可说贯穿了古代数学直到近代数学的发展。数学的美,使我们与大自然更为接近,大自然的美开阔了我们的胸襟,加深了我们的视野。也正由于这个原因,从宇宙的起源,星球的运行,原子的结构,一直到山水人物的绘画都有许多几何学家参与其中,进行研究,做出了基本的贡献。 远古的时候,无论埃及人、巴比伦人、印度人和中国人都对历法有浓厚的兴趣。这些关于星体运行的学问,自然牵涉到几何学。事实上,古希腊人早已知道如何量度地球的半径和地球到太阳的距离。 古代中国人对地图的制作有重要贡献,刘安在《淮南子》中也讨论了如何计算地日的距离,可见古人一方面好奇,一方面由实际需要来发展几何,传说中国同余定理的发现始于历法的计算。 而希腊天文学家西帕恰斯发明正弦的概念来测量星体的运行;托勒密则造弦表,以后阿拉伯和印度数学家将三角发展出来,可见天文学对数学的影响。 现在回头再讲数学、几何学,从古希腊想法发展出来的结果,对毕达哥拉斯学派来讲,万物皆数,第一个他发现音乐可以用数字来解释,这个学问表面上跟几何学毫无关系,但到19世纪,傅里叶对波动力学开始研究后,谱分析逐渐在几何学生根,任何一个图形都有它的谱,这些谱的研究已经成为几何学的主流。 是怎么产生的呢?举一个例子来讲,我们设想几何图形由一片薄膜做成,比如鼓,可以是用任何几何图形做成的鼓,击打这个鼓,会发出不同的声音,这个声音用谱来分析,可以推测鼓的形状,这是一个重要的问题。也可以看出几何与音乐的关系,从几何图形产生的音乐,我们可以推导出几何图形是怎样的。 音乐的美由耳朵来感受,几何的美由眼睛来感受。美丽的音乐与图形都有调和的意义,这是刚才希腊人的调和之意。这种调和的意思可以用数学来定义,举个例子,我们固定两端的琴弦,弹奏时会形成很多不同的波,这些波由基本的正弦函数组成,如弦长为L,这些函数可写成sin(nx/l),这是个很漂亮的函数,有调和的意思在里边。 什么叫调和函数?调和函数的定义是这样子,它定义于空间,并满足于一个重要性质,即它在每个点上的值等于它在环绕这点上球的平均值。这些函数有着“中道”的性质,这与希腊哲学中所追求的中道和儒家的中庸有着共同的意思。所以调和函数是一个很美妙的函数,每点的值是一个平均值,不多也不少。 函数跟我们讲的基本波有很多共同的东西。击鼓时,鼓的振动由基本波组成,这些基本波的描述与上述的调和函数极为相似,也许这就是音乐和美术有共通之处的原因。 有趣的是,这些基本波都有物理意义。这些波都有能量,在一定的条件下,音乐的基本波具有最少的能量。这是物理和几何学中基本的原则:物质的状态,总是在具有最低能量时最稳定。这是个基本的看法,影响了物理学、几何学、数学几百年。 我们喜欢最低能量的状态,正如一般人所讲“水向低流”,因为向下流它的位能是最低的。在社会给定的条件下,人的欲望达到最低时可说是“至善”的一个判断防范,所以清心寡欲是一个调和的概念,因此美与善可以调和,数学家喜欢平静与天真。我的老师陈省身如此,二十世纪伟大的法国几何学家E.Carton也说:“在听数学大师演说数学时,我感到一片的平静和有着纯真的喜悦。这种感觉大概就如贝多芬在作曲时让音乐在他灵魂深处表现出来一样。” 几何学里还有一个重要的概念就是对称,对称的概念影响了数学几百年,也影响到整个物理学界几百年。对称是调和观念的另一种表现,希腊人喜欢柏拉图多面体,就是因为他们具有极好的对称性,他们甚至将其与宇宙的五个元素联系起来:火—正四面体;土—正六面体;气—正八面体;水—正十二面体;正十二面体代表第五元素,是宇宙的基本要素。 这种解释大自然的方法虽然并不成功,但是对称的观念却由始至终地左右着物理学的发展,并终于演化成群的观念。从伽罗华开始,到SophisLie,Klein,和Carton诸位大师的手上,对称群在几何学生的威力展露无遗,成为现代几何与现代物理的支柱。 在我国传统《易经》中,阴阳的观念至关重要。从数学来讲,这种对偶在古代数学中早已出现,例如Apollonius和Pappus研究pole和polar,以后射影几何学家研究点和平面的对偶关系等,流风所被,直至近代拓扑学和代数学中对偶理论皆有辉煌的发展。 近三十年来,所谓镜对称的概念出现在描述宇宙结构的弦论中,至大的空间和至小的空间,至强的理论与至弱的理论有着相同的结构。在对偶理论里,大的空间跟最小的空间,是对偶,是互相影响对方的;强的理论跟弱的理论也有相同的对偶性,这是一个很奇怪的现象,在数学上是可以证明的,只是到目前为止还没办法证明。假如弦论能由试验证明,道家的阴阳或可由数学观念来解释。 古希腊人崇拜雄伟的男神与美丽的女神,也可以看做是刚柔的对偶,刚柔互济,发展出来的几何学也是多姿多彩的。文艺复兴的时候,很多艺术家想将景物有深度感觉滴表现在画布上,他们发觉这个问题与射影几何有很重要的关系。 布鲁涅内斯基得到一些成果,在研究透视学上,非阿尔贝蒂写了两本书,研究不同的屏幕映像的关系,圆锥截痕跟对偶原则得到更深入的研究,由此可见绘画艺术对几何的影响。我十多年前看过一本书,是康熙雍正年间大将军年羹尧的哥哥写的一本关于透视几何的书,可见雍正年间也注意到用几何学来研究怎么画画。 投影几何对整个数学有很大的影响,奥斯几何跟很多几何研究距离、长度的问题,到了投影几何,我们不研究距离,因为将一个三维的图投射到二维花布上时,量不出其长度,而开始研究线和线的相交或线和面的相交,对偶观念由此产生。投影几何在十九世纪成为主流的学问。 接着我们来讲一个伟大的数学家,也是个伟大的物理学家,他叫Herman Weyl,他是20世纪前50年最伟大的数学家,也爱物理,几个重要的物理方程是他发明的。他说:假如要我在大自然的真实与数学的美之间做选择,我宁愿选择数学的美。很幸运的是,自然界的真理往往是极为美妙的。所以从数学的美选择出来的方程、选择出来的图形,往往能够解释大自然里的真理。 普林斯顿高等研究所,我曾经在那里教过五年书,爱因斯坦也曾在那里工作过30年。它的徽章是真和美,左手是裸体的女神,右手边是穿着衣服的女神。“真”是一个赤裸裸的女神;“美”是漂亮的、穿着衣服的女神。无论文学家、美术家、音乐家、数学家、物理学家都在不断发掘美的意义,和如何去表达大自然众生诱导出的美,者是很重要的事情。 part03 用崇高的思想学习真美 未经烈火的煎熬,没有办法完成大学问。 现在我来谈谈体育,无论希腊哲学也好,儒家哲学也好,都很注重体魄的训练。亚里士多德认为希腊人要有超卓的意志,意旨希腊人昂昂然若千里之驹,自视甚尊,怜人而不为人怜,奴人而不为人奴。正如孟子所谓“富贵不能淫,贫贱不能移,威武不能屈”。 其实任何有深度的学问都有其本质所在,数千年累积下来的学问就是我们的体魄,没有这个实质,就没有办法创新,就没有办法寻找新的空间,就没有办法离开古人的范畴。这是我自己的看法,很多人讲,做数学是一个天才的活动,可是数千年来,伟大的天才数学家至少有两三百,他们累积下来的学问是很有意义的,我们不能够超越他们,因为我们的脑袋不大可能超越几百个天才累积下来的经验,所以我们一定要想办法了解前人的思想,才能够向前走,才能够昌盛。我们能够培养我们的美,也一定要有学习的能力,能够学习前人做过的事情。 所以屈原说,纷吾既有此内美兮,又重之以修能。 贾谊说,夫天地为炉兮,造化为工;阴阳为炭兮,万物为铜。 未经烈火的煎熬,没有办法完成大学问。 我们很多同学以为自己是天才,以为自己很有本领,不用念书,不用看书,就能够完成很好的学问。你可能考试比人家好,可是要做大学问是不可能的事儿。我们看了很多大学生,到了做研究生的时候,遇到很大的问题,就是因为他没有好好学,自以为是天才。 我在国外40多年,接触了很多伟大的数学家,伟大的物理学家,我不认为有任何一个是天才,他们都是经过很大的努力才完成的工作。 纵观古今,大部分数学家主要贡献都在年轻时代,这与年青人有良好的体魄有关。有了良好的体魄,在解决问题的时候,才能够集中精神,尤其是你们这个年纪,才能够做大的学问,因为有良好的体力,能够持久集中精力解决问题。 我解决的很多问题,相当重要的问题,往往是经过五到十年才能够完成,假如没有办法集中精神,是没有办法解决的。所以要经得起这样的煎熬,集中精神,一定要有好的体力,也必须要有浓厚的热情。正如荷马史诗里所描述的英雄,不怕艰苦,勇往直前;如玄奘西行,有着无比的毅力,能够大漠独自坚持一个多月,这都是靠无比的毅力和无比的热情,才能够完成的大事业。 不少学者努力学习,没有宏观的看法,终究不能成就大学问。但有些青年学者,谈玄轮道,自以为高人一等,却没有踏实功夫,终究也是一场空。 希腊学问极盛时代,一般学者都有充分的时间去思考、去辩论。政府与学者也有极好的调和精神,学者能够以自由的意志、独立的精神去追求自己的理想。历史上在穷困中挣扎能否成功的,毕竟是极少数。 所以,曹丕典论论文:“贫贱则慑于饥寒,富贵则流于逸乐,遂营目前之务,而遗千载之功。”何时我们才能不受生活的影响,在学问的领域里成为雄伟的丈夫、洁美的女神? 我父亲的书上有一句《文心雕龙》里的一句话:“嗟夫!身与时舛,志共道申,标心于万古之上,而送怀于千载之下。” 我今天讲这些,就是希望我们年轻人能够有崇高的思想来学习美真的想法,谢谢。 part04 丘成桐与大学生互动环节 做学问并不是想象中这么简单,100次有99次的失败;中国的大学生看不起自己,是很不幸的事情;中国好的大学太少;中学跟大学,真的要很用功…… 人大学生:丘先生,非常感谢您的演讲,在您研究数学、欣赏数学的过程中,有哪些比较难忘的瞬间分享一下,谢谢。 丘成桐: 做学问并不是想象中这么简单。我做重要的问题,往往通过五年、十年才完成,中间挫败的时间多过成功的时间,可以讲100次有99次的失败,最后才成功。 成功以后有喜悦,回想一下失败的时间其实还是蛮有意义的。可是你失败的时候,往往真理不晓得去哪里找,这是很难的事情。可是假如真的有很大的热情,完成这个工作以后,你就觉得很高兴,觉得你五年来的努力总是很高兴的事情。 人大学生:丘老师你好,我之前也看过你的书还有一些文章,您在哈佛教书的时候,很喜欢与本科生面对面的交流,而且您认为这对您的学术研究产生促进作用。我对这个观点很疑惑,这是一个大学者的姿态,还是本科生真的对您的工作会有促进? 丘成桐: 做中国的本科生聪明的很多,可是想的都是考试的问题,国外的本科生想的很多问题是你想不到的,Facebook就是一个本科生创造出来的。 里面有很多不同的技术是要克服,哈佛大学一二年级的学生普遍都很行,也不见得都很有天分,可是总有几个很有天分的。 我们在哈佛大学研究生课程中,上课的有五六个本科生,他们的成绩一般来讲比研究生好,就是因为他们有想法,能力也很强,甚至我们看他们做题目,我们自己也做不来的,这是很普遍的事情。我们的大学生一年有20篇学术论文,至少有两到三篇是发表在一流的杂志上的,能够发表在一流杂志说明我们是不懂得的,可见本科生的能力是很好的。前几年有一个大学生写一篇文章,我们专家看了后都大为惊叹。 中国的大学生看不起自己,是很不幸的事情,你们有人应该去闯一下。 人大学生:现在我们很多家长在培养孩子的时候,往往是按照他们自己的想法。您父母教育您,是用怎么样的方式?对您成长有什么帮助?他们可能没有说你一定会成为家吧? 丘成桐: 家长的训导跟老师的帮助都是很重要的,一个小孩子训练其基本的能力、数学上解题的能力,绝对是要的。可是培养考试的人才是不好的,一旦这样,小孩子的心就全部埋没了。可是当看到一个题目,要有能力去解决,是有必要的。 我父母对我最大的影响,是他们从来没有期望我去学习赚钱的学问、为赚钱而念书。可大部分家长是期望这样子的,很多中学生很有天分,对数学也有很浓厚兴趣的,可最后都去念金融了,这是不幸的事实。 人大学生:丘老师您好,我高中时曾读到过您的一句话,就是说学数学要达到一种所谓天人合一的境界。您当时说就是要有那种“天地与我并生,而万物与我为一”的感觉。我学习了五年的基础数学,对您所说的这种兴趣,有一点比较粗浅的体会,但是以我现在的水平只能是隐隐约约体会到。您大约学了多长时间数学才有了这种天人合一的感觉?您能不能详细阐述一下这种天人合一到底是怎么样的一种境界? 丘成桐: 我想因人而宜,用你的能力去创造一个很基本的学问的时候,你自己就有这个感觉;没有能力创造,也没有用(笑)。 人大学生:丘老师好,我更关心的是数学教育的问题,现在,总体来看,数学包括中小学教育,虽然取消了奥林匹克竞赛,但现在很多学生依然纯粹为了应付考试而考试,包括参加奥林匹克竞赛的高中生,进入大学以后,反而不会从事数学行业。即使学数学的学生,毕业后也是工作或为生计而犯愁。如何能让更有信心去学习数学?您和您的老师陈省身先生,不断地推进中国的数学教育,您怎么理解中国数学教育面临的问题? 丘成桐: 我想归结到底就是中国好的大学不多,每一个高中生、每一个家长都期望他的孩子进北大清华。在美国有一个好处,不只北大清华两个学校,好的大学很多,就能够收容好的学生。 从几百万高中生里挑几千个学生是很困难的,所以用不同的手段挑几个最好的学生是北大清华做的事,就用了不大好的手段去挑,因此也毁了很多中学生对数学的兴趣,这是不幸的一个事情。可是你问为什么会产生这个事情?北大清华期望找到最好的学生,也不能够讲他们挑错了学生。要从根本解决问题,我想要增加很多好的大学,才能解决。 人大学生:很多学生学习一生也没有得出宏观上的理论及思想,但是也有很多人自以为很有天赋,总是研究一些很功利的东西,不会脚踏实地。怎样平衡宏观上的思想与脚踏实地? 丘成桐: 很简单的一个事情,很多人不大愿意做。 中学跟大学,你真的要很用功,你基本的学科要学懂,学懂的意思是你们能够做题目。很多学生自以为很了不起,看一个题目觉得懂了,不动手,不动手始终学不好。大学以前所有学生都要做笔记,做一些习题。到研究生阶段,想一些重要的问题。 这样既有实际又能够有宏观的看法,研究院要找比较好的老师,要看很多课外书,增加你的看法。现在互联网很多教程都可以看,可是很多中国研究生单看课堂里老师讲的课本,这是不幸的事情。 我记得我在中学的时候,图书馆不好,可是我还是看了不少书。我发觉中国的中学生不大看课外书,这是很不幸的事情。中国好的课外读品比不上美国,是因为没有学生买,出版社不大能够印。我期望我们的家长、老师能鼓励学生能多看一些课外书。
个人分类: 人生的意义|513 次阅读|0 个评论
评费马最后定理
stoness 2012-4-9 10:14
定理表征了数字之间内部的深层联系,有的表面平淡,但可能是一个新理论的基石,可能是推动整个数学发展的一个动力源泉,也可能是联系个孤立领域一个纽带。这或者是数学魅力所在,当没有靠近这一朵花,永远不可能发现她待放含苞中蕴藏的美丽。数学家正是追求这种神秘之美的勇士。 -- 2008
个人分类: 科学/科幻|2 次阅读|0 个评论
刘路的成果能获得“国家自然科学奖”吗?
热度 4 cuncaoxin 2012-4-1 23:24
3 月 31 日 ,“影响世界华人盛典 2011-2012 ” 颁奖礼在北京大学百年讲堂举行,因攻克国际数学界难题“西塔潘猜想”,中南大学学生刘路获颁“影响世界华人大奖”。刘路已被聘为中南大学正教授级研究员,是中国最年轻的教授。 刘路( 论文署名刘嘉忆) 因解决了“西塔潘的猜想”而引发各界关注。不知刘路 对拉姆齐( Ramsly )二染色定理的证明论强度研究成果是否能获得国家自然科学奖? 在中国科学史上,还有一位杰出的数学家我们不应忘记 ---- 他就是 陆家羲。如果陆家羲在世,他可能更能理解 刘路攻坚克难的艰辛。 陆家羲,斯人虽去,精神永存,他为我们留下了两项国际一流水平的科研成果,更为我们留下一份宝贵的精神财富。鉴于陆家羲对国家科学发展的杰出贡献,在他去世以后,国家授予陆家羲的 《关 于不相交斯坦纳系列三元系大集》成果获得国家自然科学一等奖。 陆家羲, 1935 年 6 月 10 日诞生于上海市. 1961 年毕业于吉林师范大学物理系。历任内蒙古包头市第二十四中学、第九中学物理教师。组合数学专家。长期从事组合数学研究。 1961 年完成《柯克曼四元组系列》论文,后专攻“斯坦纳系列”,创造出独特的引入素数因子的递推构造方法,完成总题目为《不相交的斯坦纳三元系大集》等七篇论文,解决了国际上组合设计理论研究中多年未解决的难题。 1983 年 10 月 31 日因积劳成疾陆家羲在包头病逝,终年 48 岁。他是中国现代数学家。 1989 年 2 月,陆家羲完成的《关于不相交斯坦纳系列三元系大集》荣获中国第三次国家自然科学一等奖。
个人分类: 科普百科|2388 次阅读|4 个评论
[转载]图灵-数学家
shaoww 2012-3-31 10:14
图灵-数学家 邵伟文编    阿兰•麦席森•图灵 Alan Mathison Turing , 1912 年 6 月 23 日生于英国伦敦。是举世罕见的天才数学家和逻辑学家,被称为计算机科学之父、人工智能之父,是计算机逻辑的奠基者,提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。很可惜天才图灵却英年早逝,仅仅在世 42 年,然而他的影响在很多领域直到现在仍然能够感受到,人们为纪念其在计算机领域的卓越贡献而设立“图灵奖”。   图灵的父亲 J • M •图灵早年就读于牛津大学科帕斯克斯蒂学院历史系,后来从政,被派往印度担任民政部的官员.图灵的母亲 E • S •斯托尼生于一个铁路工程师家庭,曾就读于巴黎大学文理学院,图灵是他们的次子。因为工作原因,孩子们经常住在一位朋友家中。图灵少年时就表现出独特的直觉创造能力和对数学的爱好。 1926 年,他考入伦敦有名的舍本公学,受到良好的中等教育.他在中学期间表现出对自然科学的极大兴趣和敏锐的数学头脑。 图灵天生悟性过人, 16 岁就能弄懂爱因斯坦的相对论,并且运用那深奥的理论独立推导力学定律。 1927 年末,图灵为了帮助母亲理解爱因斯坦的相对论,撰写了爱因斯坦的一部著作的内容提要,表现出他已具备非凡的数学水平和科学理解力。他对自然科学的兴趣使他在 1930 年和 1931 年两次获得自然科学奖,对自然科学的兴趣为他后来的一些研究奠定了基础,他的数学能力使他在念中学时就获得过国王爱德华六世数学金盾奖章。 1931 年,图灵考入英国剑桥大学国王学院专攻数学,由于成绩优异而获得数学奖学金。在剑桥他的数学能力得到充分的发展。 1935 年,他的第一篇数学论文“左右殆周期性的等价”发表于《伦敦数学会杂志》,同年写出“论高斯误差函数”一文。这篇论文使得年仅 23 岁的图灵由一名大学生直接当选为国王学院的研究员,成为剑桥大学有史以来最年轻的研究员。次年图灵又因在概率论上的成就荣获英国著名的史密斯数学奖,成为国王学院声名显赫的毕业生之一。图灵在数学,尤其是数理逻辑学方面的深厚功底,令他几年后终于厚积薄发,一举成为计算机科学的创始人。 1936 年 5 月,图灵写出了表述他的最重要的数学成果的论文“论可计算数及其在判定问题中的应用”,该文于 1937 年在伦敦权威的数学杂志《伦敦数学会文集》第 42 期上发表后,立即引起广泛的注意。这篇划时代的重要论文主要包括三方面的结果。 1 、证明了 Hilbert 判定问题( Entscheidungsproblem )是没有答案的。 Turing 这一研究的起因是希望回答 Hilbert 计划中的可判定性问题。 1928 年, D. Hilbert 正式提出了所谓的“ Hilbert 计划”,试图通过公理化方法建立数学的严格基础。特别是, Hilbert 在其计划中提出了判定性问题,即是否存在一个算法“机械化”地判定每个数学分支中所有命题的正确性。 1931 年,奥地利数理逻辑学家哥德尔证明,即使是 Peano 算术这样简单的数学系统,也存在某些定理,尽管我们知道这些定理是对的,却不能够证明出来,从而给出了 Hilbert 判定性问题否定的回答。图灵认为,为了回答可判定性问题,首先需要明确可以用于判断的计算手段。他对哥德尔 1931 年在证明和计算的限制的结果作了重新论述,引进了“图灵机”概念,并证明图灵机的停机问题 (halting problem) 是不可判定的,这是说不可能用一个算法来决定一台指定的图灵机是否会在有限时间之内停机,通俗的说,停机问题就是判断任意一个程序是否会在有限的时间之内结束运行的问题。如果这个问题可以在有限的时间之内解决,则有一个程序判断其本身是否会停机并做出相反的行为,这时候不管停机问题的结果是什么都不会符合要求,事实上,假设存在一个程序 P 对停机问题可判定,即向程序 P 输入任意一个程序,要么在有限时间停机而输出“停机”,要么出现死循环而输出“死循环”,现在将此判定程序 P 作为数据输入该程序 P 本身,若该程序输入为“停机”,则有限时间该程序停机,从而成为“死循环”,矛盾!若该程序输入为“死循环”,则有限时间该程序出现死循环,从而“停机”,同样矛盾!所以这是一个不可判定的问题。从而给出了 Hilbert 可判定性问题的又一个反例。 2 、引进了“图灵机”概念,给出了“可计算”的严格数学定义,开启了计算理论的研究。图灵机不是一种具体的机器,而是一种计算模型。根据丘奇 - 图灵假设,用任意算法可以计算的问题,都可以用图灵机计算。换句话说,图灵机为“计算”这个抽象术语提供了一个严格的数学模型,从而为可计算性理论奠定了基础。图灵的基本思想是用机器来模拟人们用纸笔进行数学运算的过程,他把这样的过程看作下列两种简单的动作:   在纸上写上或擦除某个符号;   把注意力从纸的一个位置移动到另一个位置;   而在每一个阶段,人如果要决定下一步的动作,依赖于 (a) 此人当前所关注的纸上某个位置的符号; (b) 此人当前思维的状态。为了模拟人的这种运算过程,图灵构造出一台假想的机器,后来被数学家称为“图灵机”,该机器由以下几个部分组成:   一、一条无限长的纸带。纸带被划分为一个接一个的小格子,每个格子上包含一个来自有限字母表的符号,字母表中有一个特殊的符号表示空白。纸带上的格子从左到右依次被编号为 0 , 1 , 2 ,……,纸带的右端可以无限伸展。   二、一个读写头。该读写头可以在纸带上左右移动,它能读出当前所指的格子上的符号,并能改变当前格子上的符号。   三、一个状态寄存器。它用来保存图灵机当前所处的状态。图灵机的所有可能状态的数目是有限的,并且有一个特殊的状态,称为停机状态。   四、一套控制规则。它根据当前机器所处的状态以及当前读写头所指的格子上的符号来确定读写头下一步的动作,并改变状态寄存器的值,令机器进入一个新的状态。 注意这个机器的每一部分都是有限的,但它有一个潜在的无限长的纸带,因此这种机器只是一个理想的设备。图灵认为这样的一台机器就能模拟人类所能进行的任何计算过程。 3 、引入了可计算实数的概念。证明了可计算的实数是可数的,从而绝大部分实数是不可以计算的。对于某个实数,如果存在一个算法,它能给出该实数小数点后任意多位的数字,我们就把这个实数叫做“可计算数”。简单的说,可计算数就是那些能够编写程序打印出来的数。因此所有整数、有理数都是可计算数,所有代数数也都是可计算数,事实上很多超越数(比如 π 和 e )也都是可计算数。但是注意到,所有可能的程序代码的数量是可数的,因为我们能够按照代码长度从小到大把它们一一列举出来(代码长度相等时可以按字典序排序)。从而所有的可计算数也是可数的,它只占全体实数中很小的一部分。而绝大部分实数是不可以计算的。 1937 年,图灵发表的另一篇文章“可计算性与λ可定义性”则拓广了丘奇 (Church) 提出的“丘奇论题”而形成“丘奇 - 图灵论题”,这个论题断言图灵机同直观的有效的函数计算具有等价的问题求解机制。即所有“能解”的问题都存在一个图灵机,只要把问题放在图灵机带子上,若有解则停机后带子内容即是解答。这个断言叫做“论题”是由于他无法严格证明。这个论题对计算理论的严格化,对计算机科学的形成和发展都具有奠基性的意义。 1936 年 9 月,图灵应邀到美国普林斯顿高级研究院学习,并与丘奇一同工作。他的研究涉及逻辑学、代数和数论等领域,成绩卓著。 1938 年在普林斯顿获博士学位,其博士论文题目为“以序数为基础的逻辑系统”, 1939 年正式发表,在数理逻辑研究中产生了深远的影响。 图灵参与解决的另一个著名的判定问题是“半群的字的问题”,它是图埃 (Thue) 在 1914 年提出来的:对任意给定的字母表和字典,是否存在一种算法能判定两个任意给定的字是否等价,给出有限个不同的称为字母的符号,便给出了字母表,字母的有限序列称为该字母表上的字。把有限个成对的字 (A1 , B1) ,…, (An , Bn) 称为字典。如果两个字 R 和 S 使用有限次字典之后可以彼此变换,则称这两个字是等价的。 1947 年,波斯特( Post )和马尔科夫( Markov )用图灵的编码法证明了这一问题是不可判定的。 1950 年,图灵进一步证明,满足消元律的半群的字的问题也是不可判定的。    1951 年,年仅 39 岁的图灵被英国皇家学会选为会员,成为他们家族中的第四位皇家学会会员。从 1952 年直到去世,图灵一直在数理生物学方面从事非线性理论的研究。 1952 年发表了一篇论文“形态发生的化学基础”,他的兴趣主要是斐波那契叶序列,存在于植物结构的斐波那契数。他应用了反应 - 扩散公式,现在已经成为图案形成范畴的核心。图灵后期的论文都没有发表,一直到 1992 年《阿兰•图灵选集》出版,这些文章才得见天日。 图灵思想活跃,他的创造力也是多方面的。据他的同事们回忆,他在战时的秘密工作中,曾创造好几种新的统计技术,但都未形成论文发表,后来又重新为他人所创建,由 A .瓦尔德 (Wald) 重新发现并提出的“序贯分析”就是其中之一。他对群论也有所研究,在“形态形成的化学基础”一文中,他用相当深奥而独特的数学方法,研究了决定生物的颜色或形态的化学物质 ( 他称之为成形素 ) 在形成平面形态 ( 如奶牛体表的花斑 ) 和立体形态 ( 如放射形虫和叶序的分布方式 ) 中的分布规律性,试图阐释“物理化学规律可以充分解释许多形态形成的事实”这一思想。直到 80 年代生物学界才开始探讨这一课题,图灵还进行了后来被称为“数学胚胎学”的奠基性研究工作,他还试图用数学方法研究人脑的构造问题,例如估算出一个具有给定数目的神经元的大脑中能存贮多少信息的问题等。这些至今仍然是吸引着众多科学家的新颖课题。人们认为,图灵是一位科学史上罕见的具有非凡洞察力的奇才,他的独创性成果使他生前就已名扬四海,而他深刻的预见使他死后倍受敬佩。当人们发现后人的一些独立研究成果似乎不过是在证明图灵思想超越时代的程度时,都为他的英年早逝感到由衷的惋惜。 原载: http://www.ncmis.cas.cn/kxcb/jclyzs/201203/t20120314_89673.html
个人分类: 生活点滴|2994 次阅读|0 个评论
“数字追凶”上演现实版
热度 1 kejidaobao 2012-3-29 10:48
文/杨书卷 FBI探员Don在侦凶案件中陷入僵局时,他那具备超乎常人数学天才的弟弟Charlie总能用数学原理,以独特的思考方式帮他将案件转为柳暗花明,成就“数学拯救世界”的时刻。 这是曾收获美国电视系列剧收视率冠军“数字追凶”的剧情简介。可不要小看那些在剧中出现的小波、概率论、统计学等一长串令人眼花缭乱的、对现场测得的数据进行储存与解读的数学公式,它们都出自真正的数学家之手,把它抄下来应用在实际侦破中,是完全可以来缉拿真凶的。 近日,美国加利福尼亚大学的数学家Mikhail Simkin与Warri Roychowdhury 就上演了“数字追凶”的现实版,而他们的目标是令人不寒而栗的“连环杀手”。 Andrei Chikatilo是世界上最臭名昭著的连环杀手之一,被逮捕后,他承认在1978年到1990年之间至少杀死了53人。而Simkin与Roychowdhury通过研究发现,一个名为“魔鬼阶梯”的函数公式似乎可以解释Chikatilo实施谋杀的时间间隔分布。 粗看起来,Chikatilo的谋杀似乎并无规律,因为有时他长达数年没有活动,有时却在短短几天内实施多次谋杀。为了弄清这一定律“节奏”,研究人员假设,与癫痫发作的情形类似,连环杀手是因为大脑中某些神经元集体“暴发”、刺激其实施谋杀。经过统计,他们发现的确如此,连环杀手大脑神经元的暴发时间间隔遵循“魔鬼阶梯”的函数公式, 他们又研究了另一位连环杀手Peter Sutcliffe,发现他的作案时间也与“魔鬼阶梯”函数公式吻合。更进一步,他们又用这一公式,求解居于历史重大悬案之首、一百多年前的“开膛手杰克”连环谋杀案,结果也可以以此解释。由此推断,连环杀手杀人的“节奏”应符合这一公式, 虽然两位科学家认为,公式仍有误差,例如它还未包含杀手为犯罪做准备的时间参数,需要进一步修正,但其愿景的确令人欣慰:警方可以借“魔鬼阶梯”函数公式计算出连环杀手实施下一次袭击的大概时间,从而阻止罪行的发生,拯救更多无辜者的生命(1月20日英国DailyMail)。 其实,数学应用于“追凶”早已有之,其中最古老、最经典的案例即是,如果将犯罪者的作案地点连成一个圆,那么圆心便是犯罪者的居住地,因为犯罪者无意之中,总会以自己的居住地为核心,向外辐射寻找自己的作案地点。现在,随着科学技术的提高,数学原理在破案中的应用更是如虎添翼,大放光彩。 据《科技日报》2月29日报道,中国一项名为“命案尸体身源人类学判定关键技术研究”取得重大突破,初步实现了颅面复原结果,并能藉此推断年龄和身高,给常常束手无策的“无名尸骨案”侦破提供关键线索。 这项由“十一五”国家科技支撑计划赞助的项目对现代中国有着深层的意义。随着社会的急速转型,中国流动人口成倍增加,异地被害的无名尸骨案件也在成倍增长,据承担这一研究的公安部213所研究人员介绍,其中约70%的无名尸案难以获得死者的身源线索和照片,使得在通常所用的“颅相重合法”和“DNA检验技术”无法实施,大量命案难以侦破。 213研究所接下了这个“硬项目”。他们采集了中国人五官形态样本,对分布在中国境内的15个省、市、自治区的56个民族受试者颜面五官的19个特征标志点进行观测,并拍照及采集二代身份证照片,最终建成了56个民族颅面复原五官数据库及其自动配准软件,通过对颅骨的相貌复原,大约20分钟便可自动完成颅骨与照片是否同一人的鉴定,技术效果在世界相同领域内都居领先地位。 研究中受理的200例案例中,有120例经过技术检验得到被检颅骨的面貌复原像,经各种方式播报后,由失踪人家属认出或提供线索,再次经三维颅像鉴定或DNA检验,确定了无名受害者的真实身份。聪明的数学又一次在侦查领域立下赫赫战功。 鉴于“人的面貌识别”在缉案追凶中的特殊作用,类似的数字技术研究一直受到国际和国家级部门的“特殊关注”。英国曼彻斯特大学的研究人员就得到欧盟“移动生物识别项目”的资助,开发出一种可实时追踪面部特征的手机软件,不仅为提升多种平台的安全性提供了可能,也受到了伦敦警察局的欢迎。 领导该项目的Phil Tresadern博士解释说:“当前的手机面部追踪软件只能提供大概的位置和部分面部表情。而我们的模型利用追踪‘标志’来转动、按比例缩放面部图像,而且表情自然,这样就消除了大部分的图像异化,让‘你’从各个方向照上去都更像‘你’,这样一来就保证了图像识别的准确性和安全。另外,它还可以准确追踪面部器官的许多标志表情,如眼睛、鼻子、嘴巴和下颌。” 理论上,生物识别技术被认为具有无以匹敌的速度和准确度,将最终代替密码和其他数字识别——后者记忆困难,而且很容易被遗忘或是被盗。而伦敦警察局局长Hogan也许是最高兴的人之一了,因为他一直希望能将这套先进的面部识别软件装在闭路电视上,帮他来逮住那些狡猾的罪犯。 作为最古老的科学,数学一直带有着非常有趣的特征。一方面,数学是人类探究世界,研究自然界任何事物的核心,一切科学都从这里生长,它的应用价值无处不在,是最“有用”的科学;而另一方面,数学中的所有概念都是人类思维的创造,充分体现了人类抽象思维的自由性,又是和实际世界脱离最远的科学,因此,许多数学天才往往是孤僻冷傲、性格古怪,例如,“数字追凶”剧中Charlie的学院导师,就希望Charlie专注于学术研究而不是浪费无谓的精力帮助警方破案。也许,数学就是在这两种“极端”个性的碰撞中,永远焕发着奇迹般的光彩。■
个人分类: 栏目:科技工作大家谈|3806 次阅读|1 个评论
4位著名的女数学力学家
kejidaobao 2012-3-29 10:03
文/武际可 在科学史上,女科学家是很少的,在数学力学界也是这样,她们是王贞仪、热尔曼、柯瓦列夫斯卡娅、诺特。 王贞仪(1768—1797),字德卿,江宁人。其父为清代学者王锡琛,精通医学,在他的影响下,王贞仪也精通医学。她的祖父精通历算。她家藏书丰富,据说有七十五橱,这些书籍对王贞仪的成长有很大影响。王贞仪在《敬书先大父惺斋公读书记事后》一文中说:“贞仪幼侍大父惺斋公,公细训以诸算法。既长,学历算,复读家藏诸历算善本十余种,潜心稽究十余年。”她精通星象和历算,就是说对于天文学很有研究。早期的天文学,与数学和力学都有着十分密切的关系,所以她也可以认为是一位数学力学家。17世纪初叶,英国数学家纳皮尔发明了一种算筹计算法,明末介绍到我国,也称为“筹算”。清代著名数学家梅文鼎、戴震等人曾加以研究。戴震称其为“策算”。王贞仪也研究这种筹算,并写书向国人介绍西洋筹算,她在著作中对西洋筹算进行增补讲解,使之简易明了。王贞仪最有造诣的还是天文学。中国天文学到她的时代一直就和迷信混在一起的,如利用天文搞“风水”之类。面对迷信和愚昧,王贞仪在《葬经辟异序》和给她父亲的一封信里,明确宣布,这些东西完全是骗人的鬼话,绝不会影响子孙后代的贫富贵贱。还有人抬出所谓“风水”本是古代圣贤倡导的,以此来吓她。王贞仪更指出,这正是那班圣贤的缺点,学古人必须取批判态度。在一定意义上说,王贞仪的科学成绩正是在同这些谬端邪说的斗争中取得的。 在古代中国几千年的历史长河中,会写文章、会作诗填词的才女,代有人出。然而,既会写文章作诗填词、通医术,而又精通数学和天文的,王贞仪一人而已。 法国人,索菲亚·热尔曼(Sophie Germain,1776—1831)是一位富商的女儿,13岁便阅读各种书籍,天天泡在图书馆里,阅读数学、外文等书籍。1809年,法国科学院公布了一项资金为3000法朗的悬赏研究题目。该题目要求对当时新发现的一种物理现象即克拉尼(Chladni)实验:将板边界固定好,在板上撒一些细砂,当用小提琴弓板的边界使之振动时,沙粒在板上形成各种固定的花纹。这花纹随板形状、敲击部位与固定方式而变——薄弹性板振动时各种模态给出分析与解释。许多有才能的科学家都跃跃欲试。然而,这笔奖金却由于索菲亚·热尔曼分别在1811年、1813 年、1815年投寄了3篇文章,于1816年获得了这项奖励。 热尔曼的另一项重要贡献,是对于费尔马(Fermat)大问题研究的推进。后来高斯由于欣赏她的才能推荐她当德国哥廷根大学的名誉博士。由于她患乳腺癌过早去世而未成。 索妮亚·柯瓦列夫斯卡娅(София Васи льевна Ковалевска,1850—1891)。她出生于莫斯科一个炮兵将军的家庭。15岁开始便对数学产生了浓厚兴趣,并且进步很快,渴望出国深造。从1869年开始她到德国海德堡大学先后学习过椭圆函数,听过著名的基尔霍夫与亥姆霍兹的物理讲座。1870年数学大师魏尔斯特拉斯(eierstrss,1815—1897)想推荐她正式为自己的学生,但因为校方未接受,魏尔斯特拉斯只好对她进行私人授课,坚持了数年,1874年索妮亚获得了哥廷根大学的学位。1888年里成为斯德哥尔摩大学终身教授.1891年由于重感冒诱发肺炎而英年早逝。 柯瓦列夫斯卡娅在数学上的最大贡献是关于偏微分方程初值问题的存在定理——柯瓦列夫斯卡娅定理。她在力学上的贡献是给出了关于重刚体绕固定点运动的一种可积情形,并且为此而得到了1888年法兰西科学院的鲍罗丁奖。这是继前面一位学者找到一种可积情形后,沉默了100年后,才由科瓦列夫斯卡娅找到最后第三个可积情形,并且给出了解。由于柯瓦列夫斯卡娅的非凡成就,裁判将奖金额由原来的3000法郎提高为5000法郎,同时被选为瑞典科学院与俄国科学院院士。柯瓦列夫斯卡娅不仅从事数学、力学的研究工作,还写过小说并且曾经得到出版。 诺特(Noether Emmy,1882—1935),她出生于一个数学家庭。他的父亲马克思·诺特(Noether Max)是一位对意大利代数几何学派有着深深影响的数学家。她1900年考入其父亲任教的埃尔朗根大学做旁听生,1904年埃尔朗根大学取消女生不能在大学读书的规定,诺特才成为真正的大学生。 诺特的数学思想直接影响了20世纪30年代以后代数学乃至代数拓扑学、代数数论、代数几何的发展。她的早期研究代数不变式及微分不变式,1916年后开始由古典代数学向抽象代数学过渡,1921年写出的“整环的理想理论”是交换代数发展的里程碑,1926年发表“代数数域及代数函数域的理想理论的抽象构造”,这两篇文章包含抽象代数的精髓。她证明了诺特定律,即每一种对称性都对应于一个物理量的守恒定律,反之亦然。这个定律在后来分析力学和近代物理的发展中有重要的应用。爱因斯坦在悼念诺特的文字中有这样一段话:“诺特小姐是自妇女开始受到高等教育以来有过的最杰出的富有创造性的数学天才。在最有天赋的数学家辛勤研究了几个世纪的代数学领域中,她发现了一套方法,……通过这种方法,纯粹数学成为逻辑思想的诗篇,……”可以毫不夸张地说,诺特是有史以来最为杰出的女数学家。诺特终身未婚,卒年仅59岁。 在世界范围来看,上述这四位数学力学家,都生当歧视妇女进行科学研究和教学的时代。她们不仅需要非凡的天赋和努力,还需要和歧视妇女的旧传统做不懈的斗争。她们每一个人的经历中,都有一部长长的感人的与旧传统做斗争的故事。 (源自科学网博客2012-01-21博文) (责任编辑 王芷)
个人分类: 栏目:科技纵横捭阖|3411 次阅读|0 个评论
数学家 Donald Rubin
xupeiyang 2012-3-19 16:12
Donald Rubin John L. Loeb Professor of Statistics 所在单位 Harvard University 发文量 Publications: 321 | 被引量 Citations: 40103 | G-指数 G-Index: 199 | H-指数 H-Index: 62 研究领域: Interests: Psychiatry Psychology , Statistics , Education 科研合作 Collaborated with 1553 co-authors from 1971 to 2011 ; Cited by 54925 authors 个人主页 http://www.stat.harvard.edu/faculty_page.php?page=rubin.html
个人分类: 科学名人|5732 次阅读|0 个评论
素数公式的几种表现形式
热度 1 sfw111 2012-3-13 16:55
关于素数问题,我国数学家和业余爱好者多有研究,对素数表法个数公式给出了许多形式,我把它归纳起来,放在这里,供大家研究 :具体参见 素数公式.pdf
个人分类: 科学研究|238 次阅读|4 个评论
。。。
metanb 2012-3-11 23:41
物理学家一思考,数学家就发笑。
个人分类: 魔鬼辞典|1432 次阅读|0 个评论
[转载]数千名数学家学家抵制爱思维尔(Elsevier)期刊
热度 1 ChinaAbel 2012-3-4 14:08
据science杂志不久前的报道,科学出版巨头Elsevier因其过高的期刊价格招致了科学家们的抵制运动,并 迅速升级。运动开始后的10几天内,已经有近8000多名科学家(包括一些领域的权威)在 http://thecostofknowledge.com/上签署请愿书,他们承诺不再在Elsevier上发表论文,也不再为其他研究人员 的研究做评审,也不会为该公司做其他任何形式的编辑工作。 请愿书在研究人员的博客和微博上引起了轰动,其组织者说,这不仅是针对Elsevier的抵制,也试着去说 明科学团体可以凭借自己的力量改变出版业商业运营以增加学习机会。 网络上的抵制活动是由剑桥大学数学教授Timothy Gowers发起的,他是1998年菲尔兹奖得主。他说他自己 抵制Elsevier已经很多年了。关于Elsevier的所作所为,他虽然在1月21日写了一篇很长的博客,但他起初以 为他只是将Elsevier的政策公布于众。他说:“当我写发生在我自己身上的事情时,我认为有必要将有相似 认识的每个人聚在一起,所以我提出了这个想法。”纽约大学数学专业的博士生Tyler Neylon根据Gowers提 供的线索在2天后创建了TheCostofKnowledge.com网站。 许多科学家和图书管理员认为总部位于阿姆斯特丹、出版所有科学领域超过2500个期刊的Elsevier是科学出 版行业的恶棍之一。其期刊成本高达每年2万元,而根据年度报告该公司2010年利润保证金是36%。请愿书 提到了三个主要方面的抱怨:期刊的“价格过高”,捆绑图书馆不需要的标题等许多东西一起销售,Elsevier 对某些法令的支持举措,诸如因将撤消国家健康研究所的公共存取政策而广受争议的研究工作法令。 Timothy Gowers的呼吁很快得到另一位菲尔兹奖得主、著名数学家陶哲轩的相应。他说:我有约9%的论文发 表在爱思维尔(Elsevier)这个出版社的期刊上,但我现在郑重宣布从今不再投稿给Elsevier期刊,并退出其 相关刊物的编委会。参看他的博客文章《知识的代价》。这两位菲尔兹奖得主声讨爱思维尔的中英文对照刊登 在2012年第一期《数学文化》上;电子版见 http://www.global-sci.org/mc/issues (点击右上角新的一期)。
个人分类: 生活点滴|2661 次阅读|1 个评论
[转载]为什么数学能让人痴迷到走不出来
热度 1 mafei863 2012-3-2 10:00
http://bbs.sciencenet.cn/./home.php?mod=spaceuid=39416do=blogid=530231 实际上,上面亲自接触到的例子,并非独有,而是一个广泛的现象。 有些人因为喜欢数学,一发不可收,乃至终生都陷入了数学不能自拔,甚至很多情况下失去理智。 我们在国际数学家大会在北京召开的时候,许多数学爱好者类似上访者一样,挤满了会场的各个角落。 那么到底什么原因使得一部分人由喜欢数学而到了一种非理性的状态呢?除了数学,我们还能听到哲学疯子等消息,似乎与此同源。 下面是个人不成熟的分析。 可能原因之一、数学的抽象性。 从很多数学爱好者面临的情况来看,陷入数学的陷阱的第一个原因在于数学的抽象性。人类从直观走向抽象是个本质的突破,我相信这可能消耗了人类几千年甚至更长的时间。 抽象思维并不是人与生俱来的能力,而是后天学习得到的 。如果我们学习不得法,那么抽象思维是不能真正得到提高的。而数学则是抽象思维的典范,很多物理直觉都只能说是思维的出发点,并不能替代抽象思维。比如,学习高等数学,极限的定义就阻碍了很多同学的理解,其原因也在于极限的定义是抽象思维的一个胜利。人类用一个有限的描述给了无限一个相对清晰的定义。可是这种抽象定义理解起来并不是那么简单,有些人可能终生不能明白为什么非要那样来定义极限。 可能原因之二、数学的逻辑复杂性。 数学是人类思维的运动场,其逻辑的复杂程度足以消耗一个人的全部精力。 尤其是对于数论等学科,其不能解决之问题的数量可能是无穷多的。 这跟人类语言的描述能力有直接的关系。在《哥德尔不完全性定理》一书中,作者完整的介绍了一个公理系统的不完备性。其出发点就是将所有的命题对对应到一个整数上,当一个命题的序号和一个函数关系完全吻合时,这就是个特殊数,后人称之为哥德尔数。这样一来,所有的命题,由于其描述的有限性,就只能是自然数空间的一个小小的子集。有人说,自然数的问题解决了,人类的知识就到头了,有一定的道理。所以, 数学的逻辑内在复杂性可能超越了很多人朴素的思维系统的限制,从而导致走入迷宫不能自拔。 可能原因之三、理解的障碍。 上述两种原因只是一部分人不能自拔的肇事者,但是真正使得 一个人进入数学并陷入陷阱的一个本质原因应该是来自于理解的障碍。 人类理解力的本质原因迄今并没有真正被掌握,罗素等人花了毕生的精力,也只是初步的了解了关于理解的一部分。但是我们不能解释,为什么有些逻辑一部分人可能永远都不能理解,似乎我们每个人都有不能理解的对象。比如,对于《老子》、佛经等经典哲学的理解能力并不是以知识多寡为分界线,有些人尽管知识不多,但是很快就能够理解,有些人可能学识已经很丰富,但是就是不能理解。 可能原因之四、功利心蒙蔽了我们的智慧。 在所有我们听到或者看到的数学爱好者的例子中,都有一个共同的现象,不是有重大发明,就是重大突破。也就是说,这些人并不是真正以兴趣为主导,兴趣的背后有功利的思想。正如冯诺依曼在总结他自己的科研经验时说,首先不能有功利心。我想他可能也意识到功利心对于理解或者创造的破坏力。 迄今还没有真正的证据表明,功利心和创造性的数量关系,但是感觉应该有一定的联系。当我们内心处处充满了功利的冲动,我们的思维似乎被抑制,被误导。 可能原因之五、主客体的混乱。我们认识一个事物存在两个方面,一方面是自我知识体系和自我的立场,另一方面是认识客体自身。两者并不是完全统一的, 所谓每个人眼中都是不同的世界就是这个原因。但是在大多数情况下,我们不加以区分,是自己的意识强加给客体,还是客体自己就是那样表现的。这是一种主客体混乱的表现。只要我们进入了主客体混乱的状态,我们就不再能真正的理解很多对象,因为主体是片面的,有限类型的。正如罗洛 . 梅指出的,心理学一面要借助主体去认识和分析客体,但是又要避免主体和客体的不可分。 必须学会从客观的角度出发才是最后的出路。
个人分类: 学术人物|2474 次阅读|1 个评论
四位著名的女数学力学家
热度 11 武际可 2012-2-21 18:31
四位著名的女数学力学家
眼睛不好,看不清楚的可以看这个pdf文件: 几位著名的女数学力学家.pdf
个人分类: 科技史|11789 次阅读|15 个评论
新疆-中国数学家的另类摇篮?
热度 6 zhangxw 2012-1-18 12:24
新疆 - 中国数学家的另类摇篮 ? 1957 北大著名的学生右派分子张景中 ( 数学系 ) 被处理到新疆基层 ,….80 年代之后 , 他成为从新疆走出去的数学院士 … 70 年代华罗庚在新疆哈密基层发现有个老师 ( 张 ? 福 ? 记不请了 ) 研究图论 , 华推荐他进政协 ? 后来成为新疆大学数学系主任 … 下面是最近从科学网的群组的个人学术展示栏中看到的下面的唐子周的故事 , 它发生在新疆闭塞的且末县,... 于是我问 : 新疆 - 中国数学家的另类摇篮 ? 转帖 《深林之外参天树》 唐亮 摘要 简介唐子周的科技成果被媒体、网友、专家学者以及国家机构的评价或认可情况 , 从而反映出他的科技成果之重要性 , 以期迅速得到广泛应用早日造福社会。最令人感到不可思议的是一位自学之人如何拼搏才能取得如此辉煌的成就 ( 见图片 ) 的呢?他持之以恒、百折不挠的精神感人肺腑 , 与他的成果一样惊人! 关键词 学者 ; 科技成果 ; 专家评价 ; 成果完成者证书 ; 学术价值 0 引言 数论是一门最古老的数学分支,其中有许多猜想都是数学界历史遗留的大难题。目前我国数论专家可谓凤毛麟角,数论泰斗们大多年事已高。数论方向业余研究者的成果很难得到认可。尤其是全国的业余爱好者 , 都想让中科院鉴定他们的成果 , 雪片似地信和稿件 , 把中科院的数论专家们搞得 , 一听说鉴定业余爱好者的成果就好像躲避瘟神似的、唯恐避之不及。唐子周的成果正在被社会各界逐步认可,实属难能可贵。 1. 学者成就 众所周知华罗庚一生只有一张初中毕业证,可他却是全世界知名的伟大的数学家和教育家 ; 他是靠自学成才的 , 为国际数学界做出了巨大的贡献。 当今就有一位华罗庚式的学者叫唐子周 , 籍贯 : 河南省镇平县,现任新疆且末县中学教师。自 1982 年高中毕业后抱着为科学事业作贡献造福人类社会的愿望,二十多年如一日一直坚持利用业余时间自学并从事数论方向的研究。 他历尽了千辛万苦,终于功夫不负苦心人,他的成果已有三项经过有关单位的专家组评审并推荐 , 通过了教育部的科技成果登记,教育部的科技成果完成者证书号分别为 360-10-1Y240047-01 , 360-10-1Y240048-01 , 360-10-1Y240049-01 。这三项成果已被录入国家科技成果库。(见 http://www.tech110.net/techsearch/search.php?kjcg_title=kjcg_unit=kjcg_wcr=kjcg_province=%BD%CC%D3%FD%B2%BFsubmit1=channelsearch=%2Ftechsearch%2Fsearch.phpquerynewtech=1search=1page=3 )它们分别是《关于 Erdos 猜想的证明》,《 哥德巴赫猜想 1+1 的证明 原理的探索》,《商高数猜想的完全证明》。这三项都是重大的科技成果。 2004 年至今已发表了 12 篇代表作,其中国家级的 10 篇,省级的 2 篇(《中国科技信息》上 7 篇,中国科技论文在线上 3 篇,新疆师范大学学报(自然科学版)上 2 篇 )。《哥德巴赫猜想 1+1 的证明原理》,《关于 Erdos 猜想的证明》等 10 篇论文已被 “ cnki 中国知识资源数据库 ” 等各大数据库作为文献收录了 , 下载率都相当高。 他的代表作分别是:关于 Erdos 猜想的证明 ;欧德斯( Erdos )猜想的证明注记; 关于数学归纳法的一点探索; 哥德巴赫猜想 1+1 的证明 原理的探索 ; “ 商高数猜想的完全证明 ” 和 “ 费尔马大定理的简捷证明 ”( 两篇完整版见 http://bbs.sciencenet.cn/forum.php?mod=viewthreadtid=201996 ) ; catalan 猜想的新证法 ; 商高数猜想的完全证明注记; 哥德巴赫猜想 1+1 的证明 ;辩证集合数论的应用 ; 哥德巴赫猜想 1+1 的简捷证明(见 http://www.paper.edu.cn/index.ph ... paper/content/23955 ) ;费尔马大定理的简捷证明释疑 ;《梅森素数无穷多》等等。 他的《关于数学归纳法的一点探索》论文,该文曾被多名学者引用,例如 “ 北京师范大学厦门海沧附属实验中学的吴厚荣著、中学阶段《数学归纳法》的理解 中国新技术新产品 , 2010,(14) ” 就以《关于数学归纳法的一点探索》为参考文献。 哥德巴赫猜想是 1742 年至今的世界数学界最难的历史遗留大难题,而他的《哥德巴赫猜想 1+1 的证明》论文于 2006 年发表在中国科技论文在线上,教育部科技发展中心请相关专家综合评价为四星级优秀论文,并发给了论文星级证明。全国有许多所大学都制定类似如下内容的文件,请登录中国科技论文在线首页的 “ 认可专栏 ” 点击大学名查看: “ 中国传媒大学 经学位评定委员会研究决定,将 ‘ 中国科技论文在线 ’ 增列为中国传媒大学硕士学位成果要求的学术刊物,评定参考值在三星以上的论文可以认为达到研究生学位论文申请答辩、学位授予前,成果考核标准的要求。 摘自:关于将《中国科技论文在线》增列为授予中国传媒大学硕士学位成果要求的学术刊物的要求。 ” 教育部科技发展中心请相关专家综合评价: “ 哥德巴赫猜想(即 ‘1+1’ )提出至今已二百多年,陈景润给出的最佳证明(即 ‘1+2’ )离猜想的最终解决虽然只差一步之遥,但四十多年来也无人突破。该文中,提出了 ‘ 辩证集合数论 ’ ,即把集合论,数论,唯物辩证法融为一体。可以说, ‘ 辩证集合数论 ’ 是本文的一个创新。本篇文章的论证思想是明确的,参考文献引用恰当,说明作者比较熟悉数论及相关知识 ……” (见 http://www.paper.edu.cn/index.ph ... epaper/content/8710 ) 这也是自陈景润之后四十多年来唯一得到专家们支持的。 对于世界数学界最难的历史遗留大难题取得科研成果当属突出贡献,从而引起了媒体的广泛关注:自 2005 年以来新疆都市报,新疆经济报,巴州日报,巴州电视台,还有《新晨》、《楼兰》等杂志都曾作过关于他的专题报道。 2009 年 2 月 9 日至 16 日巴州电视台每日两次连播了一星期。 更引起了网友们的广泛关注: “ 《哥德巴赫猜想( 1+1 )的简捷证明》根据自然数公理、数论定理、集合论的排队公理 , 利用了深邃的解析数论研究的成果 —— 华罗庚、陈景润、潘承洞等数学家在例外途径上的定理。此文不仅是数学理论的重大突破 , 在方法上也有实质性的突破 , 是深邃的解析数论所取得的伟大成果与新思想新方法联合的结晶!论文涉及辨证集合数论这一新理论,这一新理论的核心在唐子周的《关于数学归纳法的一点探索》论文中已有所体现。正如康托的集合论,罗巴切夫斯基的非欧几何体系一样,技巧是相当高超的;与传统观念格格不入,思想是极其深刻的;致使许多数学家如果不认真研究深入思考就不容易弄明白,况且,哪位若自以为功成名就高高在上,对于一个 ‘ 无名小卒 ’ 的论文不屑一顾,就会一叶障目不见泰山! ” (【精】评论人: chengghong 发表于: 2008-09-24 17:18:41 见 http://www.paper.edu.cn/index.ph ... paper/content/23955 )。 “( 一 ) 哥德巴赫猜想的光辉的顶点 …… ( 八 ) 上面小偶数 N 的 N=P1+P2 的解 , 也可用唐子周先生的 N=(N-H)+(N+H) 来解 !! 即 P1=(N-H)/2,P2=(H+H)/2 来计算 !!” ( 广东省陈君佐,见 http://tieba.baidu.com/f?kz=450322976) 。 “ 素数定理几十种证法群星璀璨,然而费尔马大定理自 1637 年提出至今只有维尔斯给出了唯一的一种 ( 得到公认的 ) 证法,而他的证法却特别冗长且深奥。对于这个曾经困惑数学界 360 多年的大难题,给出简单的证法也是一项重大成果,更是无数的数学家梦寐以求的事 ……” (评论人: liang899 ,见 http://bbs.sciencenet.cn/showtopic-98351.aspx )。 2. 立志走自学之路 最令人感到不可思议的是一位自学之人如何拼搏才能取得如此辉煌的成就的呢? 唐子周出生在玉石产销都很有名的河南省镇平县 , 自小就特别聪明,五、六岁时,驻村的 “ 工作队 ” 干部陶聚昌,用 “ 鸡兔同笼 ” 等问题考问一群小孩,比他大几岁的孩子们都答不上来,而他竟能很快当场答对了。自上小学以来 , 他的学习成绩一直都很优秀,考高中那年三千多人的行政村,一百多名毕业生只有他一人考上高中。他的学习成绩在全县中学生里也是相当拔尖的,上世纪七十年代 , 徐迟的《哥德巴赫猜想》已是家喻户晓 , 华罗庚、陈景润的事迹更是人人传颂 ; 唐子周喜欢看对社会有巨大贡献的名人传记,他立志长大后做一名相华罗庚那样的科学家、造福人类社会。他的作文曾多次被老师当做范文在课堂上念 , 数学更是他的专长 , 他特别喜欢数学。然而,高考时由于他生了病发高烧,仅仅差了 1.5 分而名落孙山。他之所以名落孙山也与他的家庭状况有关。 姊妹五个他最小,上初中时三个姐姐都已出嫁了,父母人穷志不穷,从没收过人家一分钱的彩礼。上高中时哥哥又患了精神病,没来由的天天吵闹不休,当时父母都已经七十多岁了,身体又不好,他除了缺吃少穿欠学费之外 , 精神上的压力和煎熬一般人真是难以想想得到。过星期放学后回家,要步行跑二十多里路,漆黑的夜里,孤独一人听着凄厉的猫头鹰叫,偏僻的小山村鬼神之说盛行,行走到乱葬坟前, “ 鬼火 ” 突然从新坟头上窜出,坟上的纸扎人魔鬼一样闪现在面前,他不由得头皮发麻、头发直楞、呀地一声大叫 …… 。 一天快临近高考了,才星期三就没有伙食费了,为了到几十里外的一家亲戚那里去借,又怕耽误课 , 下午放学后借老师一把自行车,骑到中途天下大雨,天已经黑了看不清路,一块石头一绊挡 , 一下子连人带车摔到了四米多深的沟里昏了过去 , 恍惚间他看到牛头马面手拿锁链前来抓他 ; 想逃却全身瘫软 , 动弹不得 , 被强行套上锁链 ; 一人架着一只胳膊往前拖 , 眼看到了奈何桥边 , 往桥上看有一群男女老少 , 一个个披枷带锁衣裳褴褛 , 身上鲜血淋漓 , 哭声撕心裂肺 , 正在被一些面目狰狞的凶神恶煞手持狼牙棒押往对岸 , 再往远处看云遮雾绕想必是万丈深渊、通往十八层地狱 ……, 这二位索命无常,正要把他拖上桥头,突然一声巨响 , 闪电雷鸣 , 把他惊醒过来了 , 好久爬不起来,他躺在沟里在想:人们说 “ 生死轮回 ” 难道我下一辈子还会这样苦命吗?这个问题在他后来的一次全麻手术之后才想通了。他想假若人真的有独立于肉体之外的灵魂(也就是意识若不是人脑的功能)的话,那么肉体被麻醉后灵魂应该什么都清楚。其实不然,说明了鬼神之说纯属无稽之谈。他在深沟里定省了一阵后顾不得自己伤得如何拖着受伤的胳膊腿沿沟底爬了好远才找到一个出口爬了上来 …… 由于如此的家境根本无法复读 , 他不得不作出了自己一生中最痛苦的抉择支撑摇摇欲坠的家庭 , 辍学回乡。他铭记了老师的一句话 “ 深林之外也有参天大树,大学门外也有栋梁之才 ” 。回乡后却决心相华罗庚那样走自学之路。 3. 自学数学乐在其中 刚回乡就被村里聘任为民办教师,后又当选为村委会文书,曾任镇平县第 8 , 9 两届县人大代表,获县人民政府先进工作者奖三次。尽管他远离学校 , 但他对数学的兴趣却更加强烈了。 平日里 , 他舍不得花舍不得用 , 把省下来的钱都用来购买学习的书籍。就连父母给他去买件 “ 像模像样衣服 ” 的钱 , 也都被他一个子儿不落地全买成书了。而自己当文书的那点工资 , 家里也根本见不着影儿。 炎热酷暑、当别人正在乘凉消遣时他却在争分多秒学习,数九隆冬、当别人早已进入甜蜜的梦乡时他还在秉烛夜读或潜心研究,遇到问题时 , 身在偏辟的小山村、无人可请教 , 只有查资料 , 有的问题百思不得其解 , 时常搞得他寝食难安 , 魂牵梦绕 , 曾多次说一些于问题有关的梦话把妻子惊醒。有时竟然在睡梦中却找到了灵感,就赶快起床记录下来 …… 日复一日 , 年复一年 , 唐子周越来越消瘦了 , 可他身边的数学书籍却在一摞摞地增高。他说 , 虽然那时吃得很差穿得很差 , 但成天陶醉在数学的海洋中 , 一点也不觉得苦了。 4. 好妻子撑起一片天 然而 , 家人对他的行为也越来越不能理解了 : 不想着好好种地 , 早点娶个好媳妇过日子 , 成天在那没完没了地对着一大堆数字写写算算、发痴发狂 , 这简直就是在不务正业 !   村里人嘲笑他,说他游手好闲、不愿出力,庄稼人还想装个文雅样。他不管别人的冷嘲热风 , 物质生活的恶劣他不在乎,可是别人总认为他是中了邪,这让他很难过。 后来 , 令唐子周最感欣慰的是 , 身边有了位理解他的妻子并给了他全力的支持。 那时候 , 亲戚朋友先后都给他介绍过好几位姑娘 , 但姑娘们都不愿意跟他谈 , 不是嫌他家穷 , 就是认为他是一个不会过日子的人 , 但现在的妻子当时却一眼 “ 看上了 ” 他。 成家后的妻子对他没日没夜地钻研数学从来不说半个不字 , 总是默默无闻的一个人操持着家里家外的一切事务。 那些年 , 有了妻子的理解和支持 , 唐子周几乎全身心地投入到数论学习中 , 对数论也产生了更加浓厚的兴趣 , 并对数论最高峰 —— 数学猜想难题产生了进攻的念头。 整整 10 年的光阴 , 就这样被唐子周不知寒暑地泼洒在了数学的天地里。就在这个时候 , 他对于欧德斯等猜想的认识 , 也逐渐上升到了新的高度。 5. 背井离乡难舍数学情缘 父母双亲一天天地老迈 , 两个孩子也在一天天长大 , 唐子周 1993 年已被招聘为镇平县高新技术公司全民工,然而微薄的工资和地里的收入 , 已经很难维持一家人的生计。万般无奈之下 , 他只好痛下决心 : 外出挣钱。在亲戚的帮忙下 , 他们一家人于 1994 年春来到了新疆且末县 , 在县城里干起了玉器加工。 刚开始 , 由于缺少资金 , 雇不起人 , 他就自己当雕工 , 每天都要工作十几个小时。在那段日子里 , 没有时间搞数学的他觉得自己简直是度日如年 , 根本无法舍弃对数学的情结。一次正在玉雕机上切玉石 , 托片飞速旋转 , 他的思想却跑到了数学猜想上去了 , 用力一偏 , 玉石便飞到了对面的墙上了 , 把墙壁砸了个坑 , 托片一变形 , 竟把他的左手划破了个大窟窿 , 鲜血直流、疼得心慌、满头冒汗 ……, 很快他又决定开始恢复数论钻研。为了保证自己的玉器加工能正常经营 , 并能让自己有足够的钻研时间 , 他每天晚上尽量缩短睡觉的时间 , 在深夜里又开始了对欧德斯等猜想证明方法锲而不舍的探索。在玉器同行们的眼里 , 唐子周不会休息、不想着多收些玉料、多加工些玉器卖钱 , 天天就知道在那写写算算简直就是一个怪人 ! 玉石原料越来越缺了 ,1999 年中秋节那天 , 他为了买到玉石原料维持经营 , 他只好乘车到山上的玉石矿去。车只能到山外,要到矿山上还需要翻山趟水,走一百多里,他除了带些干粮和水外还背着书。中秋节的月亮又圆又亮,高高挂在碧蓝的天上,然而他却舍妻离子踉踉跄跄地走在深山老涧中,冷森森的煞是凄凉,不禁说道: “ 中秋月明星光寒,跋山涉水赴深山,何时人间不需钱,大同世界家家欢 ” 。偏偏天公不作美,一场洪水竟把沿途的七座大桥都冲垮了,他困在山上没事就看书 , 矿工们还以为他在看小说 , 一看竟是数学书,不禁说:生意人看这书有啥用呢? 洪水消退后 , 只得爬越海拔六七千米高的山峰才能出来 , 爬到山顶上 , 上面下的是鹅毛大雪 , 毛衣上都是厚厚的雪 , 山半腰里下的是雨 , 望山下远处竟是阳光灿烂。人在困顿疲惫至极时什么都不想带,而他却背着一摞子书宝贝一样,脚底上打得全是大血泡,腿重得像罐了铅似地走不动,同行的人说: “ 背这些破书有啥用 ? 还不如背一块玉石,况且负重爬山搞不好命都难保,就是白送我们一块最好的玉石我们也背不动了,你还不如把这些破书扔掉算了! ” 他哪里舍得,同行的人说 “ 你可真是爱书如命啊! ” 寒来暑往二十多年过去了,前 9 年他学完了《高等数学》,《离散数学》,《复变函数论》《初等数论》,《代数数论》,《解析数论》等等,可谓博览群书。 1990 年之后是一边学习一边研究数论猜想。因为唐子周对数学的钻研和名气, 2006 年且末县委、县政府领导,邀请他去且末县中学教数学。唐子周按程序参加了公开选拔,最终成为一名数学教师。 6. 结论 这正是有志者事竟成 , 精诚所致金石为开 ! 他的成果属于基础理论(数论)研究的重大成果;在相应课题项目研究上国际领先,这 一点由新疆科技情报所的查新报告结论为凭。对于无穷对象的证明所采用的辨证集合数论属 于数学理论的创新,对于无穷对象的证明所采用的方法独树一帜,有助于数论中有关无穷数 目的命题、不定方程等多个分支的重大课题的解决。具有很高的学术价值。数学界应当高度 重视他的科研成果,并就此展开学术讨论,早日公认。只有百家争鸣,才能百花齐放万紫千 红!使科技成果迅速得到应用从而造福人类社会。 参考文献 唐子周著《关于 Erdos 猜想的证明》 新疆师范大学学报(自然科学版), 2006.12.30 1-5, 唐子周著《 哥德巴赫猜想 1+1 的证明 原理的探索》 中国科技信息杂志 , 2008.8.139-41 , 唐子周,唐世敬,唐世杰著《商高数猜想的完全证明》 中国科技信息杂志 , 2009.12.15 , 31-36 唐子周,唐世杰,唐世敬著《费尔马大定理的简捷证明》 中国科技信息杂志 , 2010.1.15 , 43-47 唐子周,唐世杰,唐世敬著《 catalan 猜想的新证法》 中国科技信息杂志 , 2010.4.1, 41-42 、 46 唐子周著《哥德巴赫猜想 1+1 的证明》 http://www.paper.edu.cn,2006.10.13 唐子周著《辩证集合数论的应用》 http://www.paper.edu.cn,2008.1.25 唐子周著《哥德巴赫猜想 1+1 的简捷证明》 http://www.paper.edu.cn,2008.9.11 杨光 杨宪平新疆《 “ 陈景润 ” 唐子周自学不辍的 21 年数学苦旅》新疆都市报 2005.10.19 周海霞 《唐子周:21年证明欧德斯猜想》 巴州日报 2005.6.10 李中华《华罗庚式的学者》 中国科技信息 2010.10.1,19 期
个人分类: 生活滴点.2.|5823 次阅读|11 个评论
原来我想成为一名数学家
热度 1 zhangjinami 2012-1-11 15:05
我其实想成为一名数学家,能够对世界上的所有事物,都用数学语言表达出来,这个梦想抑制不能实现,导致了我的自卑。 我不能接受我数学成绩不好这个事实,一直试图改变,到目前为止还没有实现。 原来只要学好数学,我就会重新找到失去的自信,数学已经让我痛苦了很多年了,必须面对他,然后打败他
3120 次阅读|1 个评论
数学家
metanb 2012-1-11 04:27
世界的奇妙之处就在于最聪明的往往也是最愚蠢的。
个人分类: 魔鬼辞典|1410 次阅读|0 个评论
[转载][引用]张寿武:从田埂上走出来的国际数学大师
xiasw 2012-1-9 15:20
“中国数学需要简洁” “很多中国数学家的算功是最好的,但不知道算什么;很多西方数学家知道算什么,但算功不好。”在美国、法国呆了将近20年的张寿武这样比较国内外数学家的差异。“简洁化数学,这是数学发展的动力。国内的数学大多停留在数的上面,太琐碎,追求程序性的计算,可读性很差,面越做越窄,很难提出伟大的思想。这种数学的生命力不强。”张寿武从小学四年级开始就想当数学家:“因为那个时候我知道我算东西比别人快,特别喜欢口算,那时我知道做数学要有耐心,这是与其他小孩不一样的地方。我特别喜欢做数学的过程,我对结果本身其实不在乎,我发现所有的数学题目做完后实际上都没有意思,我非常喜欢做数学的过程,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。有些数学家喜欢将事情弄得越玄乎越好,阳春白雪,这不是我的风格。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。实际上数学与科学和文学一样,能够留下来的东西都是最简单的东西。”“我对做数学的过程和其中的道理更感兴趣,我对技巧没有太大兴趣,我做数学没有记住任何技巧,到现在也不知道做数学有什么技巧。”“从小学到高中,我的大部分书都是在田埂上念的,我念书不痛苦,只是高中时痛苦了3年的时间,现在的学生们要痛苦12年的时间。”张寿武认为,数学课比较枯燥无味,有很多原因是老师没有花功夫,“他们喜欢拿个备课本在上面,好处是他们在黑板上不出错,缺点是学生什么也记不住。在给学生讲课时,我宁愿在黑板上出错,也要把最精彩的东西讲出来,如果让我在黑板上的完整与精彩之间作选择,我觉得精彩比完整更重要。”张寿武提议说小学可以不用学太多数学,要多学一点音乐、体育和外语;初中开始念多一点数学,大学集中重点学。“少一点死记硬背,多一点人文方面的东西,不要扼杀孩子的创造力。我不反对奥数,反对奥数的训练方式。”“数学跟任何学科一样,需要传承,不是一个人生下来就有的能力。有一个生命力强的好题目,就成功了99%。但在国内,题目是个大问题,差题目束缚了学生的创造力。”
个人分类: 他山之玉|2005 次阅读|0 个评论
[转载]数学家丘成桐:语文训练是学者的第一步
热度 1 Fangjinqin 2011-12-30 09:01
数学家丘成桐:语文训练是学者的第一步 清华校友网 发布日期:2011-12-28 “人间自是有情痴,此恨无关风与月”,这样的诗词与学术研究有关系吗?古希腊哲学家柏拉图总结出的 5 种正多面体,为什么恰恰是自然界中晶体的形状?近日,在第二届清华三亚国际数学论坛上,著名数学家丘成桐先生作了“为学与做人”、“几何学赏析”两场报告,他既告诉青年学子,学术研究要投入自己的“情感”才能获得成功,又告诉普通听众,几何学与人们的生活联系广泛。 在“为学与做人”的演讲中,丘成桐强调学数学要用“情”,他说,很多重要的发明创造是学者在深厚的感情的潜意识中完成的,而追求学问的热忱需要培养。丘成桐认为,目前国内不少专家只注重科学的应用,而不愿意在基本科学上下工夫,然而从工业革命以来的科技突破无不源自基本科学的发展。对基本科学的认识不够深入,只满足于应用而沾沾自喜,终究是尾随人后,更不能做跨学科的学问。 丘成桐希望青年学生年轻时务必踏实,将基本学科学好,同时也应研习应用科学,因为这些知识能增长见闻,引发对学问更宽广的认识。“在学好数学的同时,更不能偏废语文。语文的训练是成为真正学者的第一步。”丘成桐说。 在“几何学赏析”的演讲中,丘成桐介绍了几何学脱离神学与宗教成为科学的历史过程。从毕达哥拉斯学派的定理证明概念,到用数字描述几何图形,再到物体分布影响空间几何,人类对几何认识的不断深入,带动了其他学科的进步。丘成桐还向听众展示了几何与生活的联系:击鼓的声音怎样通过几何学分析,推知鼓的形状;几何中的“对称”怎样推导出物理方程。“几何学所蕴含的包容、简洁、稳定的思想,正与艺术、心灵相通。”丘成桐说,“难怪柏拉图宣布雅典学院‘不懂几何者勿入’”。 在这次数学论坛上,同期举行的“丘成桐数学奖大赛”,不同于以往的数学竞赛,这次比赛没有试卷和标准答案,代之以学生自选的题目和论文答辩。清华大学数学系教授肖杰告诉记者,之所以采取这样的形式,就是为了激发学生们对于数学的学习兴趣,让学生们对数学产生发自内心的情感,这样才能有创新产生。 来自鞍山一中的高二学生夏铭辰获得了大赛优秀奖,在听了“为学与做人”的报告后,感触颇深,“我更深刻地理解了全面发展的意义所在,以前,我认为数学学好了就能成为数学家,这次我明白了人文素养对我们的重要性。” (计亚男 魏月蘅 王晓樱) 转自《光明日报》 2011 年 12 月 27 日
个人分类: 杂谈评论|2157 次阅读|1 个评论
[转载]数学家们的爱情故事
热度 1 ChinaAbel 2011-12-26 18:51
[转载]数学家们的爱情故事
关于数学家的爱情,总是闪耀着智慧之光,让人着迷。正是所谓金风玉露一相逢,便胜却人间无数。 笛卡尔的故事 笛卡尔(René Descartes),17 世纪著名的法国哲学家,曾经提出“我思故我在”的哲学观点,有着“现代哲学之父”的称号。笛卡尔对数学的贡献也是功不可没,中学时大家学到的平面直角坐标系就被称为“笛卡尔坐标系”。 传闻,笛卡尔曾流落到瑞典,邂逅美丽的瑞典公主克里斯蒂娜(Christina)。笛卡尔发现克里斯蒂娜公主聪明伶俐,便做起了 公主的数学老师, 于是两人完全沉浸在了数学的世界中。国王知道了这件事后,认为笛卡尔配不上自己的女儿,不但强行拆散他们,还没收了之后笛卡尔写给公主的所有信件。后来,笛卡尔染上黑死病,在临死前给公主寄去了最后一封信,信中只有一行字:r=a(1-sinθ)。 自然,国王和大臣们都看不懂这是什么意思,只好交还给公主。公主在纸上建立了极坐标系,用笔在上面描下方程的点,终于解开了这行字的秘密——这就是美丽的心形线。看来,数学家也有自己的浪漫方式啊。 a=1时的心形线 事实上,笛卡尔和克里斯蒂娜的确有过交情。不过,笛卡尔是 1649 年 10 月 4 日应克里斯蒂娜邀请才来到的瑞典,并且当时克里斯蒂娜已经成为了瑞典女王。并且,笛卡尔与克里斯蒂娜谈论的主要是哲学问题。有资料记载,由于克里斯蒂娜女王时间安排很紧,笛卡尔只能在早晨五点与她探讨哲学。天气寒冷加上过度操劳让笛卡尔不幸患上肺炎,这才是笛卡尔真正的死因。 心形线的故事究竟几分是真几分是假,还是留给大家自己判断吧。 伽罗瓦的故事 伽罗瓦(variste Galois),19 世纪最伟大的法国数学家之一,唯一被我称为“天才数学家”的人。他 16 岁时就参加了巴黎综合理工学院的入学考试,结果面试时因为解题步骤跳跃太大,搞得考官们不知所云,最后没能通过考试。 在数学历史上,伽罗瓦毫无疑问是最富传奇色彩与浪漫色彩的数学家,没有“之一”。18 岁时,伽罗瓦漂亮地解决了当时数学界的顶级难题:为什么五次及五次以上的多项式方程没有一般的解。他把这一研究成果提交给了法国科学院,由大数学家柯西 (Augustin-Louis Cauchy)负责审稿;然而,柯西建议他回去仔细润色一下(此前一直认为柯西把论文弄丢了或者私藏起来,最近的法国科学院档案研究才让柯西平反昭雪)。后来伽罗瓦又把论文交给了科学院秘书傅立叶(Joseph Fourier),但没过几天傅立叶就去世了,于是论文被搞丢了。1831年伽罗瓦第三次投稿,当时的审稿人是泊松,他认为伽罗瓦的论文很难理解,于是拒绝发表。 因为一些极端的政治行动,伽罗瓦被捕入狱。即使在监狱里,他也不断地发展自己的数学理论。他在狱中结识了一名医生的女儿,并很快坠入爱河;但好景不长,两人的感情很快破裂。出狱后的第二个月,伽罗瓦决定替自己心爱的女孩与女孩的一个政敌进行决斗,不幸中枪,第二天便在医院里死亡。伽罗瓦死前的最后一句话是对他的哥哥艾尔弗雷德(Alfred)说的:“不要哭,我需要足够的勇气在 20 岁死去。” 仿佛是预感到了自己的死亡,在决斗的前一夜,伽罗瓦通宵达旦奋笔疾书写下了自己所有的数学思想,并把它们和三篇论文手稿一同交给 了他的好友谢瓦利埃(Chevalier)。在信的末尾,伽罗瓦留下遗嘱,希望谢瓦利埃能把论文手稿交给当时德国的两位大数学家雅可比(Carl Gustav Jacob Jacobi)和高斯(Carl Friedrich Gauss),让他们就这些数学定理公开发表意见,以便让更多的人意识到这个数学理论的重要性。 谢瓦利埃遵照伽罗瓦的遗愿,将论文手稿寄给了雅可比和高斯,不过都没有收到回音。直到 1843 年,数学家刘维尔(Joseph Liouville)才肯定了伽罗瓦的研究成果,并把它们发表在了他自己主办的《纯数学与应用数学杂志》(Journal de Mathématiques Pures et Appliquées)上。人们把伽罗瓦的整套数学思想总结为了“伽罗瓦理论”。伽罗瓦用群论的方法对代数方程的解的结构做出了独到的分析,多项式方程的 根、尺规作图的不可能性等一系列代数方程求解问题都可以用伽罗瓦理论得到一个简洁而完美的解答。伽罗瓦理论对今后代数学的发展起到了决定性的作用。 塞凯赖什夫妇的故事 1933 年,匈牙利数学家乔治·塞凯赖什(George Szekeres)还只有 22 岁。那时,他常常和朋友们在匈牙利的首都布达佩斯讨论数学。这群人里面还有同样生于匈牙利的数学怪才——保罗·埃尔德什(Paul Erdős)大神。不过当时,埃尔德什只有 20 岁。 在一次数学聚会上,一位叫做爱丝特·克莱恩(Esther Klein)的美女同学提出了这么一个结论:在平面上随便画五个点(其中任意三点不共线),那么一定有四个点,它们构成一个凸四边形。塞凯赖什和埃尔德什等人想了好一会儿,没想到该怎么证明。于是,美女同学得意地宣布了她的证明:这五个点的凸包(覆盖整个点集的最小凸多边形)只可能是五边形、四边形和三角形。前两种情况都已经不用再讨论了,而对于第三种情况,把三角形内的两个点连成一条直线,则三角形的三个顶点中一定有两个顶点在这条直线的同一侧,这四个点便构成了一个凸四边形。 平面上五个点的位置有三种情况 众人大呼精彩。之后,埃尔德什和塞凯赖什仍然对这个问题念念不忘,于是尝试对其进行推广。最终,他们于 1935 年发表论文,成功地证明了一个更强的结论:对于任意一个正整数 n ≥ 3,总存在一个正整数 m,使得只要平面上的点有 m 个(并且任意三点不共线),那么一定能从中找到一个凸 n 边形。埃尔德什把这个问题命名为了“幸福结局问题”(Happy Ending problem),因为这个问题让乔治·塞凯赖什和美女同学爱丝特·克莱恩之间迸出了火花,两人越走越近,最终在 1937 年 6 月 13 日结了婚。 对于一个给定的 n ,不妨把最少需要的点数记作 f(n)。求出 f(n) 的准确值是一个不小的挑战。由于平面上任意不共线三点都能确定一个三角形,因此 f(3) = 3 。爱丝特·克莱恩的结论则可以简单地表示为 f(4) = 5 。利用一些稍显复杂的方法,我们可以证明 f(5) 等于 9 。2006 年,利用计算机的帮助,人们终于证明了 f(6) = 17。对于更大的 n,f(n) 的值分别是多少? f(n) 有没有一个准确的表达式呢?这是数学中悬而未解的难题之一。几十年过去了,幸福结局问题依旧活跃在数学界中。 不管怎样,最后的结局真的很幸福。结婚后的近 70 年里,他们先后到过上海和阿德莱德,最终在悉尼定居,期间从未分开过。 2005 年 8 月 28 日,乔治和爱丝特相继离开人世,相差不到一个小时.
个人分类: 逸闻趣事|4285 次阅读|1 个评论
数学不是冰冷的符号游戏——读《数学先锋:天才的时代》
热度 2 qianlivan 2011-12-20 10:36
数学不是冰冷的符号游戏——读《数学先锋:天才的时代》
中学时候很喜欢数学,那时数学教科书上的概念大多会有来龙去脉,还有很多数学家的故事,学起来比较有意思。不过一本教科书毕竟不能面面俱到,有些问题总是没有讲清楚的。最简单的也是一直以来困扰我的问题是,为什么x、y、z代表未知数,而a、b、c代表已知数?是不是其他字母就不能作为未知数?当时有一个隐约的感觉,"比较靠后"的字母就可以作为未知数,但是得"多靠后"呢? 这个问题在《数学先锋:天才的时代》中可以找到答案。用字母代表数进行运算是韦达首创,他当时用原音字母a、e、i、o、u加上y表示未知数,而用大写辅音字母表示已知数。后来笛卡尔修改了韦达的符号系统,"规定从字母表打头开始使用小写字母来表示已知量,从字母表末尾开始使用小写字母来表示变量。" 书中介绍的几百年前的数学家们大多都没有把数学作为自己的职业,实事上在那个时代也不大可能把数学作为职业。他们中的很多人在政府相关部门任职,或者是贵族的家庭教师。他们研究数学是出于教学、实际需要或者兴趣。那时没有SCI,他们的研究成果直接出版成书,而在成书之前,这些成果都在他们的来往信件中----这就是他们讨论问题的方式。使用这种慢速的讨论方式,费马发现了以他名字命名的两个定理,牛顿和莱布尼茨发明了微积分。这些历史是我原来知道的。而书中还介绍了对数概念的发明者纳皮尔已经统一了微积分描述方式的阿涅西。这些事我原来所不知道的。 严格说纳皮尔是个发明家和神学家,他在去世前的一些年才开始考虑对数的计算体系。他用希腊单词"比率"(logos)和"数"(arithmos)组成了"对数"(logarithm)一词。简单地说,纳皮尔就是要构造一个计算体系,在其中可以把乘法运算转换为加法运算。纳皮尔构造的计算体系比较巧妙。"他是通过对直线上两点所运动的距离之间的关系来进行计算的。第一个点做匀速运动,即在相等的时间段内前进相等的时间段内前进相等的距离;第二个点向一个固定点做减速运动,速度与剩下的路程成正比。让两个点同时以相同的初速度出发,第一个点走过的距离称为L,第二个点还要走的距离称为N,纳皮尔给出他的对数的定义为L=log N。因为他假设他的第二个点离那个固定点10 7 =10 000 000单位远,纳皮尔的对数定义中的L和N有着如式子10 000 000(.999 999 9) L =N,或10 7 (1-1/10 7 ) L =N所述的关系"。纳皮尔构造了一张详细的六位对数表,在数学和天文学界产生了广泛的影响。开普勒也说对数的发明是其得以发现行星运动三定律的关键。对数称为了天文计算中的标准方法。纳皮尔是在他的《论述》一书介绍了他对数思想,此书的介绍中说道:"读者在这本小书里得到的可以与1 000本书里的东西一样多。"这并非虚言。 阿涅西其实不算一个数学家,但她一定算得上是一位优秀的数学教师。她能说七种语言,而且对数学十分敏感。她是家中最大的孩子,为了教育弟弟妹妹,她借助自己的语言和数学天赋将当时欧洲各国数学家对微积分的研究进行了整理,写出了一本分析讲义,名为《供意大利青年使用的分析讲义》。在弟弟妹妹长大之后,她就再也没有从事和数学相关的职业,而是全心投入了慈善事业。 小时候,我父亲用计算尺教我对数运算,当时我还不是十分理解,但是我确实感觉到这种运算和这种工具的神奇。如今的计算已经有计算器和计算机了,方便了,可是也变得无趣了。或许偶尔我们还是应该看看历史上的数学是什么样的,再用那些古老的工具进行些运算。数学应该是亲切的,而不是冰冷的符号游戏。 附注:1. 书名应该翻译为《数学先驱——天才的时代》 2. 费马小定理一直都让我很赞叹。“若p是质数,a是整数,则a p -a能被p整除。”相当简洁,却又十分有力。
个人分类: 读书|4983 次阅读|5 个评论
[转载]数学家的沉诗
热度 2 sfw111 2011-12-18 16:11
拉格朗日,傅立叶旁, 我凝视你凹函数般的脸庞。 微分了忧伤,积分了希望, 我要和你追逐黎曼最初的梦想。 感情已发散 收敛难挡, 没有你的极限,柯西抓狂, 我的心已成自变量,函数因你波起波荡。 低阶的有限阶的, 一致的不一致的, 是我想你的皮亚诺余项。
个人分类: 哲学|401 次阅读|2 个评论
梦又一次破灭------专业难求
热度 1 lindentian 2011-12-18 11:16
上师专,面对专业选择我又无能为力,师范保送生,只能上文科类的专业,因没开设英语课,英语专业也不能上。 我最喜欢的是数学科目,我是以数学满分的优势才取得的好成绩,而要告别学习数学,对我又是一次新的打击。 以前,我也不知道是谁制定的这不人性的,不合理的专业政策,现在的高校专业选择是多么的重视个性特长,我的数学家的梦也从此再也没有机会做了。找校长也无能为力,校长说你跟不上;我喜欢的我一定会努力的;只能这样在语文和历史专业选择一个。 想想,学史可以明智,还有好多的历史故事,没办法,哪就听故事吧!就这样走进了历史系! 绿树的影子完了、清清的流水枯了、村庄的绿色没了,我的梦就这样破灭了。 崖畔上的枣树睁着干涩的眼和奶奶一起等我回家。
个人分类: 生活点滴|2487 次阅读|3 个评论
数学家
metanb 2011-12-17 20:37
从某种意义上说,数学家是最不诚实的:他们塞给你一些“对的”东西,却把“真的”东西藏而不发。
个人分类: 魔鬼辞典|1545 次阅读|0 个评论
[转载]一首数学家的情诗
supermac 2011-12-16 21:32
[转载]一首数学家的情诗
【数学家写的情诗】 拉格朗日,傅立叶旁,我凝视你凹函数般的脸庞。 微分了忧伤,积分了希望,我要和你追逐黎曼最初的梦想。 感情已发散 收敛难挡,没有你的极限,柯西抓狂,我的心已成自变量,函数因你波起波荡。 低阶的有限阶的,一致的不一致的,是我想你的皮亚诺余项。
个人分类: 见闻杂谈|3232 次阅读|0 个评论
向大家推荐一本书《陶哲轩的实分析》
热度 3 jinkai719 2011-12-13 04:10
陶哲轩(Terence Tao)2006年菲尔兹奖得主,享誉世界的澳大利亚籍华裔天才青年数学家,现任美国加州大学洛杉矶分校教授。在调和分析、偏微分方程、组合数学、解析数论和表示论等多个领域取得了许多重要成果。他的经历可谓传奇,12岁获得国际数学奥林匹克竞赛金牌(这项纪录至今无人打破),21岁获得普林斯顿大学博士学位,24岁成为终身教授,2007年32岁时当选英国皇家学会会士。除菲尔兹奖外,他还荣获了著名的Alan t Watel man奖(奖金额50万美元)和clay研究奖等众多荣誉。 我要说的是这本书让你真正理解什么是数学,什么是分析, 有人问, 你是一个学催化的,学这个干什么,有什么意义? 我回答是:请你以后不要拉屎了,因为这个最没有意义! 学习不是为了什么,只是为了学, 离开这个公理,我觉得你不用来学习了, 就像欧几里得一样,给你一千块钱,你离开把。。。 读书是分档次的,我读完《自然哲学的数学原理》,牛顿的大作,我感觉看完了故事; 有人却却写出了《复分析 可视化方法》,这本经典的书,我十分的汗颜。。。。。。
8295 次阅读|6 个评论
听数学家讲物理——再谈朗道阻尼
热度 27 等离子体科学 2011-12-7 21:49
听数学家讲物理——再谈朗道阻尼
李泳老师写了《 数学家说物理 》。想起笔者前些日子有幸听了数学家讲物理。 这位数 学家是去年的 Fields Medal 的得主, Henri Poincaré Institute 的 法国数学家 Cédric Villani 。他得奖的 Citation 是: “For his proofs of nonlinear Landau damping and convergence to equilibrium for the Boltzmann equation.” 今年美国物理学会等离子体物理分会的年会特地请他来做 Tutorial Talk 。下图是在Wiki上他 的照片。 笔者在《 关于 Landau 阻尼 》一文中说过: “笔者觉得, “ 朗道阻尼 ” 的发现可以说是等离子体物理中最杰出的理论工作之一,但也是讲授等离子体物理时最困难的部分。目前能够看到的等离子体物理教科书(是至少中文的和英文的),都没有把这一部分写好。” 数学上,这个工作很漂亮 ——朗道(Lev Landau) 的证明一如既往地条理清晰、无懈可击。但是物理上如何解释这一“阻尼”现象?“ 当年 ‘ 朗道阻尼 ’ 提出的时候,就很难为物理学家们所接受 —— 主要是因为: Vlasov 方程本身是 ‘ 无碰撞 ’ 的,可逆的;而 ‘ 朗道阻尼 ’ 给出的指数衰减显然是 ‘ 不可逆 ’ 的。 UMCP 的吴京生教授回忆过当年他读博士的时候,参加过的一次美国物理学会年会:一位报告人讲完他利用 ‘ 朗道阻尼 ’ 做的一个工作后,一个非常有名望的物理学家站起来说: How many times do I have to tell you?! There is no such a thing called ‘ Landau Damping ’ ! —— 我必须告诉你多少次(你才能记住)?!(世界上)根本没有 ‘ 朗道阻尼 ’ 这码事! ” 现在教科书上一般的解释是: 关于 “ 朗道阻尼 ” 的物理机制,普遍认为是波— 粒子相互作用引起的。以静电扰动为例,当一种波扰动在等离子体中传播时,其静电势场会“ 捕获” 与其相速度接近的粒子一起运动(即在波的坐标系中,这些粒子会在势场的“ 峰” 之间来回“ 振荡” ),形成相空间轨道的“ 岛” 状结构。我们称这些粒子为“ 捕获粒子” ( trapped particles )。经过一段时间的 “ 相混合 ” ,速度快于相速度的 “ 捕获粒子 ” 被减速、慢于相速度的被加速,使得粒子的速度分布函数在波的相速度附近被 “ 展平 ” ( flattened )。如果分布函数在这一区域是随速度递减的( 一般都是这种情况,比如 Maxwellian 分布) ,则被加速粒子比被减速的粒子多,粒子们得到了能量—— 这些能量显然是波提供的。所以波被“ 阻尼” 。反之,如果分布函数在波的相速度附近是随速度递增的,粒子们就失去能量,而波则得到能量增长起来。 这是波和粒子“能量交换”导致阻尼的观点。下面是相空间里“捕获粒子”和“通行粒子”相轨迹的示意图。 但是,从这个图可以看出,即使是“捕获粒子”,其相轨迹也是可逆的。即使是长时间的“平均”,如何实现 “相混合”?而且 Villani 在数学上证明,扰动的“久期”行为是随时间代数增长,“长时间”结果已经进入非线性阶段! 如何解决这一问题? Villani 引入了一个称为“ regularity ”的量,发现对于足够小的扰动,粒子与波之间发生“ regularity ”而非能量的交换。则在非线性阶段导致 Landau 阻尼。 事实上,从拓扑上看,每条“捕获粒子”相轨迹都是“稳定”的(即无论多久,仍是原来那条椭圆线;上面的粒子的运动是“确定”的)。对“通行粒子”更是如此。唯一具有“不确定性”的,可能导致“随机”行为的是初始就在分形线( separatrix )上的那些粒子。但是,第一:分形线的“测度”为零,所以这些“不确定”轨道上的粒子所占的比例也趋向零;第二:尽管分形线上粒子运动的轨迹是不确定的,但是分形线本身在线性阶段是拓扑不变的——除非扰动幅度的改变使得“通行粒子”被捕获或者“捕获粒子”被“释放”成为“通行粒子”,引起分形线上的“重联”。但是这种扰动幅度的变化被解释成 Landau 阻尼的“后果”——逻辑上不自洽! 那么,怎么才能使有限测度的相轨迹变成“不确定”?或者说,随机性( stochastics )是如何引入了? 这只能发生在准线性阶段:在一定的频率区间有几个相邻频率的静电扰动。那么,因为它们的频率、相速度相近,这些“相岛”在准线性阶段会相互“重叠”( overlap )。一个“相岛”的分形线会与其相邻“相岛”中“捕获粒子”的相轨迹(那些椭圆线)相交,使得那些“捕获粒子”都成为“不确定”的。正是这种“相空间有限测度”的不确定性导致了相轨迹的“混合”和分布函数在这一具有不确定性的“相空间有限测度”上的展平。用 Villani 的语言,就是在线性阶段,基本上整个相空间都具有“ regularity ”,仅仅在具有零测度的分形线上有所谓“ irregularity ”。但是在准线性阶段,一旦“相岛”的重叠( overlap )发生,扰动把“ irregularity ”传递给有限个粒子的相轨迹, Landau 阻尼就发生了。 这是笔者个人的理解。没有来得及和 Villani 讨论。另外,这里说的“准线性”和“非线性”与 Villani 所用的数学上的非线性不同。在所谓“准线性”阶段,对单一扰动来说,已经是非线性的了;但是我们只讨论波与粒子的相互作用。“非线性”则需要考虑波与波之间的相互作用。 另,Villani的Talk结束后,提问阶段Princeton的秦宏老师就问过为什么不用能量这样的好的守恒量来描述。事实上,根据波与粒子相互作用的理论,可以计算出波与粒子之间的能量转移以及总的能量守恒。所以能量与regularity的关系还是很值得进一步研究的。 还要 谢谢xiehuasheng 同学,这里是他给的链接,可以找到Landau的原文英译——重要的思想还是要看原始文献的: http://ifts.zju.edu.cn/forum/viewtopic.php?f=4t=473
个人分类: 学海无涯|24910 次阅读|65 个评论
[转载]poor mathematical physicists
wangxiong868 2011-12-7 20:48
可怜的mathematical physicists 里外不是人,物理学家认为这是数学,数学家认为是物理。。。。 而事实上,最美的部分,也恰恰在数学与物理最深层次的结合部。。。 The so-called "mathematical physicists" , are scientists that in words of Feynman are "neither good physicists nor good mathematicians" . Described by Feynman below: I am not getting anything out of the meeting. I am learning nothing. Because there are no experiments this field is not an active one, so few of the best men are doing work in it. The result is that there are hosts of dopes here (126) and it is not good for my blood pressure: such inane things are said and seriously discussed here that I get into arguments outside the formal sessions (say, at lunch) whenever anyone asks me a question or starts to tell me about his "work". The "work" is always: (1) completely un-understandable, (2) vague and indefinite, (3) something correct that is obvious and self evident, but a worked out by a long and difficult analysis, and presented as an important discovery, or, a (4) claim based on the stupidity of the author that some obvious and correct fact, accepted and checked for years, is, in fact, false (these are the worst: no argument will convince the idiot), (5) an attempt to do something probably impossible, but certainly of no utility, which it is finally revealed at the end, fails (dessert arrives and is eaten), or (6) just plain wrong. There is great deal of "activity in the field" these days, but this "activity" is mainly in showing that the previous "activity" of somebody else resulted in an error or in nothing useful or in nothing promising. It is like a lot of worms trying to get out of a bottle by crawling all over each other. Remind me not to come to any more gravity conferences! References ↑ Richard P. Feynman, "Feynman lectures on physics" ↑ Quoted from Feynman's letter to his wife while attending Gravity Conference in 1962 in Warsaw, Poland published in book "What Do You Care What Other People Think" , page 91
1292 次阅读|0 个评论
数学家说物理
热度 6 yonglie 2011-12-6 08:21
2004 年 5 月 24 日 , Michael Atiyah 和 Isadore Singer 在奥斯陆获 Abel 奖时,接受了丹麦 Aalborg 大学 Martin Raussen 和挪威 Trondheim 科技大学 Christian Skau 的访问( Notices of The AMS , 2005, Vol. 52, No.2: 223-231 ), Atiyal-Singer 指标定理 是 20 世纪的数学珍宝,连接了几何与分析,也沟通了数学和物理—— A 更喜欢说它是一个理论, S 说它是一个新的起点,就像我们爬上一座高山,发现了过去所在的高原。他们原来没想到,这个定理会给物理学带来那么大的影响—— Perhaps it should not have been a surprise because it used a lot of geometry and also quantum mechanics in a way, à la Dirac. 关于数学为什么契合物理学, Singer 讲了一个小故事:他曾在费曼( Feynman )的讨论班讲反常,老费的博士后们总是想拿坐标来计算。老费告诉他们, 物理学定律是独立于坐标系的。没听 Singer 讲吗,他就没用坐标来描写这种情形 。独立于坐标,就意味着几何。 Singer 是用坐标独立来说明数学(几何)与物理学的自然联系,其实那 也是物理学“自觉几何化”的原因。 相对性原 理假定物理定律与坐标无关,就把物理学几何化了(狭义相对论的 Minkowski 几何和广义相对论的 Riemann 几何)。今天,那种独立性更进一步:物理学应该与时空背景无关,我们 需要一个“背景独立的理论”—— 如 Smolin 说的, 背景独立形式并不仅仅是不同的语言,而有可能表达了确定理论的原理和定律,迄今所研究的一切都将作为近似从它们推导出来。 尽管超弦代表了大多数人的声音, Atiyah 也欣赏少数派的 Alain Connes 和 Roger Penrose 。 Singer 喜欢弦,说它是一个和谐的整体,而且 K 理论 进来了;他也欣赏 Connes 的 非对易几何 ,那是几何量子 化需要的,也许还能 解释黑洞和大爆炸呢。 关于物理学对数学的影响, A 猜想, 量子物理也许会影响数论 ,特别是 Riemann 猜想 。他与 Wiles (证明了 Fermat 大定理 )讨论 过,但 W 不以为然。 S 则认为也许从统计物理学会生出一个 统计拓 扑学 ,那样的话,我们 就不必去数几何体的空穴数或 Betti 数 了…… 未来究竟会发生什么激动人心的事情呢? A 认为这个 问题“从定义上说”是没有答案的—— 假如我们能预言,它就不会那么令人激动了。
个人分类: 物理|9788 次阅读|5 个评论
这数学家比明星还火
热度 15 zhangqifeng0504 2011-12-5 23:01
这数学家比明星还火
背景 :华裔数学家丘成桐先生今天在武大樱园老图书馆做客《珞珈讲坛》,我和师兄抱着仰慕大家风采和开阔眼界的心态又去了武大。。。由于中午有些事情拖延了点时间,我们去得稍晚了些,还好赶在演讲开始前十分钟左右到达目的地了。 到报告厅前,我们傻眼了。。。不仅报告厅内座无虚席,就连厅外都排满了人 人潮如流 楼上楼下全是。。。 看样子听的还津津有味呢 邱先生确实是认真准备了这场报告 有幸与大家合了一张留做纪念,也算没白来哈哈 丘成桐先生来武汉已经很多次了,据说每次都是爆满,当然不只是武汉,据说其他地方也是爆满,我在电视上看过他儿子亲口说:“我见过父亲演讲的场面,一点都不亚于明星的出场”,对此他儿子都感到很震惊。。。 其实前不久还有位大师也到武汉了(Stephen Smale),也是菲尔兹和沃尔夫的获得者,当时根本没有几个人来听他的报告,虽然告示贴到了各个院校。 由此可见听报告者基本上都是伪听者,说不好听点就是来看大师长啥样的。。。哎。。。可悲。。。。啥时候咱们能变得不这么傻呀。。。。 (前排根本没人!!!)
4620 次阅读|17 个评论
版上的数学家物理学家信号处理专家,求教!!
热度 1 jqrzs 2011-12-3 22:05
指数衰减正弦函数(即exp(-a*t)sin(w*t))在(-inf,+inf)(也就是全时间域)的傅里叶变换, 按照形式计算可得结果中含有两项,是狄拉克函数的一个复数平移形如d(w-c*i),像这种狄拉克函数的复数平移有何含义? 有没有数学上或者物理上的解释?或者没有任何解释?或者这样的计算数学上毫无意义,不收敛,形式计算有错误?我觉得貌似含有重大含义,您们要做出成果了要感谢我哦。 请看到的不要吝惜鼠标帮我点下推荐,争取进热门,为科学网增加点科学性。呵呵额额
个人分类: mf问题|3228 次阅读|1 个评论
新几何不能指望数学家
热度 1 wangxiong868 2011-12-2 21:09
微分几何经过种种的融合后将会是多姿多彩的,但是它能否有足够丰富的结构来迎合近代物理时空量子化的需要? 我看不行! 数学有的时候确实领先物理,但归根结底,数学是落后于物理的,而且是远远落后。。。 好的数学,都是从物理中来的,比如微积分之于牛顿! 新几何不能指望数学家,数学家靠不住了,就得自己动手! math is too hard formathematicians... physic is too hard forphysicist... “Physics is to mathematics like sex is to masturbation.” —Richard Feynman
1734 次阅读|2 个评论
[转载]不确定性原理的前世今生 · 数学篇(完)
QIQIZHU 2011-11-26 21:11
到二十世纪末,人们对「信号」这个词的理解已经发生了微妙的变化。如果在二十世纪上半叶的时候提到一个信号,人们还倾向于将它理解为一个连续的函数。而到下半叶,信号已经越来越多地对应于一个离散的数组。毫无疑问,这是电子计算机革命的后果。 在这样的情形下,「不确定性原理」也有了新的形式。在连续情形下,我们可以讨论一个信号是否集中在某个区域内。而在离散情形下,重要的问题变成了信号是否集中在某些离散的位置上,而在其余位置上是零。数学家给出了这样有趣的定理: 一个长度为 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b ≥ 2√N。 也就是说一个信号和它的傅立叶变换中的非零元素不能都太少。毫无疑问,这也是某种新形式的「不确定性原理」。 在上面的定理中,如果已知 N 是素数,那么我们甚至还有强得多的结论(它是 N. Chebotarev 在 1926 年证明的一个定理的自然推论): 一个长度为素数 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b N。 不幸的是这里「素数」的条件是必须的。对于非素数来说,第二条命题很容易找到反例,这时第一条命题已经是能够达到的最好结果了。 这些定理有什么用呢?如果它仅仅是能用来说明某些事情做不到,就像它字面意思所反映出的那样,那它的用处当然相对有限。可是——这无疑是辩证法的一个好例证——这样一系列宣称「不确定」的定理,事实上是能够用来推出某些「确定」的事实的。 设想这样一种情况:假定我们知道一个信号总长度为 N,已知其中有很大一部分值是零,但是不知道是哪一部分(这是很常见的情形,大多数信号都是如此),于此同时,我们测量出了这个信号在频域空间中的 K 个频率值,但是 KN (也就是我们的测量由于某些原因并不完整,漏掉了一部分频域信息)。有没有可能把这个信号还原出来呢? 按照传统的信号处理理论,这是不可能的,因为正如前面所说的那样,频域空间和原本的时空域相比,信息量是一样多的,所以要还原出全部信号,必须知道 全部的频域信息,就象是要解出多少个未知数就需要多少个方程一样。如果只知道一部分频域信息,就像是只知道 K 个方程,却要解出 N 个未知数来,任何一个学过初等代数的人都知道,既然 KN,解一定是不唯一的。 但是借助不确定性原理,却正可以做到这一点!原因是我们关于原信号有一个「很多位置是零」的假设。那么,假如有两个不同的信号碰巧具有相同的 K 个频率值,那么这两个信号的差的傅立叶变换在这 K 个频率位置上就是零。另一方面,因为两个不同的信号在原本的时空域都有很多值是零,它们的差必然在时空域也包含很多零。不确定性原理(一个函数不能在频域 和时空域都包含很多零)告诉我们,这是不可能的。于是,原信号事实上是唯一确定的! 这当然是一个非常违反直觉的结论。它说明在特定的情况下,我们可以用较少的方程解出较多的未知数来。这件事情在应用上极为重要。一个简单的例子是医 学核磁共振技术(很多家里有重病患者的朋友应该都听说过这种技术)。核磁共振成像本质上就是采集身体图像的频域信息来还原空间信息。由于采集成本很高,所 以核磁共振成像很昂贵,也很消耗资源。但是上述推理说明,事实上核磁共振可以只采集一少部分频域信息(这样成本更低速度也更快),就能完好还原出全部身体 图像来,这在医学上的价值是不可估量的。 在今天,类似的思想已经被应用到极多不同领域,从医学上的核磁共振和 X 光断层扫描到石油勘测和卫星遥感。简而言之:不确定性可以让测量的成本更低效果更好,虽然这听起来很自相矛盾。 糟糕的是,本篇开头所描述的那个不确定性定理还不够强,所能带来的对频域测量的节省程度还不够大。但是数学上它又是不可改进的。这一僵局在本世纪初 被打破了。E. Candès 和陶哲轩等人证明了一系列新的不确定性原理,大大提高了不等式的强度,付出的代价是……随机性。他们的定理可以粗略叙述为: 一个长度为 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b 以极大概率不小于 N/√(log N) 乘以一个常数。 这里的「极大概率」并不是一个生活用语,而是一个关于具体概率的精确的数学描述。换言之,虽然在最倒霉的情况下不确定性可以比较小,但是这种情况很罕见。一般来说,不确定性总是很大。于是可以带来的测量上的节约也很大。 这当然也是一种「不确定性原理」,而且因为引入了随机性,所以在某种意义上来说比原先的定理更「不确定」。在他们的工作的基础上,一种被称为「压缩 感知」的技术在最近的五六年内如火如荼地发展起来,已经成为涵盖信号处理、信息提取、医学成像等等多个工程领域的最重要的新兴工程技术之一。 不过,这些后续的发展估计是远远超出海森堡的本意了。
个人分类: 醍醐灌顶文|1812 次阅读|0 个评论
[转载]不确定性原理的前世今生 · 数学篇(一)
QIQIZHU 2011-11-26 20:55
在现代数学中有一个很容易被外行误解的词汇:信号 (signal)。当数学家们说起「一个信号」的时候,他们脑海中想到的并不是交通指示灯所发出的闪烁光芒或者手机屏幕顶部的天线图案,而是一段可以具体 数字化的信息,可以是声音,可以是图像,也可是遥感测量数据。简单地说,它是一个函数,定义在通常的一维或者多维空间之上。譬如一段声音就是一个定义在一 维空间上的函数,自变量是时间,因变量是声音的强度,一幅图像是定义在二维空间上的函数,自变量是横轴和纵轴坐标,因变量是图像像素的色彩和明暗,如此等 等。 在数学上,关于一个信号最基本的问题在于如何将它表示和描述出来。按照上面所说的办法,把一个信号理解成一个定义在时间或空间上的函数是一种自然而 然的表示方式,但是它对理解这一信号的内容来说常常不够。例如一段声音,如果单纯按照定义在时间上的函数来表示,它画出来是这个样子的: 这通常被称为波形图。毫无疑问,它包含了关于这段声音的全部信息。但是同样毫无疑问的是,这些信息几乎没法从上面这个「函数」中直接看出来,事实 上,它只不过是巴赫的小提琴无伴奏 Partita No.3 的序曲开头几个小节。下面是巴赫的手稿,从某种意义上说来,它也构成了对上面那段声音的一个「描述」: 这两种描述之间的关系是怎样的呢?第一种描述刻划的是具体的信号数值,第二种描述刻划的是声音的高低(即声音震动的频率)。人们直到十九世纪才渐渐意识到,在这两种描述之间,事实上存在着一种对偶的关系,而这一点并不显然。 1807 年,法国数学家傅立叶 (J. Fourier) 在一篇向巴黎科学院递交的革命性的论文 Mémoire sur la propagation de la chaleur dans les corps solides (《固体中的热传播》)中,提出了一个崭新的观念:任何一个函数都可以表达为一系列不同频率的简谐振动(即简单的三角函数)的叠加。有趣的是,这结论是他 研究热传导问题的一个副产品。这篇论文经拉格朗日 (J. Lagrange)、拉普拉斯 (P-S. Laplace) 和勒让德 (A-M. Legendre) 等人审阅后被拒绝了,原因是他的思想过于粗糙且极不严密。1811 年傅立叶递交了修改后的论文,这一次论文获得了科学院的奖金,但是仍然因为缺乏严密性而被拒绝刊载在科学院的《报告》中。傅立叶对此耿耿于怀,直到 1824 年他本人成为了科学院的秘书,才得以把他 1811 年的论文原封不动地发表在《报告》里。 用今天的语言来描述,傅立叶的发现实际上是在说:任何一个信号都可以用两种方式来表达,一种就是通常意义上的表达,自变量是时间或者空间的坐标,因 变量是信号在该处的强度,另一种则是把一个信号「展开」成不同频率的简单三角函数(简谐振动)的叠加,于是这就相当于把它看作是定义在所有频率所组成的空 间(称为频域空间)上的另一个函数,自变量是不同的频率,因变量是该频率所对应的简谐振动的幅度。 这两个函数一个定义在时域(或空域)上,一个定义在频域上,看起来的样子通常截然不同,但是它们是在以完全不同的方式殊途同归地描述着同一个信号。它们就象是两种不同的语言,乍一听完全不相干,但是其实可以精确地互相翻译。在数学上,这种翻译的过程被称为「傅立叶变换」。 傅立叶变换是一个数学上极为精美的对象: 它是完全可逆的,任何能量有限的时域或空域信号都存在唯一的频域表达,反之亦然。 它完全不损伤信号的内在结构:任何两个信号之间有多少相关程度(即内积),它们的频域表达之间也一定有同样多的相关程度。 它不改变信号之间的关联性:一组信号收敛到一个特定的极限,它们的频域表达也一定收敛到那个极限函数的频域表达。 傅立叶变换就象是把信号彻底打乱之后以最面目全非的方式复述出来,而一切信息都还原封不动的存在着。要是科幻小说作家了解这一点,他们本来可以多出多少有趣的素材啊。 在傅立叶变换的所有这些数学性质中,最不寻常的是这样一种特性:一个在时域或空域上看起来很复杂的信号(譬如一段声音或者一幅图像)通常在频域上的 表达会很简单。这里「简单」的意思是说作为频域上的函数,它只集中在很小一块区域内,而很大一部分数值都接近于零。例如下图是一张人脸和它对应的傅立叶变 换,可以看出,所有的频域信号差不多都分布在中心周围,而大部分周边区域都是黑色的(即零)。 这是一个意味深长的事实,它说明一个在空域中看起来占满全空间的信号,从频域中看起来很可能只不过占用了极小一块区域,而大部分频率是被浪费了的。 这就导出了一个极为有用的结论:一个看起来信息量很大的信号,其实可以只用少得多的数据来加以描述。只要对它先做傅里叶变换,然后只记录那些不接近零的频 域信息就可以了,这样数据量就可以大大减少。 基本上,这正是今天大多数数据压缩方法的基础思想。在互联网时代,大量的多媒体信息需要在尽量节省带宽和时间的前提下被传输,所以数据压缩从来都是 最核心的问题之一。而今天几乎所有流行的数据压缩格式,无论是声音的 mp3 格式还是图像的 jpg 格式,都是利用傅立叶变换才得以发明的。从这个意义上说来,几乎全部现代信息社会都建立在傅立叶的理论的基础之上。 这当然是傅立叶本人也始料未及的。
个人分类: 醍醐灌顶文|1819 次阅读|1 个评论
困惑
metanb 2011-11-25 09:08
国产数学家嫉妒陶哲轩嫉妒到要封人家的网,还是人家觉得劣等人不配访问人家的网?
个人分类: 魔鬼辞典|2002 次阅读|0 个评论
[转载]数学家与数学分支的故事
热度 1 zjzhang 2011-11-23 11:54
很久很久以前,在拉格朗日照耀下,有几座城:分别是常微分方城和偏微分方城这两座兄弟城,还有数理方程、随机过城。从这几座城里流出了几条溪,比较著名的有:柯溪、数学分溪、泛函分溪、回归分溪、时间序列分溪等。其中某几条溪和支流汇聚在一起,形成了解析几河、微分几河、黎曼几河三条大河。 河边有座古老的海森堡,里面生活着亥霍母子,穿着德布罗衣、卢瑟服、门捷列服,这样就不会被开尔蚊骚扰,被河里的薛定鳄咬伤。城堡门口两边摆放着牛墩和道尔墩,出去便是鲍林。鲍林里面的树非常多:有高等代树、抽象代树、线性代树、实变函树、复变函树、数值代树等,还有长满了傅立叶,开满了范德花的级树...人们专门在这些树边放了许多的盖(概)桶,高桶,这是用来放尸体的,因为,挂在上面的人,太多了,太多了... 这些人死后就葬在微积坟,坟的后面是一片广阔的麦克劳林,林子里有一只费马,它喜欢在柯溪喝水,溪里撒着用高丝做成的ε-网,有时可以捕捉到二次剩鱼。 后来,芬斯勒几河改道,几河不能同调,工程师李群不得不微分流形,调河分溪。几河分溪以后,水量大涨,建了个测渡也没有效果,还是挂了很多人,连非交换代树都挂满了,不得不弄到动力系桶里扔掉。 有些人不想挂在树上,索性投入了数值逼井(近)。结果投井的人发现井下生活着线性回龟和非线性回龟两种龟:前一种最为常见的是简单线性回龟和多元线性回龟,它们都喜欢吃最小二橙。 柯溪经过不等市,渐近县和极县,这里房子的屋顶都是用伽罗瓦盖的,人们的主食是无穷小粮。极县旁有一座道观叫线性无观,线性无观里有很多道士叫做多项士,道长比较二,也叫二项士。线性无观旁有一座庙叫做香寺,长老叫做满志,排出咀阵,守卫着一座塔方。一天二项士拎着马尔可夫链来踢馆,满志曰:“正定!正定!吾级数太低,愿以郑太求和,道友合同否?”二项士惊呼:“特真值啊!”立退。不料满志此人置信度太低,不以郑太求和,却要郑太回归。二项士大怒在密度函树下展开标准分布,布里包了两个釵釵,分别是标准釵和方釵。满志见状央(鞅)求饶命。二项式将其关到希尔伯特空间,命巴纳赫看守。后来,巴纳赫让其付饭钱,满志念已缴钱便贪多吃,结果在无参树下被噎死(贝叶斯)。
个人分类: 数学|2819 次阅读|2 个评论
家、数学家
montec007 2011-11-20 23:41
家、数学家
三岁的小孩读现代分析,以后能成数学家不?曹大侠,真不理我啊? 太难了?从常微分方程、复变和Laplace变换学起,行不?辅修连续体力学。手上拿的是天书。
个人分类: 三生有幸|318 次阅读|0 个评论
光棍节第二天是中国一位学术大师的诞辰之日
热度 18 pukin 2011-11-12 18:01
昨天是2011.11.11号,光棍节。但因为有6个1,所以又俗称世纪光棍节或大光棍节,下一个大光棍节要等到2111.11.11号了,百年一遇,估计科学网现在的博主没有一个能活到下一个大光棍节了。 今天是光棍节第二天,11月12号。登陆谷歌首页,显示了一幅人物卡通形象: 应该是一位数学家的形象,好奇是哪一位呢?鼠标点进去一看,原来今天是华罗庚先生的诞辰日,准确地说是华先生诞辰101周年。 科学网最好有人撰文纪念一下中国这位现代最有名气的数学大师——华罗庚先生。 不得不佩服谷歌的人文情怀,再看看我们今天的百度,高下立马可判了。不管风吹浪打,世界如何变化,我们的百度首页总是那一幅呆板的尊荣
个人分类: 人物记事|10440 次阅读|30 个评论
哥廷根外无生活
热度 7 cunyp 2011-10-30 20:01
哥廷根外无生活
“一切古老的大学均有美妙的相似之处。 哥廷根正如英国的剑桥或美国的耶鲁那般 - 偏远而罕为人至。 但除了那些学究们。 教授们深信这里是世界的中心。 哥廷根老市政厅墙上刻的那句古语 - 哥廷根之外没有生活。 哦,这句话,哥廷根的教授比学生更把它当成一回事呢。” --布洛诺斯基(Jacob Bronowski) 哥廷根是世界闻名的科学,文化之城。 以克莱因,希尔伯特,闵可夫斯基为首的数学家形成“哥廷根学派”影响了 20 世界初的科学,并产生重大影响。我很早就对哥廷根和哥廷根学派充满向往,借着去哥廷根参加 workshop 的机会,圆了我一个久违的哥廷根朝圣之旅。 一, 哥廷根印象 从汉诺威到哥廷根途中的景色很美,薄薄的晨雾笼罩在金色的树林,期间夹杂着红色的乡间别墅和油绿的草地,一路的疲惫一下子被眼前的美景驱散了。 在参加完一天的学习之后,我们去逛了哥廷根城。从哥廷根的市中心出发,我们沿着脑海中的历史映像,去拜访前人在哥廷根留下的记忆。 市中心最引人注目的是牧鹅女雕塑。这是个很美的传说,也是一个公主被变成女仆牧鹅,之后遇到王子,并重新成为公主,嫁给王子的故事。据说,每年哥廷根大学的博士毕业生都要围着牧鹅女的雕塑走三圈,然后爬上去亲吻牧鹅女。因此,牧鹅女成为世界上被亲吻次数最多的“人”。 牧鹅女雕塑旁边是老市政厅,现在是旅游信息咨询处。就是这里铭刻着 Extra Gottingen non est vita, si est vita non est ita 的地方。里面有巨幅的高斯画像,和其他一些宗教题材和哥廷根风情的油画。下楼之后有 Lichtenberg 的雕塑。在古朴,陈旧但不腐朽的历史遗迹中,你能深深地体会文化,宗教和学者对一个城市的影响,以及一个城市即市民对学者,学术和历史的尊重。 二, 哥廷根外无生活,即使有,那也不是哥廷根式的 高斯很喜欢完美,著述不多,也不喜欢带学生。所以,高斯死后一直到极具领导才华的克莱因到来前,哥廷根数学一直不振。虽然期间出了黎曼这样大牛,可惜黎曼的内心不够强悍,在开创了黎曼几何后,在同行的一片批评声中,在自己王朝到来之前便英年早逝。 克莱因的到来给哥廷根的科学带来了第二春天, 在克莱因的号召下希尔伯特,闵可夫斯基等一批学者聚集哥廷根,在数学的各个领域和完备量子物理的数学基础上做了许多杰出工作。在希尔伯特主持的 seminar 中,走出了马克思波恩,外尔,科朗等一大批人。在于希尔伯特的爬山散步中,在希尔伯特每周六的舞会中,他们享受科研的乐趣。哥廷根学派的创新花火激发着一个个求知的学生,并成就好几代学人。以数学见长,物理为辅的群体,先后出了 20 多位诺贝尔奖获得者,这种殊誉只有剑桥的卡文迪许实验室可以与之媲美。 这个大群体还出了一位物理平平,数学平平,可却在战后如火如荼的分子生物学革命中扮演了重要角色,他就是马克思×德布尔吕克, 1969 年的诺奖获得者。在 1900-1933 的这个黄金时间中,他们中的外尔也不禁感叹“哥廷根外无生活”,许多人聚集哥廷根,使得小城一下子变得一房难求。 可惜,好景不长,纳粹当权迫使许多具有犹太血统的学者离开德国,科朗在与纳粹纠结了三年后去美国,在纽约大学克服各种困难建立了波恩大学数学研究所(现在的科朗数学科学研究所); 外尔由于妻子是有一半犹太人血统而去了普林斯顿高等研究中心,继续在那里和曾经的德国人们共建心中的那个“哥廷根”; 马克思~波恩远避苏格兰,在爱丁堡大学建立自己的领地,战后搬回哥廷根住。虽然他们个人在异国异地也同样成功,可是个体成功并不能弥补他们内心深处的那个共同忧伤 -- 就是“哥廷根外无生活”的下半句“即使有,那也不是哥廷根式的”。 战后,随着美国的数学从二流一下冒到超一流,而哥廷根从超一流变成了一流。 虽然哥廷根现在也是世界上最好的基础研究中之一,但已不是以前的那个唯一了。 面对如此真实的场景,实话都有点多余,那就上几张欣赏吧。 牧鹅女 Lichtenberg 老大学图书馆 德国剧院( Deutsches Theater ) 马克思普朗克博物馆 哥廷根大学大学堂(百年校庆时纪念建筑, 1835/7 建成) 高斯和韦伯,知音难觅啊, 哥廷根的老天文台,高斯和韦伯就在这里工作 大名鼎鼎的数学研究所 哥廷根书店里的挂像,44个诺贝尔奖获得者曾在哥廷根学习和生活过
个人分类: 行行摄摄|18877 次阅读|14 个评论
[转载]南方周末:中国的数学 天才 缺什么
dongzg101 2011-10-29 04:27
南方周末:中国的数学天才缺什么 中国的数学尖子并不是自身欠缺什么,而是缺少机会,缺少一流数学家的熏陶和指导。要成为一流的大师,一般情况下就要跟国际一流的导师去做。 2011年10月,中南大学数学科学与计算技术学院大三学生刘嘉忆成了媒体的焦点。起因是他“花了一晚上”就解决了数理逻辑领域的“西塔潘猜想”。这个猜想虽然并不古老,但也是数学家们十几年来没有解决的问题。刘嘉忆本名刘路,“刘嘉忆”是他写论文时根据“6+1”的谐音而取的笔名。 刘嘉忆很快就得到了多名中国科学院院士的推荐,希望他能够得到破格培养。中科院数学与系统科学研究院林群院士是推荐者之一,他对南方周末记者说:“我觉得这是一个很普通的事情,不就是让这位大学生提前一年做研究吗?”其他签名推荐的院士还有李邦河和丁夏畦两位。 无独有偶,来自天津的张炘炀刚刚在9月份开始在北京航空航天大学读博,成为了中国最年轻的博士生——只有16岁。他的研究方向是基础数学。 “近些年,国际数学教育大会每届都会有一个关于天才学生培养的专题讨论,很多国家都特别关注天才儿童的教育。”北京师范大学数学科学学院教授曹一鸣告诉南方周末记者,“像美国,有些州通过立法的方式来保障对这些学生进行研究、培养和帮助。” 中国似乎从来都不缺少“数学天才”,每届奥林匹克数学竞赛的奖牌获得情况总是令人振奋。但同时,中国在国际上做出一流工作的数学家又显得那么少。这究竟是为什么?中国数学天才欠缺了什么? 印度数学天才拉马努金。拉马努金被英国大数学家哈代发现的故事已成为数学史上的传奇。当拉马努金在33岁的年纪上因病去世时,哈代认为,拉马努金的悲剧不在于其早逝,而在于其发现得太晚——1914年才在哈代的帮助下进入剑桥大学学习并开展研究。 “缺少的是机会” 恽之玮,2000年国际数学奥林匹克竞赛金牌得主,现在在美国麻省理工学院从事数学研究和教学。在他看来,美国的大学录取机制基本上能够保证,在某一方面有天才的学生能够到他那一方向最顶尖的学校去念书。 “因为学校的录取是每个学校自己来审材料,不是通过全国性的考试。这样可能让人才不至于由于疏忽而被错过。只有一个机构来筛选的话,就只有一次机会,那么可能会造成漏选,让只是在某一方面突出的学生无法得到这一方面最好的学校的培养。”他说,“由于美国是每个学校独立做出选择,那么漏选的可能性很小。这个学校漏选,其他的学校还有可能看重这个人才。” 长期研究数学教育的曹一鸣很欣赏现在北京大学和清华大学实行的“中学校长实名推荐制”。“所有的推荐都实名,专家都会对自己负责,当然在一定的范围内可以做到公正。”他说,“体育比赛中裁判也会有看错的时候,组织部考察人才也会有看错,但是大面积来看,我们现在还是相信组织部考察的人才。所以自主招生还是应该相信专家的团队能够把人才挑选出来。” 恽之玮当年获得金牌之后赴美读书,进入的是普林斯顿大学。“说实在话,我没有从他的教育中得到很多好处。”他说,“因为教授讲课完全是根据自己的兴趣。” 普林斯顿在数学教学上与美国其他著名高校的一个不同之处在于,它不设置公共课。即便每一学年的科目名字看上去是一样的,但实际上的内容却因为教授的不同而随时变化。因此,如果学生的兴趣刚好与教授的兴趣贴合得紧,那就很有好处;如果情况相反,就会比较痛苦。 不过,恽之玮发现在这里读书最大的好处就是,如果有问题去问,你总能找到某方面的专家,而且很容易就能得到答案。 大学里从事研究的教授的水平是这件事的基础。在研究型的大学,比如美国前50名的大学,都在数学某一方向上有顶尖的教授,从事前沿的研究。想学的学生便会有人教,也有地方得到前沿的指导。 “尽管我们在这方面的差距在缩小,但是我们觉得现在还是有很大的差距。比如说,进入国际前20名的数学研究所,主要还是集中在美国等几个发达国家。”曹一鸣也有类似的观察。 “在国内肯定有这样的情况,就是学生想学,他对一个方向感兴趣,但是找不到这个方向的专家来聊、来问问题。”恽之玮说。以他自己的研究方向——几何表示论——为例,由于这是一个尚不成熟的方向,国内的研究者就非常少。 “要成为国际一流的大师,一般情况下都要跟一个国际一流的导师去做。”曹一鸣说。去年,越南数学家吴宝珠获得被誉为数学界诺贝尔奖的“菲尔兹奖”,使越南成为继日本之后亚洲第二个拥有菲尔兹奖得主的国家。他少年时就表现出了数学天分,而真正的深造是在法国完成的。 对于早早表现出数学天分的年轻人,恽之玮认为,二十多岁肯定不是其研究的高峰时期,可能三十岁左右才能真正进入前沿领域。对于数学这种历史较长的学科,由于前人积累的东西很多,“你要到前沿领域的话,就必须要读很多东西才能到达,然后才能做自己新的东西”。 “去看菲尔兹奖的得主,这个奖只颁给40岁以下的数学家,基本上得奖的也都接近40岁了。”恽之玮说,“除了陶哲轩比较特殊之外,近些年获奖者年龄越来越偏大。早年有些30岁不到的,包括丘成桐是30岁出头。现在要做到这样是越来越难了。” 恽之玮在麻省理工学院教学的过程中也会遇到来自中国的学生,他们的数学基础都很好。“中国的数学尖子并不是自身欠缺什么,而是缺少机会,缺少一流数学家的指导和熏陶。”他这样总结。 兴趣还是面子 对于年轻人才的培养问题,林群认为徐匡迪院士最近发表的看法很有代表性。 徐匡迪最近被学生问到:“现在很多中学都开办了创新实验班……这些‘科创班’真的有利于培养创新精神吗?”他的回答是“打好扎实的基础是创新和创造的前提”,并同时鼓励学生“多看些充满想象力的文学作品,如《封神榜》和《西游记》,有了想象力后就可以触类旁通,大胆想象才会有创新”。 有趣的是,南方周末记者注意到,神童张炘炀受到的教育恰好是相反的。他的父亲讲述自己的教育方法时曾提到,有一次发现张炘炀着迷于《西游记》,就赶紧把它藏起来了,因为他希望儿子能专心学习。当央视记者最近向张炘炀问起这件事,他说“这叫精神上的摧残”。 澳大利亚数学家陶哲轩曾经也是一个神童。他获得国际奥数金牌时尚不满13岁,成为奥数历史上最年轻的金牌得主。他20岁获得美国普林斯顿大学博士学位,24岁即被美国加州大学洛杉矶分校聘为正教授。陶哲轩的成长过程中,父亲也是一个很重要的角色。不过他的父亲并不是一味追求孩子的升学速度,他知道成就的取得就像是建造金字塔,基础部分必须要足够宽大。他曾经让陶哲轩在中学阶段多呆了3年,同时进修一部分大学课程,他认为这样的话,在升入大学之后,陶哲轩才可以有更多的时间去做一些自己感兴趣的事情,去创造性地思考问题。 “我想这和中国式神童培养是有一定差别的,他不是为了追求尽可能小地进入大学,尽可能小地找份工作。”曹一鸣认为,“其实很多中国父母让孩子早一年进大学,好像就是满足于一种虚荣心,缺少对子女的长远的责任和培养。” 在央视的访谈中,张炘炀表现出对未来的焦虑。他担心自己重蹈王思涵和张满意覆辙。这两名早些年的神童在14岁就考入了大学,后来因为成绩太糟糕而退学。他在硕士阶段就曾经出现由于进度过快、基础不牢而造成的挂科。张炘炀的父亲当年之所以给他取“炘炀”这个名字,也是寓意他能够脱离父辈“平平淡淡”的境界。而现在,张炘炀认为他自己“成就好一些”的标准就是“北京户口、买房、找个好工作”。 曹一鸣认为,中国的数学天才中有太多不是对数学本身有兴趣。“吴宝珠、陶哲轩他们实际上不是为了拿金牌而拿金牌的,而中国大多数人或者是几乎所有的人可能就是为了高考加个十分二十分,保送上清华北大,他是为了这样的目标去参加奥赛。”根据他们去年进行的一项统计,中国历届奥数金牌获得者中,绝大部分后来没有从事与数学相关的工作。 吴宝珠获得菲尔兹奖之后,与他有过合作的恽之玮曾告诉南方周末记者,在研究上,他“水滴石穿”,按照自己特有的节奏前进,也不会急于发表论文。在生活中,他相当有品位,“在他家做客的时候,他会用木炭生起壁炉,拿出好酒,放放音乐。两个小女儿总是缠着他,其乐融融。”他读过很多法国文学,喜欢加缪的作品,也读过贾平凹的作品和中国古典名著的越南版。 “我们很多父母让小孩子学习,不仅仅是为了他自己,可能是光宗耀祖,承载家族的、父母的、爷爷奶奶的希望,所以他在很大程度上不是为自己学习,而是为这个家族在学习。”曹一鸣说。 更多阅读 中南大学批准刘嘉忆提前毕业 明年或直接读博 三院士致信教育部建议特殊培养刘嘉忆 中南大学本科生破解国际数学难题引关注 专访中国最年轻博士生:要求父母全款在北京买房 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
1366 次阅读|0 个评论
纪念泊松《力学教程》发表200年之《泊松比与现代材料》
热度 3 mqjiang 2011-10-25 19:42
纪念泊松《力学教程》发表200年之《泊松比与现代材料》
最近,为了纪念法国数学家、物理学家和力学家 Simeon-Denis Poisson 发表《 Traité de Mécanique 》《力学教程》 200 年,材料领域四位著名科学家联合撰文在 Nature Materilas 上发表了题为《 Poisson's ratio and modern materials 》的综述文章。 作者分别为: G.N. Greaves ,英国剑桥大学和阿伯里斯特维斯大学教授、 2011 George W Morey 奖获得者 A.L. Greer ,英国剑桥大学教授、《 Philosophical Magazine 》主编 R.S. Lacks ,美国威斯康辛大学麦迪孙分校教授、负泊松比材料发现者 T. Rouxel ,法国雷恩一大教授 文中对于泊松本人的历史回顾: 泊松 ( Poisson, Simeon-Denis )( 1781—1840 )法国著名数学家、物理学家和力学家。 1781 年 6 月 21 日生于法国卢瓦雷省的皮蒂维耶, 1840 年 4 月 25 日卒于法国索镇。 1798 年入巴黎综合工科学校深造。在毕业时,因优秀的研究论文而被指定为讲师。受到 P.-S. 拉普拉斯 、 J.-L. 拉格朗日的赏识。 1800 年毕业后留校任教, 1802 年任副教授 ,1806 年接替 J.-B.-J. 傅里叶任该校教授。 1808 年任法国经度局天文学家 ,1809 年任巴黎理学院力学教授。 1812 年,年仅 31 岁就当选为巴黎科学院院士。 泊松的科学生涯开始于研究微分方程及其在摆的运动和声学理论中的应用。他工作的特色是应用数学方法研究各类力学和物理问题,并由此得到数学上的发现。他对积分理论、行星运动理论、热物理、弹性理论、电磁理论、位势理论和概率论都有重要贡献。 泊松年仅 18 岁就发表了一篇关于有限差分的论文,受到了勒让 德的好评 . 他一生成果累累,发表论文 300 多篇,其中包括: 1811 年《力学教程》 1831 年《弹性固体和流体的平衡和运动一般方程研究报告》 1829 年《弹性体平衡和运动研究报告》 1837 年《关于判断的概率之研究》 1837 年《关于刑事案件和民事案件审判概率的研究》 以及《热的数学理论》、《关于球体引力》、《关于引力理论方程》和《毛细管作用新论》等等。 以他的姓名命名的有:泊松定理、泊松公式、泊松方程、 泊松分布 、 泊松过程 、泊松积分、泊松级数、泊松变换、泊松代数、泊松比、泊松流、泊松核、泊松括号、泊松稳定性、泊松积分表示、泊松求和法 …… 其中泊松比在材料和力学领域最为熟知,应用也最为广泛。泊松比是基本的材料参数之一,衡量了固体在垂直加载方向变形与加载方向变形之间的比值(见下图),变化范围在 0.5 与 -1 之间。 下表是一些材料的典型泊松比值: material poisson's ratio rubber ~ 0.50 gold 0.42 saturated clay 0.40–0.50 magnesium 0.35 titanium 0.34 copper 0.33 aluminium - alloy 0.33 clay 0.30–0.45 stainless steel 0.30–0.31 steel 0.27–0.30 cast iron 0.21–0.26 sand 0.20–0.45 concrete 0.20 glass 0.18–0.3 foam 0.10–0.40 cork ~ 0.00 auxetics negative 泊松比 作为基本的弹性常数,可以由体积模量 K 和剪切模量 G 的比值来确定,满足如下关系: 这意味着泊松比实际上表征了材料在载荷作用下发生形状畸变或者体积变形之间的竞争。 Nature Materilas 的这篇纪念文章,关注泊松比在材料领域的应用,回顾了领域内的一些经典工作,比如: 泊松比与原子堆积密度的关系 负泊松比材料,例如生物材料和一些特殊设计的人工复合材料 泊松比与材料的各向异性 相变过程中的泊松比效应 泊松比与波色峰 泊松比与玻璃的液体易碎性与固体弹性 泊松比与韧 - 脆转变 通过这些工作的回顾,作者强调了泊松比的可变性( variablity ),而这点往往被大家忽略(通常认为泊松比在过程中是常数)。最后,展望了泊松比在新材料设计方面的深远前景。
个人分类: 科学史话|16053 次阅读|5 个评论
[转载]怎样做个数学家?
zhao1198 2011-10-24 20:37
怎样做个数学家? 1. 学数学其实根本不存在什么学习方法,看能看懂的, 反复练习,看不懂的定理和证明就先多抄几遍,往往抄最多三遍就了解的差不多了。窍门就一个――使劲下功夫,抱着一劳永逸的态度使劲读两年,数学的困扰肯定会离你远去。 2. 学东西要从简单的学起,“复杂的事情简单作,简单的事情反复作”。 本文推荐书的顺序是先从简单的直观开始,然后到抽象的分析,然后再回到直观。 3.一个特定题目的主要书目不会超过两本,太多了就滥了,看也看不完。当然可能顺手会多举几本书作参考。饶是如此,看完这些书也得一两年,学到什么程度就看个人努力了。每天花个4、5个小时大概是要的。 4.多作练习;别跳过证明直接用结论,否则恐怕看多少次也解决不了数学的“困扰”。 一、谈谈数理经济学教材 1.如果要往书架上添两本教材的话,我个人推荐 Eugene Silberberg 等人的 The Structure of Economics: A Mathematical Analysis (第三版)以及 Angel de la Fuente Mathematical Methods and Models for Economists, 两本书都是上海财大出的。前者的影印和中文都有,后者的原版总院馆有。 前者的中文前言和目录大家可以看一下 http://time.dufe.edu.cn/ym210/article.php?articleid=822 里面很多经济学内容,数学不抽象,以应用层面为主。 其实实在想“速成”以跟上微观的进度的话,最快可能是去读Jehle Reny Advanced Microeconomic Theory (Second Edition) 那一百多页纸的数学附录,是高微教材里附录写得最好的一本(准确的说,最“人性化”的, 呵呵, Varian 太爱惜笔墨, MWG “过分”严格,Krep有特点,花了寥寥数页搞定了constrained optimization, 平地里蹦出一章动态规划来,嘿嘿)。 如果你实在想急于“搞定”凹性和优化知识的话,Dixit的《optimization in economic theory 》写得不错,薄薄的小册子,一周内肯定读完,经济含义丰富,内容简单明了。本书研院图书馆有两本。如果再想系统化的严格一下,Madden 《Concavity and Optimization in Microeconomics 》是个理想选择,从最简单的一元函数、凹性、无限制优化讲起,然后加入一个约束,两个约束,多个约束,严格凹性,拟凹登场,直到解得存在性,可微性,唯一性。。。。。。一本书完了,直观感觉,数学严格性和经济含义兼备。当年我比较笨,数学基础差,这本书完完整整抄了一遍,后来讲微观习题课很多内容要感谢这本书。 二、说说数学分析和实变函数 只要学扎实了,后来学经济学确实得心应手,可以“一次性”解决“不会证明”的问题(当然好处远不止与此)。在看高微作业的时候,有些同学在抽象的证明题后面留了大片空白,有些证的不知所谓,可能就是因为抽象的数学训练不够;也有不少证明的很漂亮,我一年级的时候肯定没这水平,呵呵。 学分析的好处很多文章谈的很多了,还是那句话,5遍不算多,十遍也值得会大幅加快后面学习的进度,比如学概率论或者动态规划的时候,很多内容可以跳过去。 如果这两门课我选两本教材的话,我会选Apostol Mathematical Analysis ( 第二版)和 Aliprantis Burkinshaw Principles of Real Analysis. 如果每门课两本的话,数学分析我会添上 Rudin Principles of Mathematical Analysis, 实分析的话,添Royden Real Analysis ( 第三版) 或者Rudin Real and Complex Analysis, 后者拿不准。因为如果我说靠自学就把这两本书的内容啃完了的话,那我是在YY,但是Aliprantis Burkinshaw Principles of Real Analysis 那个可以搞的差不多,配套的习题集和答案帮了不少忙。 Apostol的书写得太漂亮了,直观,严格,证明漂亮,阅读时有一种快感难以言表,而且还有很多习题我居然也是可以自己做的不错滴,最后这条很让我兴奋。(我们的FTP上有前九章所有的习题答案)――当然,我也时不时摘几道吉米托维奇做做,而且经常会陷入幻想,自己有一天很牛叉的做完了所有的吉米,唉,估计也只能是幻想了。 Rudin的书个人特点显明,翻开书一看,就看见一个个黑体字 ――Theorem, Corollary, Proof …没有废话,怪不得机械工业出版社的影印版封底有这样一句话“与其说这是一部教科书,不如说这是一部字典。” 饶是如此,该书还是不可或缺,证明简单,漂亮,有力量!!!!!!此公写得三本分析皆为经典,上面提到了两本,还有一本functional analysis, 这个偶就彻底看不懂咧。 实变函数可说的话不多,前面推荐的书都以自学为目的,实变如果也要自学的话,我觉得不太靠谱,推荐这本书是因为我学过一些实变,然后还学过一些简单的测度论,所以才堪堪把Aliprantis Burkinshaw 搞的差不多。所以这部分内容还是推荐大家去听课吧。
个人分类: Math|2630 次阅读|0 个评论
[转载]不确定性原理的前世今生
wqfeng 2011-10-19 21:17
在现代数学中有一个很容易被外行误解的词汇:信号 (signal)。当数学家们说起「一个信号」的时候,他们脑海中想到的并不是交通指示灯所发出的闪烁光芒或者手机屏幕顶部的天线图案,而是一段可以具体数字化的信息,可以是声音,可以是图像,也可是遥感测量数据。简单地说,它是一个函数,定义在通常的一维或者多维空间之上。譬如一段声音就是一个定义在一维空间上的函数,自变量是时间,因变量是声音的强度,一幅图像是定义在二维空间上的函数,自变量是横轴和纵轴坐标,因变量是图像像素的色彩和明暗,如此等等。 在数学上,关于一个信号最基本的问题在于如何将它表示和描述出来。按照上面所说的办法,把一个信号理解成一个定义在时间或空间上的函数是一种自然而然的表示方式,但是它对理解这一信号的内容来说常常不够。例如一段声音,如果单纯按照定义在时间上的函数来表示,它画出来是这个样子的: 这通常被称为波形图。毫无疑问,它包含了关于这段声音的全部信息。但是同样毫无疑问的是,这些信息几乎没法从上面这个「函数」中直接看出来,事实上,它只不过是巴赫的小提琴无伴奏 Partita No.3 的序曲开头几个小节。下面是巴赫的手稿,从某种意义上说来,它也构成了对上面那段声音的一个「描述」: 这两种描述之间的关系是怎样的呢?第一种描述刻划的是具体的信号数值,第二种描述刻划的是声音的高低(即声音震动的频率)。人们直到十九世纪才渐渐意识到,在这两种描述之间,事实上存在着一种对偶的关系,而这一点并不显然。 1807 年,法国数学家傅立叶 (J. Fourier) 在一篇向巴黎科学院递交的革命性的论文 Mémoire sur la propagation de la chaleur dans les corps solides (《固体中的热传播》)中,提出了一个崭新的观念:任何一个函数都可以表达为一系列不同频率的简谐振动(即简单的三角函数)的叠加。有趣的是,这结论是他研究热传导问题的一个副产品。这篇论文经拉格朗日 (J. Lagrange)、拉普拉斯 (P-S. Laplace) 和勒让德 (A-M. Legendre) 等人审阅后被拒绝了,原因是他的思想过于粗糙且极不严密。1811 年傅立叶递交了修改后的论文,这一次论文获得了科学院的奖金,但是仍然因为缺乏严密性而被拒绝刊载在科学院的《报告》中。傅立叶对此耿耿于怀,直到 1824 年他本人成为了科学院的秘书,才得以把他 1811 年的论文原封不动地发表在《报告》里。 用今天的语言来描述,傅立叶的发现实际上是在说:任何一个信号都可以用两种方式来表达,一种就是通常意义上的表达,自变量是时间或者空间的坐标,因变量是信号在该处的强度,另一种则是把一个信号「展开」成不同频率的简单三角函数(简谐振动)的叠加,于是这就相当于把它看作是定义在所有频率所组成的空间(称为频域空间)上的另一个函数,自变量是不同的频率,因变量是该频率所对应的简谐振动的幅度。 这两个函数一个定义在时域(或空域)上,一个定义在频域上,看起来的样子通常截然不同,但是它们是在以完全不同的方式殊途同归地描述着同一个信号。它们就象是两种不同的语言,乍一听完全不相干,但是其实可以精确地互相翻译。在数学上,这种翻译的过程被称为「傅立叶变换」。 傅立叶变换是一个数学上极为精美的对象: 它是完全可逆的,任何能量有限的时域或空域信号都存在唯一的频域表达,反之亦然。 它完全不损伤信号的内在结构:任何两个信号之间有多少相关程度(即内积),它们的频域表达之间也一定有同样多的相关程度。 它不改变信号之间的关联性:一组信号收敛到一个特定的极限,它们的频域表达也一定收敛到那个极限函数的频域表达。 傅立叶变换就象是把信号彻底打乱之后以最面目全非的方式复述出来,而一切信息都还原封不动的存在着。要是科幻小说作家了解这一点,他们本来可以多出多少有趣的素材啊。 在傅立叶变换的所有这些数学性质中,最不寻常的是这样一种特性:一个在时域或空域上看起来很复杂的信号(譬如一段声音或者一幅图像)通常在频域上的表达会很简单。这里「简单」的意思是说作为频域上的函数,它只集中在很小一块区域内,而很大一部分数值都接近于零。例如下图是一张人脸和它对应的傅立叶变换,可以看出,所有的频域信号差不多都分布在中心周围,而大部分周边区域都是黑色的(即零)。 这是一个意味深长的事实,它说明一个在空域中看起来占满全空间的信号,从频域中看起来很可能只不过占用了极小一块区域,而大部分频率是被浪费了的。这就导出了一个极为有用的结论:一个看起来信息量很大的信号,其实可以只用少得多的数据来加以描述。只要对它先做傅里叶变换,然后只记录那些不接近零的频域信息就可以了,这样数据量就可以大大减少。 基本上,这正是今天大多数数据压缩方法的基础思想。在互联网时代,大量的多媒体信息需要在尽量节省带宽和时间的前提下被传输,所以数据压缩从来都是最核心的问题之一。而今天几乎所有流行的数据压缩格式,无论是声音的 mp3 格式还是图像的 jpg 格式,都是利用傅立叶变换才得以发明的。从这个意义上说来,几乎全部现代信息社会都建立在傅立叶的理论的基础之上。 这当然是傅立叶本人也始料未及的。 傅立叶变换这种对偶关系的本质,是把一块信息用彻底打乱的方式重新叙述一遍。正如前面所提到的那样,一个信号可能在空域上显得内容丰富,但是当它在频域上被重新表达出来的时候,往往就在大多数区域接近于零。反过来这个关系也是对称的:一个空域上大多数区域接近于零的信号,在频域上通常都会占据绝大多数频率。 有没有一种信号在空域和频域上的分布都很广泛呢?有的,最简单的例子就是噪声信号。一段纯粹的白噪声,其傅立叶变换也仍然是噪声,所以它在空域和频域上的分布都是广泛的。如果用信号处理的语言来说,这就说明「噪声本身是不可压缩的」。这并不违反直觉,因为信号压缩的本质就是通过挖掘信息的结构和规律来对它进行更简洁的描述,而噪声,顾名思义,就是没有结构和规律的信号,自然也就无从得以压缩。 另一方面,有没有一种信号在空域和频域上的分布都很简单呢?换句话说,存不存在一个函数,它在空间上只分布在很少的几个区域内,并且在频域上也只占用了很少的几个频率呢?(零函数当然满足这个条件,所以下面讨论的都是非零函数。) 答案是不存在。这就是所谓的 uncertainty principle(不确定性原理)。 这一事实有极为重要的内涵,但是其重要性并不容易被立刻注意到。它甚至都不是很直观:大自然一定要限制一个信号在空间分布和频率分布上都不能都集中在一起,看起来并没有什么道理啊。 这个原理可以被尽量直观地解释如下:所谓的频率,本质上反应的是一种长期的全局的趋势,所以任何一个单一的频率,一定对应于一个在时空中大范围存在的信号。反过来,任何只在很少一块时空的局部里存在的信号,都存在很多种不同的长期发展的可能性,从而无法精确推断其频率。 让我们仍然用音乐来作例子。声音可以在时间上被限制在一个很小的区间内,譬如一个声音只延续了一刹那。声音也可以只具有极单一的频率,譬如一个音叉发出的声音(如果你拿起手边的固定电话,里面的拨号音就是一个 440Hz 的纯音加上一个 350Hz 的纯音,相当于音乐中的 A-F 和弦)。但是不确定性原理告诉我们,这两件事情不能同时成立,一段声音不可能既只占据极短的时间又具有极纯的音频。当声音区间短促到一定程度的时候,频率就变得不确定了,而频率纯粹的声音,在时间上延续的区间就不能太短。因此,说「某时某刻那一刹那的一个具有某音高的音」是没有意义的。 这看起来像是一个技术性的困难,而它实际上反映出却是大自然的某种本质规律: 任何信息的时空分辨率和频率分辨率是不能同时被无限提高的。 一种波动在频率上被我们辨认得越精确,在空间中的位置就显得越模糊,反之亦然。 这一规律对于任何熟悉现代多媒体技术的人来说都是熟知的,因为它为信号处理建立了牢不可破的边界,也在某种程度上指明了它发展的方向。既然时空分辨率和频率分辨率不能同时无限小,那人们总可以去研究那些在时空分布和频率分布都尽量集中的信号,它们在某种意义上构成了信号的「原子」,它们本身有不确定性原理所允许的最好的分辨率,而一切其他信号都可以在时空和频率上分解为这些原子的叠加。这一思路在四十年代被 D. Gabor (他后来因为发明全息摄影而获得了 1971 年的诺贝尔物理奖)所提出,成为整个现代数字信号处理的奠基性思想,一直影响到今天。 但是众所周知,不确定性原理本身并不是数学家的发明,而是来自于量子物理学家的洞察力。同样一条数学结论可以在两个截然不相干的学科分支中都产生历史性的影响,这大概是相当罕见的例子了。 不确定性原理事实上不是一个单独的定理,而是一组定理的统称。基本上,凡是刻划一个信号不能在时空域和频域上同时过于集中的命题都可以称为不确定性原理,由于这里「集中」这一性质可以有不同的数学描述,也就对应着不同的数学定理。但是在所有冠以「不确定性原理」之名的定理中,最著名的当然是海森堡 (W. Heisenberg) 在 1927 年所提出的影响物理学发展至深的那个版本。它精确的数学描述是: 假定一个信号的总能量为 1,则这个信号和它的傅立叶变换的能量的方差之积不小于 1/16π2。 换言之,两者各自的能量都可能很集中,但是不能同时很集中。如果时空域中能量的方差很小(亦即集中在一起),那么频域上能量的方差就不会太小(亦即必然会弥散开),反之亦然。 对这个定理在量子物理中的意义的详细讨论超出了本文的话题范围,坊间相关的著作已有不少。不过,下面简单胪列了一些相关的历史事实: 海森堡在 1927 年的那篇文章标题为 Ueber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik(《量子理论运动学和力学的直观内容》)。这篇文章很大程度上是对薛定谔 (E. Schrödinger) 在 1926 年所提出的薛定谔波动方程的回应。相较于海森堡的矩阵力学而言,薛定谔的方程很快由于它物理上的直观明晰而吸引了越来越多物理学家的赞赏。海森堡对此极为失落。在 1926 年 6 月 8 日海森堡写给泡利 (W. Pauli) 的信中他说:「我对薛定谔的理论想得越多我就越觉得恶心。」因此,他迫切需要给他自己的理论配上一幅更直观的图象。 海森堡的这篇文章提出了后来被人们所熟悉的关于为什么无法同时测量一个电子的位置和动量的解释,但是并未给出任何严格的数学证明。他把他的结论笼统地表达为 Δx Δp ≥ ħ,其中 x 是位置,p 是动量,ħ 是普朗克常数。但他并没有详细说明 Δx 和 Δp 的严格意思,只针对若干具体情形做了一些直观的讨论。 第一个从数学上证明不确定性原理的物理学家是 E. Kennard。他在 1927 年证明了文章开头所描述的定理,指出 Δx 和 Δp 的数学意义其实是方差。这种解释很快就成了海森堡不确定性原理的标准数学表达,海森堡本人 1930 年在芝加哥所做的演讲中也使用了这种数学推导来佐证他的立论。需要说明的是,海森堡尽管很快接收了这一数学解释,但是后来人们发现在他本人原先的论文里所举的那些例子中,有很多被他用 Δx 和 Δp 笼统概括的含混概念其实是无法被解释成方差的。在他心目中,不确定性原理首先是一个经验事实,其次才是一个数学定理。 海森堡并未将他的发现命名为不确定性「原理」,而只是称之为一种「关系」。爱丁顿 (A. Eddington) 在 1928 年似乎第一个使用了原理一词,将之称为 principle of indeterminacy,后来 uncertainty principle 这种说法才渐渐流行起来。海森堡本人始终称之为 ungenauigkeitsrelationen/unbestimmtheitsrelationen(相当于英语的 inaccuracy/indeterminacy relations),直到五十年代才第一次接受了 principle 这种叫法。 海森堡 有趣的是,即使很多信号处理或者量子力学领域的专家也不知道自己平时所讨论的不确定性原理和对方的其实是一回事。这两者之间的联系也的确并不太显然,一个关注信号的时空和频域分布,一个关注粒子的运动和能量。它们之间的相关性只有从数学公式上才看起来比较明显。在海森堡的时代当然并不存在「信号处理」这一学科,数学家们也只把不确定性原理当作一条纯数学的结论来对待。他们什么时候最先注意到这一定理并不是很清楚。有记录表明维纳 (N. Wiener) 1925 年在哥廷根的一次讲座中提到了类似的结论,但是那次讲座并没有任何纸面材料流存下来。外尔 (H. Weyl) 在 1928 年名为《群论与量子力学》的论著中证明了这一定理,但他将之归功于泡利的发现。直到 1946 年 D. Gabor 的一篇名为《通讯理论》的经典论文才真正让这个定理以今天信号处理领域的专家们所熟悉的方式流传开来。 左:Weyl; 右:Gabor 正如前面说过的那样,在数学上不确定性原理不仅仅有海森堡这一个版本,而其实是一组定理的统称。譬如哈代 (G. Hardy) 在 1933 年证明了一个和海森堡原理类似的定理,今天一般称为哈代不确定性原理。海森堡和哈代的定理都只约束了信号在时空域和频域的大致分布,而并没有限制它们同时集中在有限大的区域内。M. Benedicks 第一个证明了信号在时空域和频域中确实不能同时集中在有限大的区域内,而这已经是 1974 年的事情了。 到二十世纪末,人们对「信号」这个词的理解已经发生了微妙的变化。如果在二十世纪上半叶的时候提到一个信号,人们还倾向于将它理解为一个连续的函数。而到下半叶,信号已经越来越多地对应于一个离散的数组。毫无疑问,这是电子计算机革命的后果。 在这样的情形下,「不确定性原理」也有了新的形式。在连续情形下,我们可以讨论一个信号是否集中在某个区域内。而在离散情形下,重要的问题变成了信号是否集中在某些离散的位置上,而在其余位置上是零。数学家给出了这样有趣的定理: 一个长度为 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b ≥ 2√N。 也就是说一个信号和它的傅立叶变换中的非零元素不能都太少。毫无疑问,这也是某种新形式的「不确定性原理」。 在上面的定理中,如果已知 N 是素数,那么我们甚至还有强得多的结论(它是 N. Chebotarev 在 1926 年证明的一个定理的自然推论): 一个长度为素数 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b N。 不幸的是这里「素数」的条件是必须的。对于非素数来说,第二条命题很容易找到反例,这时第一条命题已经是能够达到的最好结果了。 这些定理有什么用呢?如果它仅仅是能用来说明某些事情做不到,就像它字面意思所反映出的那样,那它的用处当然相对有限。可是——这无疑是辩证法的一个好例证——这样一系列宣称「不确定」的定理,事实上是能够用来推出某些「确定」的事实的。 设想这样一种情况:假定我们知道一个信号总长度为 N,已知其中有很大一部分值是零,但是不知道是哪一部分(这是很常见的情形,大多数信号都是如此),于此同时,我们测量出了这个信号在频域空间中的 K 个频率值,但是 KN (也就是我们的测量由于某些原因并不完整,漏掉了一部分频域信息)。有没有可能把这个信号还原出来呢? 按照传统的信号处理理论,这是不可能的,因为正如前面所说的那样,频域空间和原本的时空域相比,信息量是一样多的,所以要还原出全部信号,必须知道全部的频域信息,就象是要解出多少个未知数就需要多少个方程一样。如果只知道一部分频域信息,就像是只知道 K 个方程,却要解出 N 个未知数来,任何一个学过初等代数的人都知道,既然 KN,解一定是不唯一的。 但是借助不确定性原理,却正可以做到这一点!原因是我们关于原信号有一个「很多位置是零」的假设。那么,假如有两个不同的信号碰巧具有相同的 K 个频率值,那么这两个信号的差的傅立叶变换在这 K 个频率位置上就是零。另一方面,因为两个不同的信号在原本的时空域都有很多值是零,它们的差必然在时空域也包含很多零。不确定性原理(一个函数不能在频域和时空域都包含很多零)告诉我们,这是不可能的。于是,原信号事实上是唯一确定的! 这当然是一个非常违反直觉的结论。它说明在特定的情况下,我们可以用较少的方程解出较多的未知数来。这件事情在应用上极为重要。一个简单的例子是医学核磁共振技术(很多家里有重病患者的朋友应该都听说过这种技术)。核磁共振成像本质上就是采集身体图像的频域信息来还原空间信息。由于采集成本很高,所以核磁共振成像很昂贵,也很消耗资源。但是上述推理说明,事实上核磁共振可以只采集一少部分频域信息(这样成本更低速度也更快),就能完好还原出全部身体图像来,这在医学上的价值是不可估量的。 在今天,类似的思想已经被应用到极多不同领域,从医学上的核磁共振和 X 光断层扫描到石油勘测和卫星遥感。简而言之:不确定性可以让测量的成本更低效果更好,虽然这听起来很自相矛盾。 糟糕的是,本篇开头所描述的那个不确定性定理还不够强,所能带来的对频域测量的节省程度还不够大。但是数学上它又是不可改进的。这一僵局在本世纪初被打破了。E. Candès 和陶哲轩等人证明了一系列新的不确定性原理,大大提高了不等式的强度,付出的代价是……随机性。他们的定理可以粗略叙述为: 一个长度为 N 的离散信号中有 a 个非零数值,而它的傅立叶变换中有 b 个非零数值,那么 a+b 以极大概率不小于 N/√(log N) 乘以一个常数。 这里的「极大概率」并不是一个生活用语,而是一个关于具体概率的精确的数学描述。换言之,虽然在最倒霉的情况下不确定性可以比较小,但是这种情况很罕见。一般来说,不确定性总是很大。于是可以带来的测量上的节约也很大。 这当然也是一种「不确定性原理」,而且因为引入了随机性,所以在某种意义上来说比原先的定理更「不确定」。在他们的工作的基础上,一种被称为「压缩感知」的技术在最近的五六年内如火如荼地发展起来,已经成为涵盖信号处理、信息提取、医学成像等等多个工程领域的最重要的新兴工程技术之一。 不过,这些后续的发展估计是远远超出海森堡的本意了。 转: http://songshuhui.net/archives/50550
个人分类: 思想|3169 次阅读|0 个评论
应用数学
metanb 2011-10-16 15:39
上帝把大自然的秘密锁在城堡中,而把城堡的钥匙交给了应用数学家。
个人分类: 魔鬼辞典|1827 次阅读|0 个评论
[转载]以华人数学家命名的数学成果集锦
ChinaAbel 2011-10-7 18:42
数学是几千年来人类智慧的结晶,已渗透到现实生活的一切领域。在中国数学发展的历史长河中涌现出了许许多多的杰出人物,本网集合的这十几位数学大师就是其中最优秀的代表。他们为振兴我国的数学事业而不断地奋斗,他们大都是某些数学领域的奠基人或集大成者在确定数学进程方面起了决定性的作用。他们的思想和成就体现了各自所处时代数学活动的主流。中国古代算术的许多研究成果里面就早已孕育了后来西方数学才涉及的思想方法,近代也有不少世界领先的数学研究成果就是以华人数学家命名的。著名数学家阿贝尔曾说:“一个人如果想要在数学上有所进步,就必须向大师学习。”因此,我们整合了一些以华人数学家命名的数学成果供大家参考。 华人数学家--李善兰 【李氏恒等式】数学家李善兰在级数求和方面的研究成果,在国际上被命名为“李氏恒等式”。 中国清代数学家、天文学家、翻译家和教育家,近代科学的先驱者。原名心兰,字竞芳,号秋纫,别号壬叔,浙江海宁县硖石镇人,生于嘉庆十六年,卒于光绪八年。 李善兰自幼酷爱数学。十岁时学习《九章算术》。十五岁时读明末徐光启、利玛窦合译的欧几里得《几何原本》前六卷,尽解其意。后来,他到杭州应试,买回元代李冶的《测圆海镜》、清代戴震(1724~1777)的《勾股割圆记》等算书,认真研读;又在嘉兴等地与数学家顾观光(1799~1862)、张文虎(1808~1888)、汪曰桢(1813~1881)以及戴煦、罗士琳(1774~1853)、徐有壬(1800~1860)等人相识,经常在学术上相互切磋。自此数学造诣日臻精深,时有心得,辄复著书,1845年前后就得到并发表了具有解析几何思想和微积分方法的数学研究成果──“尖锥术”。 1852~1859年,李善兰在上海墨海书馆与英国传教士、汉学家伟烈亚力等人合作翻译出版了《几何原本》后九卷,以及《代数学》、《代微积拾级》、《谈天》、《重学》、《圆锥曲线说》、《植物学》等西方近代科学著作,又译《奈端数理》(即牛顿《自然哲学的数学原理》)四册(未刊),这是解析几何、微积分、哥白尼日心说、牛顿力学、近代植物学传入中国的开端。李善兰的翻译工作是有独创性的,他创译了许多科学名词,如“代数”、“函数”、“方程式”、“微分”、“积分”、“级数”、“植物”、“细胞”等,匠心独运,切贴恰当,不仅在中国流传,而且东渡日本,沿用至今。李善兰为近代科学在中国的传播和发展作出了开创性的贡献。 李善兰“尖锥术”书影 1860年起,他先后在徐有壬、曾国藩军中作幕僚,与化学家徐寿、数学家华蘅芳等人一起,积极参与洋务运动中的科技学术活动。1867年他在南京出版《则古昔斋算学》,汇集了二十多年来在数学、天文学和弹道学等方面的著作,计有《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数探源》、《垛积比类》、《四元解》、《麟德术解》、《椭圆正术解》、《椭圆新术》、《椭圆拾遗》、《火器真诀》、《对数尖锥变法释》、《级数回求》和《天算或问》等13种24卷,共约15万字。 1868年,李善兰被荐任北京同文馆天文算学总教习,直至1882年他逝世为止,从事数学教育十余年,其间审定了《同文馆算学课艺》、《同文馆珠算金□》等数学教材,培养了一大批数学人才,是中国近代数学教育的鼻祖。 李善兰生性落拓,潜心科学,淡于利禄。晚年官至三品,授户部正郎、广东司行走、总理各国事务衙门章京等职,但他从来没有离开过同文馆教学岗位,也没有中断过科学研究特别是数学研究工作。他的数学著作,除《则古昔斋算学》外,尚有《考数根法》、《粟布演草》、《测圆海镜解》、《九容图表》,而未刊行者,有《造整数勾股级数法》、《开方古义》、《群经算学考》、《代数难题解》等。 李善兰在数学研究方面的成就,主要有尖锥术、垛积术和素数论三项。尖锥术理论主要见于《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数探源》三种著作,成书年代约为1845年,当时解析几何与微积分学尚未传入中国。李善兰创立的“尖锥”概念,是一种处理代数问题的几何模型,他对“尖锥曲线”的描述实质上相当于给出了直线、抛物线、立方抛物线等方程□他创造的“尖锥求积术”。相当于幂函数的定积分公式□和逐项积分法则□他用“分离元数法”独立地得出了二项平方根的幂级数展开式□结合“尖锥求积术”,得到了无穷级数表达式 各种三角函数和反三角函数的展开式,以及对数函数的展开式□在使用微积分方法处理数学问题方面取得了创造性的成就。垛积术理论主要见于《垛积比类》,写于1859~1867年间,这是有关高阶等差级数的著作。李善兰从研究中国传统的垛积问题入手,获得了一些相当于现代组合数学中的成果。例如,“三角垛有积求高开方廉隅表”和“乘方垛各廉表”实质上就是组合数学中著名的第一种斯特林数和欧拉数。驰名中外的“李善兰恒等式”□自20世纪30年代以来,受到国际数学界的普遍关注和赞赏。可以认为,《垛积比类》是早期组合论的杰作。 华人数学家--华罗庚 【华氏定理】数学家华罗庚关于完整三角和的研究成果被国际数学界称为“华氏定理”;另外他与数学家王元提出多重积分近似计算的方法被国际誉为“华—王方法”。 华罗庚,中国现代数学家。1910年11月12日生于江苏省金坛县。华罗庚1924年金坛中学初中毕业之后,在上海中华职业学校学习不到一年,因家贫辍学,但他刻苦自修数学,1930年在《科学》上发表了关于代数方程式解法的文章,被邀到清华大学工作,开始了数论的研究,1934年成为中华教育文化基金会研究员。1936年作为访问学者去英国剑桥大学工作。1938年回国,受聘为西南联合大学教授。1946年赴美国,任普林斯顿数学研究所研究员、普林斯顿大学,1948年始,他为伊利诺伊大学教授。 1950年回国。历任清华大学教授,中国科学院数学研究所、应用数学研究所所长、名誉所长,中国数学学会理事长、名誉理事长,全国数学竞赛委员会主任,美国国家科学院国外院士,第三世界科学院院士,联邦德国巴伐利亚科学院院士,中国科学院物理学数学化学部副主任、副院长、主席团成员,中国科学技术大学数学系主任、副校长,中国科协副主席,国务院学位委员会委员等职。曾任一至六届全国人大常务委员,六届全国政协副主席。曾被授予法国南锡大学、香港中文大学和美国伊利诺斯大学荣誉博士学位。主要从事解析数论、矩阵几何学、典型群、自守函数论、多复变函数论、偏微分方程、高维数值积分等领域的研究与教授工作并取得突出成就。40年代,解决了高斯完整三角和的估计这一历史难题,得到了最佳误差阶估计(此结果在数论中有着广泛的应用);对G.H.哈代与J.E.李特尔伍德关于华林问题及E.赖特关于塔里问题的结果作了重大的改进,至今仍是最佳纪录。在代数方面,证明了历史长久遗留的一维射影几何的基本定理;给出了体的正规子体一定包含在它的中心之中这个结果的一个简单而直接的证明,被称为嘉当-布饶尔-华定理。其专著《堆垒素数论》系统地总结、发展与改进了哈代与李特尔伍德圆法、维诺格拉多夫三角和估计方法及他本人的方法,发表40余年来其主要结果仍居世界领先地位,先后被译为俄、匈、日、德、英文出版,成为20世纪经典数论著作之一,其专著《多个复变典型域上的调和分析》以精密的分析和矩阵技巧,结合群表示论,具体给出了典型域的完整正交系,从而给出了柯西与泊松核的表达式,获中国自然科学奖一等奖。倡导应用数学与计算机的研制,曾出版《统筹方法平话》、《优选学》等多部著作并亲自在中国推广应用。与王元教授合作在近代数论方法应用研究方面获重要成果,被称为“华-王方法”。在发展数学教育和科学普及方面做出了重要贡献。发表研究论文200多篇,并有专著和科普性著。 1985年6月12日,华罗庚应邀到日本东京大学作学术报告。他先中文,后改用英语演讲。日本学者被他精彩的演说深深吸引,原定45分钟的报告在经久不息的掌声中被延长到一个多小时。当他满头大汗结束讲话时,突然心脏病发作倒在讲台上。他用行动实践了自己的诺言:“最大的希望就是工作到生命的最后一刻。” 华人数学家--苏步青 【苏氏锥面】数学家苏步青在仿射微分几何学方面的研究成果国际上命名为“苏氏锥面”。 姓名:苏步青 性别:男 出生年月:1902年-2003年 籍贯:浙江平阳 学历:日本东北帝国大学研究院理学博士学位 职务:原浙江大学教务长,复旦大学教授、校长、名誉校长,中国数学会以副理事长,国务院学位委员会委员,民盟中央副主席等。 苏步青(1902-2003)教育家,数学家,浙江平阳人。1931年获日本东北帝国大学研究院理学博士学位。回国后,任浙江大学教授、数学系主任。建国后,历任浙江大学教务长,复旦大学教授、校长、名誉校长,中国数学会以副理事长,国务院学位委员会委员,民盟中央副主席,上海市第五届政协副主席,上海市第七届人大常委会副主任,第六届全国人大教育科学文化卫生委员会副主任委员,中国科学院物理学数学部委员,第七届全国政协副主席,民盟中央参议委员会主任。1959年加入中国共产党。是第二、三、七届全国人大代表,第五、六届全国人大常委,第一届全国政协委员。创立了具有特色的微分几何学派,开拓了仿射微分几何、射影微分几何、空间微分几何等领域,开创了计算几何的研究方向。著有《射影曲面概论》、《仿射微分几何学》、《射影共轭网概论》等。 华人数学家--熊庆来 【熊氏无穷级】数学家熊庆来关于整函数与无穷级的亚纯函数的研究成果被国际数学界誉为“熊氏无穷级”。 熊庆来是我国著名数学家、教育家、现代数学的耕耘者,为我国数学教学和研究作了许多开创性的工作,不愧为数学界的一代宗师。 熊庆来,字迪之,清代光绪十七年(公元1891年)出生于云南省弥勒县息宰村。他自幼养成勤奋好学的良好习惯,再加上非凡的记忆力与天才的语言接受能力,常令教育过他的中外教师惊叹不已。1913年他以优异成绩考取云南教育司主持的留学比利时公费生,但因第一次世界大战爆发,只得转赴法国,在格诺大学、巴黎大学等大学功读数学,获理科硕士学位。他用法文撰写发表了《无穷极之函数问题》等多篇论文,以其独特精辟严谨的论证获得法国数学界的交口赞誉。 1921年熊庆来学成归国,先后在云南甲种工业学校、东南大学(今南京大学)、南京高等师范大学、西北大学、清华大学担任教授和系主任。他创办了中国近代史上第一个近代数学研究机构——清华大学算学研究部和东南大学、清华大学等3所大学的数学系,以及中国数学报。培养了华罗康、陈省身、吴大任、庄圻泰等一批享誉国内外的知名数学家。著名物理学家钱三强、赵九章、钱伟长、彭恒五等也是熊庆来到清华大学后培养出来的学生。这期间他潜心于学术研究与著述,编写的《高等数学分析》等10多种大学教材是当时第一次用中文写成的数学教科书。 熊庆来在“函数理论”领域造诣很深。1932年他代表中国第一次出席了瑞士苏黎士国际数学家大会,后到法国普旺加烈学院从事了两年数论的研究,获法国国家理学博士学位,成为第一个获此学位的中国人。此间,熊庆来写成了论文《关于整函数与无穷极的亚纯函数》,该文中定义的无穷极,被数学界称为“熊氏无穷极”又称“熊氏定理”,被载入世界数学史册,奠定了他在国际数学界的地位。 作为一位学者,熊庆来自早期从事教育工作起,就把培育人才当作头等大事。对于有培养前途的穷学生他总是解囊相助。著名的物理学家严济慈,因得到熊庆来资助才得以出国深造。为资助严济慈,当自己经济拮据时,熊庆来不惜让夫人当去自己御寒的皮大衣。华罗庚青年时代,因家贫念完初中就无力继续上学,熊庆来在看了他发表的《论苏子驹教授的五次方程之解不能成立》论文之后,发现华罗庚是一个数学人才,立即把他请到清华大学,安排在数学系图书馆任助理员,破格任助教工作,后直接升为教授,并前往英国留学,终于把他造就成国际知名的大数学家。熊庆来既是千里马又是伯乐,除自己在数学研究领域内攀登上科学高峰之外,还着意提携后进,让后者站在自己的肩膀上攀上另一个数学高峰,为我国数学界创建了一种识才、爱才、育才的优良传统,他的慧眼卓识是我国科学家的典范。 1937年抗日战争爆发,在缪云台、龚自知、方国瑜等人的推荐下,熊庆来接受云南省主席龙云的聘请,出任云南大学校长,为云大的发展作出了巨大贡献。当时的云大,只有3个学院,39个教授,8个讲师,302个学生,教学设备简陋,教学质量不高。熊庆来利用抗战初期各方人才大量涌入昆明的机会,广延人才,延聘了全国著名教授吴文藻、顾领刚、白寿彝、楚图南、费孝通、吴暗、赵忠尧、刘文典、张奚若、方国瑜等187名专任教授和40名兼任教授,还延聘了一些外国教授,使云大成为与西南联大同享盛名的又一处著名专家学者荟萃之地,教学质量因此跃入全国名牌大学之列,被吸收进《大英百科全书》之中;他把云大扩充成5个学院,18个系,3个专修科,1个先修班的多学院、多学科的综合大学,学生人数达1100多人,1939年又创办了云大附中;他还不断充实图。书教学设备,使图书馆藏书达十余万册,理科各系都有比较完善的实验室和标本资料室,医学院拥有附属医院及解剖室,农学院有实验农场,数学系在东郊凤凰山建立了天文台,工学院有实习工厂,航空系有飞机3架,这在全国高校中是罕有的;他亲自作了《云南大学校歌》,制定了“诚、正、敏、毅”的校训,要求每一个学生都要诚实、正直、聪敏又有坚毅的学习精神。在熊庆来任校长的12年里,云大各项工作井然有序,日新月异,被认为是云南大学历史上的第一个“黄金时代”。 华人数学家--陈省身 【陈示性类】数学家陈省身关于示性类的研究成果被国际上称为“陈示性类”。 陈省身1911年10月26日生于中国浙江嘉兴,1926年入天津南开大学数学系,先后受教于姜立夫与孙鎕,由他们引导至微分几何这一领域。1934年赴汉堡就学于当时德国几何学权威W.J.E.布拉施克,1936年完成博士论文后,赴法国跟从当代微分几何学家E.嘉当继续深造。 1937年回国,正值抗日战争,他任教长沙临时大学和西南联合大学,在此期间,他把积分几何理论推广到齐性空间。1943-1945年在普林斯顿高等研究所工作两年,先后完成了两项划时代的重要工作,其一为黎曼流形的高斯──博内一般公式,另一为埃尔米特流形的示性类论。在这两篇论文中,他首创应用纤维丛概念于微分几何的研究,引进了后来通称的陈示性类,為大范围微分几何提供了不可缺少的工具,成为整个现代数学中的重要构成部份。陈省身的其他数学工作范围极为广泛,影响亦深。 陈省身于1946年第二次世界大战结束后重返中国,在上海建立了中央研究院数学研究所(后迁南京),此后两三年中,他培养了一批青年拓扑学家。1949年他再去美国,先后在芝加哥大学与伯克利加州大学任终身教授。1981年在伯克利的以纯粹数学为主的数学科学研究所任第一任所长。1985年创办南开数学研究所,并任所长。 陈省身由于对数学的重要贡献而享有多种荣誉,其中有1984年获颁的沃尔夫奖(WolfPrize,Link)。给他教过的学生,计有吴文俊、杨振宁、廖山涛、丘成桐、郑绍远等著名学者。 华人数学家--周炜良 【周氏坐标】数学家周炜良在代数几何学方面的研究成果被国际数学界称为“周氏坐标;另外还有以他命名的“周氏定理”和“周氏环”。 周炜良1911年10月1日生于上海.代数几何. 周炜良的父亲周达(美权)是清末民初著名数学家、集邮家,家境比较富裕.周炜良幼年在上海生长,从未进过学校.5岁开始学中文,11岁学英文,都由家庭教师讲授.20年代上海的大中学校颇多使用美国的原文课本,周炜良即自学各种知识:从数学到物理,从历史到经济.1924年,周炜良恳求父亲送他到美国读书,先在肯塔基州的阿斯伯里学院补习,后来进入肯塔基大学.那时的主要兴趣在政治经济.直到1929年10月进入芝加哥大学时,仍然主修经济学.可是此后两年内发生了变化. 1931年夏天,一位在芝加哥大学得到博士学位后又去普林斯顿工作一年的中国数学家,劝周炜良到普林斯顿去,或者去德国的格丁根大学——那时的世界数学中心.于是在1932年10月,周炜良带着研究数学的模糊想法去了格丁根.补了半年的德文后,希特勒法西斯上台,格丁根衰落了.周炜良在芝加哥时曾读过B.L.范·德·瓦尔登(VanderWaerden)写的《代数学》(Algebra),十分欣赏,于是转到莱比锡大学随范·德·瓦尔登研究代数几何,这是1933年夏天的事.次年夏天,周炜良到汉堡渡暑假,遇到维克特(MargotVictor)小姐,成为好友.周炜良滞留汉堡大学,随数学家E.阿丁(Artin)听课.直至1936年初才回到莱比锡,在范·德·瓦尔登指导下完成博士论文,并和维克特完婚.婚礼上,正在汉堡大学留学的陈省身是唯一的中国宾客. 周炜良成家立业之后,遂返回上海,在南京的中央大学任数学教授.一年后,抗日战争爆发,不得已留在上海.周炜良的岳父在德国曾有很好的工作,由于希特勒的种族迫害而流亡上海,几乎身无分文.这时的周炜良必须自立挣钱,供养太太、两个孩子,以及岳父母. 抗日战争胜利后,周炜良计划经营进出口贸易.大约在1946年春天,陈省身从美国返回上海.他力劝周炜良重返数学研究,并留下许多战时发表的论文,特别是O.扎里斯基(Zariski)和A.韦伊(Weil)的论文预引本.周炜良虽然离开数学已近10年之久,但他终于作出了他一生中最重要的决定:回到数学领域. 由于陈省身写信给普林斯顿的S.莱夫谢茨(Lefschetz)作了推荐,周炜良在上海同济大学短期任教之后,便于1947年春天到达普林斯顿.他在那里做了一些相当好的工作.次年,范·德·瓦尔登访问位于美国马里兰州的约翰·霍普金斯大学,周炜良去看他,恰好该校有一个教职的空缺,周炜良遂应聘到那里就任副教授.1950年升任正教授.当年,战后首次恢复的国际数学家大会在美国举行,周炜良作为该校的正式代表与会,会后曾在哈佛大学短期讲学.1955年再度去普林斯顿进行访问研究,返回霍普金斯大学之后就任数学系主任,前后达11年之久(1955—1966).1959年,他当选为台北中央研究院院士.1977年,周炜良退休,成为霍普金斯大学的荣退教授. 周炜良把毕生精力奉献给代数几何的研究,成为20世纪代数几何学领域的主要人物之一,以周炜良名字命名的数学名词,仅在日本《岩波数学词典》里就收有7个.回顾20世纪中国数学的历史,能在世界数坛上留下痕迹的华人数学家并不多,周炜良是其中杰出的一位. 代数几何学是解析几何的深入和发展.正如二元二次代数方程。x2+y2=r2的解集(x,y)可以表示半径为r的圆,代数几何的研究对象仍是高次多元代数方程或代数方程组的解集,即系数在某域k内的n元多项式F1,F2,…,Fn所形成的代数方程组F1(x1,…,xn)=0,F2(x1,…,xn)=0,…,Fn(x1,…,xn)=0的位于域k内的公共解集合V,我们称之为代数簇(algebraicvariety),最简单的代数簇就是平面曲线.椭圆函数、椭圆积分、阿贝尔(Abel)积分等都与平面曲线有关,复变量的代数函数论及黎曼曲面论进一步推动了现代代数几何学的发展. 19世纪下半叶,德国的R.克莱布施(Clebsch)、J.普吕克(Plcker)、M.诺特(Noether)以及意大利学派曾做出很大贡献.经过J.H.庞加莱(Poincar)、C.E.皮卡(Picard)、J.W.R.戴德金(Dedekind)和A.凯莱(Cayley)的发展,到20世纪20—30年代,E.诺特(Noether)、E.阿廷(Artin)和他们的学生范·德·瓦尔登创立了抽象代数学,为代数几何学的研究注入了新的活力.周炜良的代数几何学研究正是在这样的背景下开始的. 周炜良坐标 1937年,周炜良最初的两篇论文发表在德国《数学年刊》(MathematischeAnnalen)上.第一篇是与范·德·瓦尔登合作的,第二篇则是周炜良的博士论文.这两篇文章继承了凯莱和普吕克的工作,并将其推广到n维射影空间Pn上的代数簇.其中指出,任何n维射影空间Pn中的不可约射影族X可唯一地由一个配型(associatedform)Fx所决定,配型的坐标即著名的周炜良坐标.该坐标是普吕克坐标的推广,现已成为代数几何学研究的一项基本工具. 抗日战争开 始后,周炜良在上海闲居,继续研究数学.1939年,他发表了一篇重要论文“关于一阶线性偏微分方程组”,将C.卡拉西奥多里(Carathodory)的一项工作(1909)推广到一般的高维流形.当时并未引起人们注意,事隔30余年之后,这篇文章成为非线性连续时间系统可控性数学理论的基石之一.控制论表达的周炜良定理(或称卡拉西奥多里-周定理)可以写成: 设V(M)是解析流形M上所有解析向量场的全体,D是V(M)中对称子集,T(D)是V(M)中含D的最小子代数,I(D,x)是通过x的极大积分流形.那么,对任何x∈M,y∈I(D,x),都存在一条积分曲线α:[0,T]→M,T≥0,使得α(0)=x,且α(T)=y. 抗日战争后期,周炜良曾有论文涉及代数基本定理的拓扑证明和电网络理论等,似乎已偏离了代数几何学的方向.信息断绝和乏人讨论,恐是主要原因. 周炜良于1947年到达普林斯顿高级研究院,开始了他的黄金创作期.他首先撰文阐明,E.嘉当(Cartan)意义下的对称齐次空间可以表示为代数簇,因而能用代数几何的框架研究其几何学性质.该文所附文献中包括华罗庚的有关矩阵几何学的论文多篇.1947—1948年间,法国数学家C.谢瓦莱(Chevalley)也在普林斯顿,他对周炜良的这篇论文做了很长的评论性摘要,发表于美国的《数学评论》(MathematicalReview).谢瓦莱曾邀请周炜良证明下列猜想:“任何代数曲线,在一个代数系统中的亏数,不会大于该系统中一般曲线的亏数”.周炜良使用纯代数的方法给出了证明,其主要工具之一仍然是范德瓦尔登-周炜良形式. 关于解析簇的周炜良定理 周炜良于1949年发表了一篇重要论文“关于紧复解析簇”.所谓解析簇V,是指对任何p∈V,总存在一组解析函数g1,g2,…,gn,和点p的一个邻域B(p),使得V∩B(p)中的点x都是g1,g2,…,gn的零点.这是一种局部性质.由于多项式都是解析函数,所以代数簇都是解析簇.周炜良证明了某些情形下的逆命题: “若V是n维复射影空间CPn中的闭解析子簇,那么它一定是代数簇,而且所有闭解析子簇间的半纯映射,一定是有理映射”. 这一反映由局部性质向整体性质过渡的深刻结论,被称为周炜良定理(ChowTheorem),在代数几何学著作中广受重视.在许多论文里,常常把它作为新理论的出发点. 复解析流形 1950年前后,复解析流形的研究形成热门课题.日本数学家小平邦彦(K.Kodaira)是这方面的专家,当时也在美国工作,与周炜良有交往.1952年,周炜良证明了如下结果:“若V是复r维的紧复解析流形,F(V)是V上半纯函数所构成的域,则F(V)是有限的代数函数域,其超越维数s不会大于r.此外,还存在一s维的代数簇V'以及V到V'的半纯变换T,使T可诱导出F(V)和F(V')间的同构.特别地,如果可选择V'使得T还是双正则变换,那么V必是代数簇.这就把复解析流形和代数簇联系起来了. 把这个一般的结论用于二维的克勒(Khler)曲面,并用小平邦彦所建立的克勒流形上的黎曼-罗赫(Riemann-Roch)定理,就可以得出如下结论:“具有两个独立的半纯函数的克勒曲面(即s=r=2的情形)一定是代数曲面.”这是周炜良和小平邦彦合作的论文中的一个结论,被称为周-小平(Chow-Kodaira)定理. 周炜良簇和周炜良环 用周炜良坐标可以对平面曲线和空间曲线进行分类.只要由已知的次数d和亏数g,从非奇异的空间射影曲线的周炜良坐标形成所谓周炜良簇,就能很自然地用有限个拟射影簇将它参数化. 在射影簇研究上,另一个为人们称道的周炜良引理(ChowLemma),涉及完全簇和射影簇的关系.苏联数学家И.Р.沙法列维奇(ЩaфapeВИЧ)在其名著《代数几何基础》中曾提到这一引理: “对于每一个不可约的完全簇X,总有一个射影簇X',使得X和X'之间有一双有理同构”. 周炜良在射影簇方面最著名的工作是提出周炜良环(ChowRing).他于1956年发表的论文“关于代数簇上闭链的等价类”中,提出了射影代数簇上代数闭链的有理等价性的系统理论.大意是:设V是n维射影空间Pn上的代数簇,其上的s维闭链所成的群为G(V,s),与零链等价的闭链成子群Gr(V,s).令Hr(V,s)是二者的商群.将s从1到n作直和,得Hr(V)=Hr(V,s). 周炜良在Hr(V)上定义一种乘法,使之构成环,这就是著名的周炜良环.它是结合的,交换的,具有单位元.这篇论文由M.F.阿蒂亚(Atiyah)写成文摘刊于美国的《数学评论》. 周炜良环具有很好的函子性质:设p是两代数簇X,V之间的模射,f:X→V,则V中闭链C的原象f-1(C)也是X中的闭链,且此运算与相截(intersection)和有理等价性能够相容.因此,它是代数几何研究中的一项重要工具.周炜良环在许多情形可以代替上同调环.在证明各种黎曼-罗赫定理时,常用周炜良环去导出陈省身类.著名的韦伊(Weil)猜想的解决,也可使用周炜良环. 另一个常被引用的结论是所谓周炜良运动定理(Chow’sMo-vingLemma):若Y,Z是非奇异拟射影簇X中的两闭链,则必存在与Z有理等价的闭链Z',使Y和Z'具有相交性质(inte-rsectproperty).1970年在奥斯陆举行的代数几何会议上,有专文论述此定理. 关于阿贝尔簇的周炜良定理 20世纪40年代,A.韦伊(Weil)等开创了阿贝尔簇的研究.他们把代数曲线上的雅可比(Jacobi)簇发展为一般代数流形上的皮卡-阿尔巴内塞(Picard-Albanese)簇理论,将过去意大利学派的含糊结果加以澄清.周炜良对此作了丰富和发展,并推广到特征p域的情形.周炜良在文献[10]中证明对一般射影代数簇都存在雅可比簇.文献[11]和[12]给出了阿贝尔簇的代数系统理论,其中有关可分(separable)、正则(regular)和本原扩张(pri-maryextention)的论述,已成为这一领域的基本文献. 周炜良还证明了以下结论:“若A是域k上的阿贝尔簇,B是定义在k的准素扩张K上的阿贝尔子簇,那么B也在k上有意义.”S.郎(Lang)称之为周炜良定理. 周炜良在1957年发表的关于阿贝尔簇的论文也反复被人引用.这一年,普林斯顿大学以数学名家莱夫谢茨的名义举行“代数几何与拓扑”的科学讨论会,韦伊和周炜良都参加了.他们两人在会上宣读的论文密切相关.韦伊证明任何阿贝尔簇都可嵌入射影空间,而周炜良则证明任何齐次簇(不必完备)也可嵌入射影空间.文章不长,但解决得很彻底. 其他工作 周炜良在代数几何领域的研究,涉及很广.例如扎里斯基关于抽象代数几何中的退化原理(degenerationprinciple)的论证,很长而且难懂,周炜良把证明作了大幅度压缩,并加以推广.他和井草准一(J.lgusa)合作,建立了环上代数簇的上同调理论.此外,还推广了代数几何中的连通性定理.在扩充由W.V.霍奇(Hodge)与D.佩多(Pedoe)证明的格拉斯曼(Grassm-ann)簇的基本定理时,指出了某些环空间上的代数特性.这些都是很有价值的工作.退休之后,周炜良仍然研究不辍.1986年,他以75岁高龄,发表了题为“齐次空间上的形式函数(formalfunction)”的论文. P.拉克斯(Lax)把周炜良列为最重要的移居美国的数学家之一.但他性情淡泊,甚至很少参加国际学术会议.他是台北中央研究院院士,却长期不参加活动.应该说,周炜良的学术成就远超过他应得的荣誉.不过,各种代数几何的论著不断地引用周炜良的工作,并以周炜良的名字陆续命名一系列术语,这也许是更有意义的褒奖了. 华人数学家--吴文俊 【吴氏方法】数学家吴文俊关于几何定理机器证明的方法被国际上誉为“吴氏方法”;另外还有以他命名的“吴氏公式”。 吴文俊,中国人,1919年5月12日生于上海。1940年毕业于交通大学,1949年在法国斯特拉斯堡大学获博士学位。1951年回国,1957年任中国科学院学部委员,1984年当先为中国数学理事长。吴文俊在数学上作出了许多重大的贡献。 拓扑学方面,在示性类、示嵌类等领域获得一系列成果,还得到了许多著名的公式,指出了这些理论和方法的广泛应用。他还在拓扑不变量、代数流形等问题上有创造性工作。1956年吴文俊因在拓扑学中的示性类和示嵌类方面的卓越成就获中国自然科学奖一等获。 机器证明方面,从初等几何着手,在计算机上证明了一类高难度的定理,同时也发现了一些新定理,进一步探讨了微分几何的定理证明。提出了利用机器证明与发现几何定理的新方法。这项工作为数学研究开辟了一个新的领域,将对数学的革命产生深远的影响。1978年获全国科学大会重大科技成果奖。 中国数学史方面,吴文俊认为中国古代数学的特点是:从实际问题出发,经过分析提高,再抽象出一般的原理、原则和方法,最终达到解决一大类问题的目的。他对中国古代数学在数论、代数、几何等方面的成就也提出了精辟的见解 华人数学家--柯召 【柯氏定理】数学家柯召关于卡特兰问题的研究成果被国际数学界称为“柯氏定理”;另外他与数学家孙琦在数论方面的研究成果被国际上称为“柯—孙猜测”。 柯召(1910.4.12—2003.11.8),数学家。浙江温岭人。1933年毕业于清华大学。1937年获英国曼彻斯特大学博士学位。四川大学教授、校长、名誉校长。主要从事代数学、数论、组合数学等方面的数学与研究工作并取得突出成就。在数论方面,在表二次型为线性型平方和的研究上取得一系列重要成果。在不定方程方面,解决了一百多年来未能解决的卡塔兰猜想的二次情形,并获一系列重要结果。在组合论方面,与他们合作得出了关于有限集组相交的一个著名定理即“定道什-柯-拉多定理”,开辟了极值集论迅速发展的道路。在发展中国教育事业、培养大批科学人才方面做了大量卓有成效的工作。 华人数学家--陈景润 【陈氏定理】数学家陈景润在哥德巴赫猜想研究中提出的命题被国际数学界誉为“陈氏定理”。 陈景润(1933~1996),中国数学家、中国科学院院士。 福建闽候人。陈景润出生在一个小职员的家庭,上有哥姐、下有弟妹,排行第三。因为家里孩子多,父亲收入微薄,家庭生活非常拮据。因此,陈景润一出生便似乎成为父母的累赘,一个自认为是不受欢迎的人。 上学后,由于瘦小体弱,常受人欺负。这种特殊的生活境况,把他塑造成了一个极为内向、不善言谈的人,加上对数学的痴恋,更使他养成了独来独往、独自闭门思考的习惯,因此竟被别人认为是一个“怪人” 。陈景润毕生后选择研究数学这条异常艰辛的人生道路,与沈元教授有关。在他那里,陈景润第一次知道了哥德巴赫猜想,也就是从那里,陈景润第一刻起,他就立志去摘取那颗数学皇冠上的明珠。 1953年,他毕业于厦门大学,留校在图书馆工作,但始终没有忘记哥德巴赫猜想,他把数学论文寄给华罗庚教授,华罗庚阅后非常赏识他的才华,把他调到中国科学院数学研究所当实习研究员,从此便有幸在华罗庚的指导下,向哥德巴赫猜想进军。 1966年5月,一颗耀眼的新星闪烁于全球数学界的上空------陈景润宣布证明了哥德巴赫猜想中的"1+2";1972年2月,他完成了对"1+2"证明的修改。令人难以置信的是,外国数学家在证明"1+3"时用了大型高速计算机,而陈景润却完全靠纸、笔和头颅。如果这令人费解的话,那么他单为简化"1+2"这一证明就用去的6麻袋稿纸,则足以说明问题了。 1973年,他发表的著名的"陈氏定理",被誉为筛法的光辉顶点。 对于陈景润的成就,一位著名的外国数学家曾敬佩和感慨地誉:他移动了群山! 华人数学家--陈永川 【陈氏文法】数学家陈永川在组合数学方面的研究成果被国际上命名为“陈氏文法”。 陈永川教授,出生于1964年3月。现任南开大学副校长,南开数学研究所教授和博士生导师,教育部“核心数学与组合数学”重点实验室主任,并任美国洛斯阿拉莫斯国家实验室客座研究员,AdvancesinAppliedMathematics(《应用数学进展》)编委,GraphsandCombinatorics(《图与组合》)编委,AnnalsofCombinatorics(《组合年刊》)执行编委。陈永川教授还是第十届全国政协委员,天津市科协副主席,国家自然科学基金委员会评审委员。 陈永川教授于1984年获四川大学计算机软件学士学位,1987年赴美国麻省理工学院学习,1991年获应用数学博士学位。同年被美国洛斯阿拉莫斯国家实验室授予奥本海默研究员奖。陈永川教授在这个实验室从事计算机研究及其应用方面的工作。所在的部门是ComputerResearchandApplicationsGroup。 陈永川教授于1994年4月放弃在美国的固定工作和优厚的生活条件,回国到南开数学研究所任教授。他的回国在国内以及海外的留学生中引起了很大的反响,受到国家、天津市和南开大学的重视,各种新闻媒体争先报道。同年,获得美国李氏基金会的学术成就奖。95年荣获首届国家杰出青年科学基金,受到李鹏总理的接见。96年获得国家教委科技进步一等奖,同年被评为天津市十大杰出青年。97年获得联合国教科文组织“侯赛因”青年科学家奖,并受到了天津市委书记张立昌和国家教委主任朱开轩的接见。98年获得国家教委霍英东奖,中国“五四”青年奖章,中国青年科技奖,并作为中国科研教育界的代表出席北戴河“科教兴国”座谈会,受到江泽民、李鹏、胡锦涛等党和国家领导人的接见。 1996年陈永川教授创办了国际数学杂志AnnalsofCombinatorics(《组合年刊》),并担任执行编委。此杂志与世界上最大的科技出版社,德国斯普林格出版社合作,在国际同行的通讯评议中被评为最高质量的刊物(topqualityjournal)。上届费尔兹(Fields)奖获得者Gowers现已被聘为该刊物新一任的编委。这份刊物为中国组合数学界在世界领域内开创了一个重要的学术阵地。 天津市政府、国家教委、国家自然科学基金委员会、天津市教委、天津市科委、南开大学以及国内外学术界的广泛支持下,1997年11月,陈永川创立了南开大学组合数学研究中心。他本着高起点、高水平、高速度的发展策略,在很短的时间内把“中心”办成了一个有国际影响的研究机构,每年都有国际著名学者来中心长期工作,直接参与中心的教学和科研工作,这里还凝聚了一批既有坚实的理论基础,又有实干精神的青年学者,学术气氛浓厚。该中心有希望成为有重要国际地位的组合数学研究基地。陈省身先生评价说“陈永川的组合数学中心办得很先进,很成功”。1998年,李岚清副总理、国家教育部部长陈至立、国务院新闻办公室主任赵启正、天津市委书记张立昌、天津市市长李盛霖等领导都先后到组合中心来视察工作。 陈永川从事的主要研究领域有组合计数理论、构造组合学、形式文法、对称函数理论、计算机互联网络、组合数学在数学物理中的应用等,并取得了许多重要的研究成果,他的一项研究成果被称为"陈氏文法"。陈永川先后在国际一流学术刊物上发表论文40余篇。他的科研成就和学术水平已经获得国际学术界的认可,同行认为他是"世界最领先的离散数学家之一"。1996年陈永川在南开数学所成功的举办了组合数学学术年,1997年和1999年又成功的举办了“组合复兴”大型国际会议。 陈永川教授在积极开展个人的科研和教学工作同时,把建设中国自己的组合数学研究基地,看成是一个更高层次的目标。他为研究生讲授了“组合数学中的概率方法”、“组合恒等式的机器证明”、“排列与树”、“组合计数”等核心课程,在研究论文方面,还开设了q-级数(q-series)以及组合结构(combinatorialstructures)的研讨班,指导学生的研究工作,成果显著。 为了能使研究生从事最前沿课题的研究,陈永川教授积极引进国际著名学者直接参与组合数学中心的教学和科研工作。现在已经有多名学生直接与外国专家合作发表论文。为此,南开大学组合数学中心这个学术团体和人才培养基地赢得了国际组合数学界的认同。几乎每年都有美国科学院院士来中心讲学,介绍最新的课题。 组合数学研究中心与南开大学的基础数学学科于2000年获得了教育部“核心数学与组合数学重点实验室”。由于组合数学中心的发展,2002年又获得了教育部的“应用数学重点学科”。主要由陈永川教授发展起来的组合数学学科,在这么短的时间内的快速发展和赢得的国际影响得到了中国数学界的一致肯定。 华人数学家--周海中 【周氏猜测】数学家周海中关于梅森素数分布的研究成果被国际上命名为“周氏猜测”。 周海中男,1955年10月生,广东雷州人,民盟盟员,广州中山大学外语学院教授。现为美国牛顿信息科学研究所和斯坦福预测研究所顾问以及美中英语教育协会首席顾问,《语言与文学研究》、《语言学研究与应用》、《科学研究月刊》、《中华学术论坛》、《数学论坛》、《机器人世界》等学术刊物的编委会顾问或名誉主任;是《科学美国人》、《瞭望》等刊物的特邀撰稿人以及6个国际学术团体的成员。他曾多次应邀赴美国、加拿大、日本和韩国做专题学术报告,并获得好评。 1981年至今,他在学术刊物上发表语言学、数学、信息科学、新兴交叉学科方面的论文120多篇;其中论文《存在句之我见》获第3届广东省社会科学优秀成果青年奖(1989年),《论机器人》一文获第6届国际机器人学优秀论文奖(1991年)。科研成果“模糊数理语言学研究”(系列论文)获霍英东教育基金会第2届中国高等院校青年教师(研究类)一等奖(1990年);科研成果“英语语言研究”(系列论文)获首届广东省优秀青年科学家提名奖(1997年)。他提出的“模糊数理语言学”和“网络语言学”受到学术界的关注。在著名数学难题——梅森素数分布的研究中所提出的科学猜想被国际数学界命名为“周氏猜测”。 由于科研成绩显著,他被评为首届广州市十大杰出青年(1988年),并获广东省人民政府颁发立功证书(1988年)。1992年起享受国务院颁发政府特殊津贴。 华人数学家--姜伯驹 【姜氏空间】数学家姜伯驹关于尼尔森数计算的研究成果被国际上命名为“姜氏空间”;另外还有以他命名的“姜氏子群”。 姜伯驹1937年生,浙江苍南人。1957年毕业于北京大学数学力学系,留校任教至今。曾任美国普林斯顿高等研究所、巴黎高等科学研究所研究员、联邦德国海德堡大学客座教授,1985年当选第三世界科学院院士。现任数学系教授、博士生导师。 华人数学家--夏道行 【夏氏不等式】数学家夏道行在泛函积分和不变测度论方面的研究成果被国际数学界称为“夏氏不等式”。 夏道行数学家。江苏泰州人。1950年毕业于山东大学数学系。1952年浙江大学数学系研究生毕业。原复旦大学教授。在函数论方面证实了戈鲁辛的两个猜测,建立了“拟共形映照的参数表示法”,得到一些有用的不等式和被称为“夏道行函数”的一些性质。在单叶函数论的面积原理与偏差定理等方面曾作出系统的有较深影响的成果。在泛函分析方面建立了带对合的赋半范环论和局部有界拓扑代数理论;首先建立非正常算子的奇异积分算子模型;对条件正定广义函数和在无限维系统的实现理论研究中取得重要成果。在现代数学物理方面,对带不定尺度的散射问题等获创见性成果。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。 华人数学家--陆启铿 【陆氏猜想】数学家陆启铿关于常曲率流形的研究成果被国际上称为“陆氏猜想”。 广东佛山过去只是一座美丽的小镇。平直的街道,弯弯曲曲的小巷。街道是青石铺成的,岁月长久了便光溜溜的,有雨有薄雾的时候更显得可爱。小巷有的地方很浅,不到几步路便直通那高大堂皇的人家的大门。有的地方很深很深,转一个弯,看到侧边的红瓦檐,再转一个弯,又看到侧边斑驳的门墙内露出几朵小花,幽幽静静地。小镇有几千户人家,不少人家日子过得非常殷实,镇西头红檐碧瓦的人家,显然就是其中的一户。 1927年,陆启铿就出生在这户人家里。盼望着人丁兴旺的父母,从那位慈祥的接生婆手中接过“哇哇”叫的小孩时,都满意地笑了,夸小伢将来一定很有出息。全家人都把希望寄托在这个新生命上,可是不久,一场大病差点夺去了这条生命,谁也不知道是什么病,远近的医生都看遍了,好不容易保住了性命,但他的下肢却永久地瘫痪了。 陆启铿并不记得这些事,因为他当时还太小太小。 小启铿开始懂事了,他要上学,但他不能走路。怎么办?还好,家里有钱,就请了一个保姆专门背他上学。小启铿就这样摇摇晃晃地在小保姆的背上开始上学了。他读的是私塾,先生不把他当回事,顽童们经常取笑他,他常常一个人躲在角落里哭泣。这时,保姆就哄他,背他到村外的小河滩上,到草丛中,逗他玩,给他讲故事,虽然保姆讲的故事并不多,也不很好,但他从保姆身上却享受到了儿童应得的乐趣。这些乐趣伴他读了几年私塾,在他11岁时,日本鬼子侵占了广东,他们家都逃难到澳门,小启铿失学了。旁人的轻蔑,不懂事的孩子们丢来的石头、瓦块……所有这一切,他都忍受了,可是他不能忍受失学带来的痛苦。他跌跌撞撞地找到了堂姐,借课本读;又磕磕碰碰地缠着哥哥教他英语、中文、史地、几何。特别是几何,这个数学王国的神秘领地,深深地吸引了小启铿。 1942年,陆启铿靠自学考取了澳门中山县联合中学高中一年级,后又转到中德中学。那个学校离他家很远,每天他天不亮就起来,自己穿衣、洗漱,自己做早点,然后从门边取过拐杖,6点钟准时出门。对陆启铿来说,从家到学校的那段路,是那么遥远,他常常跌倒,跌倒了又自己爬起来,流血了,就擦一下,头碰晕了,就歇一下,他常常偷偷地流下伤心的眼泪。可他总是大汗淋漓地第一个来到教室。让陆启铿感到安慰的是,他的顽强的求学精神,感动了班上的词学,他们都愿意帮助他。那位从国外留学回来的数学老师也很喜欢他这位对数学有浓厚兴趣的学生。 1945年,陆启铿的家里变得一贫如洗。就在这时,陆启铿考取了广州中山大学先修班。第二年又考取中山大学数学天文系。可他无法像正常人那样跑进工厂打工,他只好在佛山借了间亲戚家的房子,靠在那里辅导中学课程,挣出学费。每到周五,他就架着双拐,从中山大学出发,换六次公共汽车,再乘小火轮到佛山,周一再原路返校。他把所有的假期都用来做家教。整整四年,为了求学,他在广州到佛山,佛山到广州的路上,不知流了多少汗,费了多少劲,摔了多少跤,受了多少苦。 机遇总是青睐那些有准备的人。陆启铿一直在艰难地奋斗着,可他做梦也没想到,自己竟能成为大数学家华罗庚的学生。 那是1950年,华罗庚到中山大学讲学,这位独具慧眼的教授意外地发现了一篇名为《模函数》的学生毕业论文,他被文中显露的机敏分析和深刻的理解力吸引住了,于是请求有关部门,把陆启铿调到了中国科学院数学所工作。 华罗庚教授对陆启铿要求很严。有一次,已是深夜了,劳累了一天的陆启铿正在床上酣睡,突然“笃笃”的敲门声把他惊醒,他没好气地问:“谁?”传来了华教授的回答声,他赶忙下床,开门向教授道歉,教授没有因此而责备他,只是慈祥地注视着憔悴的学生。他知道启铿今天刚从一个学校讲学回来,拄着双拐在台上站了两个小时。但科研上,他不能让自己的学生有半点含糊。进屋后,他严肃地指着一篇陆启铿的文章说:“我看了一下,这里面有些错误,我明天早上有工作外出,所以现在来找你,这样改一下……”然后,教授扶着启铿走到台灯前,细细地讲了起来。就这样,华罗庚教授以他严谨的治学态度、高超的教学技巧,循循善诱地诱导着陆后铿,为陆启铿后来进一步深造和取得辉煌的成果打下了坚实的基础。陆启铿也因此更加刻苦地在他喜爱的数学领域里耕耘着。 1961年,他的研究专著《多复变函数引论》,由科学出版社出版,他成为我国这方面的权威。1963年,他参加由华罗庚担任主编的《现代数学丛书》的编写工作,撰写其中的《典型流形与典型城》一书。1966年他研究了一个课题,写出《关于常曲率的kahler流形》一文。文章被美国的《中国数学》翻译转载后,不断引起数学家们的讨论。1969年,波兰数学家M·斯卡津斯基把陆先生那篇文章里提出的观点称为“陆启铿猜想”。陆启铿成了国际知名数学家。1982年,他的另一本专著《微分几何学及其在物理学中的应用》又由科学出版社出版。另外,他还在《中国科学》《数学学报》《科学通讯》等国内重要的学术刊物上发表了60多篇论文。 陆启铿既是一个残疾人又是一位一流的数学家,但所有熟悉陆启铿的人都很少谈到他的残疾。他的学生杨宏昌说:“我从未感到他是一个残疾人,他从不需要照顾,他可以架着双拐站在黑板前连续讲两节课,他可以从一楼拄着双拐上到五层,再往返数次为我们办出国手续。” 而陆启铿自己却说:“我是一个残疾人……我不是天才,做出一些工作完全是下苦功夫的结果。” 现已70多岁高龄的陆启铿一生都在下着苦功夫,今天还在下着苦功夫。 只要大脑还能思维,我就一刻不离开我的科学研究。 华人数学家--杨乐和张广厚 【杨—张定理】数学家杨乐和张广厚在函数论方面的研究成果被国际上称为“杨—张定理”。 杨乐数学家。江苏南通人。1962年毕业于北京大学。中国科学院数学与系统科学研究院院长、数学研究所研究员。主要从事复分析研究。对整函数与亚纯函数亏值与波莱尔方向间的联系作了深入研究,与张广厚合作最先发现并建立了这两个基本概念之间的具体的联系。在亚纯函数奇异方向进行了深入研究,引进了新的奇异方向并对奇异方向的分布给出了完备的解答。对全纯与亚纯函数族的正规性问题进行了系统研究,建立了正规性与不动点间的联系。引进亏函数的概念,证明了有穷下级亚纯函数的亏函数至多是可数的。与英国学者合作解决了著名数学家立特沃德的一个猜想。对整函数及其导数的总亏量与亏值数目作出了精确估计。1980年当选为中国科学院院士(学部委员)。 张广厚(1937—1987年),唐山市东矿区林西人,祖籍山东,是我国著名数学家。 1937年1月22日,张广厚降生在林西一个普通农民的家里,七岁随父兄到矿上当童工,饱受艰辛,从小立下壮志:一定要做个有文化的中国人。 1948年底,唐山市解放了。张广厚回到了校园,他最终以优异的成绩完成了初、高中的学业,并成为高中三年唯一一名数学次次考试均满分的“数学尖子”。以优异成绩考入北京大学数学系。张广厚是大学同届毕业生中唯一保持六年全优成绩的学生。他的毕业论文,也被刊发在一家知名的数学杂志上。 1962年,在北大教授庄圻泰的悉心指导下,张广厚考入中国科学院数学研究所,师从著名的数学前辈熊庆来教授做研究生,从此,在数学科学的道路上,他又迈上了一个新台阶。研究生毕业后,他便被留在中国科学院数学所从事研究工作。1964年下半年,张广厚和杨乐开始合作研究全纯与亚纯函数族。他们发展了消去原始值的方法,获得了很好的结果。正当他们全心投入函数理论研究之时,一场史无前例的“文化大革命”开始了。张广厚被赶到中城涧劳动,后又到天津小站的解放军农场劳动了一年半。 70年代初,随着文化禁锢的粉碎和经济、科技改革的到来,特别是周恩来总理亲自过问科学院的工作,肯定基础理论研究的重要性。短短几年间,他与杨乐合作,首次发现函数值分布论中的两个主要概念“亏值”和“奇异方向”之间的具体联系,被数学界定名为张杨定理。紧接着,张广厚又开始研究“亏值”、“渐近值”和“茹利雅方向”三个概念,这是函数理论中三个重要概念。早在1929年,芬兰著名数学家奈望利纳也曾作过相同的猜测,但10年后,他的猜测被否定了。40年后,这样一个被著名数学家研究却被否定过的难题,在张广厚千万次的论证中,终于找到了合理的解决方法,一举做出这项研究的科学论证。《中国科学》在1973年3月,特为论文出了一期增刊。新华社、《人民日报》也在头版显著位置再次以《张广厚又获世界水平的成果》为题作了报道。 华人数学家----王浩 【王氏悖论】数学家王浩关于数理逻辑的一个命题被国际上定为“王氏悖论”。 王浩(1921.5.2l--1995)是美藉华裔数理逻辑学家、计算机科学家和科学家,生于山东省济南市.1939年进入西南联大数学系学习,1943年获学士学位后又入清华大学研究生院哲学部学习,1945年以《论经验知识的基础》的论文获硕士学位.王浩在中学时代就对哲学有兴趣,念初中时他在父亲的建议下阅读过恩格斯的著作《反杜林论》和《路德维希·费尔巴哈与德国古典哲学的终结》.念高中时他偶然得到金岳霖写的《逻辑》(1935),其中约80页介绍罗素(B.Russel)的名著《数学原理》第一卷的内容,他感到这些内容既吸引入又容易懂,因此想:"应该首先尝试学习较容易的数理逻辑,为以后学习辩证法作较好的准备."大学一年级时,他旁听了王宪钩的符号逻辑课,系统地学习了《数学原理》第一卷.并通过阅读希尔伯特一阿克曼的《数理逻辑基础》(1938年版)学习德语.以后又阅读了希尔伯特--贝尔纳斯的《数学基础》(两卷集,1934年版)的第一卷.1942年他听了沈有鼎讲授维特根斯坦(L.Wittgenstein,1889--1951)的《逻辑哲学论》(Tractatus,1921)课,阅读了卡纳普(R.Carnap)的《语音的逻辑句法》(1934年版),并开始撰写关于休漠的归纳问题的论文.王浩在回忆这段紧张而有意义的学习生活时说:"1939年到1946年我在昆明,享受到生活贫苦而精神食粮丰盛的乐趣.特别是因为和金[岳霖]先生及几位别的先生和同学都有共同的兴趣和暗合的视为当然的价值标准,觉得心情愉快,并因而能够把工作变成了一个最基本的需要,成为以后自己生活上主要的支柱.我的愿望是:愈来愈多的中国青年可以有机会享受这样一种清淡的幸福!"读书期间(1943--46年),王浩还兼任过数学教员. 1946年,王浩前往美国哈佛大学,在那里见到了当代美国著名哲学家、逻辑学家奎因(W.V.Quine,1908--),并随即开始学习他创立的形式公理系统,不久就对该系统作出改进,其部分结果写成博士论文.根据奎因的建议,论文的题目取为《经典分析的经济实体论》(AnEconomicOnto1ogyforC1assicalAnalysis).1947年开始担任奎因的高等逻辑与语言哲学等课程的助教;1948年获理学博士,并继续留在哈佛大学;1948一1951年任初级研究员,195l--1956年任助理哲学教授.1949年奎因暂离哈佛期间,王浩接替他开设高等逻辑课,用一种相当完备的方法介绍哥德尔的不完备定理. 1950--1951年期间,王浩赴瑞士苏黎世联邦工学院数学研究所,从事博士后研究.1954年以洛克菲勒基金会研究员的身份去英国.1954--1955年在英国牛津大学主持第二届约翰·洛克哲学讲座.1956年获牛津大学巴利奥尔学院硕士.1956--1961年任牛津大学数学哲学高级讲师.期间曾主持一讨论班,讨论维持根斯坦的《对数学基础的看法》.牛津大学哲学家中的领头人物大多数参加了这个讨论班.1961--1967年回到哈佛任数理逻辑与应用数学教授.l967年以后在洛克菲勒大学任数学教授,并主持该校的逻辑研究室.l975--1976年曾到普林斯顿高级研究所访问和工作. l953年起,王浩开始计算机理论与机器证明的研究.因为一方面他敏锐地感觉到被认为过分讲究形式的精确,十分繁琐而无任何实际用处的数理逻辑可以在计算机领域发挥极好的作用;另一方面由于新中国的成立,他想多学点有用的东西以便将来回来报效祖国.为此他曾兼任巴勒斯公司的研究工程师(1953--l954年)、贝尔电话实验室技术专家(1959--1960年)、IBM研究中心客座科学家(1973--l974年)等一系列职务. 1972年以后,王浩数次回国.1973年他写了《访问中国的沉思》,被报纸与杂志广泛刊载.1985年兼任北京大学教授;1986年兼任清华大学教授. 王浩曾发表100多篇论文.主要著作有:《数理逻辑概论》(ASurveyofMathematicalLogic,l962),其中收集了他在l947年至1959年期间写的关于数学基础、形式公理系统、计算机理论和数学定理机械化证明的一些研究论文和其它文章.《从数学到哲学》(FromMathematicstoPhlcosophy,1974),作者试图用"实事求是论"(Substantialfactualism)的观点阐述对一系列哲学问题,特别是数学哲学问题的看法,并对当今在西方世界影响甚大的分析哲学进行批判,书中还包括大逻辑学家哥德尔一些未发表的哲学观点,极有研究价值.《数理逻辑通俗讲话》,有中英文两种版本,这是根据作者在1977年在中国科学院作的6次关于数理逻辑的广泛而通俗的讲演整理而成的.《超越分析哲学--公平对待我们具有的知识》(BeyondAnalyticPhilosophy--DoingJusticetoWhatweKnow,l986),作者对分析哲学的代表人物罗素、维特根斯坦、卡纳普和奎因等人的思想观点作了详细介绍,并给予镇密的分析和有力的批判,主要论据是他们的哲学无法为人类现有的知识,特别是数学知识,提供基础.由于作者非常熟悉这四人的工作,甚至与其中一些人有直接交往,所以他的批判十分深刻.牛津大学的彼特·斯特苏森爵士(SirP.Strawson)评论到:"哲学家们对于王浩此书的主要的、深厚的兴趣在于,它记录了一位极富才智、卓越和敏锐的哲学家对所谓’’分析’’或’’英一美’’哲学在本世纪经历的发展过程的看法.""王的书是对现代哲学史和元哲学的丰富、迷人的贡献." 王浩是美国艺术与科学学院院士,英国科学院外藉院士和符号逻辑学协会会员.1983年在美国丹佛召开的,由人工智能国际联合会会议(LnternationalJointConfernceonArtificialinteIIigence)和美国数学会共同主办的,自动定理证明(AutomatedTheoremProving)特别年会上,王浩被授予首届"里程碑奖"(MilestonePrize),以表彰他在数学定理机械证明研究领域中所作的开创性贡献.提名时列举的主要贡献有:强调发展应用逻辑新分支--"推理分析"(inferentialanalysis),其对于数理逻辑的依赖关系类似于数值分析(numericalanalysis)对于数学分析的依赖关系;坚持谓词演算和埃尔布朗(Herbrand)与根岑(Gentzen)形式化的基本作用;设计了证明程序,有效地证明了罗素与怀特海(Whitehead)的《数学原理》中带集式的谓词演算部分的350多条定理;第一个强调在埃尔布朗序列(Herbrandexpansion)中预先消去无用项的算法的重要性;提出一些深思熟虑的谓词演算定理,可用作挑战性问题来帮助判断新的定理证明程序的效能. 华人数学家——侯振挺 【侯氏定理】数学家侯振挺关于马尔可夫过程的研究成果被国际上命名为“侯氏定理”。 侯振挺,我国著名数学家,全国劳动模范。河南省新密人,1936年3月生。1960年唐山铁道学院毕业后,分配到长沙铁道学院执教。1978年加入中国共产党。他是第五、六、七、八届全国人大代表,全国劳动模范。曾任长沙铁道学院教授、博士生导师、副院长、科研所所长、湖南省科协名誉主席。 他长期从事概率论特别是马尔可夫过程的研究,在齐次可列马尔可夫过程构造论中创造了世界领先水平的成果,在可逆马尔可夫过程元穷粒子系统领域作了开创性的工作。马尔可夫过程,是俄国数学家马尔可夫1907年提出的一种数学模型。它概括了自然界一系列随机现象,既属于数学基础理论范畴,又在自然科学、技术科学和社会科学中有广泛的应用价值。马尔可夫过程成为概率论中十分重要的理论分支。他经过10多年的潜心钻研,1974年在《中国科学》上发表论文《Q过程唯一性准则》,就马尔可夫过程论中具有重要理论价值的中心研究课题,创造了令国内外数学界瞩目的科研成果。英国数学家、剑桥大学统计数学研究所所长惠特尔教授致函中国科学院院长提出:“长沙铁道学院的侯振挺,在所谓‘Q过程的存在问题’’中,建立了唯一性准则。鉴于这一非凡的工作,本基金会决定授予他一项戴维逊奖。”“直到这位天才的年轻人发表他的论文以前,所有努力都失败了。他的杰出论文引起了广泛的注意,这是因为他的答案具有完整性和最终性。”因此,1978年的英国皇家学会戴维逊奖,颁发给这位中国普通教师,他成为中国第一位获此殊荣的数学家。同年,还获得全国科学大会奖。他的研究成果被国际数学界称为“侯氏定理”。 “侯氏定理"的问世,使他成为国际数学星空中的一颗耀眼新星。没有欣喜,而是深深感到中国数学科研要赶超世界先进水平,必须造就一支献身于数学科学的高水平的学术队伍。1981年,国家首批博士点公布,他作为学科带头人领衔长沙铁道学院概率论与数理统计博士点。他以新观念和新思维,慧眼识人,不拘一格广泛搜罗人才,青年工人李慰萱被擢拔为副教授、教授。10多年来,他已培养了多位博士生导师、上十位教授。由10多位博士、40多位硕士组成了较高起点、与国际数学研究接轨、分层次配置的“侯氏梯队”。他们的最新科研成果是《马尔可夫过程的Q一一矩阵问题》,这本50万字著作问世后,立即引起国内外数学界特别是概率论领域的关注和好评。多位中国科学院院士认为,这是“迄今世界上唯一一本关于令一一矩阵问题的专著”。英国皇家学会前主席为该书英文版作序。该书1995年被评为全国优秀科技图书。马尔可夫过程研究在90年代以后进入了新的发展阶段,例如马氏决策过程就是当代数学热门课题之一。他带领博士生对连续参数Q过程唯一的情况给出了最优决策存在性的证明,取得了第一个可喜的成果。 从创造“侯氏定理”到形成“侯氏梯队”的20年时间里,他在马尔可夫过程及相关领域内,对马氏过程、半马氏过程、逐段确定的马氏过程等分支进行分析概括,取得了一系列深刻而丰富的科研成果。已发表学术论文80多篇,出版专著6本,并完成湖南省能源模型、决策系统软件开发、消费市场趋向分析与需求预测等科技攻关项目,取得了显著的社会效益和经济效益。还获得1982年国家自然科学三等奖、1987年国家教委科技进步二等奖等20余项国内外奖励,1999年8月22日,马氏过程与受控马氏链国际学术会议在长沙召开,国际数学概率论专家聚会长沙铁道学院,他致开幕词,还介绍了他和他的弟子们的一批最新成果。 工作经历 2000-至今教授中南大学数学学院概率统计所 1978-2000教授长沙铁道学院 1960-1978助教长沙铁道学院 1996-至今名誉主席湖南省科学技术协会 1986-1996主席湖南省科学技术协会 1984-2000副院长长沙铁道学院 1984-至今所长中南大学数学学院概率统计所 主要学术兼职 1990-至今主编《数学理论与应用》(《湖南数学年刊》) 1988-至今理事长湖南省数学会 1979-1985编委ZeitschriftfurWahrscheinlichkeits-theorie 教育背景 1955-1960唐山铁道学院(现西南交通大学)数力系大学毕业科研奖励 2002综合性科技奖励第三届湖南光召科技奖 2001马尔可夫骨架过程--混杂系统模型湖南省科技进步奖一等奖 1998专著:《马尔可夫过程的Q-矩阵问题》湖南省科技进步奖一等奖 1988马尔可夫过程及其相关论题国家教委科技进步二等奖 1982马尔可夫过程的唯一性,构造与性质国家自然科学三等奖 1978齐次可列马尔可夫过程全国科学大会奖 1978齐次可列马尔可夫过程--Q过程唯一性准则(侯氏定理)全国铁路科技大会奖 1978齐次可列马尔可夫过程的可逆性全国铁路科技大会奖 1978齐次可列马尔可夫过程的理论湖南省科学大会奖 1978Q过程的唯一性准则Davidson奖, 英国皇家学会华人数学家——景乃桓 【景氏算子】数学家景乃桓在对称函数方面的研究成果被国际上命名为“景氏算子”。 景乃桓男,1962年1月生于湖北省武汉市,研究方向:代数学和数学物理(量子群和无限维李代数,表示论,代数组合,量子计算),1982年获湖北大学理学学士,1985年获武汉大学理学硕士。1989年获美国耶鲁大学博士学位。先后在普林斯顿高等研究院,密执安大学,堪萨斯大学和北卡州立大学等地工作或任教,于2001年晋升为正教授。2001年任湖北省“楚天学者”特聘教授。2006年始任华南理工大学特聘教授。 2004-05年获德国洪堡学者,2004年获美国富尔布莱特学者。先后在下列数学中心访问研究:京都数理研究所,美国伯克利数学研究所,德国马克斯-普朗克研究所等。 【教学和研究生培养】 主讲“微积分”,“线性代数”,“近世代数”,“数论和近世代数”,“组合论”,“李代数及其表示论”,“Kac-Moody代数”,“量子群”,“顶点算子代数”,“对称群表示”,“量子计算”等课程。 【科研经历】 多次主持由美国国家自然科学基金会等机构支助的科研项目。主持1995年10月美国数学会关于“Kac-Moody代数和有关课题”的分会。1998,2001,2006年在美国主持召开“国际仿射代数和量子群会议”,CBMS-NSF“代数组合论会议”和CBMS-NSF“束代数及其应用”国际会议。 在国际数学刊物上发表50多篇论文,编辑著作两部,绝大多数为SCI索引。所发论文杂志有:Proc.Nat’’l.Acad.Sci.USA,Invent.Math.,Adv.InMath.,J.Alg.Combin.,PacificJ.Math.,Lett.Math.Phys.,Trans.Amer.Math.Soc.,Represent.Theory,Intern.Math.Res.Notices,DukeMath.J.,J.Algebra,Phys.Lett.A,J.Phys.ARev.等等。 主要从事无限维李代数,量子群和表示论方面的研究工作。1988年和Frenkel合作首次构造仿射量子代数的顶点表示,之后完全构造绕型仿射量子代数的顶点表示。引入顶点算子方法研究SchurQ-,Hall-Littlewood等对称多项式函数,推动了无限维李代数和代数组合论的交叉研究。和Frenkel以及W.Wang合作研究McKay对应和无限维李代数的关系,运用此方法给出圈群以及中心扩张群的特征标表。和S.Fei等合作运用群论方法研究量子计算中的量子等价问题,运用矩阵方法研究量子密度矩阵的可分问题。 华人数学家——袁亚湘 【袁氏引理】数学家袁亚湘在非线性规划方面的研究成果被国际上命名为“袁氏引理”。 袁亚湘,男,1960年1月出生于中国湖南资兴。十八岁考上湘潭大学,四年后考上中国科学院计算中心研究生,师从冯康教授。1982年11月起在剑桥大学应用数学与理论物理系攻读博士,师从M.J.D.POWELL教授。1986年获博士学位。1985年10月至1988年9月在剑桥大学菲茨威廉姆学院工作(Rutherfordresearchfellow),1988年回到中国在中国科学院计算中心工作(现在计算数学所)。曾任中国科学院数学与系统科学研究院副院长。 袁亚湘在超线性优化的算法及其理论方面,取得了一系列的重要成果。他在信赖域法的收敛性分析方面所做的工作是开创性的,特别是对于非光滑优化信赖域方法的研究得出了一系列重要的收敛性定理,给出了超线性收敛的充分必要条件。他因此在1984年获英国剑桥大学数学学业部研究生论文竞赛唯一的一等奖,以及1985年在英国伦敦获首届青年国际数值分析奖二等奖。他在拟牛顿方法的理论研究方面贡献很大,他和美国科学家合作证明了一类拟牛顿方法的全局收敛性,这是非线性规划算法理论在80年代最重要的成果之一。他还首创性地提出了用信赖域方法和传统的线搜索方法的结合来构造新的计算方法,开创了利用非二次模型信息构造二次模型子问题的方法,提出了非拟牛顿方法。国外同行称袁亚湘在信赖域方法领域取得的成就是基石性的成果,他的贡献对最优化领域是至关重要的。(中国教育在线) 本文转自知识人焦点 http://www.zsr.cc/zsrFocus/TopFocus/200802/178891.html
个人分类: 逸闻趣事|3410 次阅读|0 个评论
[转载]数学和数学家的故事
热度 2 hhx825 2011-10-3 20:02
最近读到一篇网络长文,介绍了历史上一些著名数学家的奇闻轶事。虽然这些故事对于 我来说都是熟悉的,但是有人能够把这些集中起来就显得有分量了。这篇文章在专业数学网 站广为流传。不过,原来的文章里面充满了英文人名和数学名词术语和历史掌故,还有一些 于主题无关的段落。不但使其它专业的人读起来费劲,就连一般院校的数学系学生读起来也 会感到吃力。 鉴于此,本人决定尝试一下写一篇通俗易懂的文章,向广大网友介绍数学历 史上的牛人牛事,希望借此让大家了解数学家和数学的丰富多彩的内涵。不过,本人知道, 有些人一提到数学就头痛,所以也没有对人气抱着多大希望 。本文算是东拉西扯信天游的 性质,可能介绍一段有趣的故事,也许是一个大家都了解的数学问题,也不知道何时能够写 完,自己也没有信心能坚持到底。 一 数学的发源地:古希腊 华人中最杰出的数学家陈省身最近去世了。在弥留之际,他一直在说:“送我去希腊。 ”就像麦加是伊斯兰的圣地,恒河是佛教徒心中的圣地一样,数学家和哲学家心中的圣地就 是希腊。古希腊群星璀璨,亚里士多德,苏格拉底,阿基米德这样的博学而又智慧的大家让 其它民族望尘莫及。有记载第一位哲学家和数学家是泰勒斯,哲学是从泰勒斯开始的,他预 言过一次日蚀,所以我们就很幸运地能够根据这件事实来断定他的年代;据天文学家说,这 次日蚀出现于公元前585年。他第一次证明了在圆上,直径所对应的圆周角是90度,这也标 志这几何学的诞生和证明的开始。希腊人中能产生那么多哲学家和数学家,几乎可以肯定的 是那里的公民有辩论的自由,他们崇尚逻辑思维而不是崇尚武力。 毕达哥拉斯算是希腊数学家中的一个杰出的人物,他创立的有理数的概念至今对于一些 受过高等教育的中国人还是一个难的东西。说它难,其实不难,关键是学习知识太功利,彻 底搞清这个概念远远比背诵一段政治容易。我上【高等数学】课时,几乎年年有人问我:“ 老师,学习这个有什么用?”希腊的欧几里德碰到谁问他这个问题,从兜里拿出一个硬币, 告诉仆人:“把这个硬币给他,他问学几何有什么用,学几何不能赚钱,让他拿这个硬币走 吧!” 毕达哥拉斯是历史上最有趣味而又最难理解的人物之一。不仅关于他的传说几乎是一堆 难分难解的真理与荒诞的混合,而且即使是在这些传说的最单纯最少争论的形式里,它们也 向我们提供了一种最奇特的心理学。他建立了一种宗教,主要的教义是灵魂的轮回和吃豆子 的罪恶性。他的宗教体现为一种宗教团体,这一教团到处取得了对于国家的控制权并建立起 一套圣人的统治。但是未经改过自新的人渴望着吃豆子,于是就迟早都反叛起来了。 毕达哥拉斯教派有一些规矩是: 1.禁食豆子。 2.东西落下了,不要拣起来。 3.不要去碰白公鸡。 4.不要擘开面包。 5.不要迈过门闩。 6.不要用铁拨火。 7.不要吃整个的面包。 8 不要招花环。 9 不要坐在斗上。 10 不要吃心。 11 不要在大路上行走。 12.房里不许有燕子。 13.锅从火上拿下来的时候,不要把锅的印迹留在灰上,而要把它抹掉。 14.不要在光亮的旁边照镜子。 15.当你脱下睡衣的时候,要把它卷起,把身上的印迹摩平。 毕达哥拉斯在代数上的主张是认为数是万物之源,并且认为一切数都能写成两个自然数 相除的形式。毕达哥拉斯的在几何上最伟大的发现,或者是他的及门弟子的最伟大的发现, 就是关于直角三角形的命题;即直角两夹边的平方的和等于另一边的平方,即弦的平方。埃 及人已经知道三角形的边长若为3,4,5的话,则必有一个直角。但是第一个给出严格证明 的却是毕达哥拉斯,因此这个定理也被冠以他的名字。这个定理在中国被称作勾股定理,不 过至今没有得到广泛的承认。 然而不幸,毕达哥拉斯的定理立刻引到了不可公约数(无理数)的发现,这似乎否定了他 的全部哲学。他的一个学生用毕达哥拉斯定理证明了:当正方形的边长是1时,对角线长度 不能用任何两个整数相除来表示,也就是说不是有理数。这刚好否定了毕达哥拉斯关于数的 存在都是有理的(rational)的想法,这个学生的发现导致了他的丧命:被教众抛进了大海 。这次事件被称作数学历史上的第一次危机,它否定了一切数都是有理数的结论。直到18- 19世纪,关于微积分严格性的讨论才对第一次数学危机给出了解答。 二 不懂几何者不许入内和阿基米德的裸奔 现在中学生学习的平面几何,都是来源于两千多年前的一本奇书:《几何原本》,它是古希 腊数学家欧几里得的一部不朽杰作,是当时整个希腊数学方法和数学思想的结晶,其内容和 形式对几何学本身和数学的发展有着不可估量的影响。自它问世之日起,在长达二千多年的 时间里一直盛行不衰。它历经翻译和修订的次数更是不胜枚举,自1482年第一个印刷本出版 以来,至今已有一千多种不同的版本。除了《圣经》之外,没有任何著作,其研究、使用和 传播之广泛,能够与《几何原本》相比。但《几何原本》却有着超越民族、种族、宗教信仰 、文化意识方面的影响,是《圣经》所无法比拟的。《几何原本》的希腊原始抄本现在已经 流失了,它的所有现代版本都是以希腊评注家泰奥恩编写的修订本为依据的。《几何原本》 的泰奥恩修订本分13卷,总共有465个命题,其内容是阐述平面几何、立体几何及算术理论 的系统化知识。 《几何原本》对于数学的影响是不可估量的,它是人类历史上第一次采用公理化的体系来讨 论数学。就是先假定一些命题是不加证明而认可的,所有的定理和结论都是建立在这些公理 的逻辑演绎之上。至今中学生所学的平面几何和立体几何都没有超出《几何原本》的范围, 因此可以说这是对人类思想影响最远的数学书。现代数学的公理化方法都是来源于欧几里德 的这本书《几何原本》。 古人学习几何更是困难,据说当学到‘一个等腰三角形的两个底角相等’这个定理时,好多 人就无论怎样都学不会了,因此这个定理又叫‘驴子的梯子’,指它难住了一大批人。直到 现在,平面几何的一些知识或者立体几何的一些定理仍然难住了一大批人,大概学习数学需 要一些天赋吧。因此当国王多禄米向欧几里德讨教学习几何的捷径时,欧几里德告诉他:“ 在几何里面,没有为国王提供的捷径。” 在数学上,古希腊人提出“三大问题”:三等分任意角;倍立方,求作一立方体,使其体积 是已知立方体的二倍;化圆为方,求作一正方形,使其面积等于一已知圆。这些问题的难处 ,是作图只许用直尺(没有刻度的尺)和圆规。这类问题直到近代群论的出现,才得以得到解 决,这三个问题都是不可解的。 阿基米德就是学习《几何原本》的学生中最杰出的一位。他11岁便离开家乡到当时希腊文化 中心的亚历山大城去学习《几何原本》,按辈份他应该是欧几里德的徒孙。他在数学和物理 上所创造的奇迹使他成为人类历史上最杰出的科学家。一个著名的故事是:叙拉古的亥厄洛 国王委托金匠造一顶纯金的皇冠,但是怀疑里面被掺了银子,当然不可能通过把皇冠割开来 检验这个王冠,于是便请阿基米德鉴定一下。一次当他洗澡时正在冥思苦想,这时水漫溢到 盆外,于是悟得不同质料的物体,虽然重量相同,但因体积不同,排去的水也必不相等。根 据这一道理,就可以判断皇冠是否掺假。阿基米德高兴得跳起来,赤身奔回家中,口中大呼 :“尤里卡!尤里卡!”(我发现了),于是便开始在大街上裸奔起来了,一直跑到家里。 他在数学上的发现创造更是数不胜数,阿基米德螺线,抛物线上的弓形求面积方法含有现代 积分思想,求圆的面积,球的表面积和体积的公式,圆周率的求法和误差估计,等等,直到 现在,全世界活着的人中,至少还有百分之六十的人数学知识比不上两千年前的阿基米德。 阿基米德的死也具有传奇色彩,甚至可以编成一部精彩的电影。公元前212年,罗马军队攻 入叙拉古,并闯入阿基米德的住宅,他们看见一位老人在地上埋头作几何图形,士兵们将沙 盘踩坏。阿基米德怒斥士兵:“不要弄坏我的图!”士兵拔出短剑,刺死了这位旷世绝伦的 大科学家,阿基米德竟死在愚蠢无知的罗马士兵手里。还有一个版本是他死前说的话是:“ 让我做完最后一道题。” 关于阿基米德在数学史上的地位,美国的数学史学家E.T.贝尔在《数学人物》上是这样评价 阿基米德的:“任何一张开列有史以来三位最伟大的数学家的名单之中,必定会包括阿基米 德,而另外两们通常是牛顿和高斯。不过以他们的宏伟业绩和所处的时代背景来比较,或拿 他们影响当代和后世的深邃久远来比较,还应首推阿基米德。” 三 牛顿时代就有马甲 从古希腊数学到近代微积分的产生,中间经历了漫长的停滞不前的年代。期间,各国都产生 了一些杰出数学家和一些成果,但是这些成果都是零星的非本质的。期间中国最引以自豪的 数学家是祖冲之,他计算出圆周率到小数点后7位。 在十七世纪中叶以后,数学知识的火山似乎在一夜之间爆发了。其中以微积分为代表的变量 数学彻底改变了人们的数学思想和方法,解决了物理上提出的大量问题,并且给出了用传统 方法想都不敢想的问题的解法。在微积分发现的优先权的争执上,英国数学家和大陆数学家 产生了严重纠纷。牛顿于是用了好多编造的名字来‘证明’莱布尼茨的知识不是原创而是抄 袭牛顿的。其言辞之尖刻、辱骂之恶毒令人难以想像。莱布尼茨死后,牛顿还津津乐道的向 别人讲述怎样用马甲使莱布尼茨伤透了心,并沾沾自喜。 这个时代,法国的贝努力(Bernoulli)家族是一个数学家族,三代出现了十多位杰出的数 学家。这个家族人的脾气都不太好,最奇怪的他们是开始都不是从事数学,可是到后来全部 迷上了数学。父亲因为儿子得了数学大奖,嫉妒之下竟然一脚从窗户把儿子踹到了室外。 1696年,约翰.贝努力( John Bernoulli)在《教师学报》的杂志上面提出最速降线问题, 公开针对他的哥哥雅克比.贝努力(Jacobi.Bernoulli),这两个人在学术让一直相互不忿, 据说当年约翰求悬链线的方程,熬了一夜就搞定了,雅克比做了一年还认为悬链线应该是抛 物线,实在是很没面子。那个杂志是莱布尼茨主办的,影响很大,欧洲的所有杰出数学家都 尝试这来做这个问题。到最后,Jhon收的了5份答案,有他自己的,莱布尼茨的,还有一个罗 必达侯爵的,然后是他哥哥Jacobi的,最后一份是盖着英国邮戳匿名的。 这个问题陈述起来很简单,就是平面上有两个点A,B,这两个点连线既不是水平也不是垂直 ,试寻找连接这两个点的曲线,使得靠自身重力的一个小球能用最快时间从这点滑到那点( 摩擦阻力不计)。 据说当年牛顿已经从科学第一线退了下来,揽到了皇家造币厂厂长的肥缺。劳累了一天以后 ,回家在壁炉前看到了贝努力的题,,熬夜到凌晨4点,就搞定了。贝努力看到这个匿名送 来的答案,说道:“我看到了狮子露出来了利爪。”在这么多解答当中,约翰的应该是最漂 亮的,类比了费马光学原理作了出来,用光学一下做了出来。但是从影响来说,弟弟的做法 真正体现了变分思想。这个思想是把每条曲线看作一个变量,进而在每条曲线上所用时间便 是曲线的函数,这就是泛函。类似于微积分求最大最小值的办法,把微积分推广到一般函数 空间去,这就是【变分法】。不过变分法真正成为一门理论还要属于约翰的弟子欧拉和法国 的拉格朗日。 贝努力一家在欧洲享有盛誉,有一个传说,讲的是丹尼尔.贝努力(Daniel Bernoulli,他 是约翰.贝努力的儿子)有一次正在做穿越全欧洲的旅行,他与一个陌生人聊天,他很谦虚 的自我介绍:“我是丹尼尔 .贝努力。”那个人当时就怒了,说:“我是还是伊萨克.牛顿 呢。”从此之后在很多的场合丹尼尔都深情的回忆起这一次经历,把他当作他曾经听过的最 衷心的赞扬。 牛顿去世后,有人写诗赞美他: 宇宙和自然的规律隐藏在黑夜里 神说:让牛顿降生吧 于是一切都成了光明。 贝努力家族对数学最大的贡献还不是在数学本身,而是发现了欧拉。 四 数学英雄欧拉(Euler) 要问在历史上这些数学家中我最佩服谁,那肯定是欧拉。 欧拉小学就被开除了,因为他问的问题太多,给老师太多的难堪。有人说欧拉是先会算术后 会说话的,高斯也是这样,高斯一岁时就能发现父亲账本上计算的错误,不过这肯定是传说 。但是欧拉很小就知道等周原理:在周长固定的所有图形,面积最大的一定是圆。 大名鼎鼎的约翰.贝努力是欧拉父亲的朋友,第一次见到六岁的欧拉就被欧拉问住了:“我 知道一个数6,它有因数1,2,3,6,加起来是6的2倍;还有一个数28,有因数1,2,4,7 ,14,28,加起来也是28的2倍,还有多少这样的数?”这类数叫做完全数,还是欧拉,最 终给出了偶数完全数的表达式,那是后来的事情了。对于奇数的情形,谁要是能正确证明有 或者没有,现在肯定能拿到数学最高奖。欧拉17岁获得了瑞士巴赛尔大学的硕士学位,欧拉 太专注数学,以至于贝努力不得不规定,吃饭时间不许看书。他19岁时被俄罗斯卡德琳娜女 王邀请到彼得堡科学院从事研究。 欧拉解决的问题实在太多了,解决问题过程中创造出的方法不知开创了多少个数学分支。欧 拉因为解决著名的七桥问题开创了拓扑学,歌德巴赫猜想是因为歌德巴赫和欧拉的通信而出 名的。任何一个正整数都一定能写成不超过四个平方数之和是欧拉最早证明的,这可是将近 两千年无人解决的问题。数论,几何,力学,天体力学,到处留下欧拉的足迹。现代数学的 符号和表达式,如三角,指数,e,I,π等等,都是欧拉创立的。历史上第一本流行的微积 分教科书也是欧拉写的。后来所有的微积分教科书,或者是抄袭欧拉的,或者是抄袭抄袭欧 拉的。 欧拉研究数学,就像人在呼吸,鸟在飞翔一样自由和自在。 欧拉早就发现了‘变分发‘,可是当他发现法国人拉格朗日也有这类思想时,就把自己的藏 起来不发表,把出名的机会留给年轻人。 欧拉由于看书过多,年轻时就瞎了一只眼睛,到59岁时,他的左眼也逐渐失明了。正当他抢 在完全失明前抢救资料时,一场大火烧毁了他的一切资料。 欧拉大部分工作是在失明以后完成的,包括四平方定理。 欧拉的两个学生因为计算一个无穷级数答案不一样发生争执,失明的欧拉用心算找出了小数 点后第50位的错误,结果证明这两个学生都算错了。这就是欧拉。 五 业余高手(a) 在当今日益专业话的分工下,无论是竞技项目还是专业领域,业余爱好者也许永远达不到专 业人员的水平。就拿围棋为例,每年中国的专业vs业余最高对抗赛,尽管专业棋手让两个子 ,可是业余棋手还是几乎全军覆没,象棋领域也大概如此。不过韩国围棋高手刘昌赫曾经是 业余棋手,但最后达到了专业超一流棋手的水平。象棋全国冠军陶汉明曾经是业余棋手起家 ,曾经取得过全国亚军的金波也是业余棋手。不过这些只是极端个别的例子。 在数学发展起步时期,业余数学家取得了骄人的成绩。依我看,费尔马(Femart)应该是自 古以来没有与之相比的,估计今后也不会有超越他的业余数学家了。费马(1601年~1665年) 是一位具有传奇色彩的业余数学家,他最初学习法律并以当律师谋生,后来成为议会议员, 数学只不过是他的业余爱好,只能利用闲暇来研究。虽然年近30才认真注意数学,但费马对 数论和微积分做出了第一流的贡献。费马提出了光线沿最快的路径行进的原理,进而揭示了 隐藏在光的折射定律后面的自然界的秘密,原来只有服从折射定律,才能保证光线从一点到 达另一点用的时间最短。费马在数论上为我们留下了大量的定理和猜想,其中相当一部分未 给出证明。挑选这些‘定理’中最有趣的两个给大家介绍一下。 费尔马猜测,形如 2^(2^n)+1(这里符号‘^’表示幂,如4^2=16)的数都是素数,这类数 成为费尔马数。对于n=0,1,2,3,4,经过验证果然如此。不过对于n=5,欧拉用心算得 出:2^(2^5)+1=2^32+1=641×6700417,不是素数。有趣的对于其它的n,至今没发现一个费 尔马数是素数。 下面说说著名的‘费马大定理’:那是费马去世后,人们整理他留下的笔记发现的。费马热 衷于不定方程的研究。我想能够坚持读本文的读者应该都知道勾股定理,并知道 3^2+4^2=5^2,5^2+12^2=13^2,等等,这类数叫做勾股数(国际上叫毕达哥拉斯数),这 类数究竟是怎样构造出来的,古希腊时期已经给出了完整的答案:如果x是偶数,且x和y没 有公因数,那么必然有有一奇一偶两个正整数a,b,使得:x=2ab,y=a^2-b^2, z=a^2+b^2,其中a和b没有公因数。费尔马在阅读一本书叫做【丢番图方城】里面关于勾股 数这部分时,在旁边写到:把一个整数的立方写成两个整数的立方之和,把一个整数的四次 方写成两个整数的四次方之和,等等,都是不可能的。我已经找到了绝妙的证明,可惜这本 数旁边的空白处太少了,我写不下来。 费尔马这个没有写下来的证明不知道存在不存在,可是他的这段话是坑了不少人。欧拉和高 斯试图证明这个定理,最后都失败了。一战之前,曾经有个德国人悬赏十万马克给第一个证 明费尔马大定理的人,一时许多业余高手都投入到这场奖金的争夺中,但是没有一个证明是 正确的。一战以后,德国马克贬值,这笔奖金化作一堆废纸。有人问大数学家希尔伯特( Hilbert)为什么不试试证明这个定理,他说:“这是只下金蛋的鹅,我为什么要杀掉它呢 ?”(意思是说这个定理能引诱好多人从事数学研究,不证明它更好。) 这个定理折磨了数学家整整三百年,直到1993年,一个叫怀尔斯的数学家用难以置信的方法 给出了证明。1980年怀尔斯在剑桥大学取得博士学位后来到了美国普林斯顿大学,并成为这 所大学的教授。从1986年开始,这家伙七年时间没有发表任何论文,要是在中国他什么经费 和津贴都别指望了。1993年6月23日,牛顿研究所举行了20世纪最重要的一次数学讲座。两 百名数学家聆听了这一演讲,但他们之中只有四分之一的人完全懂得黑板上的希腊字母和代 数式所表达的意思。演讲者就是是安德鲁·怀尔斯。怀尔斯回忆起演讲最后时刻的情景:“ 虽然新闻界已经刮起有关演讲的风声,很幸运他们没有来听演讲。但是听众中有人拍摄了演 讲结束时的镜头,研究所所长肯定事先就准备了一瓶香槟酒。当我宣读证明时,会场上保持 着特别庄重的寂静,当我写完费马大定理的证明时,我说:‘我想我就在这里结束’,会场 上爆发出一阵持久的鼓掌声。”因为他证明了这个大定理。不过说点题外的话,后来又发现 他的证明有漏洞,又折磨了他一段时间,到1994年9月,他把所有的漏洞都堵上了。这个证 明后来经过精练,已经缩短到130多页,最初的证明有400多页。怀尔斯一下子成了传媒的宠 儿和明星,这是数学家少有的抛头露脸的机会,大概是费尔马大定理的内容通俗易懂而证明 却持续了300多年吧。 怀尔斯的故事告诉我们:中国目前高校搞急功近利的唯文章数量评价水平的作法,肯定不会 出现重大的研究成果。 六 业余高手(b) 提起业余数学家或者数学研究者,每次都使我肃然起敬。在中国,出于对数学中歌德巴赫猜 想的兴趣而爱好数学的有一大批人,笔者有幸在互联网和生活中遇见到其中的几个。记得以 前看到电视节目【东方时空】百姓故事栏目例介绍了一个业余研究歌德巴赫猜想的一位老先 生,自己靠蒸馒头卖钱度日,却把大部分收入用在了歌德巴赫猜想上。虽然研究数学不用什 么花销,可是购买资料请教问题要外出吧,要有路费和旅途上的费用吧。这些研究歌德巴赫 猜想的人有共同的特点,几乎都宣称自己证明出来了,可是却无法发表在公开出版的学术刊 物上,或者被别人挑出错误可是自己还不能理解。在一些论坛上,经常看到有关歌德巴赫猜 想的证明,有的看起来还很巧妙。比如我看到一个证明就用到了集合论中很深奥的‘良序公 理’,这个公理和‘选择公理’等价。他巧妙的构造一系列集合,可惜他错误的理解了良序 公理中‘任何集合都能被良序’,而一厢情愿的认为良序就是一类集合的包含。这些人抱着 ‘一夜成名’的心态的毕竟是少数,多数是出于对数学的热爱,却由于各种原因,没有机会 走上专职研究数学的道路。 德国数学家外尔斯特拉斯(Weierstrass)也算业余高手,后来走上了职业数学家的道路。 他开始是学习法律和财经,后来在中学任教。这大概是中学数学教师中最杰出的一位了。德 国是一个多出哲学家的国度,德国人又以严格认真见长,外尔斯特拉斯也是一样,他的品性 最能体现德国人对待真理的态度了。他最大的贡献是在微积分严格化上作出了杰出的贡献。 微积分在创立初期,理论上还不够严密性,无穷小变成了神秘和随心所欲被理解的量。因此 1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《向一个不信神的数学家的进言》,矛头指向微积 分的基础--无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。他指出:"牛顿在求x^n的导数时,采取 了先给x以增量0,应用二项式(x+0)^n,从中减去x^n以求得增量,并除以0以求出x^n的 增量与x的增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。这里牛顿做了违反矛盾律 的手续──先设x有增量,又令增量为零,也即假设x没有增量。"他认为无穷小dx既等于零 又不等于零,召之即来,挥之即去,这是荒谬,)“是消失了的量的鬼魂……能消化得了二 阶、三阶流数的人,是不会因吞食了神学论点就呕吐的。”无穷小量究竟是不是零?无穷小 及其分析是否合理?由此而引起了数学界甚至哲学界长达一个半世纪的争论。导致了数学史 上的第二次数学危机。 外耳斯特拉斯告诉我们,直观有时是靠不住甚至是完全错误的。从前人们直观上一直认为连 续曲线肯定是光滑的,或者大多数点都是光滑的。用在函数上,就是一直认为连续函数是可 导的,或者在多数点是可导的。可是外尔斯特拉斯却举出一个反例,在每一个点都连续,却 有在任何点都不可导。他举出这个函数是画不出图像的,当时作为一个中学教师,的确令数 学家们大跌了眼镜。 1851年,大数学家高斯最得意的弟子黎曼,在博士论文中提出了一个原理:狄利赫来( Dirichlet)原理,利用这个‘原理’,可以美妙的解决变分中提出的一系列问题,并且在 数学物理上有着广泛的应用。按照微积分理论,狄利赫来原理应该算是理所当然成立的。可 是外尔斯特拉斯却说:“不加证明的使用狄利赫来原理,是不严格的。”黎曼也是很谦虚的 ,便回应到:“您说的对,不过这个原理肯定是正确的,很快我就会证明出来。”但是黎曼 直到去世也没有证明出来,又是这个中学教师,举出了一个反例,彻底推翻了狄利赫来原理 。于是黎曼博士论文中的一切结果都是值得怀疑的了。 因此数学家卡尔.诺依曼叹息道:“如此美妙而又有广泛应用前景的原理,已经永远从我们 视野中消失了。” 1899年,旷世奇才希尔伯特(Hilbert)用了不到6页纸,通过附加一个条件,就消除了黎曼 理论的缺陷,从而挽救了这个原理。更神奇的是,还挽救了黎曼的名声,因为用这个改造的 原理发现黎曼所得的其它结果又都是正确的了。 对于业余高手,其实还想写好多,不过暂时停一下。最后补充一点,这个中学数学教师维尔 斯特拉斯,还有一段传奇的故事,那就是他打破禁忌,招收了女弟子,而且这个女弟子也成 了著名的数学家。要知道当时,大学数学系是禁止招收女生的,因为人们认为女子先天没有 数学头脑。 这真是群星闪耀的年代,是数学家自由飞翔的年代。可惜一去不复返了。 七 天妒英才 下面要说到两个英年早逝的数学家,伽罗瓦和阿贝尔,不过要先从一个故事说起。 凡是受过初中教育的人都知道,任何一个一元二次方程都可以用求根公式求出它的解,这大 概是很久就有的公式了。其中根和系数的关系被称作韦达定理,有着广泛的应用。然而三次 方程和四次方程甚至更高阶方程的求解公式一直不被人们所知。在文艺复兴时期,有个叫塔 塔利亚的业余数学家首先得到了这个公式,不过他秘而不宣,这是当时搞研究的人的一个传 统。可是,这个消息还是在寻求公式的一些业余数学家之间流传着。 有一个叫卡当的业余研究者找到了塔塔利亚,恳求得到塔塔利亚的真传。这个卡当在赌博上 也不是一般的赌徒,是他在赌博中提出了概率的思想,他还热衷于炼金术,星象学。塔塔利 亚肯定被卡当打动了,也许卡当常跪不起,也许甜言蜜语,总之塔塔利亚告诉了他自己知道 的一些公式。卡当学到手求解公式后就离开了塔塔利亚,甚至把对塔塔利亚许下的诺言抛到 了九霄云外,写出了一本术,名字叫做‘大术’,介绍了三次方程四次方程的求解方法。于 是卡当声名雀起,因为他在书中宣称这些公式是他自己发现的。 两个人的争执开始了,解决争端的方法很简单,来一场决斗:两人各自给对方出20道题,看 谁先解出来。塔塔利亚大获全胜,卡当一道题都没有解出来,因为塔塔利亚教他时留了一招 ,没有把公式的一般情况告诉卡当。这大概是人类历史上的第一场数学竞赛,参赛这只有两 个人,这个故事发生在四百多年前。不过至今这些公式还被称作卡当公式,而塔塔利亚连名 字都没有留下来,塔塔利亚只是一个外号,意大利语意思是‘结结巴巴的人’的意思。 历史就像一条河流,沉到河里的往往是金子,浮在河面上的往往是水草和马粪。 三次四次方程求根公式得到了以后,人们寻求五次和五次以上方程的求解公式。可是欧拉高 斯等杰出数学家都没有找到求解公式,成了当时数学的难题。有两个青年匆匆的来到了这个 世界,又匆匆的离开了,也许他们来到人世的目的就是为了给我们一些惊讶和慨叹。 尼尔 斯·亨利克·阿贝尔(N.H.Abel)1802年8月5日出生在挪威一个名叫芬德的小村庄。阿贝尔幸 运的碰到了一个有数学头脑却无多大数学成果的老师,老师很快发现他的数学才能,使得他 很早就接触到了微积分。在中学的最后一年,阿贝尔开始试图解决困扰了数学界几百年的五 次方程问题。在19岁那年,他证明了一般五次方程求解公式不存在,就是说,不能用方程系 数和开根号的有限多次运算来表示方程的根。阿贝尔认为这结果很重要,便自掏腰包在当地 的印刷馆印刷他的论文。因为贫穷,为了减少印刷费,他把结果紧缩成只有六页的小册子。 阿贝尔满怀信心地把这小册子寄给国内外的一些数学家,包括数学王子的高斯,希望能得到 一些反应。可惜他的文章太简洁了,没有人能看懂。高斯收到这小册子时觉得不可能用这么 短的篇幅证明这个世界著名的问题―――连他还没法子解决的问题。他看都没看一眼,就把 它扔在书堆里了。阿贝尔的另一篇论文是他在欧洲旅行时通过别人转交给大数学家柯西( Cauchy)手里,柯西连看都没看就扔到纸篓里。 阿贝尔饥寒交迫的回到了挪威,还欠了一身债,最后在绝望中死去,年仅27岁。他活着最大 的理想是在大学里当一个讲师,可是到死都没有实现。看看现在大学里教授成堆,博士成群 ,可是这个群体再也没有疯疯癫癫的学者,没有目光深邃的思想者,没有疯狂的怪癖人物了 。 伽罗瓦(Evariste Galois)1811年10月25日生于巴黎附近的一个小城。1829年他两次投考巴 黎综合工科学校,却因思想激进,两次被拒绝录取,最后只好进入高等师范学校学习。 1829年5月,17岁的他写出了关于五次方程的代数解法的论文,论文中首次引入“群”的概 念。他把论文寄给经由柯西,请他交给法兰西科学院审查。柯西对此根本不屑一顾,把这个 中学生的文章给弄丢了。1830年2月伽罗瓦再次将他的研究成果写成一篇详细的论文,寄给 科学院秘书傅立叶,不料当年5月傅立叶病死,伽罗瓦的文稿再次被丢失。1831年伽罗瓦第 三次将论文送交法国科学院。泊松院士看了4个月,最后在论文上批道:“完全无法理解” 。可惜这些大数学家的傲慢和自大,使得伽罗瓦的理论被埋没了将近50年。 伽罗瓦因为政治激进,被阴谋的政客们用一件小事怂恿和一个军官决斗。在决斗前一个晚上 ,他急切地写着他的遗言。想在死亡来临之前尽快把他的思想中那些有意义的东西写出来。 他不时中断,在纸边空白处写上“我没有时间,我没有时间。”接着伽罗瓦又写下一个潦草 的大纲。他在天亮之前那最后几个小时写出的东西,一劳永逸地给一个折磨了数学家几个世 纪的难题题找到了真正的答案,开创了数学上的一个重要的分支―――群论。 伽罗瓦在决斗中被打成重伤,死在家里,年仅21岁。 尽管阿贝尔和伽罗瓦创造的群论是纯粹的抽象代数,可是却在后来量子力学中得到了很好的 运用。利用对称群理论,人们能够事先预测晶体的种类,群论还会出现在意想不到的地方。 比如玩魔方,就可以利用群论的知识。 数学啊,你是如此的具有魅力,如此让人痴迷。
个人分类: Mathematics&Statistics|9491 次阅读|3 个评论
[转载]求玄赏美——我的数学人生
franktm 2011-9-23 11:12
昨天,在清华主楼接待厅听著名数学家丘成桐先生关于数学人生的讲座。听众如云,本就不大的报告厅,挤了个水泄不通,使我想起了几年前,在山大听丁肇中讲座时的情形。 后来发现,丘先生讲的东西,早已写成文字,在网上流传,于是我就把那些文字复制于此,与大家共享。 求玄赏美 ——我的数学人生 作者:丘成桐 我年少时,并不喜欢读书,在元朗的平原上嬉戏玩耍,也在沙田的山丘和海滨游戏。与同伴在一起,乐也融融,甚至逃学半年之久。真可谓徜徉于山水之间,放浪形骸之外。在这期间,唯一的负担是父亲要求我读书练字,背诵古文诗词,读近代的文选,也读西方的作品。但是当时我喜爱的不是这些书,而是武侠小说,从梁羽生到金庸的作品都看了一遍。由于这些小说过于昂贵,只能总邻居借来,得之不易。借到手后,惊喜若狂。父亲认为这些作品文字不够雅驯,不许我看,所以我只得躲在洗手间偷偷阅读。除了武侠小说外,还有薛仁贵征东、征西、《七侠五义》和一些禁书,都是偷偷地看,至于名著如《水浒传》、《三国演义》、《红楼梦》等则是公开地阅读,因为这是父亲认为值得看的好书。他要求我看这些书的同时,还要将书中的诗词记熟。这事可不容易,虽然现在还记得其中一些诗词,例如黛玉葬花诗和诸葛亮祭周瑜的文章等,但大部分还是忘记了。 《三国演义》和《水浒传》很快就引起我的兴趣,但是读《红楼梦》时仅看完前几回,就没有办法继续看下去。一直到父亲去世后,才将这本书仔细地读过一遍,也开始背诵其中的诗词。由于父亲的早逝、家庭的衰落,与书中的情节共鸣,开始欣赏而感受到曹雪芹深入细致的文笔,丝丝入扣地将不同的人物、情景,逐步描写出旧社会的一个大悲剧。四十多年来,我有空就看这部伟大的著作,想像作者的胸怀和澎湃丰富的感情,也常常想像在数学中如果能够创作同样的结构,是怎样伟大的事情。 我个人认为:感情的培养是做大学问最重要的一部分。汪中在《汉上琴台之铭》中有句云:“扶弦动曲,乃移我情。”《琴苑要录》中也记载:“伯牙学琴于成连,三年而成,至于精神寂寞,情之专一,未能得也……伯牙心悲,延颈四望,但闻海水汩没,山林谷冥,群鸟悲号,仰天长叹曰:‘先生将移我情。’”这一段话,使我深有感触。立志要做大学问,只不过是一剎那间事。往往感情澎湃,不能自己,就能够将学者带进新的境界。 父亲去世以前,我学习了不少知识,也读了不少好文章。但他的去世,却深深地触动了我的感情。我读《红楼梦》,背诵秦汉和六朝的古文,读司马迁的自传、《报任安书》、《李陵答苏武书》、陶渊明的《归去来辞》等等文章,这些文章的内容都深深地印记在我的脑海中。 文天祥说:“风檐展书读,古道照颜色。”足可以描述我当时读书的境况。除了中国文学外,我也读西方的文学,例如歌德的《浮士德》。这本歌剧描述浮士德的苦痛,与《红楼梦》相比,一是天才的苦痛,一是凡人的苦痛。描写苦痛的极至,竟可以说得上是壮美的境界,足以移动人的性情。 就这样,由于父亲的去世和阅读文学的书籍,这大半年感情的波动,使我做学问的兴趣忽然变得极为浓厚,再无反顾。 凡人都有悲哀失败的时候,有人发愤图强,有人则放弃理想以终其身。黄仲则诗云:“结束铅华归少作,屏除丝竹入中年,茫茫来日愁如海,寄语羲和快着鞭。”诗虽感人,思想毕竟颓废,使人觉得阴云蔽天。难怪黄仲则一生潦倒,终无所获。反观太史公司马迁,惨受腐刑,喟然而叹“身毁不用矣”。却完成了传诵千古的《史记》,适可藏诸名山大都。他在自传中说:“自周公卒,五百岁而有孔子,孔子卒后,至于今五百岁,有能绍明世,正易传,继春秋,本诗书礼乐之后,意在斯乎,意在斯乎。小子何敢让焉。”太史公的挫败和郁结,反而使他志气更为宏大。 四十年来我研究学问,处事为人,屡败屡进,未曾气馁。这种坚持的力量,当可追索到当日感情之突破。我一生从未放弃追寻至真至美的努力,可以用元稹的诗来描述:“曾经沧海难为水,除却巫山不是云。”当遇到困难时,我会想起韩愈的文章:“ 苟余行之不迷,虽颠沛其何伤。 ”我也喜欢用左传中的两句来勉励自己:“左轮朱殷,岂敢言病。”此句出自左传晋齐鞍之战:“却克伤于矢,流血及屦,未绝鼓音,曰:‘余病矣。’张侯曰:‘自始合,而矢贯余手及肘,左轮朱殷,岂敢言病?吾子忍之……师之耳目,在吾旗鼓,进退从之,此车一人殿之,可以集事,若之何其以败君之大事也。’” 做研究生时,我有一个想法,微分几何毕竟是牵涉及分析﹙即用微积分为工具﹚和几何的一门学问,几何学家应该从分析着手研究几何。况且微分方程的研究已经相当成熟,这个研究方向大有可为。虽然一般几何学家视微分方程为畏途,我决定要将这两个重要理论结合,让几何和分析都表现出它们内在的美。 在伯克利的第一年我跟随C.Morrey教授学习偏微分方程,当时并不知道他是这个学科的创始者之一。从他那里我掌握了椭圆形微分方程的基本技巧。在研究院的第二年我才开始跟随导师陈省身先生学习复几何。毕业后,在我的学生和朋友R. Schoen、L. Simon、郑绍远、K. Uhlenbeck、R. Hamilton、C. Taubes、S. Donaldson、Peter Li等人的合作下,逐渐将几何分析发展成一个重要的学科,也解决了很多重要的问题。这是一种奇妙的经验,每一个环节都要经过很多细致的推敲,然后才能夠将整个画面构造出來,正如曹雪芹写作《红楼梦》一样。 尼采说:“一切文学,余爱以血书者。”曹雪芹说:“字字看来皆是血,十年辛苦非寻常。”我们众多朋友创作的几何分析,也差不多花了十年才成功奠基。不敢说是“以血书成”,但每一次的研究都很花費工夫,甚至废寝忘餐,失败再尝试,尝试再失败,经过不断的失败,最后才见到一幅美丽的图画。 简洁有力的定理使人喜悦,就如读《诗经》和《论语》一样,言短而意深。有些定理,孤芳自赏。有些定理却引起一连串的突破,使我们对数学有更深入的认识。每一个数学家都有自己的品味和看法,我本人则比较喜欢后一类数学。当定理证明后,我们会觉得整个奋斗的过程都是有意思的,正如智者垂竿,往往大鱼上钩后,又将之放生,钓鱼的目的就是享受与鱼比试的乐趣,并不在乎收货。 从数学的历史看,只有有深度的理论才能夠保存下来。千百年来,定理层出不穷,但真正名留后世的结果却是凤毛麟角,这是因为有新意的文章实在不多,有时即使有新意,但是深度不夠,也很难传世。 当年我看武侠小说,很是兴奋,也很享受,但是很快就忘记了。在阅读有深度的文学作品时,却有不同的感觉。有些武侠小说虽然很有创意,但结构不夠严谨,有很多不合理的元素,与现实相差太远,最终不能沁人心脾。我们几个朋友在研究和奋斗过程中,始终不搞太抽象的数学,总愿意保留大自然的真和美。 王国维评《古诗十九首》之“昔为倡家女,今为荡子妇,荡子行不归,空床难独守。”“何不策高足,先据要路津,无为久贫贱,轗轲长苦辛。”以为其言淫鄙,但从美学的观点,却不失其真。 数学创作也如写小说,总不能远离实际。 《红楼梦》能够扣人心弦,乃是因为这部悲剧描述出家族的腐败、社会的不平、青春的无奈,是一个普罗众生的问题。 好的数学也应当能接触到大自然中各种不同的现象才能够深入,才能够传世。往往脱离实际,一生所作,不见得比得上一些内容与实际有关的小品文,数十载后读之,犹可回味。 我自己做研究,有时也会玄思无际,下笔滔滔,过了几个月后才知空谈无益,不如学也。在这时,总会想起张先的词,“寻恨细思,不如桃杏,犹解嫁东风。” 我的研究工作,深受物理学和工程学的影响,这些科学提供了数学很重要的素材。广义相对论就是一个重要的例子。1973年在斯坦福大学参加一个国际会议时,我对某个广义相对论的重要问题发生兴趣,它跟几何曲率和广义相对论质量的基本观念有关,我锲而不舍地思考,终于在1978年和学生Schoen一同解决了这个重要的问题。这些与相对论有关的几何问题始终使我喜悦。 也许这是受到王国维评词的影响, 我认为数学家的工作不应该远离大自然的真和美。 直到现在我还在考虑质量的问题,它有极为深入的几何意义。没有物理上的看法,很难想象单靠几何的架构,就能够获得深入的结果。广义相对论中的质量与黑洞理论都有很美的几何意义。 其实,西方文艺复兴的一个重要反思就是复古,重新接受希腊文化真与美不可割裂的观点。中国古代文学的美和感情是极为充沛的,先秦两汉的思想和科技与西方差可比拟。清代以降,美术文学不发达,科学亦无从发展。读书则以考证为主,少谈书中内容,不逮先秦两汉唐宋作者的热情澎湃。若今人能够回复古人的境界,在科学上创新当非难事。 除了看《红楼梦》外,我也喜欢看《史记》、《汉书》。这些历史书不单发人深省,文笔通畅,甚至启发我做学问的方向。由于史家写实,气势磅礡,荡气回肠,使人感动。历史的事实教导我们在重要的时刻如何做决断。做学问的道路往往是五花八门的,走什么方向却影响了学者的一生。复杂而现实的历史和做学问有很多类似的地方,历史人物做的正确决断,往往能够提供学者选择问题一个良好的指南针。 王国维说学问第一境界“昨夜西风凋碧树,独上高楼,望尽天涯路。”做好的工作,总要放弃一些次要的工作,如何登高望远,做出这些决断,大致上建基于学者的经验和师友的交流上。然而对我而言,历史的教训却是很有帮助的。 我刚毕业时,蒙几何学家西蒙斯邀请到纽约石溪做助理教授。当时石溪聚集了一群年轻而极负声望的几何学家,在度量几何这个领域上可说是世界级重镇。我在那里学了不少东西。一年后又蒙奥沙文教授邀请我到斯坦福大学访问,接着斯坦福大学聘请我留下来。但是当时斯坦福大学基本上没有做几何学的教授,我需要做一个决定。这时,记起史记叙述汉高祖的事迹。刘邦去蜀,与项羽争霸,屡败屡战。犹驻军中原,无意返蜀,竟然成就了汉家四百多年的天下。对我来说,度量几何的局面太小,而斯坦福大学能够提供的数学前景宏大得多,所以决定还是留在斯坦福做教授,与Schoen、Simon合作。现在想来,这是一个正确的决定。 如上所言,我的想法和一般同学的想法不大一样,也不见得是其他一流数学家的想法。但是有一点是所有学者都有的共同点:努力学习,继承前人努力得来的成果,不断的向前摸索。 我年少时受到父亲的鼓励,对求取知识有浓烈的兴趣,对大自然的现象和规律都很好奇,想去了解,也希望能够做一些有价值的工作,传诸后世。我很喜爱以下两则古文。孔子:“君子疾没世而不称焉。”曹丕《典论论文》:“盖文章,经国之大业,不朽之盛事……是以古之作者,寄身于翰墨,见意于篇藉,不假良史之辞,不托飞驰之势,而声名自传于后。” 立志当然是一个好的开始,但是如何做好学问却是一个重要的问题,我有幸得到好的数学老师指导。当我学习平面几何时,我才知道数学的美,也诧异于公理逻辑的威力。因为对几何的兴趣,我做习题时都很成功,也从解题的过程中产生了浓厚的好奇心。我开始寻找新的题目,去探讨自己能够想象的平面几何现象。每天早上坐火车上学时我也花时间去想,这种练习对我以后的研究有很大的帮助。 中学时的训练对同学们都有很大的好处,培正中学出了不少数学名家。我们中学的老师在代数和数论方面的涉猎比较少,培正同学们在这方面的成就也相对的比较弱,由此可以看到中学教育的重要性。 屈原说:“纷吾既有此内美兮,又重之以修能。”文章的格调和对学术的影响力与“内美”有关,可以从诗词、礼、乐、古文、大自然的环境中培养吸收。但修能却需要浸淫于书本,从听课和师友交流中,可以发现那些研究方向最为合适。找到理想的方向后,就需要勇往直前。 有理想的方向后,还需要寻找好的问题。西方哲人亚里士多德﹙Aristotle﹚在名著《形而上学》书中说:“人类开始思考直接触目不可思议的东西而或惊异……而抱着疑惑,所以由惊异进于疑惑,始发现问题。”惊异有点像惊艳,但这种惊异一方面需要多阅历,一方面需要感情充沛,才能够产生。 空间曲率的概念对我具有极大的吸引力,我从广义相对论中知道所谓Ricci曲率的重要性。通过爱因斯坦方程,它描述物质的分布,这个方程的简洁和美丽使我诧异。我认为了解Ricci曲率是了解宏观几何的最重要一环,但几何茫茫,无从着手。有一天很高兴地发现Calabi先生在1954年时有一篇文章,叙述在复几何的领域中,Ricci曲率有一个漂亮的命题,但他却没有办法证明这个命题。当时我很兴奋,但也觉得它不大可能是真实的,因为这个命题实在太美妙了。所有年轻的朋友都是这么说,甚至我的导师也是这么说。陈先生甚至认为这个研究方向的意义不大,我却固执地认为对Calabi猜想总要找出一个水落石出的答案。直到有一天,经过大量的尝试后,我才发觉从前走的方向完全是错误的,于是反过来企图证明这个猜想。但要证明它,却需要有基本的分析能力,我和我的朋友郑绍远花了不少工夫去建立跟这个问题有关的工作,终于我在1976年完成了这个重要猜想的证明。这个猜想在1976年全部完成,我同时应用它解决了代数几何里好几个基本问题。毫无疑问的,这是一个漂亮的定理,也打开了几何分析的一个大门。 当时我刚结婚,正在享受人生美好的时刻,也独自地欣赏这个刚完成的定理的真实和美丽,有如自身的个体融入大自然里面。当时的心境可以用下面两句来描述:“落花人独立,微雨燕双飞。”由这个定理引起的学问,除了几何分析上的Monge-Ampere方程外,在代数几何上独树一帜,以后在弦学理论成为一个重要的宇宙模型。 在解决Calabi猜想的同时,有一天我碰见到从前在伯克利的同学Meeks先生。他是一个嬉皮士,两手各搂抱着一个少女,在系里的走廊上高高兴兴地走来。但我觉得此人极有才华,建议与他合作去解决一个古老的几何问题。 我们用拓扑学的办法解决了这个几何问题,反过来又用得到的结果,解决了拓扑学上一些重要的问题,再加上我的同学Thurston的重要工作,竟然解决了拓扑学上著名的Smith猜想。 1976年可说是我收获极为丰富的一年,我那年刚结婚并搬家,生活未算安定。由此可知,做学问不一定需要最安定的环境也可以成功的。 在1984年弦理论成为理论物论的重要一门学科以后,我以前做的好几个工作都受到理论物理学家的欢迎。我也深受物理学家对数学洞察力的影响,我有十多位跟随我的博士后,他们都是物理学博士。我从他们那里学习物理。 最令我惊讶的一次是,我的博士后Greene向我解释,在Calabi-Yau空间中,存在所谓镜对称的观点,这个发现对代数几何有极大冲击,影响至今。它的结论至为漂亮,从不同角度解释了代数几何里百年来不解的现象。 与物理学家合作是愉快的经验,可以有跳跃性的进展,而又不停地去反思,希望能够从数学上解释这些现象,在这个过程中往往推进了数学的前沿。 除了Calabi猜想外,还有相对论里面正质量猜想的证明。这些工作都和我从前研究的几何分析有关,尤其是我和Peter Li研究的问题,这起源于当年我在斯坦福的研究工作。 我还记得傍晚躲在办公室里一直做研究,舍不得去看斯坦福校园落日的景色。斯坦福的校园确是漂亮,黄昏时在大教堂的广场,在长长的回廊上散步。看着落日镕金,青草连天的景色,心情特别舒畅。我早年的工作都在这里孕育而成。做科研确实虽要付出代价,但它的快乐无穷。 先父的心愿是:“ 寻孔颜乐处,拓万古心胸。 ”我只知自得其乐,找寻我心目中宇宙的奥秘,“ 衣沾不足惜,但使愿无违。 ”
2333 次阅读|0 个评论
伪数学家
metanb 2011-9-17 05:32
是指那些给人制造困惑的数学家。
个人分类: 魔鬼辞典|1723 次阅读|0 个评论
数学家
metanb 2011-9-15 07:10
纯粹数学家和应用数学家的区别是:前者制造麻烦,而后者消除麻烦。
个人分类: 魔鬼辞典|1731 次阅读|0 个评论
【数学知识系列】(1):贝叶斯与贝叶斯公式
blsm 2011-8-26 12:16
【数学知识系列】(1):贝叶斯与贝叶斯公式
贝叶斯生平简介 参考百度百科 Thomas Bayes 托马斯.贝叶斯(1702-1763),英国数学家。 贝叶斯1702年出生于伦敦,做过神甫。1742年成为英国皇家学会会员,1763年4月7日逝世。 贝叶斯在数学方面主要研究概率论。他首先将归纳推理法用于概率论基础理论,并创立了贝叶斯统计理论,对于统计决策函数、统计推断、统计的估算等做出了贡献。1763年发表了这方面的论著,对于现代概率论和数理统计都有很重要的作用。 贝叶斯的另一著作《机会的学说概论》发表于1758年。贝叶斯所采用的许多术语至今仍被沿用。 贝叶斯公式   主要用来描述两个条件概率之间的关系,比如 P(A|B) 和 P(B|A)。按照乘法法则:P(A∩B)=P(A)*P(B|A)=P(B)*P(A|B),可以立刻导出   贝叶斯定理公式:P(A|B)=P(B|A)*P(A)/P(B)    如上公式也可变形为 :P(B|A)=P(A|B)*P(B)/P(A) 例如 :一座别墅在过去的 20 年里一共发生过 2 次被盗,别墅的主人有一条狗,狗平均每周晚上叫 3 次,在盗贼入侵时狗叫的概率被估计为 0.9,问题是:在狗叫的时候发生入侵的概率是多少? 我们假设 A 事件为狗在晚上叫,B 为盗贼入侵,则 P(A) = 3 / 7,P(B)=2/(20·365)=2/7300,P(A | B) = 0.9,按照公式很容易得出结果:P(B|A)=0.9*(2/7300)*(7/3)=0.00058 另一个例子 ,现分别有 A,B 两个容器,在容器 A 里分别有 7 个红球和 3 个白球,在容器 B 里有 1 个红球和 9 个白球,现已知从这两个容器里任意抽出了一个球,且是红球,问这个红球是来自容器 A 的概率是多少? 假设已经抽出红球为事件 B,从容器 A 里抽出球为事件 A,则有:P(B) = 8 / 20,P(A) = 1 / 2,P(B | A) = 7 / 10,按照公式,则有:P(A|B)=(7 / 10)*(1 / 2)*(20/8)=7/8 贝叶斯公式为利用搜集到的信息对原有判断进行修正提供了有效手段。在采样之前,经济主体对各种假设有一个判断(先验概率),关于先验概率的分布,通常可根据经济主体的经验判断确定(当无任何信息时,一般假设各先验概率相同),较复杂精确的可利用包括最大熵技术或边际分布密度以及相互信息原理等方法来确定先验概率分布。 贝叶斯公式如下图: 概率论只不过是把常识用数学公式表达了出来。 ——拉普拉斯
个人分类: 科苑星空|7597 次阅读|0 个评论
丘成桐先生和饶毅先生的呐喊为何太多的人根本没反应?
热度 10 qiaoqiao1980 2011-8-24 15:47
如果说饶毅先生的水平很多人是难以评价的,那么丘成桐先生的水平我相信是没有人会怀疑的。两个人都对中国的学术科研环境提出了批评,但是太多人的根本没反应。丘成桐先生是今天活着的华裔中数学成就最大的,这一点没有疑问,而且他积极的参与中国的数学发展中,做了很多努力,这些我们都能看见。饶毅先生虽然不是活着的华裔中生物成就最大的,但是回国之前任职西北大学神经科学研究所副所长,水平肯定也是相当高的。(由于对于数学和生物我都不懂,所以也难以自己评价水平,呵呵)并且他能够全职回到中国,发展中国的生物学,更是难以可贵。 可以说这两位先生对于学术的理解,对于学术发展的历史的理解都要比许多专家深刻的多,实在的多。所以我相信,他们对于中国学术环境的批评是到位的,准确的,有意义的,而不是胡言乱语。饶毅先生是回国华裔科学家的代表人物,并且决定不再参与院士竞选,而丘成桐先生更是国际华裔数学家的领袖人物,他们的言语我相信也是应该有分量的。 但是让人难以理解的是,如此有意义的有分量的意见,却别太多的人抛到了脑后,我们还能说什么呢?我只是想说,如果说二百年前我们中国人被别人欺凌还有别人原因的话,那么二百年后我们中国人还会被别人欺凌的话,那就是两个字:活该!如此的敝帚自珍,掩耳盗铃,我们还需要什么别人的怜悯么? 我们看见,对于两个人的意见,当权者要么不是回避要么就是遮掩,没有任何的反应。而更悲哀的是,更多的利益相关者们也低下了自己的头颅,装着没听见。这不仅仅是时代的悲哀,更是整个民族的悲哀。
个人分类: 是问居|4569 次阅读|21 个评论
我也谈谈院士选举
热度 5 gl6866 2011-8-18 23:31
我以前一直在中国科学院工作。我工作的那个研究所有一位年轻时很有成就的数学家当所长。但到了耄耋之年,由于我们的院士制度,他没有退休的必要。所以每天还是照样有司机到他家开车接他到所里“上班”。虽然他的工作很忙,每天都在看法国的专业revue,但我看他不过是在抄抄上面的东西而已。一位数学家的贡献一般在四十岁之前就完成了,否则菲尔茨奖为什么不奖给超过四十岁以上的数学家呢? 这位数学家的儿子和我差不多大,也是子承父业,学数学的。但不幸的是,他的儿子生不逢时,没有赶上他老子的“好年景”。在数学上,造诣不大。靠着老子的面子,尚能在研究所工作。每年夏天还能到芬兰等北欧国家“访问”之类。后来才知道,他根本不是去访问,而是那里的人夏天外出度假,房子没人看,就让他就去看房子。老所长自己也知道儿子的能力,要想接替他来撑起研究所是不可能的。于是,他便找到自己的一个学生来当所长。这个人不是院士,但他之所以同意来我所当所长,还是有目的的。其目的自然是希望他的老师推举他成为院士。这个诱惑对于一个普通教授而言,真是太大了。 老所长的学生做了二届所长。他一年也就来几次,蜻蜓点水,大家彼此心照不宣,因为实权还是掌握在其他的副所长手里。在这八年的时间里,老所长的儿子也在学界有了点儿名气,不仅提上了正高,而且在地方报纸上还有所报道。从另一个侧面看,就更加令人看到子承父业的希望。当老所长举荐他的学生并成功让他成为院士后,该院士却发现老所长的内心世界和其他人的动机。于是,他再次来到我所,以那种典型的“非组织活动”的小字报形式在所内广为散发。内容是说新选的领导班子他不同意。那么这期间究竟发生了什么?我们可以发挥自己的想象力。起内讧了?地头蛇在利用老所长了?老所长的儿子要当傀儡了?等等等等。 后来老所长去世了,研究所也被并入另一个研究所成为一个研究室。所里有点儿能耐的人都各奔前程,有的南下到了深圳;有的北上到了北京。我就是到北京的惟一一个。我来北京后就再也没和数学界打过交道,这里面的内幕令人瞠目。但我还是觉得在这场倾轧中最受伤害的还是吃行政饭的。真是应了电影《小兵张嘎》里的那句台词,“别看你今天闹得欢,就怕秋后拉清丹。”
个人分类: 评论述评|3498 次阅读|9 个评论
院士候选:陈省身和华罗庚只能选一个,你选谁?
热度 11 陈安博士 2011-8-17 20:34
  当然,有人说水平都高,可以都当选啊,又不是有名额限制。   可是,这里,只玩给定的游戏,那就是名额有限,而且俩人都有同样的参选资格,但是只能从俩人里选出一个来。   您老决定吧——      记得有个全世界数学家大排名,陈省身先生比华罗庚先生要靠前许多。   另外,中国整个的数学版图,应该更多依赖于华罗庚先生创建起来的。   所以,您老看如何选吧!
个人分类: 人论|4998 次阅读|20 个评论
[转载]吴文俊院士如是说,数学是笨人学的!
lysyxcs 2011-8-17 10:22
2001年,吴文俊院士站在了首届国家最高科技奖的领奖台上。 近一个世纪的数学人生,取得了世界公认的杰出成就,今年已是92岁高龄的吴老却依然谦逊地说,自己还有些问题没搞清楚,“我还得接着干呢”!   “做有意思的事”   去吴老家采访这天,北京天气十分闷热。鹤发童颜的吴老拄着拐杖,在门口迎接记者。落座后才得知他前段时间不小心摔了一跤,现在手臂上还留下了大片的淤青。   “我平时喜欢一个人出去转转,前几天下雨路滑,不小心就摔了一下。”吴老笑着说,并不以为意。   熟悉的人都知道,吴老是个十分开朗乐观、热爱生活的人。92岁的他现在还经常一个人去逛逛书店、电影院,偶尔还自己坐车去知春路喝喝咖啡。   这些天,吴老又迷上了看小说《福尔摩斯》。“小时候看过,现在又看,看着玩,和推理没关系,要不没趣味。”   “我就喜欢自由自在,做些有意思的事情。”他说。   在吴老心里,数学研究就是件“有意思”的事,尤其是晚年从事的中国古代数学研究,更是自己“最得意”的工作。   “我非常欣赏"中国式"数学,而不是"外国式"数学。”说起自己感兴趣的内容,吴老精神十足:“中国古代数学一点也不枯燥,简单明了,总有一种吸引力,有意思!”   对于做研究,吴老有一套自己的“理论”:“天下的学问那么多,大多数马马虎虎过得去就行,其余时间就在一两件自己特别感兴趣的事情上下功夫。”   事实上,从1946年由陈省身先生引荐到中央研究院数学研究所工作,吴文俊就一直沉浸在数学世界里,做自己“感兴趣”、觉得“有意思”的工作   在被称为“现代数学女王”的拓扑学研究中,初出茅庐的他仅用了一年多时间就取得突破对美国著名拓扑学大师惠特尼的对偶定理做出了简单新颖的证明;   上世纪50年代前后,他提出“吴示性类”、“吴公式”等,为拓扑学开辟了新的天地,令国际数学界为之瞩目,成为影响深远的经典性成果;   上世纪70年代,他开创了近代数学史上的第一个由中国人原创的研究领域数学机械化,实现了将繁琐的数学运算、证明交由计算机来完成。   ……   尽管现在吴老已经很少去办公室,所有数学方面的书籍都捐给了单位图书馆,但他心里从来也没有放下过数学研究。   “像中国古代数学,我还有些问题没搞清楚,比如微积分的萌芽问题,有时间的话要去弄清楚。”吴老笑着说,“我现在要做的事情还相当多。我的老师在临死前还在钻研一个数学问题,我要向老师学习,鞠躬尽瘁,至死方休。”   “数学是笨人学的”   尽管已经不亲自带学生,但吴老一直十分关心年轻人的成长。他看不惯现在少数年轻人“跟着外国人跑”的做法,他说:“如果光是发表个论文,不值得骄傲,应该有自己的东西。”   他始终强调年轻人要有独立的思想、看法,敢于超越现有的权威,绝不能人云亦云。   说起自己成功的经验,吴老首先想到的是:“做研究不要自以为聪明,总是想些怪招,要实事求是,踏踏实实。功夫不到,哪里会有什么灵感?”   “数学是笨人学的,我是很笨的,脑筋"不灵"。”他说。   可就是这样一位自认为“很笨”的人,总能站在数学研究的最前沿。   上世纪70年代,吴文俊第一次接触到计算机,他敏锐地觉察到计算机的极大发展潜能。受计算机与古代传统数学的启发,他抛开已成就卓著的拓扑学研究,毅然开始攀越学术生涯的第二座高峰数学机械化。   为了解决机器证明几何定理的问题,他年近花甲从头学习计算机语言。那时,在中科院系统科学研究所的机房里,经常会出现一位老人的身影,不分昼夜地忘我工作。有很多年,吴老的上机操作时间都是整个研究所的第一名。   正是这种日积月累、刻苦努力的“笨功夫”,经过近十年的努力,他用机器证明几何定理终于获得成功。   吴文俊开创的数学机械化在国际上被称为“吴方法”,这个完全由中国人开创的全新领域,吸引了各国数学家前来学习。此后人工智能、并联数控技术、模式识别等很多领域取得的重大科研成果,背后都有数学机械化的广泛应用。   面对各种荣誉,吴老却看得很轻。获得国家最高科技奖后,他说:“我不想当社会活动家,我是数学家、科学家,我只能尽可能避免参加各种社会活动。”   他曾谦逊地说:“不管一个人做什么工作,都是在整个社会、国家的支持下完成的。有很多人帮助我,我数都数不过来。我们是踩在许多老师、朋友、整个社会的肩膀上才上升了一段。我应当怎么样回报老师、朋友和整个社会呢?我想,只有让人踩在我的肩膀上再上去一截。我就希望我们的数学研究事业能够一棒一棒地传下去。”   “就是心态年轻”   吴老在七十岁的时候,曾经写了一首打油诗:“七十不稀奇,八十有的是,九十诚可贵,一百亦可期。”到了八十岁大寿的时候,他对这首诗做了微妙的修改,把每一句都增加了十岁。   “我就是心态年轻。”吴老笑着说。   他也时常告诫年轻人,要让生活尽量轻松平淡,不要为无谓的烦恼干扰,不要成天胡思乱想。   在熟悉的人眼里,吴老是位“老顽童”,他乐观开朗,常有一些惊人之举。有一次去香港参加研讨会,开会间隙出去游玩,年逾古稀的他竟坐上了过山车,玩得不亦乐乎;一次访问泰国期间,他坐到大象鼻子上开怀大笑,还拍下了照片。   也许正是因为有着未泯的童心和率真的心态,才令他在数学王国里心无旁骛,自由驰骋,永葆创新活力。   现在,耄耋之年的吴老依然对很多事情充满兴趣。他特别爱看报纸电视上关于旅游方面的内容。“我各省都去过,除了西藏,想去的时候生病了。”话语中颇有些遗憾。   他还时常关注一些经济问题,特别是中国水的问题,“像南水北调、海水淡化这些,但现在我还不太懂。”他认真地说。全身心投入自己热爱的科学事业,同时也充分享受丰富多彩的生活这,大概就是吴老“不老”的秘诀。
1783 次阅读|0 个评论
著名代数学家Paul Cohn在英文维基条目的译文(已发表于中文维基)
pentiumevo 2011-7-31 16:09
保罗 ‧ 孔恩 保罗 ‧ 莫立兹 ‧ 孔恩,皇家科学会成员( 1924/1/8 ,德国汉堡~ 2006/4/20 ,英国伦敦)是英国伦敦大学学院的数学教授,着有多本代数方面的教科书。他的研究领域主要是代数,特别是非交换环。 内容 1. 家庭与早年时期 2. 工作生涯 3. 数学研究 4. 私人生活 5. 著作 1.1. 家族与早年时期 孔恩是一个犹太家庭的独子,他的父亲詹姆士 ‧ 孔恩经营进口业,他的母亲茱利亚是一位教师。孔恩的父母都生于汉堡,孔恩的祖父母亦是。孔恩家族的祖先是从德国不同的区域来到汉堡。孔恩的父亲曾在德国参加第一次世界大战,在战役中,孔恩的父亲受伤数次,并被授予铁十字勋章。在汉堡有一条街以他的母亲的名字命名做纪念。 孔恩出生时,他的父母那时与他的外祖母一起住在 Isestraße 。他的外祖母于 1925 年十月去世,之后孔恩一家在 Lattenkamp 租了一间新房子,那时孔恩上了幼儿园。之后,在 1930 年 4 月,孔恩转到 Alsterdorfer Straße 学校,之后没多久,孔恩有了一位新老师,这位老师是一个纳粹支持者,他会对孔恩挑毛病并且处罚孔恩,因此,在 1931 年,孔恩转学到他母亲任教的学校。 1933 年,纳粹党崛起,孔恩父亲的事业被没收,孔恩母亲则被解雇。那时孔恩转学至一间名叫 Talmud-Tora-Schule 的犹太学校。 1937 年年中,孔恩一家搬家到 Klosterallee , Klosterallee 比较靠近学校、犹太教堂,是一个犹太区域。孔恩的德文老师是 Ernst Loewenberg 博士,他是诗人 Jakob Loewenberg 的儿子。 1938 年 9 月 10 日夜间,孔恩的父亲被逮捕并被抓到萨克森豪森集中营。四个月后,孔恩的父亲被释放,但被要求移民。孔恩于 1939 年 5 月前往英国,并在一间养鸡场工作。但是,孔恩从此未能与他的父母见面。直到 1941 年,孔恩仍与他的父母保持一定的联络。在战争结束前夕,孔恩获晓他的父母在 1941 年 12 月 6 日被驱逐至(拉脱维亚)的里加,而且从未返回。 1941 年年底,养鸡场歇业。孔恩受训为一位工程师,并在一间工厂工作了 4 年半。之后,他通过了剑桥大学入学考试,进入了三一学院就读。 2. 工作生涯 孔恩在 1948 年自剑桥大学获得数学学士学位,在 1951 年获得博士学位(导师 Philip Hall )。而后一年,他在(法国的)南锡大学任职高级研究员(博士后),后来他在曼彻斯特大学任讲师。 1961 ~ 1962 他是耶鲁大学的访问教授,而在 1962 年间,他亦在加州大学柏克莱分校。回到英国后,他成为了玛莉皇后学院的高级讲师( Reader )。 1964 年他访问了芝加哥大学, 1967 年他访问了纽约州立大学石溪分校( SUNY )。在那之后,他被认为是世界代数学家中的领头人。 同样在 1968 年,他担任了 Bedford 学院数学系的系主任。他曾访问过美国、加拿大、巴黎、(印)德里、(以)海法以及(德)比勒弗尔德。在 1972 年,孔恩获得由 MAA (美国数学协会)颁发的福特奖,在 1974 年获得由伦敦数学会颁发的 Senior Berwick 奖。 在 1980 年代早期,由于资金的断绝,使得伦敦大学的一些小学院必须关门,于是在 1984 年孔恩与两位环论专家, Bill Stephenson 与 Warren Dicks 一起从 Bedford 学院转任到大学学院。 1986 年,孔恩担任了 Astor Professor of Mathematics ,而后孔恩持续访问各大学,例如 1986 年他访问了阿伯他大学, 1987 年访问了 Bar Ilan 大学。孔恩于 1989 年退休,任职为荣誉教授与高级研究员,仍十分活跃地进行研究。 1982 年至 1984 年,孔恩担任了伦敦数学会的主席。在这之前,孔恩曾于 1965 年至 1967 年担任学会秘书,而分别在 1968 ~ 1971 年、 1972 ~ 1975 年及 1979 ~ 1982 年担任学会理事。孔恩在 1968 ~ 1977 年及 1980 ~ 1993 年担任学会专著主编。 1980 年孔恩被推选为皇家学会会士,并于 1985 ~ 1987 年担任皇家学会理事。在 1977 年~ 1980 年孔恩担任科学研究理事会数学分会的成员。在 1988 ~ 1989 年,孔恩担任了国家数学委员会的主席。 3. 数学研究 孔恩撰写了近 200 篇的论文。孔恩在代数各领域作了许多研究,特别是非交换环理论。孔恩的第一篇论文于 1952 年发表,内容涵盖了许多题目。他推广了 Wilhelm Magnus 的一个定理,并对张量空间的结构作了许多研究。 1953 年,他与 Kurt Mahler 合作,发表了关于 pseudo-valuations 的研究论文。 1954 年他发表了他在李代数上的工作。 接下来的一年,他研究的领域涵盖了群论、域论、李环、半群、交换群及环论。他的第一本书是关于李代数的研究,出版于 1957 年。之后,他转向研究约当代数、李可除环、歪体、自由理想环以及非交换唯一分解域。 1958 年,他出版了他的第二本书《 Linear Equations 》。他的第三本书《 Solid geometry 》出版于 1961 年。 1965 年出版了《 Universal algebra 》(第二版出版于 1981 年)。之后,他转往研究非交换环理论与代数理论。 孔恩的专著《 Free rings and their relations appeared 》出版于 1971 年,内容主要是孔恩及其他数学家在自由结合代数极其相关的环类,特别是自由理想环的工作。他将自己在将环嵌入到一个歪体的工作结果写进了这本专著。扩充第二版出版于 1985 年。 孔恩亦编写大学教科书,《 Algebra 》第一册出版于 1974 年,第二册出版于 1977 年。《 Algebra 》第二版共分三册,在 1982 ~ 1990 年间出版。 4. 私人生活 孔恩的业余兴趣是语源学,他还翻译数学论文为西班牙文、意大利文、俄文以及中文。 1958 年他与 Deirdre Finkel 结婚,孔恩夫妇有两个女儿。 5. 著作 Lie Groups (1957) Universal Algebra (1965, 1981) Free Rings and Their Relations (1971, 1985) Algebra I (1974, 1982) Algebra II (1977, 1989) Algebra III (1990) Algebraic Numbers and Algebraic Functions (1991) Elements of Linear Algebra (1994) Skew Fields, Theory of General Division Rings (in Encyclopedia of Mathematics and its Applications, vol 57, 1995) Introduction to Ring Theory (2000) Classic Algebra (2000) Basic Algebra (2002) Further Algebra and Applications (2003) Oxford Dictionary of National Biography (contributor, 2004) Free Ideal Rings and Localization in General Rings (2006) 孔恩 (放孔恩的照片) 出生 1924 年 1 月 8 日 德国汉堡 亡殁 2006 年 4 月 20 日 英国伦敦(年 82 岁) 居住地 德国( 1924 ~ 1939 ) 英国( 1939 ~ 2006 ) 领域 数学 研究机构 伦敦大学学院 母校 剑桥大学 导师 Philip Hall 专长 代数,特别是非交换环。
个人分类: 翻译|3255 次阅读|0 个评论
我最崇拜的两位数学家
热度 2 youwei1985 2011-7-23 22:57
华罗庚及陈景润是我最崇拜的两位数学家,两位大家都是自学成才的,依靠自己的勤奋努力,坚韧不拔,都取得了伟大的成就。曾经学校调查研究生的学习情况时,我就提出了让大家向陈景润学习的意见,引来全场愕然,很多人私下说我幼稚,有个同学直接当着我面说我脑子进水了,大家仍然认为陈景润有点反面的意思,觉得陈景润是只知道读书不知其它的人。但我觉得我是心底里崇拜陈景润的,一个人的精力是有限的,他的大部分时间都放在科研上,自然无暇顾及其它。作为一名科研人员,我们怎能不把大部分时间放在科研上呢。 加油,积极向两位大师的精神靠拢。
5613 次阅读|4 个评论
数学大师们,你们认识多少?
热度 3 taol 2011-7-21 21:38
数学大师们,你们认识多少?
大家能认识多少? 高斯、雅戈比、欧拉、希尔伯特、黎曼、牛顿、拉普拉斯、莱布尼茨、拉格朗日、康尔托、伽罗华 这几个差不多能找出来 其他的大多数不认识…… (图片来自网络) 补充:蒋迅老师之前 博文 有全部的人物 另外,蒋迅老师给出了 原文 。
个人分类: 集锦|5801 次阅读|8 个评论
[转载]传说的清华数学情书
lysyxcs 2011-7-21 12:08
我们的心就是一个圆形,因其离心率永远是零。 我对你的思念就是一个循环小数,一遍遍而执迷不悟。 我们就是抛物线,你是焦点,我是准线,你想我有多深,我念你便有多真。 零向量可有很多方向,却只有一个长度,就像我可有很多朋友,却只有一个你,值得我来守护。 生活,可以是甜的,也可以是苦的,但却不能没有你,枯燥平平,就像分母,可以是正的,也可以是负的,却不能没有意义,取值为零。 有了你,我的世界才有无穷大,因为任何实数,都无法表达,我对你深深的love。 我对你的感情,就像以自然对数e为底的指数函数,不论经过多少求导的风雨,依然不改本色,真情永驻。 情人是多么的神秘,却又如此的美妙,就像数学,可以这么通俗,却又那般深奥。 只有把握真题的规律,考试的纲要,才能叩启象牙的神塔,迎接情人的怀抱。
1935 次阅读|0 个评论
[转载]温州籍数学家群体出现的成因
热度 1 lysyxcs 2011-7-14 16:42
温籍数学家群体的出现,在20世纪即引起中国数学界和教育界的关注。在1980年代,不少媒体记者曾带着“为什么在20世纪的上半叶,温州会出现如此众多有成就的数学家”的问题,先后访问了苏步青等温籍数学教授。也有香港的记者专程到温州,采访过当时温州的魏萼清副市长。“温籍数学家群体及其成因分析”研究课题组经过比较全面的调查,根据大量史实进行归纳分析,总结出了温籍数学家群体出现的四点成因。   成因之一   具备重视数学的社会传承   自清末开始,在温州地区普遍形成了重视学习数学的社会风尚和教育传统。   近代温州地区的数学活动最早出现在平阳和瑞安。1830年代,清末数学家李锐的弟子黎应南(?一1837)到浙江平阳县任知县。他在平阳任县令的6年期间,一直坚持算学研究。他身体力行带头研习数学的行动,在平阳广为传扬,在知识青年中产生了较大影响。19世纪中后期,在提倡学习近代科技的形势下,瑞安则先后涌现了多位精于算学的学者,如:陈润之(1816—1885)、金晦(1849—1913)、林调梅(?一1906)、陈范(1865—1923)和陈侠(1873—1917)等。他们不仅向学生传授数学知识,不少人还著书立说,在温州地区形成学习数学的浓厚社会氛围。   特别是,1891年中日甲午战争后,主持温(州)处(州)学务的孙诒让(1848—1908),在“明算学而旁及各种新学”理念的主导下,于1895年发起在瑞安创办了中国近代最早的数学专科学校之一的“瑞安学计馆”。1897年,从该校毕业的首届部分毕业生,则在瑞安成立了地区性数学学会“瑞安天算学社”。与此同时,温州平阳的黄庆澄(1863—1904),在由黎应南影响形成重习算学的社会氛围下,于1897年在温州创办了《算学报》,开了人们学习现代数学之先河。   自此,温州逐渐形成了普遍重视学习数学的社会风尚。例如,在姨夫黄庆澄以身作则的影响下,姜立夫在考取庚款留美时,就明确决定以数学为攻读方向。姜立夫在美国哈佛大学取得数学博士回乡时,又影响了一些平阳的同乡青年。当时即将从中学毕业的同乡苏步青,就特地去向他请教。同乡的李锐夫,也从此作出“立志攻读数学,一辈子做一个名教师”的宏愿。以后,白正国和杨忠道在老师的启发引导下,也继续平阳家乡的这一传承选择了攻读数学。   在这种社会风尚的持续影响下,民国以后温州地区的中小学,普遍形成了重视数学教育的传统。如早年毕业于东京高等师范学校、1911年(宣统三年)的数学科举人洪彦远,在担任浙江第十中学(现温州中学)校长时,就强调:“只有培养了大批数学人才,科学才能发达,国家才能富强。”温州中学和瑞安中学等温州地区的一些主要中学,除了坚持聘任优秀的教师担任数学课教学外,还长期成立学生课外数学社团、开展课外数学兴趣活动、定期出版数学刊物,形成了广大学生以“学习数学为先,争学数学为乐,学好数学为荣”的优良传统。   成因之二   拥有德学兼优的数学师资   温州地区的中小学数学师资,最初来自瑞安学计馆。20世纪初从该校毕业的近200名毕业生,,后来绝大多数成为本地学校的中小学数学教师。   另外,温州是清末民初中国最早兴起出国留学热潮的地区之一。据记录,自1898年起的10年间,温州地区出洋留学者达148人,到1949年新中国成立之前共为397人。其中大部分人留学日本,也有少数人远赴美国、英国、德国、瑞士、瑞典、荷兰、比利时、俄国和锡兰等国。在主管孙诒让“一切西学皆从算学出”的思想支配下,大多数留学人员都选择数学为攻读专业。例如,算学家陈润之之子、陈范之弟陈恺和瑞安的同学许藩等,就是1904年被公派赴日本东京宏文院修习数理化,学成回国后担任数学教师的。后来,陈恺曾任瑞安中学监督(主持校政),许藩为瑞安中学校长。温州中学的许多数学教师,如洪彦远和杨霁朝等,也都是从日本留学后回乡任教的。这批留学生在学成回乡之后,绝大部分人均献身于数学教育事业,成为温州地区数学教师队伍的中坚力量。   在以后的一个相当长时期,这两部分人组成了温州中小学数学教师的基本队伍。   因为拥有一批高水平毕生献身于教育的数学老师,温州中小学的数学教学质量普遍较高。   这批教师不仅功底深厚教学水平极高,还善于发现学生的数学才能,培育他们学习数学的兴趣,引导他们步入数学殿堂。例如,苏步青读初二时就得到从日本留学回来的数学老师杨朝霁的赏识和指点。他对少年苏步青说:“你的历史和文学都学得挺好,但我发现你学数学更有发展前途,今后应多钻研数学。”在杨老师的推荐下,兼任他平面几何课的洪彦远校长在调任教育部之时,特地对苏步青说:“我就要调离学校了,你毕业后可到日本留学,我一定帮助你。”后来,果然汇寄银元200大洋资助他赴日本留学。又如,方德植同时考取南京的中央大学、上海的国立交通大学、上海劳动大学和浙江大学4所学校时,其中浙江大学的文理学院只开办不到1年,设备和条件都还较差。但早年留学日本的数学老师指导他说:“你数学很突出,正好浙大今年聘到一位叫陈建功的数学教授……今年初他刚在日本拿到理学博士,在国际上也很有声望。你还是进浙大数学系最合适。”这样,方德植便决定选择读浙大数学系。白正国中学数学成绩优秀,毕业时也是日本留学的数学老师指点他说:“你们平阳出了两位著名数学家,姜立夫和苏步青……你毕业后应去考浙江大学数学系。”杨忠道的数学老师陈仲武,毕业于中央大学。发现杨的数学才能后,在他高二时即将自己珍藏的原版《微积分》借交他攻读。在他考大学问老师是否该报考出路较好的工科时,陈老师坚定地回答他说:“你当然要去读数学。若连你也不去读还有什么人去读呢?”老师的指导,使一批有数学才智的温州学子走上了攀登数学之路。   成因之三   具有刻苦实干的地域品性   南宋时期,中国的思想学术界基本上分为三大派,以叶适(1150一1223)为代表的永嘉学派提倡“务实不务虚”。在这种观念的长期影响下,温州逐步形成了讲求办实事、求实效、勤实干的地域品性。   19世纪上半叶,为了强国富民抵御外敌,温州永强的张振夔(1798—1866)致力于研究和复兴南宋叶适“永嘉学派”的“通经致用”,结合吸取西方的科学和民主思想,认为中学与西学是一致可以互相补充的,并提倡注重教育。鸦片战争后,瑞安的孙衣言(1814—1894)和孙锵鸣(1817—1901)兄弟,进而极力宣扬叶适和张振夔“永嘉之学”的“讲功利”和“通经致用”。孙衣言的次子孙诒让,更是提倡办实事学科学,并身体力行于“阐西学,办实业,兴学校”的实际行动。   在这种社会氛围下,温州地区的广大青年继承了务实肯干的作风,形成了勤奋好学的风气,在学习数学中取得很大成效。例如,苏步青在读温州中学时,学校离温州最繁华的五马街仅只1公里。但是在学校住读的4年中,他为了把宝贵的时间用于学习,竟从未去过这条温州名街。潘廷洗在读大学期间,寒暑假回家省亲。为了有清静的学习环境和时间,他在和家人会面后,每次都独自借住到乡间的道观中日夜苦读。徐贤仪中风后身体一直不好,但他在去世的当天,还在埋头修改他的《地物系高等数学讲义》一书。就在这天夜里,他因劳累过度,心肌梗塞离开了人世。谷超豪为了学习,一再退迟婚期。并且,婚后以最简单、最省时的方式处理生活,以把更多的时间用于读书和研究。对此,老一辈温籍数学家徐桂芳教授说过:“温州人得山水之灵气,刻苦踏实和勤奋好学蔚然成风,具有学习数学的基本素养。”   成因之四   地处信息开通的沿海环境   在19世纪,上海树立了中国科学技术发展的标尺。因为与上海以及海外有便利的交通条件,先进的现代科技一经流入中国,便很快在温州传播。   中国在近代数学方面,自19世纪中叶嘉兴人李善兰(1811~1882)来到上海后,与英国人伟烈亚力(WylieAlexander,1815—1887)合译完成了欧几里得《几何原本》的后七至十三卷,1858年在上海刊行。1865年,又连同300年之前由明末徐光启(1562—1633)与意大利的利玛窦(RicciMatteo,1552—1610)合作翻译的前六卷,一起在南京出版。1859年,李善兰与伟烈亚力又合译了美国罗密士(E.L.oomis)著的《代微积拾级》和英国摩根(D.Morgan)著的《代数学》,向中国数学界介绍了代数、解析几何和微积分。这些工作,连同以后陆续译出的《代数术》《微积溯源》《决疑数学》,以及《形学备旨》《代数备旨》和《笔算数学》等,标志了当时中国数学发展的水平。   作为中国近代数学发展的另一个标志的是,1868年江南制造局译书馆的建立。从此,大量近代的科学技术书籍开始出版。在数学方面,该局出版了从初等数学到微积分的许多著作。此外,1879年上海“格致书院”开始招生,也是一个重要标志,它表明中国现代科学技术教育的形成。   温州地处中国东南沿海,开埠较早。1685年(清康熙二十四年)即开始在浙海关下设立对外通商的温州分海关。由于水路交通发达,温州港与沿海各地,特别是与上海等地贸易往来频繁。此时,还有一些温州的船只也驶往日本、东南亚各国和印度等从事海外商贸活动。1877年,温州海关正式建立。当年,即设立英国驻温州领事馆。英国领事馆除处理英国在温州的事务外,还先后受德国、西班牙、奥匈帝国和瑞典等国政府的委托,兼管各该国在温州的有关事宜。   清末民初,温州地区青年最先读的数学书籍,是本地算学家不多的几种“中国式”著述。后来,由于温州与上海和国外在交通上的频繁往来,当日本和欧美的现代数学传入中国,便迅即转传到温州。一时,在学校中曾大量采用过日本的教科书,后来欧美的现代数学著作也较快传入温州。不久,在温州的府前街上便开设出多家新式的书店,销售中外新书。其中既有由国内商务印书馆出版的何鲁的《代数学》、严济慈的《几何证题法》和段子燮的《解析几何》等,也有国外如美国的《混合算学》(即几何、三角、代数合编本)、《范氏大代数》和《代微积拾级》等翻译本。同时,还有霍尔(H.S.Hall)和奈特(S.R.Knight)的《代数》和龙尼(S.I.Loney)的《解析几何》等英文原本。   曾有记者问:“温州地处沿海,是否因为多吃鱼类磷质充分,致使温州人脑子聪明?”对此,我们曾作过调查并请教了有关专家,并未取得确切有力的科学依据。不过,著名数学家陈省身教授曾对我们讲过:“在中国,浙江是数学大省,温州是数学强市。”从已出版的《中国现代数学家传记》(第1—5卷)中收录的199位现代数学家中,的确是沿海的浙江省人数最多。而作为地级市的温州籍人数,则确是全国同类地区之最。可见,地处沿海信息开通,也是温州数学家群体出现的一个客观条件。
3355 次阅读|2 个评论
无书可读的日子
热度 7 baojianwang 2011-7-9 09:12
想写一点关于读书的文字,是因为现在实在是无书可读。王小波说,不断地学习和追求,这可是人生在世最有趣的事,要把这件事从我生活中抽掉,还不如把我阉了……我没有这么高的精神境界,只是觉得无书可读的日子终究很乏味。当代国学大师范曾先生今年73岁高龄,但他早晨读书的习惯坚持了60多年,学问都是时间堆起来的。现在早上我总5点多就醒,总想找点东西来读。 书总有好的和坏的之区别。我相信,存在的即是合理的。“古人之学为己,今人之学为人”,书的好与坏,也许就在于我们从书中汲取的营养对“为己,为人”的价值。陈省身就讲,数学也分好的数学和坏的数学,一个数学家应当了解什么是好的数学,什么是不好的或不太好的数学,有些数学是有开创性的,有发展前途的,这就是好的数学;还有一些数学也蛮有意思,却渐渐地变成了一种游戏了。我想,好的书应该给人一种“禅观豁然破”的警醒,“得饮醍醐,顿消热恼”的清凉,“惟草木之零落兮,恐美人之迟暮”的触动;坏的书自不必说了,只不过是心灵浮躁的附和,一种游戏罢了。从这个意义上讲,中国和西方的哲学经典,文学经典都可以称之为好的书,至于现代,路遥、韩少功、王小波的文字也许……(我读的书不多,未免有误导之嫌)。 读书万不可浮躁。我读费曼的《发现的乐趣》从中学到六个字:观察、怀疑、正直。其中给我印象最深刻的是观察,如果你和你的朋友走在茂密的森林里,朋友指着一种鸟,对你说,知道它是什么鸟吗?你一头雾水,朋友反替你说出鸟的名字;从而,你怀着敬慕的眼光看着他。不,完全没有必要,他除了知道鸟的名字之外一无所知,鸟的名字只是一个概念而已,它不会给你传达更多的信息。我们现在需要做的是细致的观察:它的活动规律,生活习性等。范曾先生讲过一个故事,他在澳大利亚碰见一个学者称读完了《四库全书》,范曾先生对他是嗤之以鼻的,因为《四库全书》总共八万卷,至今没有一个学者能够通读。还有一个有趣的故事:一个人要去洗衣店洗衣服,在大街上看见一家房子,门前挂着“洗衣店”的牌子,就进去了。店主问,你来干什么,那个人回答说,我来洗衣服啊,店主回答到,我们这里不洗衣服,那个人反问道,那你们挂“洗衣店”牌子干什么,店主回到,我们是卖“洗衣店”牌子的。我想,鸟的名字,学者读的《四库全书》都可以称之为“洗衣店”的牌子。观念和概念是不堪重任的,对“为己,为人”没有任何价值,如果没有怀尔斯在普林斯顿的面壁八年,如果没有黎曼落奖后的坚持,怎会有“灯火阑珊处”和“山花烂漫时,丛中笑”的她。 速成的东西总是缺乏营养,经岁月沉淀的东西才弥足珍贵。达到“以霜雪之洁求其品,以岱宗之高求其志。以潭壑之深求其学,以大地之博求其德”的境界,唯有多读书,多读好书。电子版书籍总是害我的眼睛不浅,还是希望纸质的书籍。也希望老师朋友给我推荐好的书籍,不胜感激!
个人分类: 读书所得|4792 次阅读|15 个评论
圆周率:你喜欢派,还是喜欢 套?
热度 1 liuli66 2011-6-30 22:29
这篇文章 部分学者认为圆周率定义不合理 要求改为6.2 8有点意思,文章说: 6月28日看似普通一天,对于一些想“打倒”圆周率π的人却是特殊日子。他们认为约等于3.14的π“不合自然”,应该用双倍于π、约等于6.28的一个常数代替。他们以发音类似汉字“套”的第19个希腊字母τ命名这个新常数,把6月28日定为“τ日”。 AN想到: 1)什么是路径依赖(path-dependence)?圆周率,派,就是路径依赖。不管它合理不合理,自然不自然,一万年也不会变。就像现在的英文键盘字母的排列,一万年也不会变。 2)圆周率若变成了“套”,这个世界就要乱套了。至少,cao数学家要 乱套了。 你是喜欢 派呢,还是喜欢 套? CCTV 1 套 “我们有1套”,不错。
个人分类: 杂感|700 次阅读|2 个评论
人类对立体逻辑基本无知的状况是该改变了
热度 9 Babituo 2011-6-8 09:01
人类对立体逻辑基本无知的状况是该改变了
我们人类中的大多数人,包括大多数的逻辑学家和数学家,他们确实还不知道立体逻辑的存在。 真假逻辑,是典型的直线逻辑。 只有在一条“逻辑直线上”,才存在“非真即假”“非假即真”的状况。 正如只有在数轴上,存在非正方向,即负方向是一样的。 人类已经能够轻易地完成立体几何空间的思维:我们把几根数轴正交的交织起来,就构造了多维的几何空间。 可我们还没有完成同样是这么轻易就做到的思维跨越:把几根“逻辑数轴”正交地交织起来,就构造了多维的逻辑空间。 我们根据立体的几何空间,知道了:看上去对开的车不会相撞,因为道路不是直线,是平面。看上去交汇开的车同时到达交汇点也不会相撞,应为道路不是在一个平面上的,而可以是立体的。 可是,我们在逻辑上就完成不了类似的思维:从一个方向看上去不是真的的事实,其实在另一个方向上依然可能还是真的。我们忽视了逻辑的方向性! 所以,我们会产生那么多的困惑和被我们称为“悖论”的认识。如果我是数学家,我还一定可以知道,所谓罗素悖论和哥德尔定律,都一定和“直线的逻辑思维”有关。可,是数学家的大多数人,还只能接受这些困惑,而放弃做立体逻辑的思维。这是人类的遗憾。 人类是到了该改变对立体逻辑基本无知的状态的时候了。 这是E8的结构,人类立体几何思维的顶峰。 这只是三维的逻辑空间,人类还在犹豫不决是否接受它。 人类之所以还停留在战争、争斗、冲突、矛盾、困顿之中,其中主要的原因之一,就是人类的逻辑思维水平还相当地只在一维的水平上高度发达。 物理学早就告诉我们:在低维空间上看似复杂、矛盾的规律,到高维空间中很顺畅简美。 逻辑学也应该能告诉我们:在低维逻辑空间上的矛盾和冲突,在高维逻辑空间上是和谐美满的。 罗素最初认为,数学只是逻辑学的延展,是从公理体系的角度来说明的。后来,希尔伯特也有将所有数学定理都转变为逻辑命题的形式化表达的宏伟理想,直到被哥德尔定理粉碎。——直到如今,大部分的数学家们已经甘心接受这种“理想被粉碎”。而我要提醒大家来反省的是:是否正是因为“理想”本身的狭隘,才导致其“被粉碎”呢?我们能否建立更完美,更高层的“立体逻辑主义”的理想呢? “数学是逻辑的延展”和“逻辑是数学的浓缩”这对看似互逆的关系,或许本身也并不是在“一条逻辑直线”上互逆的。而是在一个循环圈上相互反向的。可以想象的是:这一对关系的互动,正是推动数学向前发展的一个完美的机制。 如果用圈态的思维来理解:如果逻辑学和数学组成我们认识世界的基础科学的学问的话,如果这个基础学问的整体是一个类圈体的话,那么,逻辑学就是这个类圈体中心“内隐”的孔洞部分;而数学,则是从孔洞的一个极展开,又从另一个极压缩回来的“外显”部分。 是否,除了有“直觉主义”所否定的“否定之否定”,还可以有,“柏拉图主义”所否定的“否定之否定”呢?“立体逻辑主义”就可以是一个希望。 所以,不要误解“立体逻辑主义”是“直觉主义”,更应该往“柏拉图主义”的方向上去理解和接受“立体逻辑主义”的否定“否定之否定”。 而“形式主义”,则只是“一维逻辑”下的“柏拉图主义”的特例而已。 晓辉问: 嘉文画的“数学是逻辑的延展”和“逻辑是数学的浓缩”的立体示意图,直观地揭示出了数学与逻辑的那种你中有我、我中有你的关系。其启发性就在于:假设真是这样,那么,应当如何解释"逻辑与数学之间的区别和联系"? 我答: 对于“数学是逻辑的延展”,罗素已经很充分地进行了阐述,现代逻辑学和数学并不完全接受这个观点,我个人认为,是因为罗素和现代逻辑学家们都没有看到另外一端的情况:“逻辑是数学的浓缩”。对此,我已经在“数值压缩原理”中做出过一些原理性的阐述,这也是将直线逻辑引向立体逻辑的必经之路。世界是立体的,数学是立体的,逻辑没有理由不是立体的。详细的论证不是本人的特长,所以,只能交给有眼光的数学家和逻辑学家们去研究了。 我们只能在同一个“语义维度”上使用“否定之否定”,而不能跨语义维度地使用“否定之否定”,而数学证明是否只是在“一维语义”上的推理,是值得怀疑的。甚至,我们从来就没有去思考过,数学证明上的语义维度问题。
个人分类: 立体逻辑|5592 次阅读|33 个评论
[转载]用数学探讨生态环境变化
热度 3 lysyxcs 2011-6-7 22:57
数学模型和计算机技术的发展,使众多学科不仅可以描述现状,也可以预测未来。比如在面对长江中下游地区60年一遇的大旱,数学家就通过建立模型分析出,今年候鸟的迁移可能会受到影响;而数学模型还能预测传染病。6月3日到5日,由中国生物数学学会、南京信息工程大学主承办的四年一度的第五届国际生物数学大会在宁举办。来自英国、美国、加拿大等国的300余名专家学者围绕着环境与生态动力学、传染病与病虫害动力学等进行探讨。 干旱将影响候鸟的迁徙 南京信息工程大学数理学院院长蒋勇教授告诉记者,通过建立数学模型,可以反映生物种群之间的平衡关系,进而对其进行理论分析。从生物数学的角度,原有的平衡都会通过外界的变化而变化。比如今年长江中下游地区出现的干旱,“现在大家考虑比较多的可能是干旱对于粮食的影响,但从我们研究的领域,主要考虑干旱对于生态环境的影响。” 蒋勇教授告诉记者,干旱导致很多水生植物动物的死亡,比如一些小的贝壳,螺蛳和水草等,而这些原本都是候鸟的食饵。这可能会造成候鸟迁徙受到影响,抑或是迁徙的候鸟因为无食可捕而饿死。 而另一方面,干旱可能造成传染病的传播,干旱使得某一区域的水变少了,湖泊干涸,原来大面积生长的水生植物生存的范围缩小,这也导致了病菌有机会繁殖。“道理很简单,比如我们提倡勤洗手,就是稀释细菌浓度。而水变少了,细菌的浓度就会上升。” 另外,干旱可能还会带来鼠灾的隐患,有些鼠类适合生存于半干旱和干旱的状态下。目前这种干旱状况给这类鼠类的繁殖提供了有利的空间。 感冒病毒每二三十年“突变” 同样,科学家可以通过建数学模型,对流行病进行研究。加拿大约克大学传染病数学模型中心主任、华裔科学家吴建宏教授,目前领导着20多人的研究团队从事传染病数学模型研究分析工作。2009年流行的甲型H1N1病毒,刚开始在墨西哥被发现时,他们就利用数学模型对其潜伏期和感染期等进行分析,为政府公共卫生部门制定防控策略提供了咨询参考意见。 “目前病毒变异的速度太快了,我们往往刚开始知道疫苗是什么,它就已经发生变异。”吴建宏教授说,这与全球经济一体化有关,一种在亚洲发现的感冒病毒,和一种在欧洲发现的感冒病毒,可能在短短一天之内,就可能在两个洲“相遇”并发生变异。 2009年在全球引起大范围流行的甲型H1N1流感,其实科学家们早就通过数学模型“预测”到了。“因为新的病毒每20到30年会产生一次突变,但大家原来以为是甲型H5N1(高致病性禽流感病毒),后来流行的是甲型H1N1。” 
1760 次阅读|3 个评论
赵慈庚 ── 妍媸褒贬非关想,一片徜徉任卷舒
热度 1 jiangxun 2011-6-5 13:49
作者:蒋迅 这是我为《 数学文化 》杂志写的一篇短文,发表在第2卷第2期上: http://www.global-sci.org/mc/issues/2/no2/freepdf/90s.pdf
个人分类: 谈数学|4283 次阅读|2 个评论
英国数学家李特尔伍德最喜欢的几句诗
热度 12 Wuyishan 2011-6-3 06:03
英国数学家李特尔伍德最喜欢的几句诗 武夷山 英国数学家 John Edensor Littlewood ( 1885 - 1977 ) 的文集《李特尔伍德杂录》 ( Littlewood’s Miscellany ) 是由Béla Bollobás (1943 -, 生于匈牙利的英国数学家 ) 编辑的。Béla Bollobás 在该书的“序言”中说,李特尔伍德最喜欢《鲁拜集》的第 28 首: With them the Seed of Wisdom did I sow, And with my own hand labour'd it to grow: And this was all the Harvest that I reap'd -- "I came like Water and like Wind I go." 我的译文如下: 我将智慧的种子播撒, 亲手劳作,促其长大。 我收获的一切转瞬成空: “我来如水,去如风”。 然后,我找到了郭沫若的译文 (http://5352919.blog.hexun.com/10118936_d.html) : 我也学播了智慧之种, 亲手培植它渐渐葱茏; 而今我所获得的收成 —— 只是 “ 来如流水,逝如风。 ”
个人分类: 译海扁舟|7827 次阅读|35 个评论
[转载]冯.卡门----应用数学
wangchaochf 2011-5-12 08:40
打算搞应用数学研究的数学家必须对所涉及的物理过程有相当透彻的了解。另一方面,为了适当地利用数学工具,工程师必须深入钻研数学分析的基本原理,并达到相当高的水平。 把一堆机床杂乱无章地拼凑起来,成不了一个高效率的金工车间。我们知道,在你们的数学宝库里有着非常管用的机床,摆在我们面前的任务是要懂得如何调整、使用它们。
个人分类: 学习方法|2986 次阅读|0 个评论
国产数学家
热度 1 metanb 2011-5-11 23:41
他们越是钻研那些抽象的数学,也就越发地变得浮浅。
个人分类: 魔鬼辞典|1813 次阅读|1 个评论
数学家
热度 2 metanb 2011-5-11 23:39
他们的浮浅程度与他们所创造的数学的深度成正比。
个人分类: 魔鬼辞典|1831 次阅读|4 个评论
数学家不死,但……
热度 3 yonglie 2011-5-11 08:36
数学圈里流行过一句俏皮话: Old math teachers never die, they just multiply . 表面的意思是,数学老师从来不死,而只是在“繁殖”。 “ die ”还有“ 中止 ”的意 思——所以,那句话的“数学”意义在于,当除 不尽的时候,就只好改做乘法。类似的拿数学家和数学名 词“开涮”的趣话还 有: Old math teachers never die, they just reduce to lowest terms; Old mathematicians never die, they just disintegrate; Old mathematicians never die, they just go off on a tangent; Old mathematicians never die, they just lose some functions. 仔细想来,这些调侃有着十分的道理——数学家们虽然“不死”,却落到了最低的份儿,崩溃了,走自己的路,残疾了。 关于 go off on a tangent ,除了“跑题儿”(甚至 “顾左右而言他”; tangent 即 “ diverging from an original purpose or course ”), The Oxford American College Dictionary 还解为 a completely different line of thought or action ,忽略 了“跑” 的过程,结果就有 点儿“独持偏见,一意孤行”了。
个人分类: 数学|3815 次阅读|2 个评论
[转载]用数学抓住狮子
lysyxcs 2011-5-5 18:49
此文编译自一篇1938年发表在《美国数学月刊》上的真实论文,原文的题目是《关于狩猎大型猎物的数学定理的研究》,虽然题目有点“雷”,但它极具传播效率地向有兴趣的读者介绍了当时数学和物理学的发展分支。因为版面有限,我们做了删节,如果您感兴趣,请到果壳网查阅原文。   作者H.Petard是数学家E.S.Pondiczery的笔名。更有意思的是,E.S.Pondiczery本身也是一个笔名,是数学家RalphP.Boas,Jr.和同事们长期合作发表论文时虚构的人物。   为了叙述简便,我们不妨将提到的“大型猎物”限定为居住在撒哈拉沙漠上的狮子。显然,只需要在形式上加以修改,文中列举的方法便可以自然地扩展到其他的野兽和其他的地域上。   数学方法   希尔伯特方法:我们将一个锁住的笼子放在沙漠的一个已知位置上,然后引入以下的逻辑系统:   公理一:撒哈拉沙漠中的狮子集不是空集;   公理二:如果撒哈拉里有一头狮子,那么笼子里就有一头狮子;   推理规范:如果P是一个定理,同时有“P蕴含了Q”,那么Q是一个定理;   定理一:笼子里有一头狮子。   反演几何学方法:我们在沙漠里放一个球形的笼子,然后走进去,之后对笼子进行反演变换。于是狮子在笼子里面,我们在外面。   射影几何学方法:我们可以不失一般性地将整个沙漠看成是一个平面。我们将这个平面投影到一条线上,接着将这条线投影到笼子的一个内点。因此目标狮子便也被投影到这个内点上——也就是笼子里。   波尔察诺-魏尔斯特拉斯方法:用一条南北走向的线将这个沙漠分成两部分。那么狮子不是在东边就是在西边,不妨设它在西边;再用一个东西方向的线分割狮子所在的部分,于是狮子不是在这部分的南边就是在北边……无限次地进行这个过程,每一步都布下一个足够结实的围栏,而且所围区域的直径趋向于0。于是这头狮子最终被包围在一个周长任意小的围栏里面了。   集合论方法:沙漠是一个可分空间,所以它包含一个可数的稠密点集,可以以此构造一个以狮子为极限的子序列。接着我们沿着这个子序列悄悄地接近它,然后用合适的东西海扁它!   皮亚诺方法:通过标准方法构造一条经过沙漠中每一点的连续曲线。我们已经知道,可以在任意短的时间内遍历这样的曲线。所以我们应该带上长矛,然后赶在狮子移动一个身长的距离之前飞速遍历整条曲线。   拓扑学方法:我们发现一头狮子至少有着环的连通性。我们将沙漠变换到四维空间中,便可将其以扭结状态变换回三维空间中,这样它便无计可施啦。   理论物理学方法   狄拉克方法:我们发现事实上野生狮子在撒哈拉沙漠中是观察不到的,因此如果沙漠中有狮子,那么他们一定是已经被驯服了的。在此我们将“抓住一个被驯服的狮子”作为一个练习留给读者。   薛定谔方法:任意时刻一定有一个微小的正概率使得狮子在笼子中,守株待兔吧!   核物理方法:将一头驯服了的狮子放进笼子里,对它和一头野狮子应用马约拉纳交换算符。作为一个变型,假如你非要一头公狮子,我们可以在笼子里放入一头驯服了的母狮子,然后应用海森堡交换算符,它将连同自旋一并交换。   相对论方法:我们在狮子周围撒下大量天狼星伴星作为诱饵。当狮子吃了足够多的时候,我们用一束光照射穿过沙漠——这束光在狮子周围会发生弯曲,于是它就会头昏眼花的,我们便能够悄无声息地接近它了。   实验物理学方法   热力学方法:我们做一张半透膜——一张除了狮子别的东西都能透过去的半透膜,然后用它横扫整个撒哈拉大沙漠。   原子裂变法:我们用慢中子辐射沙漠,于是狮子就带上了放射性,同时狮子会开始衰变。当衰变得差不多的时候,它便无力抗争了。   磁光法:我们种下大量猫薄荷,并排列成透镜形状,这个透镜的轴向与地球磁场的水平切向平行。接着再将笼子放在透镜的一个焦点处。我们将已经磁化了的菠菜种满整个沙漠——我们都知道菠菜含有大量的铁。菠菜会被沙漠的食草动物吃掉,然后这些食草动物会被狮子吃掉。于是狮子们都被磁场转到和地球的磁场线平行的方向,然后他们便能被猫薄荷透镜聚焦到笼子里面。
1906 次阅读|0 个评论
虚数的诞生 —— 最早揭示出虚数威力的数学家卡尔达诺
readnet 2011-5-3 13:30
古希腊时代结束以后,欧洲的数学曾经有很长一段时间处于停滞状态。 到了文艺复兴时期,欧洲数学终于再度繁荣,开始取得超过古代数学的重大成就。 在重新振兴欧洲数学的活动中,16世纪的意大利数学家们发挥了前导的作用。 其中有一位是米兰的医生兼数学家杰罗拉莫·卡尔达诺。他认真研究过于他同时代的意大利数学家尼柯洛·冯塔纳(1499-1557,绰号“塔塔利亚”,意大利语意思是口吃的“结巴”)所发明的“求解三次方程的公式”,并在自己1545年出版的数学书《大术》中作了介绍。由于《大术》这本书流传甚广,读的人非常多,到今天,人们已经习惯于把本来是塔塔利亚发明的求解三次方程的公式称为“卡尔达诺公式”。 事实上, 正是在《大术》这本书中第一次出现了“平方为负数的数”,也就是首次出现了虚数 。 《大术》一书中有多达20页的篇幅详细讨论“怎样的两个数彼此相加之和为10,彼此相乘之积为40”的问题。在当时,这个问题本来是没有答案(解)的。 但是,卡尔达诺却写下了“5 + \sqrt{-15}”和“5- \sqrt{-15}”两个答案。 他写道,“若不在乎因困惑而感到苦恼的话,这两个数,乘积等于40,的确满足问题的条件。” 卡尔达诺通过对这个问题的讨论提出了一个重要思想:承认虚数,原来没有答案的问题也会有答案。 使用“平方为负数的数”,任何二次方程都会有答案 卡尔达诺问题的求解 1. 卡尔达诺的解题方法 问题 试求相加等于10,相乘等于40的两个数 求解 在“比5大x的数”和“比5小x的数”的两组数中区寻找相乘等于40的数。 设这两组数分别为(5+x)和(5-x),所提问题相当于要求 (5+x)×(5-x)=40 利用初中数学学过的公式(a+b)(a-b)= a^2 - b^2 改写上式方程左端,得 5^2 - x^2 = 40 25 - x^2 = 40 x^2 = -15 求得x是一个“平方等于-15的数”,然而当时却没有这样的数。 尽管如此,卡尔达诺在他的书中仍然把“平方等于-15的数”当作一个普通数对待,将它写作“\sqrt{-15}”。卡尔达诺径直把“比5大x的数”和“比5小x的数”中的“5 + \sqrt{-15}”和“5- \sqrt{-15}”当作问题的答案写作了书中。 答案 满足问题条件的是如下两个解: “5 + \sqrt{-15}”和“5- \sqrt{-15}” 2. 利用“求解二次方程的公式”的解题方法 问题 试求相加等于10,相乘等于40的两个数 求解 A+ B = 10 (1) A × B = 40(2) 由(1) B = 10-A 代入(2)得到一个只有一个未知数A的二次方程 A × (10-A) = 40 写成二次方程的标准形式“aX^2 + bX + c = 0” -A^2 + 10A -40 = 0 利用求解二次方程的求解公式 A = 5 ± \sqrt{-15} 答案 5 + \sqrt{-15} 和  5- \sqrt{-15} 求解 相加之和是否为10? (5+ \sqrt{-15}) + ( 5- \sqrt{-15}) = 10 相乘之积是否为40? (5+ \sqrt{-15})×( 5- \sqrt{-15}) = 5^2 - (-15) = 40 扩展阅读 虚数 —— 一种“并不存在的数” 把“除不尽的除法的答案”也当作一种数 —— “分数”的发明 发现“无理数”,最终形成“实数”概念 存在着没有实数解的“二次方程” —— “实数”的欠缺
个人分类: 科学八卦|10742 次阅读|0 个评论
两位非欧几何数学家
热度 2 zhangjinami 2011-4-28 07:28
一、【罗巴切夫斯基简介】 罗巴切夫斯基(1792年—1856年)俄国数学家,出生于俄国下诺夫哥罗德城的一个小职员家庭。非欧几里得几何学创始人之一。1807年入喀山大学学习,1811年获硕士学位并留校工作,1822年任该校教授,还曾任物理—数学系主任、喀山大学校长等职。他改变了欧几里得几何学中的平行公理,提出一种新的几何学,称为 “双曲几何学”或“罗巴切夫斯基几何学”。著有《虚几何学》、《平行线理论的几何研究》等。他生前并没有得到他的当代人的赞赏,相反遭到嘲弄,直到他去世后,由于高斯对他的学说予以肯定,他的思想才得到普遍的理解和承认。1893年,喀山大学为这位数学伟人竖起了纪念像。 二、【黎曼简介】 乔治·弗里德里希·伯恩哈德·黎曼(1826年—1866年)德国数学家。黎曼几何学的创始人,复变函数论创始人之一。哥廷根大学哲学博士。哥廷根大学教授。他引入三角级数的理论,从而指出积分论的方向,并奠定了近代解析数论的基础,提出一系列问题。他最初引入黎曼面和流形的概念,对近代拓扑学影响很大。在微分几何方面,继高斯之后建立了黎曼几何学,为广义相对论提供了数学工具。对代数函数论和微分方程也有重要贡献。
3696 次阅读|2 个评论
空气动力学权威冯·卡门谈钱学森:36岁的他已经是一位公认的天才
dhwang 2011-4-28 01:50
1697 年,一篇作者匿名的数学论文被寄给瑞士数学家丹尼尔·伯努利手中。伯努利立即认为这是牛顿所写,他说:“从爪了判断,这是一头狮子。”这是一位天才对另一位天才的判断。 “从爪子判断 这是一头狮子” ---钱学森天才之路回顾 科学时报记者 王丹红 2009 年 10 月 31 日,“两弹一星”元勋钱学森在北京逝世。作为航空航天事业的先驱,钱学森为中国和世界做出了卓越的贡献,他也为当今中国留下一个问题:如何培养具有创新能力的人才? 2005 年 7 月 29 日, 94 岁的钱学森在病塌上对前来看望他的温家宝总理说:“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是‘冒’不出来人才。这是很大的问题。” 钱学森 1934 年毕业于上海交通大学,同年考取清华大学庚款留美公费生, 1935 年赴美国留学;在麻省理工学院获得硕士学位后,到加州理工学院,师从空气动力学权威西奥多·冯·卡门。 在自己的传记,冯·卡门这样谈及钱学森:“钱是加州理工学院火箭小组的元老,第二次世界大战中为美国的火箭研究作出过重大贡献, 36 岁的他已经是一位公认的天才,他的研究工作大大地推动了高速空气动力学和喷气推进技术的发展。有鉴于此,我举荐他为(美国)空军科学顾问团成员。” 冯·卡门也是一位名副其实的科学天才,作为一位基础理论学家,他揭示大气和作用在飞机及其它飞行器上难以想像的力、气流和涡流;作为一名教师,他培养并带领两代科学家和工程师闯进了科学技术的先驱领域,为世界航空和航天工程奠定了坚实的科学基础,他的学生遍及世界,人们称之为“卡门科班”,其中有多位杰出的中国学生:钱学森、郭永怀、钱伟长、林家翘、胡宁等。他的第一位美国学生弗朗克·瓦登道夫曾于 1935 年来到北京,在清华大学担任了两年的航空学讲授,为中国航空学研究和教学做出重要贡献。 从钱学森追溯到冯·卡门,也许,我们可以看到一条天才的成长之路和他们为人类做出的杰出贡献。 加州理工学院的魔笛手 1930 年, 49 岁的空气动力学家冯·卡门是德国亚琛工学院的教授,这一年,他被加州理工学院院长罗伯特·密立根请到了美国。 加州理工学院原名施罗普工学院,是一所职业学校,由南加州帕萨迪纳市宗教改革慈善家埃莫斯·施罗普于 1891 年创办。 1907 年,天文学家、帕萨迪纳附近威尔逊天文台台长乔治·黑尔成为学校董事会成员。当时美国的科学研究还处于婴儿期,黑尔远见卓识,计划将学校建成以工程、科学研究和教育为主的美国第一流大学, 1917 年,他帮助请来兴办麻省理工学院的物理化学家阿瑟·诺伊斯博士担任化学系主任,他又将密歇根大学的物理学家罗伯特·密立根请到学校筹建物理系。学校于 1920 年更名为加州理工学院,密立根在 1923 年获得诺贝尔物理学奖 1918 年,在加州理工学院,黑尔、诺伊斯和密立根在形成了无可匹敌的三驾马车。 1922 年,密立根于出任学院院长,他坚守墨尔的原则,不先去设计一个完整的组织体系,把负责人一个个填满,而是宁缺勿滥,主张以热心培养年青的杰出人物为中心来建系。 密立根成为加州理工学院罗致人才的魔迪手,他从欧洲请来著名物理学家劳伦斯、数学家和物理学家保罗·爱勃斯坦,并将两名世界最伟大的物理学家索末菲尔特和爱因斯坦从德国请到加州理工学院。 1926 年的一天,密立根在《帕沙迪纳明星报》上看到一条消息:住在纽约的大富翁古根海姆决定向纽约大学、麻省理工学院和密歇根大学提供特别基金,资助航空工程的教学和科研。他立即乘火车赶到纽约见古根海姆,向他表示:如果不将加州理工学院列入基金户头,可能是他一生中最大的失误。密立根慷慨陈词,阐明南加州发展航空工业具备的天时和地利,预言这里将成为美国的飞机制造中心。 古根海姆认真听取了密立根的意见,同意给加州理工学院基金,但提出一个条件:要物色一位欧洲的航空科学专家来建试验室。就这样,密立根找到了在德国亚琛工学院的航空动力学教授冯·卡门,邀请他来美国,对加州理工学院建立空气动力学试验室提建议。 冯·卡门于 1881 年 5 月出生于匈牙利布达佩斯,父亲是一位教育学家和历史学家。 6 岁时,他就能在心算 5 位数乘 5 位数的数学游戏,父亲对他异常的运算能力感到担忧,要求他读地理、历史和诗歌替代做数学习题。 16 岁时,他考入匈牙利皇家约瑟夫大学,毕业后赴德国哥廷根大学深造,曾跟随现代空气动力学之父普朗特尔教授研究材料力学。 在哥廷根大学,数学家菲利克斯·克萊因和戴维·希尔伯特对冯·卡门产生深刻影响。在哥廷根大学开创应用数学是克莱因的一大创举,克莱因认为在大学教育中,数学应当和工程实践相结合。他认为,工科大学不仅要有坚实的理论基础,还应该真正懂得科学研究的方法,另一方面,数学家也需要具备一些工程技术基础知识。克莱因的指导思想成为冯·卡门后来在亚琛工学院和加州理工学院搞科学与技术动力源泉。 1926 年 9 月,冯·卡门首次访问美国,在加州理工学院,他为正在设计中的风洞提出了修改意见,提出新建航空试验室的初步计划;之后,到美国一些大学和研究部门讲学。在麻省理工学院讲学时,冯·卡门有一个意外的收获:航空系一位名叫弗朗克·瓦登道夫的学生找到冯·卡门,要跟随他完成硕士论文。 瓦登道夫 1927 年到亚琛,从此,他成为冯·卡门最亲密的学生和同事。 1935 年,应冯·卡门推荐,瓦登道夫来到北京,在清华大学担任了两年的航空学讲授,他建议建造中国的第一个风洞,并带领清华航空系的 20 多名学生进行风洞的设计。 1937 年, 8 月,当日本侵犯中国时,瓦登道夫坚持留在清华大学,保护已做成的风洞和实验室。在日本人的轰炸中,他带着一张清华大学 30 万美元的资产保付支票和一小盒镭,从北京一路南下,在路上染上疾病,造成下半身瘫痪,回美国后,虽疾病被治愈了,但走路却是一拐一拐的。 20 世纪 50 年代,他曾出任北约航空顾问团主席。 冯·卡门一生中两次访问中国。 1928 年,他访问清华大学,建议清华开设航空工程方面的课程。 1937 年 6 月,应瓦登道夫邀请,他再次来到北京,帮助中国政府草议全国科学研究机构设置,并建议政府支持航空研究。 冯·卡门 1930 年底加入加州理工学院,之后成为美国公民,并在美国渡过了他的后半生,其间,他在很多方面发挥了无可争辩的天才作用,领导了加州理工学院古根海姆航空试验室的创建,培养并带领两代科学家和工程师闯进了航空航天的先驱领域;他对军事的影响尤为突出,美国空军的创建和成长直接利益于他的远见卓识,他被称为是空军的“守护神”;他在晚年帮助创办了世界上最大的火箭制造企业 - 航空喷气公司;此外,他还为组建北约航空顾问团四处奔赴。 1963 年 2 月 18 日, 82 岁的冯·卡门成为首位美国国家科学奖章的获得者,约翰·肯尼迪总统在白宫为他亲自颁奖,表彰“他在航空动力学的科学与工程基础的领导才能 ...... 在力学各方面的有影响力的教学和相关贡献以及对于美国军队杰出的帮助”以及“对于国际科学工程合作的促进 . ”这一年 5 月,他在亚琛逝世,后安葬在帕萨迪娜的好莱坞公墓。 当天才遇到天才 1921 年的一天,布达佩斯一位著名的银行家带着他 17 岁的儿子约翰尼·冯·诺伊曼来到亚琛工学院,向冯·卡门提出一个不同寻常的问题:劝说他的儿子不要当数学家,因为“当数学家是发不了财的。” 冯·卡门跟那个孩子谈了一会,发现他尽管才 17 岁,可已经提出了各种无穷大概念进行研究,认为他是个奇才。冯·卡门在回忆录中说:“我觉得劝他放弃自己天生的爱好是可鄙的。与此同时,小时候父亲要我远远避开数学的往事迅速在脑海闪过。记不清我是否曾经为这事苦恼过,不过后来我还是走上了研究数学的道路。” 冯·卡门建议这位父亲同意儿子的要求,送他到苏黎世攻读化学工程,这样,即能让这孩子学些数学,又可为将来从事当时吃香的化工行业做准备。“银行家同意了我的看法,让约翰尼到苏黎世去读书。约翰尼毕业后又重返研究数学的道路上,这对全世界来说可是件好事,他终于成为世界上最伟大的数学家之一。” 大约在 1923 年,德国柏林大学的数学教授施密德给马柏里大学的数学教授希尔伯特·弗伦克尔寄来一份长长的手稿《集合论的公理化》,请他发表意见。论文的作者是弗伦克尔不认识的约翰尼·冯·诺伊曼,他说:“我不能坚持说理解了一切,但可以确有把握地说,这是一部分了不起的著作,并‘从爪子判断,这是一头狮子’。”这一年,冯·诺伊 20 岁。 1930 年, 27 岁的冯·诺伊曼来到了美国普林斯顿大学。在美国,他研制出世界上第一台电子计算机。 冯·卡门与钱学森相见于 1936 年的一天。 当时,已获得麻省理工学院的钱学森找到冯·卡门,就自己进一步深造的问题征询他的意见。“这是我们的初次会面,我抬起头来打量着面前这个身材不高、神情严肃的青年,然后向他提了几个问题。所有问题他回答得都异常正确。顷刻间,我就为他的才思敏捷所打动,接着我建议他到加州理工学院来继续攻读。他同意了我的建议。”冯·卡门在传记中写道。 刚开始,钱学森跟着冯·卡门一起研究一些数学问题,冯·卡门发现他想像力非常丰富,即富有数学才华,又具备将自然现象化为物理模型的高超能力,并且能把两者有效地结合起来。冯·卡门说:“他还是青年学生时,已经在不少艰深的命题上协助我廓清了一些概念,我感到这种天资是少见的,因此,我俩便成为亲密的同事。” 1944 月 9 月,第二次世界大战结束前夕,美国空军将领哈泼·安诺德将军请冯·卡门来到五角大楼,要他选择一批科学家共同制定一项今后 20 年、 30 年以至 50 年的航空研究发展规划。冯·卡门为科学顾问团挑选了 36 名科学家和工程师,其中包括瓦登道夫和钱学森。 1945 年 3 月,大战临近尾声,安诺德将军希望冯·卡门带队,“到德国去找出能反映德国科研发展实际水平的第一手资料”,并给他一个少将虚衔。 5 月,“少将”冯·卡门带着“上校”钱学森、瓦尔登夫、夏伊勒和德莱顿,飞向欧洲。 在德国,他们稽查了希特勒的秘密技术,考查了著名的柯切尔和奥茨托风洞,并审查了德国火箭科学家冯·布劳恩、鲁道夫·霍尔曼和路德维希·普朗特尔等人。冯·卡门后来回忆道:“我突然意识到这次会面多么奇特,一个是我的高徒,他后来返回中国,把自己的命运和红色中国连接在一起;另一个是我的导师,他曾为纳粹德国卖力工作。境遇多么不可思议,竟将三代空气动力学家分隔开来,天各一方。” “这是很大的问题” 20 世纪 50 年代初,美国麦卡锡主义盛行,已是加州理工学院教授、加州理工学院古根海姆喷气推进研究中心主任的钱学森受到指控,并被突然吊销了从事机密工作的安全执照,他决定立即回国,但美国移民和归化局扣押了他的行李,并将他在拘留所关押了两周。 在加州理工学院院长李·杜布里奇等的大力营救下,钱学森以 1.5 万美元被保释。此后,美国政府又违背他本人意愿,他将强留在美国达 5 年之久。在中国政府的努力下, 1955 年年 10 月,钱学森带着全家返回祖国。 钱学森回国时,并没有带走自己在美国多年所写下的研究笔记和论文手稿。在他离开后,他的好朋友、加州理工学院的弗朗克·马勃教授将它们收集起来,并进行分类整理。 马勃和钱学森相识于 1946 年,当时,马勃是加州理学院航空系的博士生。 1949 年至 1955 年间,两人在加州理工学院共事,并成为好友。钱学森全家离开美国前的最后几周,住在马勃家。 1955 年 9 月 17 日,在洛杉矶港口,马勃夫妇护送钱学森全家登上回国的轮船。 在加州理工学院的口述历史访谈中,马勃谈到了钱学森手稿回国之事。 1981 年,应中国科学院邀请,马勃教授来到北京讲学,在离别 25 年后,他第一次见到钱学森,谈到将手稿送回中国一事,钱学森当时并不认可,他说:“弗兰克,美国学生比中国学生更需要它们。”大约十年后,钱学森改变了想法。 1993 年,钱学森的学生、中科院力学所郑哲敏院士从美国带回 80 磅重的手稿。 1996 年,马勃又将一批手稿亲自送回中国。 钱学森一直重视人才培养。 1958 年春天,他与回国不久的郭永怀等提出:利用科学院的力量创办一所培养尖端科技人才的新型大学。 1958 年 9 月,中国科学技术大学在北京成立,钱学森出任力学系首任主任 20 年,亲自为本科生授课。 近半个世纪后,当温家宝总理专程来看他望时,他向总理建言:“现在中国没有完全发展起来,一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学,没有自己独特的创新的东西,老是‘冒’不出杰出人才。这是很大的问题” 针对中国当前的教育问题,“卡门学派”的另一位中国学生林家翘有自己的看法。 林家翘 1937 年毕业于清华大学, 1939 年春,在中英庚款基金会的留英考试中,他与郭永怀、钱伟长以总分相同而被同时录取。 1941 年,他在加拿大多伦多大学获得硕士学位后,到美国加州理工学院跟随冯·卡门攻读博士学位。 1953 年,他成为麻省理工学院教授, 1962 年当选美国科学院院士。 2001 年 11 月,他被聘为清华大学教授,次年,他携夫人回清华定居。他说:“清华当年的理科是有名的,我要帮助清华理学院恢复当年的光辉。” 然而,回国后的林家翘发现,国内大学的教育和科研现状存在很多致命的缺陷。 2003 年,他在接受《科学时报》采访时说: “中国的教育当年学苏联学错了一大步。苏联的模式是专业化太早,苏联的教育可以将工程学分为404门,这种做法是行不通的。专业化太早,学生的适应力就会太差,会做普通发动机的人不会做喷气式发动机。学生们学会了做什么,而不是学懂了做什么。专业分得太细,教师和学生的眼光都会变得太窄,将来只能做旧的东西,不敢做创新的东西,这是很不幸的事。” “在中国实用数学之所以被误认为是应用数学,这与新中国建国之初高等学校院系调整有关。当时中国向苏联学习,将所有的人才集中在一起,解决实际的问题,但不一定是学术的问题,因此逐渐远离了大学的主要职责。大学的主要职责应该是教育新的人才,促进学术发展。大学也有义务帮助国家、社会完成急需的工作,可是这不应是大学的主要任务,不应喧宾夺主。” 1930 年,初到加州理工学院的冯·卡门会见密立根,密立根对他表示,期望能亲眼看到空气动力学和流体力学有值得自豪的基础研究,“我们没有那么大的财力来发展所有的工程技术科学,但我坚信,航空工业一定会被吸引到南加州来。我觉得依靠您的大力协助和古根海姆基金会的支持,加州理工学院一定能办成全美国的航空中心。” 这是天才对天才的期望,如今,预言已成为现实。 冯·卡门对中国的发展充满了信心。早在 40 多年前, 20 世纪 60 年代初, 80 多岁的冯·卡门在自己的传记中用了一章的篇幅讲述“中国航空发展初阶”,他在文章的结尾中说:“我坚信,中国已经摆脱了许多技术发展的束缚,一旦解决了面前的内政和外交问题,它的巨大潜力将会充分发挥出来。”(完)(本文图片 1 说明:加州理工学院的三驾马车:化学家阿瑟·诺伊斯 物理学家罗伯特·密立根 天文学家乔治·黑尔 图片来源:加州理工学院;图片 2 :三代空气动力学家:普朗特尔,冯·卡门和钱学森, 1945 年摄于哥廷根) 参考文献: 1 .《冯·卡门――航空与航天时代的科学奇才》作者 冯·卡门 李·爱特生;翻译 曹开诚,上海科学技术出版社; 2 .《钱学森手稿》 主编 郑哲敏 出版 山西教育出版社; 3 .《郭永怀先生诞辰九十周年纪念文集》 气象出版社; 4 .《冯·诺伊曼传――天才的拓荒者》 诺曼·麦克雷 著 范秀华 朱朝晖译 上海科技教育出版社; 5  《 The Martians of Science—Five physicists Who Changed the Twentieth Century 》 Istvan Hargittai OXFORD University Press 注:原文发表于2010年3月出版的《中国科学基金》第2期
个人分类: 人物专访|15904 次阅读|0 个评论
[转载]有限单群-----数学家的情歌
热度 3 ChinaAbel 2011-4-25 13:19
光棍与剩女之歌《没有车没有房》 超给力!全民剩男激情演唱光棍之歌《没有车没有房》 爆你眼! 让剩男看完吐血的剩女版《没有车没有房》
个人分类: 娱乐|3338 次阅读|4 个评论
[转载]我所知道的计算流体力学大牛们
JLBrooks 2011-4-20 09:44
我所知道的计算流体力学(CFD) (1) Jameson的故事 Jameson是当今CFD届的超级大牛。偶的超级偶像哦。Jameson是个英国人,出生在军人世家。从小随老爹驻守印度。于是长大了也抗起枪到海外保卫日不落帝国,军衔是Second Lieutenant。无奈“日不落”已落,皇家陆军已经不需要他了。大概有什么立功表现把,退役后就直接进了剑桥大学。在那里拿到博士学位。辗转间从英国来到了美国,从工厂又到了学校。成了Princeton的教授。在那里提出了著名的中心差分格式和有限体积法。就是在这里,发表了他那篇著名的中心差分离散的有限体积法。中心差分格式,大家都知道,是二阶,但是稳定范围特别小,Pe不能超过2,于是就得加人工粘性(一听这名字,数学家就倔嘴巴,不科学嘛),这是大学生都知道的事,怎么加就是学问了。Jameson用二阶项做背景粘性,用四阶项抑制激波振荡(也亏他想得出来),配合他提出的有限体积法,获得了极大的成功,很快风靡世界,工程界几乎无一例外在使用他的方法,原因很简单,他的方法乐百氏,而且又有相当精度。从此大行于市,座上了P大的航空系系主任,也确立了CFD界第一大牛人的地位。 Jameson发文章有个特点,喜欢发在小会议上或者烂杂志上,反正是SCI检索不到地方。包括后来关于非结构网格,多重网格等等经典的开创性文章,都是这样。(如果按照清华的唯SCI论的评判标准,我估计在清华最多只能给他评一个副教授当当。)牛牛的人总是遭人忌妒,哪里都这样。看着Jameson的有限体积方法这么受欢迎,有些人就红眼了。于是说,有限体积方法不错,可惜只适合于定常问题计算,非定常计算就不怎么样嘛。Jameson那里能容忍别人对他的得意之做胡说。于是,灵机一动,想出了一个双时间尺度的方法,引进一个非物理时间,把非定常问题变成了一个定常问题计算,还真好使,又风靡世界,从此天下太平。97年,Jameson年龄到了,就从P大退休了,结果又被聘请到Standford大学当Thomas V. Jones Professor搞起了湍流来。前不久偶导师见他回来,对欧们边摇头边说,“几年不见,老得快不行了”,言下之意,我们如果想多活几年,不要去搞什么湍流。 (2) Steven A. Orszag的故事 Steven A. Orszag是一个天才级别的人物啦。在直接数值模拟,谱方法,湍流模型等等许多方面都有开创性的贡献。天才嘛,总是有缺陷的,不是生活不能自理,就是不懂得处理人际关系。前者还好办,只是lp不舒服,后者嘛,让同事和同行不舒服,可麻烦就大了。不幸的是,Orszag属于后者。对于他的恃才傲物,有人早就恨得牙根痒痒,报复的机会终于来了。 三十年前,湍流模型的先驱们,是通过数值试验,再连懵带猜的确定下了双方程湍流模型的参数。20年前,Orszag突发奇想,能否用RNG(重整化群理论)从理论上推导这些参数呢?RNG理论在相变上取得了很大的成功,发明者也在81年获得了 Nobel奖。牛人就是牛人很快居然真从理论上推出了这些参数。这下湍流模型界可炸开了锅,这岂不是要砸掉很多人的饭碗?这不等于说那些老家伙几十年前的工作一钱不值么?这帮大学霸可不是省油的灯。环顾地球之大,Orszag居然找不到一本杂志愿意接受他这篇文章。Orszag这个郁闷呀,这个生气呀,好歹庵也是绝代高手嘛,昨这么不给面子呢?他一气之下干脆自己扛杆旗,办份杂志,自己当主编,自己出版,看谁说闲话。1986年,《Journal of Scientific Computing》终于开张了。第一篇文章就是“Renormalization Group nalysis of Turbulence: I Basic Theory”。这篇文章很快获得了大家的广泛认同。但是对RNG的攻击并没有到此为止。偶看到最搞笑的是一个牛牛(不想提他的名字了)在AIAA J. 上的一篇文章。当然是吹自己的模型计算比标准双方程模型多么多么的好。都已经比较结束了,他还觉得不过瘾,话锋一转,把RNG模型胡算一把,然后一桶狂批,还煞有介事的分析为啥算不好。其实我倒觉得,既然RNG能够从理论上推导出他们当年胡乱搞出来的参数,不正是对他们工作的证明么?能够从完全黑暗的世界寻找到这些参数,这除了天才,还能说什么呢? (3) Godunov的故事 Godunov大家都晓得吧,迎风类型格式的开山鼻祖。二十世纪CFD的数值方法基本上是沿着他老人家开创的Godunov类型格式的方向发展。连如今大姥级的Roe,van Leer都要发文章pmp,毕竟他们都是靠着老大发家的嘛。他座上老大宝座的屠龙刀-Godunov格式,实际上是1954年他25岁时候的博士论文。老板上课时候曾经讲,当时不知道为啥他得罪了苏维埃政府要砍他的头,于是他一着急,弄出了这把屠龙宝刀,拣回了小命(不过这个传闻,我没有找到相关的文献得以证实,好在我相信偶老板读的书比我多,二来嘛本来就是八卦系列也无所谓了)。 我现在就来讲讲有根有据的东西,老大是怎么弄出这把屠龙刀的。1954年春天,苏联的第一台电子计算机“Strela”就将送到老大当时所在的单位Keldish Institute of athematics,上级要求他们弄几个格式来算一算。当时一个叫Zhukov的人就弄出了一个东西。这家伙也算是个牛人了,弄出来的这个东西,同1年后 P.D Lax的CFD奠基性名著中提出的东西是完全一样的。可惜呢,这家伙数学不好,他是连蒙带猜弄出来的,尤其是为了自圆其说的那几个假设,现在回过头来看根本就是错误的,是推不出这个结果的。当时为了弥合这个问题,就请来了Godunov看能不能解决这个问题。结果一发不可收拾,居然就借此搞出了 Godunov格式。后来老大回忆刀,幸好当时他没有看到Lax的文章,要是看了,压根就不会有Godunov格式了。(If I would have read Lax’s paper a year earlier, “Godunov’s Scheme” would never have been created.)这么重大的贡献得发文章让大家都晓得才行呀。老大于是一毕业就四处投杂志,他先投了一家叫Applied Mathematics and Mechanics的杂志,杂志居然把他据了,理由是,老大的工作是一个纯粹的数学工作,没有做任何关于力学的研究。老大一想也对,他本来就是数学家嘛,于是他改投一个纯数学的杂志,谁知道,没过多久,又被退稿了,这次的理由是,老大的工作是一个纯力学的研究,没有任何关于数学的内容。老大当场晕倒。后来老大又投了几家还是不中,这下没有办法了,老大只好找后门,托他的老板Petrovskii了,正好老板是Mathematicheskii Sbornik杂志的编辑,终于在1959年,毕业四年后这篇文章发表在了这个杂志。 (4) Van Leer的故事 Van Leer 原先同Roe关系非常的好。后来Roe发表了著名的后来用他名字命名的Roe格式,Van Leer就有点座不住了。因为他一直相信他比Roe高明那么一点点。于是他决心超过Roe。当时迎风格式在应用上有两个发展方向,一个是Roe格式为代表的通量差分分裂类型,令一个就是矢通量差分类型,典型代表就是Steger-Warming格式。很快van Leer找到了突破口,他注意到Steger-Warming格式有个不大不小的缺陷,通量分裂是不可微的,这在计算激波时候,有可能发生过冲现象。于是 van Leer对此做了一番改造,提出了一个满足可微条件的分裂。van Leer兴高采烈地投到杂志社,然而令他失望的是,杂志社把他给拒绝了。他可受不了了,于是自己掏钱,飞到西伯利亚,向Godunov求教。Godunov看过后大加赞赏。这下可乐坏van Leer。既然老大首肯了,谁还敢说不字,这篇文章顺利出版。后来这个格式就用van Leer本人的名字命名并流行起来,终于,他还是跟Roe平起平坐了。 (5) Batchelor的故事 Batchelor 是GI Taylor之后,剑桥学派的领袖。不过他其实并不是英国人,而是澳大利亚人。他从小在墨尔本长大。第二次世界大战其间,在从事了一个航空相关的课题研究中,他对湍流研究产生了浓厚的兴趣,尤其是GI Taylor三十年代关于湍流研究的工作。于是他就给Taylor写信,想做他的research student。Taylor很快同意了。Batchelor是一个很跋扈的人,说话颇有些像黑社会的老大的风范。他有一个死党和跟屁虫。他非常想让这个跟屁虫跟他一块到英国去研究湍流,省得他一个人寂寞。这个死党呢,大学学的是跟湍流八竿子打不着的核物理。这并不要紧,Batchelor充分发挥了他黑社会老大般的威严对他说,“跟我到英国找Taylor研究湍流去吧!”这个铁杆兄弟也不含糊,立刻说,好,跟老大走。不过走前,你回答我两个问题:谁是 G.I. Taylor? 湍流是什么玩艺?前一个问题好回答,后一个问题,Batchelor究竟是怎么回答的,是威逼利诱,还是晓之以理动之以情说服的,大家一直为这个问题争论了几十年。总之,最后两人都去了英国。见了Taylor呢,两人都失望了,原来Taylor已经不搞湍流了,全力搞什么水下爆炸之类的跟军事有关的课题(估计这个来钱)。好在大师就是大师,让这两个年轻人自编自导自己去折腾,在旁边指导指导。最后两人都成为大师。Batchelor的这个小兄弟究竟是谁呢?呵呵,就是大名鼎鼎的AA Townsend。这个故事再次说明跟好一个老大是多么重要亚。 Batchelor曾经一度以为可以在他手上终结湍流问题。所以那段时间,在湍流研究上特别努力,结果当然是大失所望。Batchelor被湍流折磨得心力憔悴,50年代后期以后逐渐把精力从科研转移到了写书,创办应用数学力学系和JFM杂志上来。前面文章说了,为了多活几年不要搞湍流,这个故事则告诉我们,为了不郁闷,生活充满阳光,也不要搞湍流。另一个被湍流折磨死掉的大牛就是量子力学里面的Heisenberg。年轻的时候,靠着他的天才禀赋,胡乱猜了一个湍流解获得了博士学位,后半生被湍流研究折磨而死,临终时候都念念不忘。用《大话西游》里面的话来说应该是怎么来着?我猜中了这个开头,可是却猜不到这个结局。 (6) Von Neumann的故事 Von Neumann是天才里面的天才。据说他6岁能心算8位数除法,8岁时已掌握了微积分,12岁时能读波莱尔的著作《函数论》……。有一次,冯·诺伊曼对他的朋友说:"我能背诵《双城记》"。人家就挑了几章作试验,果然他-一背诵如流。他对于圆周率π的小数位数,自然对数的底e的数值以及多位数的平方数和立方数……四十年代的时候,Von Neumann在曼哈顿计划里面主要负责数值计算工作,他的另外两个同事就是费米和费曼。牛人在一起当然就喜欢比一比。需要做一个复杂的数值计算时,他们三人立即一跃而起。费米呢,上了点年纪,就拉计算尺计算,费曼呢,年轻人喜欢接受新事物,就用台式计算机,而冯·诺伊曼啥都不用,总是用心算。可是冯·诺伊曼往往第一个先算出来,当然这三位杰出学者所得出的最后答数总是非常接近的。(好啦,好啦,俺实在不愿继续写他的非凡事迹了,越写越自卑,越写越郁闷。)也就是在这段时间,Von Neumann提出了CFD上面非常有名的Neumann稳定性分析。这个现在本科生都晓得的东西,在当时被美国军方列为高度军事机密,这一保密就是十年。俺每次读到这段的时候,常常想起哈里森.福特的《夺宝奇兵》的最后一个镜头。【说到这里,顺便扯远一点,很多人,包括数学系人都认为Neumann稳定性分析为无条件稳定的格式,就意味着计算时间步长选取是不受限制的,这个认识是不正确的。Neumann稳定只保证格式的对幅度是保真的,但是并不保证是保相位的,相位的误差的累积也足以把一个结果改得面目全非】 前面讲过了一个让同事不爽的天才,而Von Neumann则属于让lp不爽的天才。某天lp让他上班途中顺便仍包垃圾,结果中午回来的时候,他又把垃圾带回来了,而他的公文包被他当垃圾扔了。另外一次,lp回来后,Von Neumann问她,我的水杯在那里呢,我找了一下午都没有找到。Lp大叫,天啦,我们在这个房子里面生活了十五年!天才的才气往往同寿命成反比,Von Neumann也不例外,刚过50多点点就去世了。应了俺本科上铺曾经爱说得一句话,天才是两头燃烧的蜡烛,明亮,但不会长久。 (7) Kuchemann的故事 今天要讲的是关于Kuchemann的故事。一看这名字就知道是德国人,1930年19岁的他进入了当时世界上最NB的大学Goettingen大学。起初他不是学流体的,而是理论物理的,他的导师就大牛M. Born。如果希特勒不上台,也许他会沿着理论物理学的道路走下去。然而1933年希特勒上台,推行歧视犹太人政策改变了这一切,Goettingen大学里面同犹太人沾亲带故的人纷纷远走他乡,这也包括了Born。为此Kuchemann郁闷坏了,因为他找不到一个他看得上眼的大师级的导师。于是他翻开 G大的研究生招生手册,翻来翻去,终于找到了一个没有走的大牛——近代流体力学大师Prandtl。于是他就拜Prandtl为师,改学空气动力学起来。在Prandtl和Tollmien(发现T-S波的那个大牛)的指导下,25岁就获得了博士学位。 欧一直怀疑Kuchemann是个种族主义者,即使不是,也肯定是欧洲至上主义者。这家伙特别瞧不起美国这个暴发户。二战后随着美国的崛起和欧洲的衰落,欧洲科学家纷纷踏上移民美国的之路,美国屡次三番的邀请他去,他就是不去,他说他是欧洲人,他要呆在欧洲,于是他宁可去了英国,也不去美国。他在英国一直呆到1976年去世。 他老人家最大的贡献是两个,一个是实用的脱体涡流型,在他之前人们都认为机翼只能采用附着流型,涡分离是必须避免的。有了他的理论,现在高速飞行很常用的前缘三维分离涡产生涡升力的细长机翼才得以实现(可笑的是,中国的气动教科书直到现在还在以附着流型为例,用白努力方程给学生解释升力产生的原因)。他的第二个重大贡献就是压缩波产生升力的高超声速流型,也就是现在称为乘波体的飞行器。可惜在他有生之年没有能够看到这个流型的应用。直到今年3月27日,美国采用他的乘波体方案以超燃冲压发动机为动力的的X-43A飞行成功,实现了7马赫数的w稳定飞行,一举打破了SR71在40年前创下的3.3马赫的飞行记录。 他老人家还说过一句,让所有从事CFD工作的人们需要永远永远铭记的话:每一种具体的理论或数值方法都是暂时的,而对流动本质的理解却是永恒的。
个人分类: 工作相关|8045 次阅读|0 个评论
历史上的今天 4月20日
xupeiyang 2011-4-20 08:00
4月20日是公历一年中的第110天(闰年第111天),离全年的结束还有255天。 429年, 中国古代数学家 祖冲之 诞生 1949年, 北京电影制片厂 成立 1980年,《 瞭望 》创刊 1995年, 卢旺达 连续发生惨案 2006年, 百度百科 上线公测
个人分类: 我的日记|2054 次阅读|0 个评论
[转载]数学至上
lysyxcs 2011-4-13 21:16
保罗·埃尔德什(PaulErdos)坐在飞机上,正等待起飞去辛辛那提作数学演讲。 这时,有人过来告诉这位一只眼睛失明已久的数学家,合适的眼角膜捐赠者已经找到,他需要马上到医院做角膜移植手术。 但埃尔德什拒绝放弃演讲。在老人看来,数学似乎比他的眼睛更重要。朋友们不依不饶,再三说服下,埃尔德什最终走下了飞机。 谁知刚进手术室,他又跟医生吵了起来。因为医生为做手术,把灯光调暗了,这让埃尔德什无法看书。情急之下,医生只好给孟菲斯大学数学系打电话——“你们能否派个数学家来,以便手术过程中埃尔德什能谈论数学?” 数学系满足了医生的要求,最终手术顺利进行。 这位迄今最多产的数学家,只有停留在数学领域,他才充满自信,一旦离开这个领域,他几乎一筹莫展。 埃尔德什终身都生活在亲友的照顾之中。他不会关窗户,不会使用淋浴器。在1948年的一次聚会上,35岁的埃尔德什总是系不好鞋带,只好当众伸出脚请人帮忙。 8年多以前,因为觉得埃尔德什“为人笨拙,不循常规”,普林斯顿高等研究院只愿跟他续签6个月的合同。尽管薪水很低,埃尔德什一点也不在乎。他仅有的津贴和薪酬都给了亲友、同事、学生甚至是陌生人。在街头每遇见一个无家可归的人,他总会给些钱。20世纪60年代,已经声名卓著的埃尔德什应邀在伦敦讲学一年。刚领到第一个月工资后,一个乞丐问他要份茶钱,埃尔德什便只留下少量生活费,把口袋里剩余的工资,都给了乞丐。 他自己则过着苦行僧式的生活。除了钱,他还不喜欢与异性打交道,这也让一些人传言他是同性恋。他对女性的裸体极为讨厌,甚至还为此遭受戏弄。上世纪40年代,埃尔德什参加了给战乱中的中国募捐食物的活动。有些家伙知道埃尔德什讨厌裸体女人,便提议如果埃尔德什和他们一起去看脱衣舞,他们就捐献100美元。为了募捐到这100美元,埃尔德什接受了他们的提议。 随着世界局势的动荡,这位匈牙利籍数学家,经常带着两个尚未装满衣物的旅行箱在德国、美国、中国和印度等地漂泊。这两个箱子,便是他此生全部的家当。 对数学界经常会发生的成果优先权之争,埃尔德什似乎也毫无概念。“保罗是独一无二的流浪的犹太人,他周游世界,把自己的猜想和真知灼见与其他数学家分享。”曾与埃尔德什合作过的索伊费尔说。 在普林斯顿的大街上,人们会看到埃尔德什走来走去,挥舞双手,并旁若无人地比画着。认识他的人都知道,这时,埃尔德什往往是在研究某个数学难题。而朋友需要做的事情是,看着他以免他走丢后找不到回家的路。有一次,朋友一不留神,埃尔德什就走丢了。最终,费了好大的劲儿,他们才在一堵墙前找到了埃尔德什。他因思考不出数学难题,正以头撞墙。 有时候,为了讨论某个数学难题或数学发现,埃尔德什会彻夜不停地往公用电话里塞硬币,给世界各地的数学家打电话。他能记住这些数学家的电话号码,却记不完整他们的名字。 埃尔德什还常在凌晨4点时,到数学家特洛特家的过道里,然后走到床边,问对方“是否大脑敞开了”,要跟他讨论一些问题和假设。 有关数学的讨论,甚至还给埃尔德什带来了麻烦。1954年,美国移民局官员拒绝给埃尔德什再入境签证。在埃尔德什的档案上,他们发现埃尔德什曾给1949年辞职回国的华罗庚写信讨论数学问题。官员们担心埃尔德什写给华罗庚的信中那些宛如天书的数学符号可能是密码。 当然,数学也曾给这个生活几乎不能自理的人,化解过危机。埃尔德什在外出时,经常不带身份证。1963年,他在洛杉矶因不遵守交通规则被扣。就在警察准备把这个身无分文的人送去监禁时,埃尔德什掏出了他随身携带的厚厚的论文选集《计算的艺术》,卷首插图里他那笑容满面的照片,为他换得了自由。 在埃尔德什的眼里,只有数学是完美和永恒的,值得他终身去热爱和追求。在他生命的最后25年,埃尔德什几乎每天研究数学19个小时,为此他经常用兴奋剂来刺激自己。朋友劝他休息时,他总是回答:“坟墓里有的是休息时间。”而他最喜欢说的一句话是,“一个数学家就是一台把咖啡转化成数学定理的机器”。 1996年3月,在逝世的半年前,正在作报告的埃尔德什中途昏倒,与会者均大惊失色陆续离场,主讲人醒来后的第一句话则是,“告诉他们不要走,我还有两个问题要讲。”
1426 次阅读|0 个评论
[转载]麦克斯韦III
metanb 2011-4-8 17:56
“只要能做到,我将避开虽然唤起了数学家们的技巧但不曾扩大我们的科学知识的那些问题” 【来源:麦克斯韦,1873,电磁通论。中译本。翻译:戈革。出版:北京大学出版社 2010】
个人分类: Today's selection|1089 次阅读|0 个评论
数学家
热度 1 metanb 2011-4-2 13:16
其邪恶之处在于经常性地隐藏重要概念的起源,并希望人们稀里糊涂地接受这些东西。
个人分类: 魔鬼辞典|2053 次阅读|2 个评论
我认为,整个朗兰兹纲领的证明也许需要用我一生的时间。
dhwang 2011-3-31 11:51
越南数学家吴宝珠:从奥数冠军到菲尔茨奖获得者 吴宝珠在清华大学接受采访。王丹红/摄 1988年,16岁的越南高中生吴宝珠以满分成绩,荣获第29届国际奥林匹克数学竞赛金牌。20年后,2010年8月19日,在印度海得拉巴市召开的第26届国家数学家大会上,印度总理将菲尔茨奖授予38岁的吴宝珠,以表彰他“通过引入新的代数-几何学方法,证明了朗兰兹纲领自守形式中的“基本引理”。 2010年7月,吴宝珠在接受《科学时报》采访时说:“我只是证明了朗兰兹纲领的基本引理,不是整个纲领,我认为整个纲领的证明也许需要用我一生的时间。” 吴宝珠1972年出生于越南一个学者家庭,15岁时进入越南国立河内大学附属高中的数学专修班,1988年和1989年,他连续两届参加国际奥林匹克数学竞赛,获两枚金牌。他在法国完成大学学习,在博士研究生阶段开始研究朗兰兹纲领;2008年,他证明了朗兰兹纲领的基本引理。 朗兰兹纲领由加拿大裔美国数学家罗伯特·朗兰兹(Robert Langlands)发起。1979年,朗兰兹提出一项雄心勃勃的革命性理论:将数学中两大分支——数论和表示论联系起来,其中包含一系列的猜想和洞见,最终发展出“朗兰兹纲领”。朗兰兹认为,纲领的证明需要几代人的努力,但他相信证明纲领的前提需要一个基石——基本引理,而且这个证明应该比较容易。然而,基本引理的证明实在是太难了,直到29年后,2008年,年轻的吴宝珠才用自己天才的方法,将之证明。 2009年,美国《时代》周刊将基本引理的证明列为年度十大科学发现之一。2010年9月1日,吴宝珠成为美国芝加哥大学的正教授。 前段时间,应哈佛大学数学教授、清华大学数学科学中心主任丘成桐邀请,吴宝珠到北京作为期一周的学术访问,其间,他接受了《科学时报》记者采访,谈及自己的数学之路。 在越南展露数学天分 “从参加奥林匹克数学竞赛开始,我就真正喜欢上数学,高中毕业后,我决定以数学为职业。” 1972年6月,吴宝珠在越南河内市出生,父亲吴辉瑾是越南国家力学研究所物理学教授,母亲陈刘云贤是越南中央传统医学院的医学副教授,他是家中唯一的孩子。 因为父亲在苏联获得应用数学博士学位并在那里工作和生活了很长一段时间,吴宝珠的幼年时光是在母亲的家族中度过的,直到他上小学后,父亲才回到越南。 父亲对吴宝珠有很大影响:“我在河内一所实验小学读书,这所小学用特别的方法教育学生,比如鼓励我们独立阅读、自由表达等。但父亲回来后,不满意我上的小学,决定让我离开,并将我送到针对有数学天分学生的天才学校。从初中开始,因为父母的缘故,我做了许多数学练习,也喜欢上了数学。” 越南河内的征王基础中学是一所特殊的学校,学生们是通过考试挑选出来的,吴宝珠上的是这所中学的特殊班。1987年初中毕业后,他考入越南国立河内大学附属高中的数学专修班。这是一所针对全国天才学生的高中,规模很小,学生都被大学挑选。高中时代,他参加了两届奥林匹克数学竞赛。 “天才学校有很好的系统来组织奥林匹克数学竞赛,参赛选手们都是通过市级、省级和国家级的层层考试选拔出来的。我们通过了许多考试,就像是体育竞赛,年轻人都喜欢体育,但我不喜欢参加奥林匹克数学竞赛,因为有太多的挑战项目,准备参赛和参赛的过程都非常紧张。我参加过两次这样的竞赛,一次在1988年,参加第29届国际奥林匹克数学竞赛,我得了满分和金牌,但之后我对参赛不再有兴趣了。后来,在学校的要求下,我第二次参加了奥数竞赛,也得了金牌,但这一次我真的没有多少乐趣。”吴宝珠说。 在越南,获得国际奥林匹克数学金奖是一个特殊的荣誉,吴宝珠受到了一位将军的接见,“他向我表示祝贺,我非常高兴,这是一种认可,但我记不得是否有过奖金。”而且,奥林匹克竞赛的获奖者还会得到奖学金到苏联或东欧国家的大学留学。 吴宝珠得到匈牙利共和国政府的一笔奖学金,1989年高中毕业后,因为太喜欢组合数学,他准备到匈牙利上大学。 “我学了一年的匈牙利语,然而,柏林墙倒塌,匈牙利政府和我国政府间的协议取消,我失去了奖学金,这是一个意外。” 在法国开始数学研究 “作朗兰兹纲领的研究,是一个因缘际会,我也想做一些事,在那个伟大的时代,这是一个好的选择。” 也是在这时,一位法国教授来到越南,访问吴宝珠父亲所在的力学研究所,父亲的同事向这位教授谈起了他获得奥林匹克数学竞赛金牌的情况,于是,教授设法为他争取到一个法国政府的奖学金。 “感谢这笔奖学金,用了这笔奖学金,我到了巴黎。” 吴宝珠的祖父曾留学法国,于是,祖父开始教他学法语。“法国的教育体系不同于其他国家,在法国,我接受建议从高中开始,在高中待了两年,之后在法国高等师范学校上大学,当时,我的指导老师迈克·布鲁意(Michel Broue)建议我跟随巴黎第十一大学的热拉尔·洛蒙(Gérard Laumon)教授作研究,所以,我在大学阶段就开始了博士研究。” 在法国高中的学习对吴宝珠产生了相当的影响,“在法国,高中阶段有两年的大学预备学习,法国的高中预科非常不同于越南的‘奥数’班,法国的高中学习是为研究作准备,越南的高中学习是为考试作准备。” 法国的博士训练体系也非常不同于美国。当吴宝珠开始博士研究时,朗兰兹纲领是法国数学界一个有口皆碑的题目,数学家罗杰·戈德门特(Roger Godement)被称为是法国自守形式之父,他在法国向大家广泛介绍朗兰兹纲领和自守形式的研究,对当时的数学家产生了巨大影响,包括洛蒙教授。 “当时,几乎所有的数学家都在作自守形式的研究,好多人来到这个领域,几乎所有做自守形式的人都与戈德门特有关,他们很强,这个领域非常活跃……几乎数学系所有的学生都想证明这个难题,在洛蒙教授的建议下,我从1993年开始研究朗兰兹纲领的问题。” 1997年,25岁的吴宝珠在法国第十一大学获得博士学位,“在我的博士论文里,我解决一个非常类似于基本引理的问题,也开始明白,解决问题的关键应该是针对迹公式的一个几何模型。” 从1998年开始,他成为法国国家科学研究中心(CNRS)的研究员,在巴黎第十三大学工作,这是他的第一份工作,当时,他的目标是希望有一天能证明朗兰兹纲领的基本引理。 吴宝珠说:“法国的系统非常不同于美国。在美国,获得博士学位后,需要做2~3年的博士后,有相当大的压力发表论文,然后再申请工作;当获得一份工作后,又有发表文章的压力。在法国,我没有这些压力,我不需要生产论文,我所需要做的是作好数学研究。” 博士毕业后的第一个7年里,他不是教授,只是一般研究人员。“开始时,我与洛蒙教授一块做,当我回到朗兰兹纲领的基本引理问题时,我尝试用不同的方法,我得到新的想法。” 因为能做好的数学,吴宝珠在法国感到非常愉快。“CNRS类似于中国科学院,研究人员隶属于CNRS,也就是说CNRS为其支付薪水,却在相关大学里和教授们一起工作,而没有教学任务。我不知道这是好是坏,但我博士毕业后的那段时间真是黄金时光,我成为CNRS的研究员,这是一个终身职位,没有申请经费、发表文章、晋升职位和教学任务的压力,我所需要做的就是选择留在这里,用更多的时间作数学研究,而不是别的事。” 根据美国数学会MathSciNet的统计,迄今为止,吴宝珠共发表15篇论文。他说:“我没有兴趣写糟糕的论文,我只写几篇好论文。我的同事告诉我,‘不要浪费时间写糟糕的论文,一篇好论文胜过100篇垃圾论文’。 这不是我的方式,这是法国的标准。” 如果没有论文,同行怎么评价他的研究呢?“我每年都接受评估,我只需要报告我在这一年所做的事。法国国家研究委员会每5年评估我一次,我向他们报告我已经做的事和打算做的事,如果他们感觉不错,给我一个好评价,CNRS就继续支持我。”吴宝珠说。 在基本引理的证明中,2003年是一个转折点。“当时,我确切地想清楚了与几何学相关的每一个问题,事情变得顺畅、清晰,我相信我已经得到了新想法,但那只是开始。”那年夏天,他邀请洛蒙到越南河内观光,而洛蒙却对他的想法产生了兴趣,他们共同证明了基本引理的酉群情形。2004年,两人因此获得美国克莱研究奖。 2005年,经过专门的教师资格考试,33岁的吴宝珠成为巴黎第十一大学的教授,也是在这一年,他成为越南有史以来最年轻的正教授。 普林斯顿高等研究院的贵宾 “我想,最激动的时刻是得到解决这个问题的想法的那一刻,当时我非常激动。之后,我几乎被耗尽了,我得到了想法,但不知道所需要的细节,我写出了所有的细节,超过了200页。这是一个漫长的过程,这个过程充满痛苦和压力,曲折坎坷,其中一个严重错误,我用了两个月的时间去修正。”吴宝珠说。 对吴宝珠来说,朗兰兹纲领如此迷人,从博士研究生开始,他用了近17年的时间来做这个问题。 吴宝珠说:“每个数学家都明白它的重要性,如果你知道朗兰兹纲领,你就会用一种全新的方式去理解数学和几何。安德鲁·怀尔斯在费马大定理的证明中用了朗兰兹纲领中的思想,你可以看见它的美丽和力量,这真是激动人心的纲领。” 在证明了基本引理的酉群情形后,洛蒙不想再做了,但吴宝珠还想继续。“酉群情形不适用于普通形式,于是,我用了很长时间来做这个问题。但到2006年时,我几乎相信它是不可能证明了。” 事情在这时出现了转机。2006年,吴宝珠应邀到美国普林斯顿高等研究院访问,这是他第一次到这里访问。“大约是2006年12月的一天,与普林斯顿高等研究院的马克·戈瑞斯基(Mark Goresky)的交谈,为我的迷阵提供了失落的一角,我意识到我得出了证明,我相信我得到了一般情形下基本引理的证明。我用了一年多的时间得出完整的证明。” 那一次,吴宝珠本来打算在普林斯顿待3个月,但普林斯顿高等研究院希望他能待得长一些:5年。但是,他还是回到了法国,“因为我属于法国的CNRS,2007年,我再次回到普林斯顿,之后就一直呆在那里。” 2007年,他开始写论文,6月,完成了长达200页的第一稿。之后,他在法国举行的研讨会上报告他的证明,“有些人持怀疑态度,但绝大多数人相信我的证明。”回到普林斯顿后,他继续在许多讨论会上发表演讲。 “在5个月的时间里,我不停地举行讲座,努力解释自己的想法,纠正其中的错误,2008年5月,我将论文投递给法国《高等科学研究所数学出版物》,审稿时间比这长多了,只有极少数人能检查其中的细节,但我不知道他们是谁。” 到2009年底,几乎这个领域的每个人都相信吴宝珠真正证明了这个问题,美国《时代》周刊将朗兰兹纲领选为2009年度十大科学发现之一。《时代》的文章指出: “过去几年中,在巴黎第十一大学和普林斯顿高等研究院工作的越南数学家吴宝珠,用独创性的公式证明了基本引理,当这一证明的正确性在今年被检查并确认正确时,全世界的数学家终于松了一口气。在过去30年中,数学家在这一领域的工作都是在假定基本引理正确并且终将有一天会得到证明的基础上进行的。高等研究院数论学家萨纳克这样形容该成果:‘就好比人们在河对岸工作,等着有人能架好这座桥梁。突然之间桥梁架好了,每个人的工作都有了意义。’” 2010年1月,吴宝珠的论文《李代数的基本引理》(The fundamental lemma for Lie algebras)被法国《高等科学研究所数学出版物》接受发表。 吴宝珠说:“我知道《时代》杂志的评选结果,但我不知道他们是怎么知道这件事的。” 芝加哥大学的邀请 “他是我们这个时代伟大的数学家之一,非常聪明。我真的期望这个年轻人还会做出伟大的事。” ——罗伯特·费弗曼 芝加哥大学物质科学院院长、数学系教授 当然,还有一个人为基本引理的证明而特别兴奋,他就是罗伯特·朗兰兹。这位曾经一度离开这个领域的王者,如今又回来了。 “当朗兰兹写出基本引理的公式时,他一定认为这是容易证明的一个定理。他和学生花了10年的时间来证明它,这也是他将之称为基本引理的原因。但他遇到了越来越多的几何学问题,这些问题在他那个时代还看不清楚。他离开了自守形式领域,开始从事数学物理的研究。当他第一次在巴黎看到我用新的方法证明基本引理时,他非常高兴,又重新回到自守形式领域。也许是我鼓励了他,但我并不确切地知道他回来的理由。”吴宝珠说。 2010年,吴宝珠和朗兰兹合作发表了一篇论文。 2010年1月,芝加哥大学发表公告,宣布吴宝珠接受邀请,将于2010年9月以正教授身份正式加入芝加哥大学数学系。 谈到吴宝珠,芝加哥大学数学系主任康斯坦丁说:“他证明了一个基本结论,一个称为基本引理的猜想,这样命名是因为它代表了朗兰兹纲领进展的一个关键大门……吴的证明戏剧化地打开了这扇门。” 为什么决定去芝加哥大学呢?吴宝珠说:“芝加哥大学给了我非常好的条件,如果喜欢,我可以教书,如果我只想作我的研究,我就可以停止教书。我有终身教授的职位,我能做我想做的事。在法国,如果你是一位教授,那你必须教书,有繁重的教学任务,但在芝加哥,他们没有要求我必须教书,他们支持我。而且,在芝加哥大学,许多人做的数学都是我喜欢的,像罗伯特·科特维茨(Robert Kottwitz)、Alexander Beilinson、Kazuya Kato、Vladimir Drinfeld、Spencer Bloch 等,所以,那里有更多的同事可以谈论数学。” 芝加哥大学的数学家罗伯特·科特维茨曾和来自普林斯顿大学(高等研究院)的两位同事Mark Goresky和Robert MacPherson合作,发展了解决朗兰兹纲领基本引理问题的方法,吴宝珠说:“除了我的博士导师洛蒙,科特维茨教授对我有相当大的影响,我习惯每年到芝加哥大学,他总是慷慨地告诉我许多想法,他没有和我竞争,他帮助我澄清了许多问题。” 吴宝珠决定到芝加哥大学的另一个重要原因是为了孩子,“因为芝加哥有非常好的实验小学和中学。” 2010年初,吴宝珠加入法国国籍,“当我在法国时,我有法国永久居留证,所以没有必要成为法国公民。但当我决定到美国后,我再回法国就不容易了。在法国,我是离职而不是辞职,我保留了在法国大学的职位,我希望能经常回法国与朋友和同事交谈,而在美国要获得法国签证是很难的。” “与数学在一起是愉快的” “参加好的讨论班非常重要,要不停地与人说话,我第一年参加讨论班时,一个字也听不懂,但我还是坚持听下去了。” 从一名国际奥林匹克数学竞赛冠军成长为数学家,吴宝珠说这不是一件容易的事,并不是所有的奥数冠军后来都以数学为职业,然而,在越南,几乎所有的数学家都来自奥数获奖者。 回顾自己的数学之路,吴宝珠说:“参加奥数竞赛不同于作数学研究。参加奥数竞赛,你需要在有限的时间里精通各种技能,这有助于人们解决复杂和技巧性的问题,有助于帮助学生理解复杂的具有挑战性的数学问题;但危险是,它们没有尊重数学自然的简洁和美。是否成为一名数学家主要取决于个人,以及他对数学的品位,但这种转化不是直接的。我认为,对数学家来说品位非常重要。” 如何才能培养自己的数学品位呢?“培养品位需要相当长的时间与数学在一起,花时间学习。” 谈到对开始作数学研究的学生们的建议,吴宝珠说:“在法国,学生要参加许多基础课程和好的讨论班。在本科生阶段,你能从讨论班学到好的品位;在好的数学家的演讲中,看他们怎么提出问题、怎么产生对它的兴趣,怎么谈论它,怎么证明它。我有幸参加了很多讨论班和项目,从中学到许多东西。在博士研究生阶段,我自己证明了问题,但如果没有参加讨论班,我不可以选择问题。” 吴宝珠夫妇有三个孩子,太太全职在家,不外出工作。在通常情况下,他在办公室作研究,“工作时,我不和任何人说话。在家里,当我感到压力不大时,我会和孩子们聊天,当她们睡着后,我就开始工作了。我也睡觉,但睡觉的时间不多。” 谈到数学,他说:“当你想作数学研究的时候,与数学在一起是愉快的。在数学中,你会感到它的自然;数学是描述世界的最美语言,它很简单,因此也是最经济的语言,不多也不少。” 吴宝珠用英文接受记者采访,他的英文是自学的,“因为我读了很多书和论文,读书一直是我最喜欢的休闲活动。” 谈到未来,吴宝珠说:“我只是证明了纲领的基本引理,不是整个纲领。我们的下一个目标是整个朗兰兹纲领,基本引理只是它的基础,是其中一座小山峰。爬过这座山峰后,现在可以瞭望朗兰兹纲领了。前面是一座大山,我们的问题是如何爬上去。其中一件事是朗兰兹回来了,他将为我们指示解决整个纲领的新路线。我认为,整个纲领也许需要我一生的时间。” (作者:王丹红 季理真 来源: 科学时报 发布时间:2010-11-18 9:34:38(季理真为美国密歇根大学教授;清华大学数学系博士生吴朝中对本文亦有贡献) 《科学时报》 (2010-11-18 A3 综合 http://news.sciencenet.cn/dz/dznews_photo.aspx?id=10180 科学网转载: http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/11/240335.shtm
个人分类: 人物专访|15010 次阅读|0 个评论
只有最好的数学家才能理解和提出实际问题中的数学模型,一步步地
dhwang 2011-3-31 11:30
王元院士:交叉科学不简单 需要最好的数学家去做 【科学时报 王丹红报道】 “只有最好的数学家才能理解和提出实际问题中的数学模型,一步步地做,做了几十年后,想问题就深入了。” “现在在国内,宣传我的话基本上都是讲哥德巴赫猜想,但实际上我研究哥德巴赫猜想时只有20多岁,年轻时做了几年,后面几十年不完全做纯粹数学这个东西了。从1958年开始,我这一生大概做了50多年的交叉数学、应用数学。” 今年8月底,就中国科学院数学与系统科学研究院筹建国家数学与交叉科学中心之事,数学家王元院士在北京中关村的办公室接受了《科学时报》专访。他说:“交叉科学和应用数学不简单,要最好的数学家去做,而不是差的数学家去做。最好的数学家能不能做,还是一个问题,搞得好、搞出一个成果来,也要几十年。” 从最初从事哥德巴赫猜想的研究、到与华罗庚教授合作、致力于数论在近似分析中的应用,到与方开泰教授合作、将数论方法应用于数理统计并创建了均匀方法,王元讲述了自己从事数学和交叉科学研究的经历。 “结缘数论” 1952年,王元以优异成绩从浙江大学数学系毕业,经陈建功和苏步青两位数学教授的推荐,由国家统一分配到北京中国科学院数学研究所工作。临别前,陈建功对他说:“你是我们嫁出去的‘女儿’,要好好跟华罗庚学习,他是中国最好的数学家。” 进所一年多后,需要选择研究方向,在此之前,华罗庚出了一道数论的题目开卷考大家,考完后,华罗庚说:“王元,你跟我搞数论,就这样定了吧!”他高兴地回答:“好啊!” 从此,王元一生结缘数论。 从1953年冬季开始,华罗庚亲自领导了两个讨论班,一个是“数论导引”,一个是“哥德巴赫猜想”。哥德巴赫猜想是德国数学家哥德巴赫1742年在写给大数学家欧拉的信中提出的。在1900年召开的第二届国际数学家大会上,德国数学家希尔伯特给20世纪的数学家提出了23个问题,哥德巴赫猜想就是其中第八个问题的一部分。华罗庚则在20世纪30年代就开始研究这一问题。 在谈到为什么要选择哥德巴赫猜想作为讨论班的主题时,华罗庚曾说:“我并不是要你们在这个问题上作出成果来。我的着眼点是哥德巴赫猜想跟解析数论中所有的重要方法都有联系,因此以哥德巴赫猜想为主题来学习,将可以学会解析数论中最重要的方法……哥德巴赫猜想美极了,现在还没有一个方法可以解决它。” 在华罗庚的带领下,中国的数学家们开始向哥德巴赫猜想进军。在中国,王元首先将解析数论中的筛法用于哥德巴赫猜想的研究。1956年,他证明了命题“3+4”,1957年,又证明了“2+3”,这是中国学者首次在这一研究领域跃居世界领先地位,也是当时哥德巴赫猜想的最好成果。华罗庚高兴地对王元说:“真想不到你在哥德巴赫猜想本身就做出成果……你要是能再进一步就好了,但如果上不去的话,你这一辈子也就是这样了。” 老师的话不幸被言中。1957年,27岁的王元就不再做哥德巴赫猜想了,但他的数学研究并没有因此停步,数论将他带入另一个更吸引他的领域:交叉和应用数学。 1958年,从文献到文献 1957年,王元和华罗庚在数学所看见一份苏联科学院的总结报告,报告中提到他们做得最好的两项工作:一项是排队论,涉及到运筹学;一项是数论与多重积分近似计算的关系。 “看了之后,我们一下子就觉得这是一个方向,学学再说。学了之后发现,这个工作与华老过去做的数论工作还有关系,所以我们马上就去做了,当时很快就做出一个成果来,把我们给吸引了。”王元回忆道。 “本来我做哥德巴赫猜想做得好好的,干嘛不做了呢?因为这个有了结果,被吸引住了,走进去了,这时就必须要放弃一边。” 王元和华罗庚共同做的这个项目是数论在近似分析中的应用,即多重(高维)积分的近似计算。“这个问题本身是计算数学的问题,但我们用的方法是数论,而且也用到了函数论和分析论的很多东西,所以,这就叫交叉学科。” 他们很快有了一系列的成果,论文发表在《中国科学》期刊上。1974年,17届国际数学家大会在加拿大温哥华召开,大会邀请华罗庚就此研究作演讲,国际学术界将他们的定理称为“华—王方法”。 “但是,因为当时‘文革’还没有结束,华老未能成行。因为我们的论文是‘文革’前用英文发表的,所以外面的数学家们能看见。‘文革’让我们吃了亏,许多该发表的文章都没有发表,因为《中国科学》关门了。” 尽管如此,他们的成果依然得到国际学术界的认可和尊重。1981年,德国斯普林格出版社出版了两人的专著——《数论在近似分析中的应用》。王元说:“这应该是改革开放后,中国第一本在斯普林格出版的书,这是交叉学科的一个成果。” 这是王元第一次涉足交叉学科,“我们第一次的做法就是从文献到文献,这条道路也是必须要走的,因为刚开始不知道怎么起步。我们的成果还是理论成果较多一点,真正要应用的部分不是太多,因为它是从文献到文献。” 1978年,从任务到学科 1978年,在中国科学院数学研究所从事数理统计的专家方开泰,找到了王元,希望他能帮助解决现实中遇到的多个变数的试验设计问题。 方开泰1963年毕业于北京大学数理统计专业,之后在中科院攻读研究生。“他这个人很厉害,经常到工厂等实际单位,了解并解决了许多实际问题,遇到了多个变数的试验设计问题后,解决不了,于是找到我。”王元说,“后来,我想想,应该把跟华老搞高维近似计算的方法挪用来搞统计,多个变数的统计。从1978年开始,我们搞了20多年,现在也算把这个学科搞得比较成熟了,这就叫均匀设计。” 王元解释说,均匀设计理论的发展是从任务到学科,由任务来带动的。任务来自军队。在讲解时,实际背景被抽掉了,问题是这样的:天上有一架飞机,这架飞机有速度、方向和风向;然后,在船上要发一个导弹来击中飞机,导弹也有速度、方向和风向,如何设计才能让两边正好撞上? “因为飞机和导弹的速度都很快,所以要很快算出来,算慢了就打不着了。这个问题用老方法算不出来,或者算出来但所需时间太长了,所以要有新方法,这就要用到数论的方法。后来,把这个问题解决了,他们用这个原理设计了指挥仪,还得了一个科学技术进步奖,我们发展了理论方法,也写了一本书——《统计中的数论方法》,1994年由英国查普曼和霍尔公司出版。当时参加我们均匀设计讨论班的好多年轻人,现在在美国都有挺好的位置,因为他们会应用。” 王元高兴地表示,现在,均匀设计的理论得到了国际国内更好的承认,国外统计百科全书和统计手册都介绍了这种方法,但最重要的是国外的一个重要软件统计包,也把这种方法放进去了;美国福特汽车公司也用这种方法发展了新型的汽车引擎,并将之作为公司电脑仿真试验的常规方法之一,方开泰也两次应邀到福特公司讲解这种方法。 30年后,2008年,因合作研究“均匀试验设计的理论、方法及其应用”,王元和方开泰共同获得了国家自然科学奖二等奖。 “这就叫应用数学。”王元说,“就是一个交叉,用各种方法来解决一个问题,问题解决了,再发展理论,就丰富了数学学科。先不谈发展方法,首先要解决问题,问题解决不了,后面的方法都是空谈。这与纯粹数学差不多,纯粹数学是一个问题,我们要用各种各样的方法来解决它,比如庞加莱猜想是一个拓扑学的问题,但最后是用分析的方法把它解决掉了,发展了数学,这就是交叉。” 应用数学非常重要 “我们中国以前没有应用数学,1952年,我刚大学毕业时,还不怎么知道有应用数学这个东西,过去我们中国数学家基本上是孤立地搞数学,也不知道交叉;1956年,钱学森从美国回来,第一次倡导运筹学,我们才知道世界上还有应用数学这么一个东西。现在,应用数学变得非常重要了,今天如果还有人认为应用数学不重要,那么这个人肯定非常愚蠢。应用数学是很重要的,它是慢慢来的。”王元说。 王元认为,微分方程的发明其实就是古典的应用数学,当时,牛顿为解决天体运动而发明了微积分,但现在的应用数学完全不是这么一回事,各种各样的问题都很厉害,光是一个分支可能与数学就是个兄弟的关系,比方说在国外大学,统计学是一个独立的系,不属于数学系,信息科学自己是一个信息学院,但也是应用数学;计算科学也是如此。 王元说:“纯粹数学和应用数学应该没有严格的界线,它们都是由问题带动而发展的,最早的数学来源于外部,最早的几何学也是来源于外部,但随着数学科学的发展,数学内部产生出来的问题,也成为数学发展的一种内在动力。比如哥德巴赫猜想‘1+1’的证明本身没有什么意思,证明它的意义在于通过它来发展数学,把数学发展好。” “数学不可能凭空发展,总要有个问题带动才能发展,所以交叉是对的;也就是说,用一种孤立的方法来解决一个问题,有时是解决不了的,你必须用各种各样的方法,这就叫交叉。” 谈到数学和系统科学研究院即将成立的数学与交叉科学中心,王元提出两点意见: “第一,搞数学也好,搞交叉学科也好,一定要用问题来带动,这个很重要,如果一个人脑子里已经没问题了,那么他就很糟糕了,就完了。当初华老先生就是由华林问题带动他,我最早是哥德巴赫猜想带动的,陈景润是三角和带动的,所以,现在的年轻人首先要有一个问题来带动,或者用实际问题带动也可能,或者解决国家重大问题也可以,我想航天部肯定搞得不错,以航天问题带动,把许多年轻人都培养出来了。 “但选什么问题,需要有一个战略眼光,这不容易,你现在问我我也不知道,我已经80岁了,多年不作研究了,具体我也说不清楚,但年轻人要是完全没有的话,就很糟。今天中国数学发展需要有领袖数学家。 “第二,目标要搞清楚,现在我们的目标被转换掉了,将一个不是目标的东西偷换成目标。这句话怎么讲?数学家由问题带动,我的目标就是解决这个问题,或者推动或改进;现在的目标是什么呢?中学生的目标就是考进北大、清华,进了研究领域后,目标就是当教授、院士,这不叫目标啊?一个人如果将这些东西当目标,就不配做一个数学家。 “当然,这是一个导向问题,导向不对,怎么怪年轻人呢?不能一方面拿钱鼓励年轻人,一方面又叫人家淡泊名利。评价方法是一个导向,要有正确的、符合科学规律的评价方法。” 王元最后强调,今天的研究条件比过去好多了,但人是最重要的,要给大家自由的环境。 《科学时报》 (2010-11-26 A2 专题) http://news.sciencenet.cn/dz/dznews_photo.aspx?id=10246 科学网转载: http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/11/240677.shtm?id=240677
个人分类: 人物专访|2744 次阅读|0 个评论
色彩的失落与艺术精神
热度 7 yonglie 2011-3-27 09:56
日本色彩大师 东山魁夷 原不明白中国画家为什么喜欢用水墨作画,到过 黄山 以后,他自己也放弃色彩而改用水墨了。这倒不算什么大觉悟、大发现——我去过黄山后,也对水墨画甚至中国艺术的精神有了真切的体会——我的问题是: 为什么水墨画没有伴随山水诗出现?而要等几百年后从唐人的风尚里产生呢? 类似的问题还有,词没有从乐府诗生出来,而要等到“诗余”了才兴起——尽管后来说它的起源可以追得很远。 从色彩向水墨,从诗向词,其演化的一个共同特征是 从写实到写意,从描摹形象到抒发性情 ——尽在转化之前也有写意和写性情的。这一点令我想起现代数学的兴起——也从数学与艺术的类比想起的。 Poincare 在《科学的价值》里说 : 如果允许我继续拿这些优美艺术来比,那么把外部世界置诸脑后的纯数学家,就好比是懂得和谐地结合色彩与形态却没有模特儿的画家。 尽管老 P 紧接着批判了这种倾向,说那种“创造力很快就会枯竭”,但我喜欢他的前半句,说明了一个事实。也在那个时代,康定斯基就在绘画里实践了把“色彩与形态”分立开来。他说(《论艺术里的精神》): 我们可以推测这样的绘画现象,并且,如果要将它表现出来的话,就不应当完全遵循物质规律 …… 而应当遵循内在需要的规律,这样的规律也就是精神规律。 纯数学就是脱离了外在世界的“抽象画”,是它的“内在需要”决定了它的形式和发展。水墨画写的是精神,长短句写的是性情,独立的数学发展的是形式(或 Hardy 说的“模式”),现代物理学也似乎越来越倾向于精神的满足。看来, 科学从现实的法则转向精神的愉悦,正是秉承了艺术的精神。
个人分类: 随想|4105 次阅读|14 个评论
[转载]压缩感知科普文两则
caseychan 2011-3-24 13:38
这几天由于happyharry的辛勤劳动,大伙纷纷表示对稀疏表达,压缩感知很感兴趣啊。我是搞不太懂这个前沿啊,只好转两篇 科学松鼠会 的科普文,都是译文,说不定大伙都看过了原文。 第一篇是陶哲轩写的。 这是数学家陶哲轩在 他自己的blog 上写的一篇科普文章,讨论的是近年来在应用数学领域里最热门的话题之一:压缩感知(compressed sensing)。所谓压缩感知,最核心的概念在于试图从原理上降低对一个信号进行测量的成本。比如说,一个信号包含一千个数据,那么按照传统的信号处理理论,至少需要做一千次测量才能完整的复原这个信号。这就相当于是说,需要有一千个方程才能精确地解出一千个未知数来。但是压缩感知的想法是假定信号具有某种特点(比如文中所描述得在小波域上系数稀疏的特点),那么就可以只做三百次测量就完整地复原这个信号(这就相当于只通过三百个方程解出一千个未知数)。可想而知,这件事情包含了许多重要的数学理论和广泛的应用前景,因此在最近三四年里吸引了大量注意力,得到了非常蓬勃的发展。陶哲轩本身是这个领域的奠基人之一(可以参考 《陶哲轩:长大的神童》 一文),因此这篇文章的权威性毋庸讳言。另外,这也是比较少见的由一流数学家直接撰写的关于自己前沿工作的普及性文章。需要说明的是,这篇文章是虽然是写给非数学专业的读者,但是也并不好懂,也许具有一些理工科背景会更容易理解一些。 【作者 Terence Tao;译者 山寨盲流】 最近有不少人问我究竟”压缩感知”是什么意思(特别是随着最近这个概念名声大噪),所谓“单像素相机”又是怎样工作的(又怎么能在某些场合比传统相机有优势呢)。这个课题已经有了大量文献,不过对于这么一个相对比较新的领域,还没有一篇优秀的非技术性介绍。所以笔者在此小做尝试,希望能够对非数学专业的读者有所帮助。 具体而言我将主要讨论摄像应用,尽管压缩传感作为测量技术应用于比成像广泛得多的领域(例如天文学,核磁共振,统计选取,等等),我将在帖子结尾简单谈谈这些领域。 相机的用途,自然是记录图像。为了简化论述,我们把图像假设成一个长方形阵列,比如说一个1024×2048像素的阵列(这样就总共是二百万像素)。为了省略彩色的问题(这个比较次要),我们就假设只需要黑白图像,那么每个像素就可以用一个整型的灰度值来计量其亮度(例如用八位整型数表示0到255,16位表示0到65535)。 接下来,按照最最简化的说法,传统相机会测量每一个像素的亮度(在上述例子中就是二百万个测量值),结果得到的图片文件就比较大(用8位灰度值就是2MB,16位灰度就是4MB)。数学上就认为这个文件是用超高维矢量值描绘的(在本例中就是约二百万维)。 在我开始讲“压缩感知”这个新故事之前,必须先快速回顾一下“老式压缩”的旧故事。(已经了解图像压缩算法的读者可以跳过这几段。) 上述的图片会占掉相机的很多存储空间(上传到计算机里还占磁盘空间),在各种介质之间传输的时候也要浪费时间。于是,相机带有显著压缩图像的功能就顺理成章了(通常能从2MB那么大压缩到十分之一——200KB的一小坨)。关键是尽管“所有图片”所构成的空间要占用2MB的“自由度”或者说“熵”,由“有意义的图片”所构成的空间其实要小得多,尤其是如果人们愿意降低一点图像质量的话。(实际上,如果一个人真的利用所有的自由度随机生成一幅图片,他不大可能得到什么有意义的图像,而是得到相当于电视荧屏上的静电雪花那样的随机噪声之类。) 怎么样压缩图像?方式多种多样,其中有些非常先进,不过我来试试用一种不太高科技的(而且也不太精确的)说法来描述一下这些先进技术。图像通常都含有大片无细节部分–比如在风景照里面,将近一半的画面都可能被单色的天空背景占据。我们假设提取一个大方块,比方说100×100像素,其中完全是同一颜色的——假设是全白的吧。无压缩时,这个方块要占10000字节存储空间(按照8位灰度算);但是我们可以只记录这个方块的维度和坐标,还有填充整个方块的单一颜色;这样总共也只要记录四五个字节,省下了可观的空间。不过在现实中,压缩效果没有这么好,因为表面看来没有细节的地方其实是有着细微的色差的。所以,给定一个无细节方块,我们记录其平均色值,就把图片中这一块区域抽象成了单色色块,只留下微小的残余误差。接下来就可以继续选取更多色彩可见的方块,抽象成单色色块。最后剩下的是亮度(色彩强度)很小的,肉眼无法察觉的细节。于是就可以抛弃这些剩余的细节,只需要记录那些“可见”色块的大小,位置和亮度。日后则可以反向操作,重建出比原始图像质量稍低一些,占空间却小得多的复制图片。 其实上述的算法并不适合处理颜色剧烈变动的情况,所以在实际应用中不很有效。事实上,更好的办法不是用均匀色块,而是用“不均匀”的色块——比方说右半边色彩强度平均值大于左半边这样的色块。这种情况可以用(二维)Haar小波系统来描述。后来人们又发现一种”更平滑的”小波系统更能够避免误差,不过这都是技术细节,我们就不深入讨论了。然而所有这些系统的原理都是相同的:把原始图像表示为不同“小波(类似于上文中的色块)”的线性叠加,记录显著的(高强度的)小波的系数,放弃掉(或者用阈值排除掉)剩下的小波系数。这种“小波系数硬阈值”压缩算法没有实际应用的算法(比如JPEG 2000标准中所定义的)那么精细,不过多少也能描述压缩的普遍原理。 总体来讲(也是非常简化的说法),原始的1024×2048图像可能含有两百万自由度,想要用小波来表示这个图像的人需要两百万个不同小波才能完美重建。但是典型的有意义的图像,从小波理论的角度看来是非常稀疏的,也就是可压缩的:可能只需要十万个小波就已经足够获取图像所有的可见细节了,其余一百九十万小波只贡献很少量的,大多数观测者基本看不见的“随机噪声”。(这也不是永远适用:含有大量纹理的图像–比如毛发、毛皮的图像——用小波算法特别难压缩,也是图像压缩算法的一大挑战。不过这是另一个故事了。) 接下来呢,如果我们(或者不如说是相机)事先知道两百万小波系数里面哪十万个是重要的,那就可以只计量这十万个系数,别的就不管了。(在图像上设置一种合适的“过滤器”或叫“滤镜”,然后计量过滤出来的每个像素的色彩强度,是一种可行的系数计量方法。)但是,相机是不会知道哪个系数是重要的,所以它只好计量全部两百万个像素,把整个图像转换成基本小波,找出需要留下的那十万个主导基本小波,再删掉其余的。(这当然只是真正的图像压缩算法的一个草图,不过为了便于讨论我们还是就这么用吧。) 那么,如今的数码相机当然已经很强大了,没什么问题干吗还要改进?事实上,上述的算法,需要收集大量数据,但是只需要存储一部分,在消费摄影中是没有问题的。尤其是随着数据存储变得很廉价,现在拍一大堆完全不压缩的照片也无所谓。而且,尽管出了名地耗电,压缩所需的运算过程仍然算得上轻松。但是,在非消费领域的某些应用中,这种数据收集方式并不可行,特别是在传感器网络中。如果打算用上千个传感器来收集数据,而这些传感器需要在固定地点呆上几个月那么长的时间,那么就需要尽可能地便宜和节能的传感器——这首先就排除了那些有强大运算能力的传感器(然而——这也相当重要——我们在接收处理数据的接收端仍然需要现代科技提供的奢侈的运算能力)。在这类应用中,数据收集方式越“傻瓜”越好(而且这样的系统也需要很强壮,比如说,能够忍受10%的传感器丢失或者各种噪声和数据缺损)。 这就是压缩传感的用武之地了。其理论依据是:如果只需要10万个分量就可以重建绝大部分的图像,那何必还要做所有的200万次测量,只做10万次不就够了吗?(在实际应用中,我们会留一个安全余量,比如说测量30万像素,以应付可能遭遇的所有问题,从干扰到量化噪声,以及恢复算法的故障。)这样基本上能使节能上一个数量级,这对消费摄影没什么意义,对传感器网络而言却有实实在在的好处。 不过,正像我前面说的,相机自己不会预先知道两百万小波系数中需要记录哪十万个。要是相机选取了另外10万(或者30万),反而把图片中所有有用的信息都扔掉了怎么办? 解决的办法简单但是不太直观。就是用非小波的算法来做30万个测量——尽管我前面确实讲过小波算法是观察和压缩图像的最佳手段。实际上最好的测量其实应该是(伪)随机测量——比如说随机生成30万个“滤镜”图像并测量真实图像与每个滤镜的相关程度。这样,图像与滤镜之间的这些测量结果(也就是“相关性”)很有可能是非常小非常随机的。但是——这是关键所在——构成图像的2百万种可能的小波函数会在这些随机的滤镜的测量下生成自己特有的“特征”,它们每一个都会与某一些滤镜成正相关,与另一些滤镜成负相关,但是与更多的滤镜不相关。可是(在极大的概率下)2百万个特征都各不相同;更有甚者,其中任意十万个的线性组合仍然是各不相同的(以线性代数的观点来看,这是因为一个30万维线性子空间中任意两个10万维的子空间极有可能互不相交)。因此,基本上是有可能从这30万个随机数据中恢复图像的(至少是恢复图像中的10万个主要细节)。简而言之,我们是在讨论一个哈希函数的线性代数版本。 然而这种方式仍然存在两个技术问题。首先是噪声问题:10万个小波系数的叠加并不能完全代表整幅图像,另190万个系数也有少许贡献。这些小小贡献有可能会干扰那10万个小波的特征,这就是所谓的“失真”问题。第二个问题是如何运用得到的30万测量数据来重建图像。 我们先来关注后一个问题。如果我们知道了2百万小波中哪10万个是有用的,那就可以使用标准的线性代数方法(高斯消除法,最小二乘法等等)来重建信号。(这正是线性编码最大的优点之一——它们比非线性编码更容易求逆。大多数哈希变换实际上是不可能求逆的——这在密码学上是一大优势,在信号恢复中却不是。)可是,就像前面说的那样,我们事前并不知道哪些小波是有用的。怎么找出来呢?一个单纯的最小二乘近似法会得出牵扯到全部2百万系数的可怕结果,生成的图像也含有大量颗粒噪点。要不然也可以代之以一种强力搜索,为每一组可能的10万关键系数都做一次线性代数处理,不过这样做的耗时非常恐怖(总共要考虑大约10的17万次方个组合!),而且这种强力搜索通常是NP完备的(其中有些特例是所谓的“子集合加总”问题)。不过还好,还是有两种可行的手段来恢复数据: • 匹配追踪:找到一个其标记看上去与收集到的数据相关的小波;在数据中去除这个标记的所有印迹;不断重复直到我们能用小波标记“解释”收集到的所有数据。 • 基追踪(又名L1模最小化):在所有与录得数据匹配的小波组合中,找到一个“最稀疏的”,也就是其中所有系数的绝对值总和越小越好。(这种最小化的结果趋向于迫使绝大多数系数都消失了。)这种最小化算法可以利用单纯形法之类的凸规划算法,在合理的时间内计算出来。 需要注意到的是,这类图像恢复算法还是需要相当的运算能力的(不过也还不是太变态),不过在传感器网络这样的应用中这不成问题,因为图像恢复是在接收端(这端有办法连接到强大的计算机)而不是传感器端(这端就没办法了)进行的。 现在已经有严密的结果显示,对原始图像设定不同的压缩率或稀疏性,这两种算法完美或近似完美地重建图像的成功率都很高。匹配追踪法通常比较快,而基追踪算法在考虑到噪声时则显得比较准确。这些算法确切的适用范围问题在今天仍然是非常热门的研究领域。(说来遗憾,目前还没有出现对P不等于NP问题的应用;如果一个重建问题(在考虑到测量矩阵时)是NP完备的,那它刚好就不能用上述算法解决。) 由于压缩传感还是一个相当新的领域(尤其是严密的数学结果刚刚出现),现在就期望这个技术应用到实用的传感器上还为时尚早。不过已经有概念验证模型出现了,其中最著名的是Rice大学研制的单像素相机。 最后必须提到的是,压缩传感技术是一种抽象的数学概念,而不是具体的操作方案,它可以应用到成像以外的许多领域。以下只是其中几个例子: • 磁共振成像(MRI)。在医学上,磁共振的工作原理是做许多次(但次数仍是有限的)测量(基本上就是对人体图像进行离散拉东变换(也叫X光变换)),再对数据进行加工来生成图像(在这里就是人体内水的密度分布图像)。由于测量次数必须很多,整个过程对患者来说太过漫长。压缩传感技术可以显著减少测量次数,加快成像(甚至有可能做到实时成像,也就是核磁共振的视频而非静态图像)。此外我们还可以以测量次数换图像质量,用与原来一样的测量次数可以得到好得多的图像分辨率。 • 天文学。许多天文现象(如脉冲星)具有多种频率震荡特性,使其在频域上是高度稀疏也就是可压缩的。压缩传感技术将使我们能够在时域内测量这些现象(即记录望远镜数据)并能够精确重建原始信号,即使原始数据不完整或者干扰严重(原因可能是天气不佳,上机时间不够,或者就是因为地球自传使我们得不到全时序的数据)。 • 线性编码。压缩传感技术提供了一个简单的方法,让多个传送者可以将其信号带纠错地合并传送,这样即使输出信号的一大部分丢失或毁坏,仍然可以恢复出原始信号。例如,可以用任意一种线性编码把1000比特信息编码进一个3000比特的流;那么,即使其中300位被(恶意)毁坏,原始信息也能完全无损失地完美重建。这是因为压缩传感技术可以把破坏动作本身看作一个稀疏的信号(只集中在3000比特中的300位)。 许多这种应用都还只停留在理论阶段,可是这种算法能够影响测量和信号处理中如此之多的领域,其潜力实在是振奋人心。笔者自己最有成就感的就是能看到自己在纯数学领域的工作(例如估算傅立叶子式的行列式或单数值)最终具备造福现实世界的前景。 第二篇 压缩感知是近年来极为热门的研究前沿,在若干应用领域中都引起瞩目。关于这个题目,松鼠会已经翻译了两篇文章,一篇来自于压缩感知技术最初的研究者陶哲轩( 链接 ),一篇来自威斯康辛大学的数学家艾伦伯格(本文正文)。这两篇文章都是普及性的,但是由于作者是专业的研究人员,所以事实上行文仍然偏于晦涩。因此我不揣冒昧,在这里附上一个画蛇添足的导读,以帮助更多的读者更好了解这个新颖的研究领域在理论和实践上的意义。 压缩感知从字面上看起来,好像是数据压缩的意思,而实则出于完全不同的考虑。经典的数据压缩技术,无论是音频压缩(例如 mp3),图像压缩(例如 jpeg),视频压缩(mpeg),还是一般的编码压缩(zip),都是从数据本身的特性出发,寻找并剔除数据中隐含的冗余度,从而达到压缩的目的。这样的压缩有两个特点:第一、它是发生在数据已经被完整采集到之后;第二、它本身需要复杂的算法来完成。相较而言,解码过程反而一般来说在计算上比较简单,以音频压缩为例,压制一个 mp3 文件的计算量远大于播放(即解压缩)一个 mp3 文件的计算量。 稍加思量就会发现,这种压缩和解压缩的不对称性正好同人们的需求是相反的。在大多数情况下,采集并处理数据的设备,往往是廉价、省电、计算能力较低的便携设备,例如傻瓜相机、或者录音笔、或者遥控监视器等等。而负责处理(即解压缩)信息的过程却反而往往在大型计算机上进行,它有更高的计算能力,也常常没有便携和省电的要求。也就是说,我们是在用廉价节能的设备来处理复杂的计算任务,而用大型高效的设备处理相对简单的计算任务。这一矛盾在某些情况下甚至会更为尖锐,例如在野外作业或者军事作业的场合,采集数据的设备往往曝露在自然环境之中,随时可能失去能源供给或者甚至部分丧失性能,在这种情况下,传统的数据采集-压缩-传输-解压缩的模式就基本上失效了。 压缩感知的概念就是为了解决这样的矛盾而产生的。既然采集数据之后反正要压缩掉其中的冗余度,而这个压缩过程又相对来说比较困难,那么我们为什么不直接「采集」压缩后的数据?这样采集的任务要轻得多,而且还省去了压缩的麻烦。这就是所谓的「压缩感知」,也就是说,直接感知压缩了的信息。 可是这看起来是不可能的事情。因为压缩后的数据并不是压缩前的数据的一个子集,并不是说,本来有照相机的感光器上有一千万个像素,扔掉其中八百万个,剩下的两百万个采集到的就是压缩后的图像,──这样只能采集到不完整的一小块图像,有些信息被永远的丢失了而且不可能被恢复。如果要想采集很少一部分数据并且指望从这些少量数据中「解压缩」出大量信息,就需要保证:第一:这些少量的采集到的数据包含了原信号的全局信息,第二:存在一种算法能够从这些少量的数据中还原出原先的信息来。 有趣的是,在某些特定的场合,上述第一件事情是自动得到满足的。最典型的例子就是医学图像成像,例如断层扫描(CT)技术和核磁共振(MRI)技术。对这两种技术稍有了解的人都知道,这两种成像技术中,仪器所采集到的都不是直接的图像像素,而是图像经历过全局傅立叶变换后的数据。也就是说,每一个单独的数据都在某种程度上包含了全图像的信息。在这种情况下,去掉一部分采集到的数据并不会导致一部分图像信息永久的丢失(它们仍旧被包含在其它数据里)。这正是我们想要的情况。 上述第二件事就要归功于陶哲轩和坎戴的工作了。他们的工作指出,如果假定信号(无论是图像还是声音还是其他别的种类的信号)满足某种特定的「稀疏性」,那么从这些少量的测量数据中,确实有可能还原出原始的较大的信号来,其中所需要的计算部分是一个复杂的迭代优化过程,即所谓的「L1-最小化」算法。 把上述两件事情放在一起,我们就能看到这种模式的优点所在。它意味着:我们可以在采集数据的时候只简单采集一部分数据(「压缩感知」),然后把复杂的部分交给数据还原的这一端来做,正好匹配了我们期望的格局。在医学图像领域里,这个方案特别有好处,因为采集数据的过程往往是对病人带来很大麻烦甚至身体伤害的过程。以 X 光断层扫描为例,众所周知 X 光辐射会对病人造成身体损害,而「压缩感知」就意味着我们可以用比经典方法少得多的辐射剂量来进行数据采集,这在医学上的意义是不言而喻的。 这一思路可以扩展到很多领域。在大量的实际问题中,我们倾向于尽量少地采集数据,或者由于客观条件所限不得不采集不完整的数据。如果这些数据和我们所希望重建的信息之间有某种全局性的变换关系,并且我们预先知道那些信息满足某种稀疏性条件,就总可以试着用类似的方式从比较少的数据中还原出比较多的信号来。到今天为止,这样的研究已经拓展地非常广泛了。 但是同样需要说明的是,这样的做法在不同的应用领域里并不总能满足上面所描述的两个条件。有的时候,第一个条件(也就是说测量到的数据包含信号的全局信息)无法得到满足,例如最传统的摄影问题,每个感光元件所感知到的都只是一小块图像而不是什么全局信息,这是由照相机的物理性质决定的。为了解决这个问题,美国 Rice 大学的一部分科学家正在试图开发一种新的摄影装置(被称为「单像素照相机」),争取用尽量少的感光元件实现尽量高分辨率的摄影。有的时候,第二个条件(也就是说有数学方法保证能够从不完整的数据中还原出信号)无法得到满足。这种时候,实践就走在了理论前面。人们已经可以在算法上事先很多数据重建的过程,但是相应的理论分析却成为了留在数学家面前的课题。 但是无论如何,压缩感知所代表的基本思路:从尽量少的数据中提取尽量多的信息,毫无疑问是一种有着极大理论和应用前景的想法。它是传统信息论的一个延伸,但是又超越了传统的压缩理论,成为了一门崭新的子分支。它从诞生之日起到现在不过五年时间,其影响却已经席卷了大半个应用科学。
个人分类: 压缩传感|2554 次阅读|0 个评论
世界杰出数学家大聚会
热度 10 jiangxun 2011-3-18 08:43
作者:蒋迅 angelustenebrae 说他(她)花了两个月的时间准备这张图片。我不想就这样轻易拿去。但是由於有“墙”,担心国内的人被挡住,我决定把原图缩小后放在这里。希望看到原文和原图的请到 他的博客 去。 你能认出其中的一些人吗?给个提示,图中的人物是: 高斯 , 牛顿 , 阿基米德 , 欧拉 , 柯西 , 庞加莱 , 黎曼 , 康托 , 凯莱 , 哈密尔顿 , 艾森斯坦 , 帕斯卡 , 阿贝尔 , 希尔伯特 , 克莱因 , 莱布尼兹 , 笛卡儿 , 伽罗瓦 , 莫比乌斯 , 伯努利家族 , 狄利克雷 , 费尔马 , 毕达哥拉斯 , 拉普拉斯 , 拉格让日 , 克罗内克 , 雅可比 , 亚诺什 , 罗巴切夫斯基 , 诺特 , 热尔曼 , 欧几里德 , 勒让德 。
个人分类: 谈数学|6980 次阅读|41 个评论
历史上的今天 3月17日
热度 1 xupeiyang 2011-3-17 14:12
3月17日是公历一年中的第77天(闰年是76天),离全年结束还有288天。 1861年, 意大利 独立 1919年,我国第一批 勤工俭学 留法学生赴法国 1958年,我国第一套电视发送设备在 北京 试制... 1998年,中国承诺 人民币 不贬值 2003年,我国杰出的数学家、教育家 苏步青 逝世
个人分类: 我的日记|2048 次阅读|1 个评论
宇宙经络初探——宇宙中也有顺风路,太空之旅也可零能耗
热度 4 sheep021 2011-3-8 16:42
宇宙经络初探——宇宙中也有顺风路,太空之旅也可零能耗
青年参考 太空之旅也可“零能耗” 美科学家:宇宙中也有“顺风路” 2009-09-22 12:56 本报特约撰稿 御景嫣   船在水中航行,顺风顺水时最省燃料,这个常识在宇宙中也适用。其实,太空中存在着一条条“顺风顺水”的通道,如果选对了路,航天器几乎可以不用燃料地“漂”到目的地去。目前,科学家正试图将这些看不见的通道画出来,做成一张“地图”,这样在今后的航天飞行中,就能大大降低能耗,减少费用。   据英国《每日邮报》11日报道,美国科学家表示,这样的“顺风通道”是由行星和它们的卫星之间的相互引力作用形成的,每个都是一条引力流。电脑绘制的引力图显示,这些引力通道看上去就像意大利面条一样呈管状,缠绕着如同肉丸一样的行星,并从它们周围蜿蜒而过。每段通道在起点处最细小,之后就变得越来越宽,甚至会出现分叉。两条通道之间的连接处被称为“拉格朗日点”(拉格朗日是法国著名数学家、力学家),在这里星球间的相互引力达到平衡。    美国弗吉尼亚工学院教授谢恩·罗斯表示:“理论上说,航天器在这些引力通道内航行,就像我们在地球上做自由落体运动一样,不需要耗费燃料,惟一不同的是,航天器不是往下掉,而是顺着引力流漂。这能大大减少人类探索太阳系所需的燃料费用。”   罗斯教授将引力流比作海洋中的洋流,“如果你正沿着地球轨道飞行,恰巧有条引力通道经过这里,那么你只需费点燃料变换一下轨道,之后便可以顺着这条通道做‘零能耗’飞行。”当航天器飞行于行星的卫星间时,引力通道的“省油”效果最为显著。   罗斯教授同时指出,在引力流中飞行,和早已被实际应用的、借助星球引力使飞船加速的宇宙弹弓效应不同,“飞船借助弹弓效应时不会进入绕卫星轨道,而在引力流中飞行则不然,需要在行星和卫星间迂回。”    美国已开始尝试在太空项目中应用这一理论。2004年,美国宇航局发射了“起源号”宇宙飞船用以收集太阳风粒子,这次沿引力流进行的太空飞行证实,“顺风顺水”比正常的太空航行节省90%的燃料。   这次太空任务最终没能成功,但问题只是出在飞船返航途中——一个降落伞未能打开,导致飞船坠毁。 虽然燃料消耗大幅减少,但由于引力通道过于曲折,还会随着星球的运动发生变化,太空航行花费的时间也直线上升。罗斯教授指出,沿引力通道环游木星的卫星系,至少需要几个月的时间,从地球到火星至少要几千年的时间。 13 Sep 美绘制太空引力高速路帮飞船穿越太阳系(图) 作者:苏剑林 | 发布时间:September 13, 2009 “引力走廊”能够帮助飞船在太阳系内穿行,就像船只利用洋流航行一样。 新浪科技讯 北京时间9月11日消息,据英国《每日邮报》报道,美国科学家10日表示,“引力走廊”能够帮助飞船在太阳系内穿行,就像船只利用洋流航行一样。目前,美国科学家正试图对图片中蜿蜒曲折的管道进行测绘,这些管道能够减少太空飞行的成本。 每一条管道均充当一个引力湾流,由行星与卫星间复杂的引力相互影响形成。正如电脑绘图所展示的那样,这些状似意大利面条的通道环绕太阳系内行星并在它们之间蜿蜒前进。形象地说,这些通道形成了一条“太空高速路”。 美国科学家正试图对图片中蜿蜒曲折的管道进行测绘,这些管道能够减少太空飞行的成本 太空高速路连接的地点被称之为“拉格朗日点”,地心引力在这个点上相互抵消。美国弗吉尼亚理工学院的谢恩·罗斯教授表示:“基本上说,这一想法就是打造一条条在行星与卫星间蜿蜒前行的低能量通道,能够减少探索太阳系过程中使用的燃料。这些位于太空中的自由下落通道环绕天体便在它们中间穿行。在管道中行进的飞船不会向下坠落,而是沿着管道下落,就像在地球上一样。每一条管道开始时均较为狭窄,随着不断蜿蜒前行,它们会变得越来越宽,同时也可能裂开。” 罗斯说:“我喜欢将它们看作与洋流类似的东西,但它们本质上却是引力流。如果身在绕地球的一条暂泊轨道,其中一条管道会与你所在的轨道交叉,你需要足够的燃料改变速度,而后进入一条新轨道,这条新轨道是免费的。” 他解释说,利用引力流在太空中穿行与利用行星或卫星引力产生的“弹弓效应”有所不同,后者是太空飞行中常用的一项技术。罗斯表示:“引力流与弹弓不同,后者不会将你送入卫星的轨道,而前者却可以做到这一点。” 迄今为止,只有一项美国太空任务曾利用这种方式,即“起源”号飞船任务。“起源”号于2004年发射,任务是捕获太阳风粒子并将其带回地球。沿引力通道飞行允许这个探测器所携带的燃料减少10倍。但由于在降落过程中一个降落伞发生故障,“起源”号飞船任务最终以失败告终。 罗斯在吉尔福德萨里大学举行的英国科学节上表示,“引力走廊”对行星的卫星间飞行特别有用。他说:“一旦进入另一颗拥有自身引力管道的行星,你便可以利用这些管道探索行星的卫星。你可以在木星的卫星之间随意穿行,此时的太空之旅基本上是免费的。你所需要的一切不过是少许用于改变方向的燃料。” 他指出,不足之处就是所需时间较长。在木星的卫星系统内穿行将历时几个月之久。卫星间穿行只需少许燃料,但行星间飞行却要消耗相对较多的燃料。寻找地球与火星间一条免费引力管道需要数千年时间。(秋凌) 扬帆——在宇宙的海洋中航行 作者:苏剑林 | 发布时间:October 24, 2010 以下内容来源于《天文爱好者》杂志2010年10期(作者庞统,责任编辑李良)。 作为消息通告和交流学习所用,请勿用于商业或其他非法用途 ikaros图片版权:ISAS / JAXA;其余来自互联网搜索得到。 2010年5月21曰,日本用H-2A火箭成功发射了耗资15亿曰元(合1600万美元)的“伊卡洛斯”太阳帆,以检验它是否能够利用太阳能实现加速飞行,从而拉开了研制和发射太阳帆式新型推进航天器高潮的序幕。2010年9月和年底,美国还将先后发射纳帆-D2和光帆-1太阳帆。 奇妙概念的出现 自从1957年10月4日前苏联发射第一颗人造卫星,标志着航天时代到来以后,每个被发射上天的航天器都自身携带着化学燃料、电能或核燃料。然而近些年,一些航天科学家一直在研究如何利用比风更可靠、更自由的太阳光粒子,使其成为探测器的动力。 实际上,太阳帆概念很早就产生了。第一个现代意义上的太阳帆概念产生于19世纪法国著名科幻小说家朱尔斯·凡尔纳的小说《从地球到月球》(1865年)中,朱尔斯·凡尔纳的思想无疑为苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的工作奠定了基础。19世纪70年代,麦克斯韦发现 光是由非常小的粒子(即我们现在所称的“光子”)构成的能量包组成。由太阳产生的光子会以约3 X 105千米/秒的速度大量地向太空中扩散,以这个速度,一个光子在1秒内可以绕地球赤道飞7次。光子对任何物体都会产生作用力,向物体撞击并反弹出去。尽管这种碰撞产生的能量非常小,但是由于太阳发出的光子的数量是相当大的,因此,最终这些光子能推动像太阳帆那样的物体前进。 20世纪20年代,俄国科学家首先开始了关于把太阳帆用于行星际航行的研究,还为此著书立说。20世纪五六十年代,在新一代科学家、工程师及科幻小说家的努力下,这种思想重新复苏,1964年科幻小说家阿瑟·克拉克出版了著名小说 《来自太阳的风》,讲述了一艘国际载人太阳帆飞往月球的故事。而在这时,美国航空航天局开始认真考虑太阳帆概念,并着手进行了一些研究。 宇宙中的“永动机” 太阳帆是一种没有携带发动机、以太阳光作动力的航天器。传统的航天器是由其内部能量燃烧所产生的冲力来推动的,而太阳帆仅仅由被其巨大的、像镜子 一样的帆反射的光子来推动。太阳帆并不是靠太阳风飞行。太阳风由被太阳抛出的离子组成,这些离子的运动速度比光速慢得多。虽然太阳风也可能会将力传递给太阳帆,然而从太阳风 那里得到的动力还不足光压(光压就是由太阳光传递给太阳帆的力)的1/100。 对于一个行星际太阳帆来说,其速度的大小将依赖于它被光压推动的时间的长短。太阳帆在其飞行的最初阶段速度相当慢,如果以这种速度飞行,可能要花1年时间才能到达月球, 当年“阿波罗”载人登月飞船使用常规推力只需3天就到达了月球。但是太阳帆的真正优势在于,它不像化学火箭那样,推力只能持续短暂的时间,太阳光对太阳帆的推动是一直持续下去的。从理论上来说 行星际太阳帆在其飞行100天后,它的速度能达到约1.6×104千米/小时,1年后能达到约5.8×104千米/小时。只要3年时间,太阳帆的速度就能达到约1.6×105千米/小 时。按照这样的速度,太阳帆不出5年就能到达冥王星。而相比较而言,美国探测冥王星的“新视野线”探测器使用化学推进器及从木星那里得到引力辅助,计划要用9 年时间才能到达目的地。 为了能使太阳光提供足光压,太阳帆必须尽可能多地捕捉到太阳光,这就意味着帆的表面积必须很大, 在20世纪70年代美国探测“哈雷”彗星的太阳帆 计划(后来取消)中,帆的面积设计为600000平方米, 大约有纽约市的10个街区大。即使是这么大的表面积,太阳帆相对于传统航天器来说,也是加速非常慢的。但是,由于火箭释放弃有效载荷并以恒定的速度飞完它的航程之前,火箭仅仅燃烧几分钟,而太阳帆会不断地加速,所以最终比其他探测器更快。 在既定的时间内,通过小而持续的加速,太阳帆能够达到任何想要的速度。如果由于离太阳越来越远而使其加速度变小的 话,一些科学家提议用激光推动其前进,虽然这一想法在目前的技术和资源条件下还无法成为现实。但是如果在未来的某一天,太阳帆要带着人类飞往其他恒星星系,就得用激光,因为一旦飞 出木星轨道,太阳光压就会非常弱。人类第一个星际探测器可能就是带着巨大的帆、利用激光飞出太阳系的;或许第一批天外来客也会以类似的方式来到地球。 失败是成功之母 近年来,日本和美国已多次在太空进行太阳帆试验,虽然日 本进行的几次小型太阳帆试验获得了成功,但影响最大的美国 宇宙1号大型太阳帆试验却因运载火箭故障而遭到了失败。尽管如此,宇宙1号的实施方案还是很有参考价值的。 2004年8月9曰,曰本宇宙研究开发机构在鹿儿岛发射了—枚5310小型火箭,火箭在太空中旋转飞行时成功地打开了2个不同形状、直径为10米的太阳帆(采用耐热和抗辐射的聚酯亚胺薄膜,厚度只有0.0075毫米),目的是进行太阳帆的展开试验,但没有进行利用太阳帆产生推进力的试验。试验中,当火箭旋转上升到150千米以上高度后,先打开了由4片聚酯亚胺薄膜组成的三叶草形太阳帆;在飞到最高高度170千米时,三叶草形太阳帆与火箭分离。此后火箭又打开由六片扇形聚酯亚胺薄膜组成的太阳帆。大约在火箭升空6分40秒后,这两个太 阳帆都坠落在内之浦东面的海面。日本这次成功 打开了无骨架太阳帆在世界上尚属首次。2006年2月和9月,日本又分别搭载发射了太阳帆次级有效载荷卫星1号、2号,其展开的薄膜直径为15米。2006年8月,日本还用高空气球 成功展开了直径为20米的四角形太阳帆。由此可见,日本在太阳帆领域已经打下了很好的技术基础。 2005年6月21日,世界上第一个大型太阳帆一—“宇宙1号”由前苏联遗留下来的SS-N-18型洲际弹道导弹(核弹头已被拆卸)改装而成的“波浪号”火箭从水下潜艇发射升空。该太阳帆由美国行星学会投资,俄罗斯负责建造,该设计方案听起来很美:“宇宙1号”进入绕地轨道以后,打开8个如风车叶片的三角形帆,绕地飞行至少一个月。“宇宙1号”的质量大约100千克, 帆叶的长度为15米,由镀铝的增强型聚酯薄膜做成,仅5微米厚,大约相当于塑料垃圾袋厚度的1/4。这些帆叶以航 天器的主体为中心环绕排列,当“宇宙1号”进入轨道后它们能被充气管展开,展开后的形状像花瓣一样,总面积达600平方米,相当于一个篮球场面积的1.5倍。当“宇宙1号”在环绕地球的轨 道上运行时,它的巨大帆能调整角度,像直升机的旋翼一样旋转,以便反射不同方向上的太阳光。“宇宙1号”的控制算法事先 被编入其携带的计算机中,能够通过地面发出的指令对其进行操作。如果地面控制人员不想让太阳光推动“宇宙1号”,就可旋转太阳帆的叶片,让它的刀口对准太阳,这样就不会产生推力了;而当“宇宙1号”需要推力时,控制人员可把帆的角度旋转回去。“宇宙1号”的主要有效载荷包括成像仪和加速计。当它展开巨大的帆时,成像仪会对其成像,同时还要对地球拍照;而加速计则用于测量“宇宙1号”是怎样逐渐加速的。 其实,早在2001年7月20曰就曾进行过“宇宙1号”的亚轨道飞行试验,但因发射“宇宙1号”的“波浪号”火箭所携带的计算机没有发出指令使火箭的第3级分离,使“宇宙1号”的帆无法展幵,最后它与火箭的第3级一起在堪察加半岛上空坠落。 而这次又是由于“波浪号”运载火箭第一级出现故障导致“宇宙1号”发射失败。此后的2008年8月3曰,美国在用“猎鹰1号”火箭发射纳帆-D1太阳帆时也因火箭故障而失败,纳帆-D1 的质量为4.5千克,由铝与塑料制成,太阳帆展开后是由四个三角形组成的正方形,边长约3米,总面积约为9.3平方米。 美丽的星际风筝 上述失败使人类获取了大量有关太阳帆的经验和教训,最 后终于在最近苦尽甜来,2010年5月21日发射的曰本“伊卡洛斯”太阳帆已获得初步成功。 “伊卡洛斯”是世界第一个使用太阳帆技术的深空探测器,因为过去进行的试验只在地球周围轨道展开太阳帆。“伊卡洛斯”的任务有四:一是展开帆面,验证展开机构和程序,收集展开状态数据;二是研究帆面的反射系数,验证光子推进技术;三是用所携带薄膜太阳电池发电,验证薄膜太阳电池发电效率;四是验证太阳帆推进的制导、导航与控制技术。此次试验如获最终成功,则能改写人类航天动力的历史,使深宇宙探测成为可能, 也标志着“宇宙大航海时代”的真正来临。 “伊卡洛斯”是一个高1米、直径长1.6米的筒状小型航天器,采用直升机式构型。它在太空释放后,卷在航天器上的超薄膜太阳帆通过转动圆柱形机体(转速为25转/分)所产生的离心力徐徐展开,并形成边长14米、对角线距离为20米、厚度仅0.0075毫米的正方形帆面。帆面上面还嵌有一些25微米厚的硅薄膜太阳电池,它们占总帆面面积约5%,预计产生500瓦电能。这些电能除用于验证薄膜太阳能电池的功能外,还为所携带的设备供电。“伊卡洛斯”的总质量为315千克,其中帆面的质量为15千克。它现在正依靠太阳光子的推动力飞往金星。执行任务期间“伊卡洛斯”采用自旋稳定方式,自旋速度约20转/分。 其超薄膜太阳帆的展幵分两个阶段进行:6月8曰完成了第一阶段展开,此时展开成“十”字形,对角线跨度15米。之后, 继续进行第二阶段展幵,于6月10日完成了整个太阳帆帆面的展幵,展开后对角线跨度为20米。日本宇宙航空研究开发机构6月10曰称,在距地球约770万千米的太空,通过旋转机体所产生的离心力,“伊卡洛斯”已成功展开了折叠收藏在机体外侧的超薄膜太阳帆,帆面展开后通过系绳与主体相连。6月15日,从太阳帆中心机体分离出去的相机也拍下这一图像并传回了地球。该相机呈圆筒形,直径和高都约为6厘米,它一边远离机体,一边拍摄图像,并用无线电传送给机体,相机将不再回收。 “伊卡洛斯”的超薄膜太阳帆的成功展开,标志着该试验已经成功一半。剩下的一半,就是在由太阳光所产生的光压作用下,“伊卡洛斯”将在半年的时间内飞向8巨离地球约800万千米的金星。 依靠太阳辐射加速的日本“伊卡洛斯”携带了超薄膜太阳帆,该薄膜柔软富有弹性,由厚度只有头发直径 1/10的聚酰亚胺制成,重量仅为一枚硬币的1/5,可自由调节光反射,用于加速、减速及改变太阳帆方向。在接近金星之前的约半年中将反复进行太阳帆试验,为将来开发深空探测器积累经验。此外,由于“伊卡洛斯”还携带有太阳能电池,以便进入太阳系内更远的区域时提高效率,因此它是一个拥有太阳光压和压力的混合动力航天器。 如果本次试验成功,日本还将在近年进行第两次试验,届时将使用直径50米的中型太阳帆,同时还要结合离子推进发动机,即在世界上首次实现光子/离子混合推进,发射的目的地是木星和特洛伊型小行星。为此,日本正研究大型薄膜结构及其展开、光子和超高性能离子发动机混合推进、薄膜太阳能电池等新技术。 虽然经历过“宇宙1号”太阳帆的失败,但美国行星学会对研制太阳帆仍自信满满。该学会主席弗里德曼说,即使太阳帆只在一小段轨道上受控制,但只要有现象显示它是以太阳能为动力,就能证明发射成功。2009年11月9日,美国行星学会宣布, 2010年可能是太阳帆辉煌之年,全球至少发射两个太阳帆并演示验证太阳光压在太空产生推动力的创新应用。美国行星学会将在2010年底发射“光帆1号”太阳帆,它是在美国航空航天局提出的“纳帆”概念基础上研制的一种新型太阳帆(美国航空航天局将在2010年9月发射“钠帆-D2”)。“光帆1号”是在美国加州理工大学提供的“立方卫星”平台上建造而成,在距地表800千米的地球轨道上飞行,展开之前的形状类似和一个长条面包,重约5千克。它由两个舱组成,其中两个用于储存电子和控制设备,另外一个用于携带折叠的太阳帆。其太阳帆采用一种酯薄膜制成,厚度为普通垃圾袋的1/4左右,约4.6微米,展开后是一个边长5.5米、由4个三角形组成的正方形,面积约32平方米,能产生5.7×10-5m/s2的加速度。美国行星学还将研制比“光帆1号”飞得更高、更远的“光帆2号”和用于太阳气候监测的“光帆3号”。 虽然至今人们仍然没有成功在空间部署以太阳帆为主要推进方式的航天器,但各国对这一领域的研究和探索仍在继续,2010年就是太阳帆技术发展的重要一年。长期以来,人们一直都渴望着能够摆脱对火箭的单一依赖,找到新的动力方式,实现人类遨游太空的梦想,而利用太阳能来进行太空航行的太阳帆推进航天器代表了人类未来太空飞行的技术,它将为开发新型宇宙发动机方向迈出重要一步。可以相信,人类未来完全可以利用太阳帆从 事深空探索,并给人类的太空旅行带来一场新的革命。 链接: http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/ikaros.html 评: 这是不是宇宙“经络”呢。 人有经络,地球有经络,宇宙也有经络。如果说没有,也许是还没有发现其存在。 善言天者,必有验于人,善言古者,必有验于今。 执古之道,以御今之有,是谓道纪。
个人分类: 聆听自然|938 次阅读|6 个评论
一个数学家的孤独
热度 24 赫英 2011-3-5 08:01
他, 戴一顶破帽, 走在闹市的大街上。 呆呆的模样, 引来多少目光。 他, 点着一支烟, 站在校园的草地上。 两指尖的疼痛, 打断了他的冥想。 他, 端起碗来, 坐在餐厅的板凳上。 拿起他的笔, 却是一根香肠 …… 他目中无人, 一切都放到一旁。 又两眼闪亮, 把思想记到本上。 他忽而眉飞眼舞, 又突然一声不响。 他没有其它爱好, 只享受他的“猜想”。 啊, 也许他一辈子只能这样, 在孤独的创新中快乐倘徉!
个人分类: 诗词|4771 次阅读|49 个评论
在老俄罗斯,数学家、作曲家和电影制片人,常在一起散步喝酒谈话
dhwang 2011-3-5 03:00
读书笔记 2月间,断断续续在读Masha Gessen的新书《 Perfect Rigor + 》(出版社:HOUGHTON MIFFLIN HARCOURT. BOSTON/NEWYORK 2009)。20世纪俄罗斯的数学呈现在眼前,有一种颠覆感,自己有限的历史知识向逆推:20世纪中,俄罗斯数学对中国数学的影响,俄罗斯的数学。 书的介绍: The true story of a mathematical mystery , a million--dollar prize, and the fate of genius in today's world. 对我来说, 这本书特殊之一,作者并没有亲自采访到Grigory Perelman,但她呈现他成长的历史背景和他的成长过程,活生生的, it's great。 她本身是一位在俄罗斯成长起来的数学天才,高中时代随父母移民美国,现居住于俄罗斯。新邻居刚好是来自俄罗斯的犹太人科学家家庭,他们家也有好多书和电影,更增加了我读这本书的兴趣。 书中所写俄罗斯数学家的生活: “Classical music and male bonding, mathematics and sports, poetry and ideas added up to Kolgorov's vision of the ideal man and the ideal school.” P39 Before the Iron Curtain sealed off the Soviet Union from the rest of the world, Kolmogorov and Alexandrov had done some traveling.......They imported all they could:books, music, ideas. "Interestin that this idea of a truly beloved friend seems to be purely Aryan: The Greeks and the Bermans seem always to have had it ." Alexandrov wrote toKolgorov in 1931, a few years before the reference to Aryans would have had a different connotation. "The theory of a lone friend is a difficult to fulfill in the contemporary world. " Kolmogorov lamented in response. "The wife will always have pretensions to that role,but it would be too sad to consent to this . In Aristotle's times, these two sides of the issuenever came into contact: the wife was one thing, and the friend quite another. " Kolmogorov brought back from Germany collections of verse by Goethe, who would always be his favorite poet. In all their letters to each other, Kolmogorov and Alexandrovinclded detailed reports of concerts attended and music heard, and when vinyl record became available, they started collecting them. ALexandrov hosted weekly classic-musicevenings at the university; he would play records and lecture on the music and the composers; ater Alexandrov's death, Kolmogorov---already nearing eighty and crippled byParkinson's disease---took over as host. 这竟然与几天后所读数学家Freeman Dyson的文章 Birds and Frogse中所写相同,真是君子所见: “In Russia, Mathematicians and composers and film-producers talk to one another,walk together in the snow on winter nighs, sit together over a bottle of wine, and share each other's thoughts.” 我爱这句话,我爱这篇文章,发誓要把它翻译出来!     Dyson写道: "To end this talk, I come back to Yuri Manin and his book Mathematics. The book is mainly about mathematics. It may come as a surprise to Western readers that he writeswith equal eloquence about other subjucts such as the collective unconscious, the origin of human language, the psychology of autism, and the role of the trickster in themythology of many cultures. To his compatriots in Russia, such many-sided interests and expertise would come as no surprise. Russian intellectuals maintain the proud tradition of the old Russina intelligentsia, with scientists and poets and artists and musicians belonging to a single community. They are still today, as we see them in the plays of Chekhov, a groupof indalists bound together by their alienation from a superstitious society and a capricious government. In Russia, Mathematicians and composers and film-producers talk to oneanother, walk together in the snow on winter nighs, sit together over a bottle of wine, and share each other's thoughts. "    Masha Gessen书中的介绍:   Drawing on interviews with Perelman's teachers, classmates, coaches, teammates, and colleagues in Russia and the United States--and informed by her own background as amath whiz raised in Russia---Gessen set out to uncover the nature of Perelman's genius. What she found was a mind of almost superhuman computational power. Perelman was notintuitive or deeply imaginative as some mathemeaticians are, but his clear and rigorous thinking enabled him to pursue mathematical concepts to their logical(sometimes distant)end. Yet this very strength turend out to be his undoing. As Gessen discovered, such a mind is unable to cope with the messy reality of human affairs. When the jealous, rivalries, andpassions of life intruded on his platonic ideal, Perelman began to withdraw--first from the world of mathematics and then, increasingly, from the world im general. In telling his story,Masha Gessen has constructed a gripping and tragic tale sheds rare light on the unique burden of genius. P27 How to make a mathematician: Similarly, he(Rukshin) told me several times that his teaching methods could be reproduced, and had been, to rather spectacular results: his students made money by trainingmath competitors all over the former Soviet bloc. But other times he told me he was a magician, and these were the times he seemed most sincere. "There are several stages ofteaching ," he said. "There are the student, apprenticeship stages, like in the medieval guild. Then there are the craftsman, the master--these are the stages of mastery. Thenthere is the art stage. But there is beyond the art stage. This is the witchcraft stage. A sort of magic. It's a question of charisma and all sorts of other things." It may also have been that Rukshin was more driven than any coach before or since. He did some research work in mathematics, but mathematics seemed to be almost a sidelineof his life's work: creating world-class mathematics competitiors. That kind of single-minded passion can look and feel very much like magic. Magicians need willing, impressionalbe subjects to work theri craft. P 37 A beautiful School Whatever the reason, his not being a part of the military effort left Kolmogorov free to devote his considerable energies to creating the world ofr mathematicians that he hadenvisioned since he was a young man. Kolmogorov and Alexandrov both hailed from Luzitania, Luzin's magic land of mathematics, and they sought to re-create it at their dacha(俄国的乡间邸宅) outside of Moscow, where they would invite their students for days of walking, cross--country skiing, Listening to music, and discussing their mathematical projects. (dacha This involved a retreat to a country dacha or secluded library, there to write or grow vegetables and be isolated from the world beyond.追求自由的人逃离到远离都市的乡村别墅或隐秘的图书馆,在那里写作、种菜与世隔绝。) "The way our graduate group interacted with Kolmogorov was almost classically Greek, " said one of the countless memoirs published by his students; Virtually everyone who hadcontact with Kolmogorov seemed to have been moved to write about him. 'Through the woods or along the shore of the Klyazma River the muscular mathematician would bemoving brisky, on foot or on skis, surrounded by young people. The shy students would be rushing behind him. He talked almost without stopping---although, unlike perhaps theancient Greeks, he talked less of mathematics and more of other things." Kolmogorov believed that a mathematician who aspired to greatness had to be well versed in music, the visual arts, and poetry,and --no less important---he had to be sound ofbody. The mix of influences that shaped Kolmogorov's idea of a good mathematical education would have been an odd combination anywhere, but in the Soviet Union in the middle ofthe twentieth century, It was extraordinary almost beyond belief. Kolmogorov haided from a wealthy Russian family that founded a school of its own in Yaroslavl....... In 1922, Kolmogorov---nineteen, a student at Moscow University, and already an emerging mathematician in his own right---started teaching mathematics at an experimentalschool in Moscow. Incredibly, the school was modeled after the Dalton School, the famous New York City institution immortalized by, among others, Woody Allen in the filmManhattan. The Dalton Plan, which lay at the foundatin of both the Dalton School and the Potylikha Exempary Experimental School where Kolmogorov taught, called for anindividual insturction plan for every student. Each child would map out his own path for the month and proceed to work independently. So every student spent of his school time athis desk, or going to the small school libraries to get a book, or writing something." Kolmogorov recalled in his final interview. "The instructor would be sitting in the corner, reading,and the students would approach him in turn to show what they ahd done." This might have been the first sighting of the figure of the insturctor reading quietly behnd his desk;decades later, the math-club coach would take up this position. P39 Before the Iron Curtain sealed off the Soviet Union from the rest of the world, Kolmogorov and Alexandrov had done some traveling.......They imported all they could: books,music, ideas. "Interestin that this idea of a truly beloved friend seems to be purely Aryan: The Greeks and the Bermans seem always to have had it ." Alexandrov wrote to Kolgorovin 1931, a few years before the reference to Aryans would have had a different connotation. "The theory of a lone friend is a difficult to fulfill in the contemporary world. "Kolmogorov lamented in response. "The wife will always have pretensions to that role,but it would be too sad to consent to this . In Aristotle's times, these two sides of the issuenever came into contact: the wife was one thing, and the friend quite another. " Kolmogorov brought back from Germany collections of verse by Goethe, who would always be his favorite poet. In all their letters to each other, Kolmogorov and Alexandrovincleded detailed reports of concerts attended and music heard, and when vinyl record became available, they started collectiing them. ALexandrov hosted weekily classic-musicevenings at the university; he would play records and lecture on the music and the composers; ater Alexandrov's death, Kolmogorov---already nearing eighty and crippled byParkinson's disease---took over as host. Classical music and male bonding, mathematics and sports, poetry and ideas added up to Kolgorov's vision of the ideal man and the ideal school.
个人分类: 读书笔记|4630 次阅读|0 个评论
费曼如何把数学当成工具,甚至当成游戏来学
热度 1 josh 2011-2-22 16:15
数学对很多学科的研究而言,是工具:你不会使用时,它很重要;当你熟练使用时,却又不那么重要。而当你真正熟练时,会觉得它很好玩。 且看费曼如何把数学当成工具,甚至当成游戏来学。 原文如下: 跟数学家抬杠                     在普林斯顿研究院,物理系和数学系共用一间休闲室。    每天下午4点钟,我们都在那里喝茶。这一方面是模仿英国学校的作风,另一方面也是放松情绪的好方法。大家会坐下来下下棋,或者讨论些什么理论。在那些日子里,拓扑学是很热门的话题。   我还记得有个家伙坐在沙发上努力思索,另一个则站在他面前说:“所以,这个这个为真。”   “为什么?”坐在沙发上的人问。   “这太简单!太简单了!”站着的人说,接着滔滔不绝地发表了一连串逻辑推论,“首先你假设这个和这个,然后我们用克科夫理论的这个和那个;接下来还有瓦芬斯托华定理,我们再代入这个,组成那个。现在你把向量放在这里,再如此这般……”坐在沙发上的家伙勉力挣扎要消化这许多东西,而站着的人则一口气又快又急地讲了15分钟!等他讲完之后,坐在沙发上的家伙说:“是的,是的!这真的很简单。”   我们这些念物理的人全都笑歪了,搞不懂这两个人的逻辑。最后我们一致认为,“简单”等于“已经证实”。   因此我们跟这些数学家开玩笑说:“我们发现了个新定理——数学家只懂得证明那些很简单的定理,因为每个已被证明的定理都是很简单的。”   那些数学家不怎么喜欢我们提出的定理,我就再跟他们开个玩笑。我说世上永远不会有令人意外的事件——正因为数学家只去证明很简单的事物。                                       找数学家麻烦                      对数学家来说,拓扑学可不是那么简单的学问,其中有一大堆千奇百怪的可能性,完全“反直觉”之道而行。于是我又想到一个主意了。我向他们挑战:“我跟你们打赌,随便你提出一个定理——只要你用我听得懂的方式告诉我,它假设些什么、定理是什么等等——我立刻可以告诉你,它是对的还是错的!”   然后会出现以下的情况:他们告诉我说,“假设你手上有个橘子。那么,如果你把它切成N片,N并非无限大的数。   现在你再把这些碎片拼起来,结果它跟太阳一样大。这个说法对还是错?“   “一个洞也没有?”   “半个洞也没有。”   “不可能的!没这种事!”   “哈!我们逮到他了!大家过来看呀!这是某某的‘不可量测量’定理!”   就在他们以为已经难倒我时,我提醒他们:“你们刚才说的是橘子!而你不可能把橘子皮切到比原子还薄、还碎!”   “但我们可以用连续性条件:我们可以一直切下去!”   “不,不,你刚才说的是橘子,因此我假定你说的,是个真的橘子。”    因此我总是赢。如果我猜对,那最好。如果我猜错了,我却总有办法从他们的叙述中找出漏洞。   其实,我也并不是随便乱猜的。我有一套方法,甚至到了今天,当别人对我说明一些什么,而我努力要弄明白时,我还在用这些方法:不断地举实例。   譬如说,那些念数学的提出一个听起来很了不得的定理,大家都非常兴奋。当他们告诉我这个定理的各项条件时,我便一边构思符合这些条件的情况。当他们说到数学上的“集”   时,我便想到一个球,两个不相容的集便是两个球。然后视情况而定,球可能具有不同的颜色、长出头发或发生其他千奇百怪的状况。最后,当他们提出那宝贝定理时,我只要想到那跟我长满头发的绿球不吻合时,便宣布:“不对!”   如果我说他们的定理是对的话,他们便高兴得不得了。   但我只让他们高兴一阵,便提出我的反例来。   “噢,我们刚才忘了告诉你,这是豪斯道夫的第二类同态定理。”   于是我说:“那么,这就太简单,太简单了!”到那时候,虽然我压根儿不晓得豪斯道夫同态到底是些什么东西,我也知道我猜的对不对了。虽然数学家认为他们的拓扑学定理是反直觉的,但大多数时候我都猜对,原因在于这些定理并不像表面看起来那么难懂。慢慢地,你便习惯那些细细分割的古怪性质,猜测也愈来愈准了。   不过,虽然我经常给这批数学家找麻烦,他们却一直对我很好。他们是一群快乐的家伙,构思理论就是他们的使命,而且乐在其中。他们经常讨论那些“简单、琐碎”的理论;而当你提出一个简单问题时,他们也总是尽力向你说明。   跟我共用浴室的就是这样的数学家,名字叫做奥伦(Paul Olum)。我们成了好朋友,他一直想教我数学。我学到“同伦群”(homotopy group)的程度时终于放弃了;不过在那程度之下的东西,我都理解得相当好。   我始终没有学会的是“围道积分(contour integration)”。   高中物理老师贝德先生给过我一本书,我会的所有积分方法,都是从这本书里学到的。    事情是这样的:一天下课之后,他叫我留下。“费曼”,他说,“你上课时话太多了,声音又太大。我知道你觉得这些课太沉闷,现在我给你这本书。以后你坐到后面角落去好好读这本书,等你全弄懂了之后,我才准你讲话。”   于是每到上物理课时,不管老师教的是帕斯卡定律或是别的什么,我都一概不理。我坐在教室的角落,念伍兹(woods)   著的这本《高等微积分学》。贝德知道我念过一点《实用微积分》,因此他给我这本真正的大部头著作——给大学二三年级学生念的教材。书内有傅立叶级数、贝塞尔函数、行列式、椭圆函数——各种我前所未知的奇妙东西。   那本书还教你如何对积分符号内的参数求微分。后来我发现,一般大学课程并不怎么教这个技巧,但我掌握了它的用法,往后还一再地用到它。因此,靠着自修那本书,我做积分的方法往往与众不同。    结果经常发生的是,我在麻省理工或普林斯顿的朋友被某些积分难住,原因却是他们从学校学来的标准方法不管用。   如果那是围道积分或级数展开,他们都懂得怎么把答案找出;现在他们却碰壁了。这时我便使出“积分符号内取微分”的方法——这是因为我有一个与众不同的工具箱。当其他人用光了他们的工具,还没法找到解答时,便把问题交给我了! SurelyYou'reJoking,Mr.Feynman! R·费曼/著,吴程远/译
个人分类: The Art of Learning and Research|7395 次阅读|2 个评论
华罗庚两次入党
热度 3 antq 2011-2-15 22:19
华罗庚是名副其实的大数学家,有极高的知名度。他的学术成就很高,无愧于大师称号。关于华罗庚的故事很多,有学术上的,有爱国的,有爱党的,有真的,有假的,很多都是家喻户晓。下面讲讲华罗庚入党的故事,不一定人人都知道。 1942年12月,由朱家骅介绍,华罗庚重新加入 中国国民党 (之前似乎也入过)。他兴奋不已,感激涕零,给朱家骅写信云 :“…… 遥颁大教,语重心长,谋国之忠,垂念之切,跃然纸上。罗庚敢不奉教, 今后当 体念国父遗教、总裁训诲 ,以追随先生为党为国,尽其绵薄。…… 今先生振聩启蒙,使罗庚得生新机而还旧识,感激之殷,有若拨云霓而见天日者……”(华罗庚1942年12月19日致朱家骅函,参见 http://csscipaper.com/chinahistory/xdsck/11827_10.html ) 1979年6 月,华罗庚经过多次申请,终于获准加入 中国共产党 。他兴奋不已,感激涕零,写了一首词:“ 五十年来心愿 , 三万里外佳音,沧海不捐一滴水,洪炉陶冶砂成金,四化作尖兵。 老同志,深愧怍,新党员,幸勉称,横刀那顾头颅白,跃马紧傍青壮人,不负党员名。” 以前看人物故事,往往被伟大的好人们感动得热泪盈眶,被可恶的坏人们气得咬牙切齿。故事里,乃至严肃的史书里,除了好人和坏人,没有常人。后来发现大家都是常人时,感到有点奇怪,不知道是书上错了,还是现实世界错了。 还是伟大领袖看得透彻:“三皇五帝神圣事,骗了无涯过客”。
个人分类: 清谈|2761 次阅读|5 个评论
取消奥数,瞎扯淡,引入数学家主持和公益机制方是正途
热度 5 arithwsun 2011-2-15 17:05
奥数似乎成了过街老鼠,人人都可以喊打。可是,临到真正的选择, 中国青年报社会调查中心的报道表明: 『29.8%的人学过奥数,26.6%的人打算让自己的孩子学奥数。』 这么多老百姓为自己孩子做出这样的选择,背后肯定有其合理的地方,升学还是出国,其实都是表象。 学到硬功夫,才是真的。用这个观点来看,老百姓们将注意力放到英语和数学这两个学科,是中华民族这几百年历史的经验教训所得。 奥数,如果从真正的定义来看,是国际IMO组织办的,任何一个中国人,都无权取消。那些新闻报道,概念不清,其实都是瞎扯。 把注意力放到批评上,还不如为了自己的孩子,想好怎么建设。 引入数学家主持和公益机制方是正途。 中国数学家,据我所知,已经退出了奥数培训领域,只有最高端的国家队(冬令营),还在由数学家们做。 匈牙利的数学,非常有名,它们的奥数培训,采用的公益机制,老师们都是无偿在做,学生们不用花钱。 数学家和公益机制,这两件事情是二合一的,为什么数学家们退出了,就是因为里面水太混,数学家们顾忌名誉所致。 那么,跟取消奥数相比,另外一个策略就是,取消商业化奥数培训,可以奥数培训,但不可以商业化营利,必须用公益机制。 这是不是就更好呢,我也并不是很清楚,目前的情况是,公益性奥数培训机构,一个也没有,即使不去取消商业化奥数培训,也应该由政府给出优惠政策,支持公益性奥数培训。
个人分类: Book-W|5743 次阅读|10 个评论
Men of Mechanics (13): 最后一位全才数学家-庞加莱
热度 2 刘建林 2011-2-10 16:39
亨利 - 庞加莱 (Jules Henri Poincaré, 1854-1912) 是法国的一位全才,是著名的数学家、物理学家、力学家、天文学家、哲学家、散文家。 庞加莱的父亲南锡医科大学生理学教授,叔父安托万曾任国家道路桥梁部的检查官.雷蒙曾出任法国总理兼外交部长,并担任法兰西第三共和国第九届总统。 庞加莱幼年体弱多病,但是爱好读书。他视力不好,上课看不清黑板上的东西,只好全凭耳朵听,这反倒增强了他的听觉记忆能力。这种锻炼使他能够在头脑中完成复杂的数学运算,并能够迅速写出一篇论文而无需大改. 15 岁前后,庞加莱曾在没有记一页课堂笔记的情况下赢得了一次数学大奖。 1873 年底,庞加莱进入巴黎综合工科学校深造。 1875 年,他到国立高等矿业学校学习,打算做一名工程师,但一有闲空就钻研数学,并在微分方程一般解的问题上初露锋芒。 1878 年,他向法国科学院提交了关于这个课题的 “ 异乎寻常 ” 的论文,并于翌年 8 月 1 日得到数学博士学位。 1879 年,他应聘到卡昂大学作数学分析教师。两年后,他提升为巴黎大学教授,讲授力学和实验物理学等课程。 庞加莱在不长的 34 年科学生涯中,发表了将近 500 篇科学论文和 30 本科学专著,这些论著囊括了数学、物理学、天文学的许多分支,这还没有把他的科学哲学经典名著和科普作品计算在内。由于他的杰出贡献,他赢得了法国政府所能给予的一切荣誉,也受到英国、俄国、瑞典、匈牙利等国政府的奖赏。早在 33 岁那年,他就被选为法国科学院院士, 1906 年当选为科学院院长,这是法国科学家所能得到的最高荣誉。 1908 年,他以散文家身份被选为法兰西学院院士。 彭加勒是一位堪与高斯( C.F.Gauss )媲美的大数学家。可以说, 19 世纪数学的发展一开始就在数学巨人高斯的身影笼罩之下,而后来又在同样是数学大师的彭加勒的支配之中。彭加勒被认为是 19 世纪末和本世纪初的数学主宰,是对数学和它的应用具有全面知识的最后一个人。彭加勒在数学的四个主要部门 —— 算术、代数、几何、解析中的成就都是开创性的,尤其对函数论、代数几何学、数论、代数学、微分方程、代数拓扑学等分支都有卓越贡献。彭加勒说过,数学家具有两种截然相反的倾向。有的人具有不断扩张版图的兴趣,在攻克某个难题后,便抛开这个问题,急着出发进行新的远征。另外的人则专心致志地围绕这个问题,从中引出所有能够引出的结果。彭加勒本人则属于前一种类型。法国数学家、彭加勒的传记作家达布( G.Darboux )谈到彭加勒这一特点时说: “ 他一旦达到绝顶,便不走回头路。他乐于迎击困难,而把沿着既定的宽阔大道前进、肯定更容易到达终点的工作留给他人。 ” 在天文学方面,彭加勒的主要工作有三项:旋转流体的平衡形状( 1885 年);太阳系的稳定性,即多体问题( 1899 年);太阳系的起源( 1911 年)。彭加勒在这些问题上的解决方法在当时十分先进,以致在 40 多年后,还没有几个人能够掌握他的这一锐利武器。他的早期研究成果汇集在专题巨著《天体力学的新方法》(三卷本, 1892 、 1893 、 1899 年)中,这部巨著被认为是开辟了天体力学的新纪元,可与拉普拉斯( P.S.M.deLaplace )的《天体力学》并驾齐驱。接着该书的是另一部三卷本著作《天体力学教程》。稍后又有讲演集《流体质量平衡的计算》和一本历史批判著作《论宇宙假设》。达布在评价彭加勒的这些工作时说: “ 在 50 年间,我们生活在著名德国数学家的定理上,我们从各个角度应用、研究它们,但是没有添加任何基本的东西。正是彭加勒,第一个粉碎了这个似乎是包容一切的框架,设计出展望外部世界的新窗户。 ” 庞加莱是因发明自守函数而使函数论的世纪大放异彩的,他本人也因此在数学界崭露头角。自守函数理论只是庞加莱对于解析函数论的许多贡献之一,他的每项贡献都是拓广的理论的出发点。庞加莱是多复变解析函数的创始人,这理论在他之前实际并不存在。庞加莱最先系统而普遍地探讨了几何学图形的组合理论,人们公认他是代数拓扑学的奠基人。可以毫不夸张地说,庞加莱在这个课题上的贡献比在其他任何数学分支上的贡献都更为使他永垂不朽。有人这样正确地说过:直到 1933 年发现高阶同伦群之前,代数拓扑学的发展完全基于庞加莱的思想和方法。庞加莱在代数几何学方面的最突出贡献是他在 1910 年至 1911 年间关于代数曲面 F(x , y , z)=0 中所包含的代数曲线的几篇论文。他所运用的卓有成效的方法使他证明了皮卡和 F .塞韦里 (Severi) 的深刻结果,并首次正确地证明了由 G .卡斯特尔诺沃 (Castelnuovo) 、 F .恩里格斯 (Enriques) 所陈述的著名定理。庞加莱首次给出整系数型的亏格的一般定义。庞加莱从未出于代数学本身的需要而去研究代数学,只是当在算术或分析问题中需要代数结果时才去研究它。庞加莱是当时能够理解并欣赏 S .李 (Lie) 及其后继者关于 “ 连续群 ” 工作的少数数学家之一,尤其是,他是早在 20 世纪初就能认识到嘉当论文的深度和广度的唯一数学家。微分方程及其在动力学上的应用显然处于庞加莱数学思想的中心地位,他从各种可能的角度研究这个问题,他把分析中的全套工具应用到微分方程理论中。庞加莱在这个领域中的最杰出贡献是微分方程定性理论,它是在其创造者手中立即臻于完善的。在 1885 年后,他关于微分方程的论文大都涉及到天体力学,特别是三体问题。 此外,庞加莱还在非欧几何、渐近级数、概率论 ( 例如,他最先使用了 “ 遍历性 ” 的概念,这成为统计力学的基础 ) 等数学分支中也有所建树。他最早预测了相对论。 临终前三周,庞加莱抱病在法国道德教育联盟成立大会上发表了最后一次公开讲演.他说: “ 人生就是持续的斗争 ” , “ 如果我们偶尔享受到相对的宁静,那正是因为我们先辈顽强斗争的结果.假使我们的精力、我们的警惕松懈片刻,我们就会失去先辈们为我们赢得的斗争成果. ” 庞加莱本人的一生就是持续斗争、永远进击的一生. V .沃尔泰拉 (Volterra) 中肯地评论道: “ 我们确信,庞加莱一生中没有片刻的休息.他永远是一位朝气蓬勃的、健全的战士,直至他的逝世. ” 注:应博友邀请,特此撰写庞加莱介绍。本文参考了李醒民老师的部分文章,特此致谢。
4712 次阅读|0 个评论
[转载]社会科学十大问题(from:大年初一的Nature)
热度 3 zico 2011-2-5 09:19
1900年Hilbert提出23大未解决的数学问题,激励了无数青年数学家的研究热情,数学在20世纪取得了极大的进步。2010年4月10日, 哈佛大学召集十余位“Big thinker”,征集社会科学难题及重要课题,并在Facebook广泛调查征求意见,列出十大难题。上周,美国NSF公布征集他们将支持的未解决的社 会科学难题,让社会学家提出"grand challenge questions that are both foundational and transformative"。 相关链接: Social science lines up its biggest challenges'Top ten' crucial questions set research priorities for the field. 哈佛大学问题征集Hard Problems in Social Science 哈佛大学社会科学未解决难题top ten 1. How can we induce people to look after their health? 2. How do societies create effective and resilient institutions, such as governments? 3. How can humanity increase its collective wisdom? 4. How do we reduce the ‘skill gap’ between black and white people in America? 5. How can we aggregate information possessed by individuals to make the best decisions? 6. How can we understand the human capacity to create and articulate knowledge? 7. Why do so many female workers still earn less than male workers? 8.How and why does the ‘social’ become ‘biological’? 9.How can we be robust against ‘black swans’ — rare events that have extreme consequences? 10.Why do social processes, in particular civil violence, either persist over time or suddenly change? ---转自陈泉兄的分享
个人分类: 信息分享|3833 次阅读|6 个评论
新建文本文档
热度 5 zxczxc0417 2011-2-4 06:47
新建文本文档
新建文本文档
个人分类: 思考在物理风暴前|684 次阅读|4 个评论
[转载]关于一些数学家和科学家的电影
qinchuanq 2011-2-1 18:56
转载自: http://mtblog358.appspot.com/?p=7001 (可能需要翻墙) 0) 中文名称:死亡密码 英文名称:π 别 名:3.14159265358(USA) 发行 时间 :1998年07月10日 科幻惊栗手法描写一名天才数学家触目惊心的经历。才华盖世的数学家马斯在过去十年来,发现股票市场在混乱波动背后原来由一套数学模式操控,于是致力研究 寻出该数学模式。没想到,主宰金融市场的一家华尔街财团,以及不择手段要释破圣经密码的一个卡巴拉宗教组织均同时派员追缉他,马斯既要保护一己安全,同时 亦要尽快找出这些影响世界金融市场的密码。 1)中文名称:美丽心灵 英文名称:A Beutiful Mind 发行时间:2001年出品 (Universal Pictures, USA) 故事的原型是数学家小约翰-福布斯-纳什(Jr.John Forbes Nash)。英俊而又十分古怪的纳什早年就作出了惊人的数学发现,开始享有国际声誉。但纳什出众的直觉受到了精神分裂症的困扰,使他向学术上最高层次进军 的辉煌历程发生了巨大改变。面对这个曾经击毁了许多人的挑战,纳什在深爱着的妻子艾丽西亚(Alicia)的相助下,毫不畏惧,顽强抗争。经过了几十年的 艰难努力,他终于战胜了这个不幸,并于1994年获得诺贝尔奖。 2)中文名称:心灵捕手 英文名称:Good Will Hunting 别 名:骄阳似我 发行时间:1997 一个麻省理工学院的数学教授,在他系上的公布栏写下一道他觉得十分困难的题目,希望他那些杰出的学生能解开答案,可是却无人能解。结果一个年轻的清洁工(麦特戴蒙饰)却在下课打扫时,发现了这道数学题并轻易的... 3)中文名称:费马最后定理 英文名称:Fermat's Last Theorem 发行时间:2005年 本片从证明了费玛最后定理的安德鲁?怀尔斯 Andrew Wiles开始谈起,描述了 Fermat's Last Theorm 的历史始末,往前回溯来看,1994年正是我在念大学的时候,当时完全没有一位教授在课堂上提到这件事,也许他们认为,一位真正的研究者,自然而然地会被 数学吸引,然而对一位不是天才的学生来说,他需要的是老师的指引,引导他走向更高深的专业认知,而指引的道路,就在科普的精神上。 4)中文名称:笛卡儿 英文名称:Decartes 发行时间:2006年 勒奈·笛卡尔(René Descartes‎,常作笛卡儿,1596年3月31日生于法国安德尔-卢瓦尔省笛卡尔-1650年2月11日逝于瑞典斯德哥尔摩),法国哲学家、数学 家、物理学家。他对现代数学的发展做出了重要的贡献,因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。他还是西方现代哲学思想的奠基人,是近代唯物论的开 拓者提出了“普遍怀疑”的主张。他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人,开拓了所谓“欧陆理性主义”哲学。 5)中文名称:牛顿探索 英文名称:Newton's Dark Secrets 发行时间:2005年 1643年1月4日,在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里,牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿,出生时只有三磅重,接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且竟活到了85岁的高龄。 6)中文名称:博士热爱的算式 英文名称:Hakase No Aishita Sushiki 发行时间:2006年 电影导演:小泉尧史 语言:日语 一次交通意外,令天才数学博士只剩下80分钟的记忆,时间一到,所有回忆自动归零,重新开始。遇上语塞的时候,他总会以 数字 代 替语言,以独特的风格和别人交流。他身上到处都是以夹子夹着的纸条,用来填补那只有80分钟的记忆。这次,新来的管家杏子带着10岁的儿子照顾博士的起 居,对杏子来说,每天也是和博士的新开始。博士十分喜爱杏子的儿子,并称呼他作「根号」,因为根号能容纳所有人和事,他让母子俩认识数学算式内美丽且光辉 的世界。因为只有短短80分钟,三人相处的每一刻都显得非常珍贵。 7) 中文名称:阿基米德的秘密 英文名称:Infinite Secrets: The Genius of Archimedes 发行时间:2005年 阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦, 再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理 想化身”,文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。 8)中文名称:伽利略:为真理而战 英文名称:Galileo's Battle For The Heavens 发行时间:2006年03月 基于达娃·索贝尔(Dava Sobel)的畅销传记《伽利略的女儿:科学、信仰和爱的历史回忆》改编而成,向我们展示了伟大科学家伽利略的人生轨迹和追求真理的道路。 9)中文名称:阿兰·图灵 英文名称:Alan Turing 发行时间:2005年 阿兰·图灵(Alan Turing)这个名字无论是在计算机领域、数学领域、人工智能领域还是哲学、逻辑学等领域,都可谓“掷地有声”。图灵是计算机逻辑的奠基者,许多人工智 能的重要方法也源自这位伟大的科学家。他在24岁时提出了图灵机理论,31岁参与了Colossus(二战时,英国破解德国通讯密码的计算机)的研 制,33岁时构思了仿真系统,35岁提出自动程序设计概念,38岁设计了“图灵测试”,在后来还创造了一门新学科—非 线性 力 学。虽然图灵去世时只有42岁,但在其短暂而离奇的生涯中的那些科技成就,已让后人享用不尽。人们仰望着这位伟大的英国科学家,把“计算机之父”、“人工 智能之父”、“破译之父”等等头衔都加冕在了他身上,甚至认为,他在技术上的贡献及对未来世界的影响几乎可与牛顿、爱因斯坦等巨人比肩。
个人分类: 转载文章|3450 次阅读|0 个评论
[转载]剽客方舟子再获“殊荣”
热度 4 fs007 2011-1-29 23:50
中国学术评价网学术不端行为评议团公告(第6号) --关于方舟子抄袭案(第2号) (24292 bytes) Posted by: 柯华 Date: January 23, 2011 07:00PM 中国学术评价网学术不端行为评议团已对洪荞网友举报方舟子“数学史上一个大恩怨的真相”一文涉嫌抄袭英国University of St Andrews数学系教授John J O'Connor 和 Edmund F Robertson发表在自己主持的网站上的系列文章“Nicolo Tartaglia”、“Lodovico Ferrari”、“Scipione del Ferro”和“Girolamo Cardano”一案进行了评议,认定方舟子的文章确系抄袭之作,现将评议书和抄袭剽窃认定证书予以公布,同时将其抄送相关机构。 中国学术评价网版主 柯华 2011年1月23日(北京时间) 文件编号:学评网201101241号 抄送对象: 被抄袭人John O'Connor、被抄袭人Edmund Robertson、《经济观察报》、《中国青年报》冰点周刊主编徐百科、《中国青年报》冰点周刊科学版编辑杨芳、《中国青年报》新闻热点、中国科技大学校友会、党政办、生命科学院、团委、研究生院、新闻中心、福建省云霄县县长信箱、云霄县委宣传部网站、云霄一中、云霄一中校友会、福建省图书馆读者活动中心、中国新闻网编辑部、中央电视台、新华社总编室、学术批评网版主、密歇根州立大学学术诚信办公室、密歇根州立大学主管研究生工作副校长、密歇根州立大学学生报纸主编、被抄袭人Stanton Braude、被抄袭期刊现任主编、美联社、《科学》杂志新闻在线、《自然》杂志新闻编辑、《自然》杂志Asia-Pacific correspondent、《纽约时报》新闻部、美国《剽窃》(Plagiary )电子杂志编辑、科学诚信网 China Academic Integrity Review 方舟子抄袭案(第2号) 评议书 2010年12月23日,中国学术评价网版主柯华博士就洪荞网友举报方舟子“数学史上一个大恩怨的真相”一文抄袭英国University of St Andrews数学系教授John J O'Connor 和 Edmund F Robertson一事(见【方舟子涉嫌抄袭剽窃】公示第二号,链接: )召集本评议团进行评议。本评议团由三人组成,分别为美国机械和航空学博士、美国专业工程师(professional engineer),计算机硕士、IT工作者和中国某研究院电子技术研究员。 本评议团采用民事诉讼的“优势证据”标准,认真审核了举报材料,确认举报人提供了可靠、直接和具体的证据,尽到了自己的举证责任。根据这些证据,本评议团认定,方舟子的“数学史上一个大恩怨的真相”一文(发表于2006年9月23日《经济观察报》)是根据John J O'Connor 和 Edmund F Robertson发表在自己主持的网站( )上的系列文章“Nicolo Tartaglia”、“Lodovico Ferrari”、“Scipione del Ferro”和“Girolamo Cardano”翻译、改写而成。但是,方舟子在文章中没有说明自己的资料来源。中国学术评价网在组成评议团之前,曾将举报材料送达方舟子,请他做出辩解或提出反驳。但是,方舟子对此没有作出任何回应。 本评议团采用国际社会普遍接受的“抄袭”定义,即将他人作品或者作品的片段窃为己有属于抄袭剽窃。据此,本评议团认定,方舟子的上述行为属跨语际抄袭,是不可接受的学术不端行为。 《中华人民共和国著作权法》和大不列颠及北爱尔兰联合王国的版权法规Copyright, Designs and Patents Act 1988对于合理、合法翻译外文作品有相似的界定,即未经著作权人许可,以改编、翻译等方式使用该作品的,属于侵犯版权行为。本评议团敦请柯华先生就方舟子侵权行为通知有关机构。 此致 中国学术评价网版主柯华博士 中国学术评价网 学术不端行为评议团全体成员 2011年1月22日 关于我们 中国学术评价网由分布在世界各地的中国学者自发组成,旨在保护中国学者免受来自跨国网络恐怖、暴力团伙的人格侮辱和人身攻击,保护其职业生涯和家庭生活免遭肆意破坏。我们为学者发表自己的意见和观点提供平台。目前,我们致力于对方舟子现象的研究,对方舟子的不端及非法行为进行记录、揭发、评议和举报。 China Academic Integrity Review The Verdict January 22, 2011 As a result of the allegation by a registered member of China Academic Integrity Review, Hong Qiao, that Dr. Shimin Fang (aka Fang Zhouzi) plagiarized the serial articles by Drs. John J O'Connor and Edmund F Robertson of University of St Andrews, this panel is convened by Dr. Ke Hua, the coordinator of China Academic Integrity Review, to assess whether the accusation is true. The panel consists of three members, they are a Ph.D. in mechanics and aeronautics, a Master in computer science, and a research professor in electronics respectively. Before this assessment, Dr. Fang was offered an opportunity to defend himself and he did not response to the offer. Nevertheless, the panel has made an independent and careful examination of the material evidence and makes the following finding: Dr. Fang’s Chinese article, The Truth behind a Great Feud in Mathematics History (《数学史上一个大恩怨的真相》), published on Sept. 23, 2006, in a Chinese newspaper, Economic Observer (《经济观察报》), is a translated version of articles written by Drs. John J O'Connor and Edmund F Robertson. Dr. Fang did not acknowledge this fact in his article. The articles being plagiarized are: Based upon the copyright laws of both China and the United Kingdom, as well as the consensus definition of plagiarism, hold by the government agencies, academic institutions, and professional organizations around the world, this panel has unanimously reached the following verdict: The allegation is true, and Dr. Fang did commit plagiarism. As for the copyright violation issue, this panel urges Dr. Ke Hua to notify the related parties and agencies. The Academic Misconduct Assessment Panel China Academic Integrity Review About Us China Academic Integrity Review (AIR-China) is formed by a group of Chinese scholars from all over the world after the world-astonishing event involving internationally-acclaimed urologist Xiao Chuanguo and self-assumed science cop Fang Zhouzi. Our mission is to safeguard Chinese scholars’ human dignity, academic reputation, and legal rights from harassment, intimidation, threats, and terror by a certain transnational internet group, as well as from unwarranted and baseless attacks by laypersons who are not in the academic circle but use anonymous posts on the internet and/or sensational journalism to belittle Chinese scholars' achievements. We provide a platform for scholars to express their views on related issues. 抄袭剽窃认定证书中文版: 抄袭剽窃认定证书英文版: 【方舟子涉嫌抄袭剽窃】公示第二号(举报人:洪荞) 【说明: 2010年12月15日下午7:02(北京时间),本人以《就〈数学史上一个大恩怨的真相〉一文涉嫌抄袭的通知》为题,给方舟子发出如下邮件: 方舟子先生台鉴: 我是“中国学术评价”网站“方舟子系列”专题“抄袭剽窃”专辑主持人。今收到网友洪荞的文章,《“真相”的真相》,其中认为您在2006年9月23日《经济观察报》上发表的《数学史上一个大恩怨的真相》一文,涉嫌抄袭英国University of St Andrews 的两位数学教授在数学史网站上发表的系列文章。 经认真核对,仔细比较,本人认为洪荞网友的指控成立。按照“中国学术评价”网站《抄袭剽窃案例认定程序》(见: ),本人现将洪荞网友的文章转发给您,请您务必在三天内为自己的行为作出解释或者辩护。本人将根据您的回复,决定是否将其提交本网站评议团裁决。逾期不予回复,此案将自动按照《抄袭剽窃案例认定程序》处理。 特此告知。 敬颂 著祺! 亦明 谨上 2010年12月15日 至今,三日期限已到,但方舟子仍未回信。根据本网站《抄袭剽窃案例认定程序》,现将洪荞网友的举报文章公布出来,提请版主召集评议团就此举报是否成立予以评议。同时,欢迎诸位网友对此案踊跃发表自己的意见。 亦明 《中国学术评价网•方舟子系列专题•抄袭剽窃专辑》主持人 2010年12月18日】 “真相”的真相 洪荞 2010/12/12 2006年9月23日方舟子在《经济观察报》发表了一篇题为《数学史上一个大恩怨的真相》的科普文章。后来文章改名《被冤枉的数学家》,收录在《爱因斯坦信上帝吗?——方舟子解读科学史著名谜团》一书中。通过下面的比较我们可以看到这篇文章其实是十足的抄袭之作。 这次被抄袭的是 University of St Andrews 的两位数学教授。文章来自两位教授的数学史网站。在网站上两位教授说:我们非常欢迎各位使用我们准备的材料,但使用时要提到我们是原作者。我们也非常欢迎各位把我们准备的材料翻译成其它文字,但翻译时要提到我们是原作者 。 “真相”一文讲的是三次方程求解的争论史。上述网站对四位相关人物每人都有一份精彩的介绍 。“真相”所讲的故事几乎全部来自 。此外, “真相”还用到了 中的几小段以及 中的各一句。在这次抄袭中,方舟子的做法是维持 的整体结构,但砍掉一些句子。在谈及到其它三位人物时,方舟子从相应的文章中抽取一到几句与现有部分混到一起。如果刨掉了那些可以被肯定是抄袭的句子外,“真相”剩下的部分就只是一些段落间的连接句或可有可无的评论句。这样的句子真假难辨,因此全部罗列如下,由读者自己判断。换句话说,“真相”一文的整体构思是从 照搬过来的,而它的原创句子不会超出下面几句。 第一段: 头尾是连接句,中间是网文《数学和数学家的故事》的复述。 第二段:“这个流行版本从总体到细节都是错误的”, “而且也留下了有关这一争执的著作。后人对此事的看法在很大程度上就是受塔塔利亚一面之词的影响” 。 第三段:“塔塔利亚与卡当之间并未进行过数学比赛,和塔塔利亚比赛的另有其人。在当时的意大利,两个数学家进行解题比赛成了风气,方式是两人各拿出赌金,给对方出若干道题,30天后提交答案,解出更多道题的人获胜,胜者赢得全部赌金。” 第四段:“当时经常出现的比赛题目是三次方程,因为三次方程的解法还未被发现”,“塔塔利亚欣喜若狂” 。 第五段: 无。 第六段:“卡当把武林秘笈拿到手,并没有就对塔塔利亚翻脸,但塔塔利亚却像许多泄密者一样” 。 第七段:“卡当与塔塔利亚不同,热衷于通过著书立说发布新发现来赢得名利”。 第八段: 无。 第九段:“决定要为主人讨回公道”, “万一输了脸可就丢大了”。 第十段:“费拉里可谓占尽了天时地利人和”。 第十一段:“看来那个时候并没有禁止拖欠教师工资的规定” 。 第十二段:“只有卡当得以长寿,活到了75岁,不过他本来可以活得更长” 。 第十三段: 这段应该是原创 。 需要指出的是“抄一小段也是抄”的原则是可以用到这个案例上的。“真相”的第五段完全来自 。反之, 中的下面一段完完全全被抄进了“真相”的第九段: So Tartaglia replied to Ferrari, trying to bring Cardan into the debate. Cardan, however, had no intention of debating with Tartaglia. Ferrari and Tartaglia wrote fruitlessly to each other for about a year, trading the most offensive personal insults but achieving little in the way of resolving the dispute. Suddenly in 1548, Tartaglia received an impressive offer of a lectureship in his home town, Brescia. To clearly establish his credentials for the post, Tartaglia was asked to journey to Milan and take part in the contest with Ferrari. 事实上,“真相”并不只是抄了一小段。读完下面对比的读者不难得出“真相”是大面积抄袭的结论。 最后让我们以“真相”的结尾来结尾: 不过事实的真相毕竟难以掩盖,尤其是在信息发达的今天,更是如此。 数学史上一个大恩怨的真相 •方舟子• 数学史上著名的一个大恩怨许多人在中学学解方程时都听老师讲过。故事说,文艺复兴时期意大利数学家塔塔利亚发现了三次方程的解法,秘而不宣。一位叫卡当的骗子把解法骗到了手,公布出来,并宣称是他自己发现的。塔塔利亚一气之下向卡当挑战比赛解方程,大获全胜,因为塔塔利亚教他时留了一招。不过至今这些公式还被称作卡当公式,而塔塔利亚连名字都没有留下来,塔塔利亚只是一个外号,意大利语意思是“结巴”。网上广为流传的一篇《数学和数学家的故事》长文就是这么介绍的。 这个流行版本从总体到细节都是错误的。塔塔利亚不仅留下了名字(真名尼科洛•方塔纳),而且也留下了有关这一争执的著作。后人对此事的看法在很大程度上就是受塔塔利亚一面之词的影响。 塔塔利亚与卡当之间并未进行过数学比赛,和塔塔利亚比赛的另有其人。在当时的意大利,两个数学家进行解题比赛成了风气,方式是两人各拿出赌金,给对方出若干道题,30天后提交答案,解出更多道题的人获胜,胜者赢得全部赌金。 塔塔利亚很热衷于参加这种比赛,并多次获胜。Tartaglia gradually acquired a reputation as a promising mathematician by participating successfully in a large number of debates. 当时经常出现的比赛题目是三次方程,因为三次方程的解法还未被发现。意大利博洛尼亚数学家费罗发现了三次方程的一种特殊形式“三次加一次”的解法,临死前传给了学生费奥。费奥的数学水平其实很差,得到费罗的秘传后便吹嘘自己能够解所有的三次方程。塔塔利亚也自称能够解三次方程,于是两人在1535年进行了比赛。塔塔利亚给费奥出了30道其他形式的三次方程,把费奥给难住了。费奥则给塔塔利亚出了30道清一色的“三次加一次”方程题,认定塔塔利亚也都解不出来。塔塔利亚在接受费奥挑战的时候,的确还不知道如何解这类方程题。据说是在最后一天的早晨,塔塔利亚在苦思冥想了一夜之后,突然来了灵感,发现了解法,用了不到两个小时就全部解答了。塔塔利亚欣喜若狂,宽宏大量地放弃了费奥交的赌金。 The first person known to have solved cubic equations algebraically was del Ferro but he told nobody of his achievement. On his deathbed, however, del Ferro passed on the secret to his (rather poor) student Fior. ... and Fior had only been shown by del Ferro how to solve one type, namely 'unknowns and cubes equal to numbers'... Fior began to boast that he was able to solve cubics and a challenge between him and Tartaglia was arranged in 1535. In fact Tartaglia had also discovered how to solve one type of cubic equation ... Tartaglia submitted a variety of different questions, exposing Fior as an, at best, mediocre mathematician. Fior, on the other hand, offered Tartaglia thirty opportunities to solve the 'unknowns and cubes' problem since he believed that he would be unable to solve this type, as in fact had been the case when the contest was set up. However, in the early hours of 13 February 1535, inspiration came to Tartaglia and he discovered the method to solve 'squares and cubes equal to numbers'. Tartaglia was then able to solve all thirty of Fior's problems in less than two hours. ... Tartaglia did not take his prize for winning from Fior, however, the honour of winning was enough. 当时担任米兰官方数学教师的卡当听说了此事,通过他人转告塔塔利亚,希望能够知道解法,遭到塔塔利亚的拒绝。于是卡当直接给塔塔利亚写信,暗示可以向米兰总督推荐塔塔利亚。 At this point Cardan enters the story. As public lecturer of mathematics at the Piatti Foundation in Milan, ... he contacted Tartaglia, through an intermediary, ... asked to be shown the method, promising to keep it secret. Tartaglia, however, refused. An incensed Cardan now wrote to Tartaglia directly, ... hinting that he had been discussing Tartaglia's brilliance with the governor of Milan, Alfonso d'Avalos, the Marchese del Vasto, who was one of Cardan's powerful patrons. 在威尼斯当穷教师的塔塔利亚一见有高升的机会,态度大变,于1539年3月动身前往米兰,受到卡当的热情招待。在卡当苦苦哀求,并向上帝发誓绝不泄密后,塔塔利亚终于向卡当传授了用诗歌暗语写成的解法。卡当把“武林秘笈”拿到手,并没有就对塔塔利亚翻脸,但塔塔利亚却像许多泄密者一样,马上就后悔了,无心再在米兰求发展,匆忙赶回威尼斯。在那一年卡当出版了两本数学著作,塔塔利亚都细细研读,一方面很高兴卡当没有在著作中公布三次方程解法,一方面又觉得自己受了卡当的欺骗,在给卡当的信中把这两本书嘲笑了一番,断绝了与卡当的交情。 On receipt of this letter, Tartaglia radically revised his attitude, ... So, in March 1539, Tartaglia left Venice and travelled to Milan. ... Cardan attended to his guest's every need and soon the conversation turned to the problem of cubic equations. Tartaglia, after much persuasion, agreed to tell Cardan his method, if Cardan would swear never to reveal it, ... and Tartaglia divulged his formula in the form of a poem ... Anxious now to leave Cardan's house, he obtained from his host, a letter of introduction to the Marchese and left to seek him out. Instead though, he turned back for Venice, wondering if his decision to part with his formula had been a mistake ... Cardan published two mathematical books later that year and, as soon as he could get copies, Tartaglia checked to make sure his formula was not included. Though he felt a little happier to find that the formula was not included in the texts, when Cardan wrote to him in a friendly manner Tartaglia rebuffed his offer of continued friendship and mercilessly ridiculed his books on the merest trivialities. 卡当在获得塔塔利亚的解法后,在其基础上很快就发现所有的三次方程的解法。次年,卡当18岁的秘书费拉里在三次方程解法的基础上又发现了四次方程的解法。卡当与塔塔利亚不同,热衷于通过著书立说发布新发现来赢得名利。但是他和费拉里发现的解法都是建立在塔塔利亚的解法基础上的,根据卡当立下的誓言,塔塔利亚不公布其解法,他们的解法就不得公布。 Based on Tartaglia's formula, Cardan and Ferrari, his assistant, made remarkable progress finding proofs of all cases of the cubic and, even more impressively, solving the quartic equation. It was soon clear to Cardan that his secretary was an exceptionally gifted young man ... Ferrari ... when he was eighteen years old, he began to teach. ... Cardan and Ferrari made remarkable progress on the foundations that Tartaglia had unwillingly given them. They ... eventually were able to extend solutions discovered in these special cases. Ferrari discovered the solution of the quartic equation in 1540 ... but it relied on the solution of cubic equations so could not be published before the solution of the cubic had been published. However, there was no way to make this public without the breaking the sacred oath made by Cardan. 而塔塔利亚显然是想把其解法当成赢得比赛的秘密武器,丝毫也没有想公布出来的迹象。 Tartaglia made no move to publish his formula ... Tartaglia probably wished to keep his formula in reserve for any upcoming debates. 这让卡当很苦恼。 1543年,卡当和费拉里前往博洛尼亚,见到在那里接替费罗当数学教授的费罗的女婿,后者向他们出示了费罗的手稿,证明费罗在塔塔利亚之前就已经发现了解法。这使卡当如释重负,觉得没有必要再遵守誓言,于是在1545年出版的著作《大术》中公布了三次方程和四次方程的解法。为了避免被指控剽窃,卡当在书中特别提到了费罗和塔塔利亚的贡献。 Cardan and Ferrari travelled to Bologna in 1543 and learnt from della Nave that it had been del Ferro, not Tartaglia, who had been the first to solve the cubic equation. Cardan felt that although he had sworn not to reveal Tartaglia's method surely nothing prevented him from publishing del Ferro's formula. In 1545 Cardan published Artis magnae sive de regulis algebraicis liber unus, or Ars magna as it is more commonly known, which contained solutions to both the cubic and quartic equations and all of the additional work he had completed on Tartaglia's formula. Del Ferro and Tartaglia are credited with their discoveries, as is Ferrari, and the story written down in the text. Cardan and Ferrari satisfied della Nave ... and della Nave showed them in return the papers of the late del Ferro, proving that Tartaglia was not the first to discover the solution of the cubic. del Ferro ... kept a notebook in which he recorded his most important discoveries. This notebook passed to del Ferro's son-in-law Hannibal Nave ... Hannibal Nave took over del Ferro's lecturing duties at the University of Bologna 但是这并没有减轻塔塔利亚对他的憎恨。塔塔利亚在第二年出版了一本书,在书中揭露卡当背信弃义,淋漓尽致地对卡当进行人身攻击。卡当此时由于《大术》一书已名满天下,不想和塔塔利亚计较,但费拉里决定要为主人讨回公道,在公开信中对塔塔利亚反唇相讥,向塔塔利亚提出比赛挑战。塔塔利亚对此很不情愿,因为和无名小辈比赛即使赢了也没有什么好处,万一输了脸可就丢大了。塔塔利亚在给费拉里的回信中,要求由卡当来应战。但是卡当仍不予理会。塔塔利亚和费拉里来来回回打了一年的笔墨官司,仍然没有解决争端。到1548年事情出现转机,塔塔利亚的家乡布雷西亚向塔塔利亚提供了一份报酬不薄的教职,条件是塔塔利亚必须去和费拉里比赛解决争端。 Tartaglia was furious when he discovered that Cardan had disregarded his oath and his intense dislike of Cardan turned into a pathological hatred. The following year Tartaglia published a book, New Problems and Inventions which clearly stated his side of the story and his belief that Cardan had acted in extreme bad faith. For good measure, he added a few malicious personal insults directed against Cardan. Ars Magna had clearly established Cardan as the world's leading mathematician and he was not much damaged by Tartaglia's venomous attacks. Ferrari, however, wrote to Tartaglia, berating him mercilessly and challenged him to a public debate. Tartaglia was extremely reluctant to dispute with Ferrari, still a relatively unknown mathematician, against whom even a victory would do little material good ... So Tartaglia replied to Ferrari, trying to bring Cardan into the debate. Cardan, however, had no intention of debating with Tartaglia. Ferrari and Tartaglia wrote fruitlessly to each other for about a year, trading the most offensive personal insults but achieving little in the way of resolving the dispute. Suddenly in 1548, Tartaglia received an impressive offer of a lectureship in his home town, Brescia. To clearly establish his credentials for the post, Tartaglia was asked to journey to Milan and take part in the contest with Ferrari. 1548年8月10日,比赛在米兰总督的主持下在米兰的教堂举行,吸引了大量的看客。费拉里带了众多支持者助阵,而塔塔利亚只带了一位同胞兄弟,费拉里可谓占尽了天时地利人和,而且在开场白中就已经表现出他对三次和四次方程的理解要比塔塔利亚透彻。身经百战的塔塔利亚一见大势不妙,在当天晚上悄悄地离开了米兰。 On 10 August 1548, the contest which all Italy wanted to see, for the correspondence between the two antagonists had taken the form of open letters, took place in the Church in the Garden of the Frati Zoccolanti in Milan. A huge crowd had gathered, and the Milanese celebrities came out in force, with Don Ferrante di Gonzaga, governor of Milan, the supreme arbiter. Ferrari ... brought a large crowd of friends and supporters. Alone but for his brother, Tartaglia was a vastly experienced disputant ... By the end of the first day, it was clear that things were not going Tartaglia's way. .... Ferrari clearly understood the cubic and quartic equations more thoroughly than his opponent who decided that he would leave Milan that very night and thus leave the contest unresolved, so victory went to Ferrari. 结果塔塔利亚不仅名誉扫地,而且经济也陷入困境。布雷西亚虽然让他教了一年书,却不支付他的薪水。看来那个时候并没有禁止拖欠教师工资的规定,塔塔利亚打了几场官司也没能把欠薪讨回来,灰溜溜又回到威尼斯继续当他的穷教师。1557年,57岁的塔塔利亚带着对卡当的满腔仇恨,在贫困中死去。 Tartaglia suffered as a result of the contest. After giving his lectures for a year in Brescia, he was informed that his stipend was not going to be honoured. Even after numerous lawsuits, Tartaglia could not get any payment and returned, seriously out of pocket, to his previous job in Venice, nursing a huge resentment of Cardan ... He died in poverty in his house ... 13 Dec 1557 in Venice 费拉里在比赛后名声大震,甚至连皇帝都来请他给太子当老师。但费拉里选择了给米兰总督当估税员发财。1565年,年仅43岁的费拉里已成了富翁,提前退休回博洛尼亚,不幸当年就去世了,据说是被他的妹妹毒死的,为了继承他的财产。 On the strength of this challenge, Ferrari's fame soared and he was inundated with offers of employment, including a request from the emperor himself, who wanted a tutor for his son. Ferrari fancied a more financially rewarding position though, and took up an appointment as tax assessor to the governor of Milan, Ferrando Gonzaga. After transferring to the service of the church, he retired as a young and very rich man. He moved back to his home town of Bologna ... in 1565 but, sadly, Ferrari died later that year. It is claimed that he died of white arsenic poisoning, administered by his own sister. Certainly, according to Cardan, Maddalena refused to grieve at her brother's funeral and, having inherited Ferrari's fortune, she remarried two weeks later. 只有卡当得以长寿,活到了75岁,不过他本来可以活得更长——迷信占星术的卡当预测自己将死于1575年9月21日,为了实现自己的预言,他在那一天自杀。 Cardan is reported to have correctly predicted the exact date of his own death but it has been claimed that he achieved this by committing suicide. 科学研究毕竟是人从事的事业,人性的弱点也会在其中表现出来。做为一项最为看重首创权的工作,因争名夺利结下的种种个人恩怨也就难以避免,有时也难以让人看清其中的是非曲折。虽然根据现代科研的规范和历史资料来看,卡当在这个事件中的所作所为并无过错,他并没有试图去剽窃他人成果,为了公布学术成果与众人分享所作的努力还很值得赞赏,反倒是塔塔利亚死守学术成果的偏执和对卡当的憎恨都有点变态。奇怪的是,在后人的传说中,卡当却成了欺世盗名的骗子,人们对弱者的同情有时会超过了对真相的探求。不过事实的真相毕竟难以掩盖,尤其是在信息发达的今天,更是如此。 2006.9.17. (《经济观察报》2006.9.23,链接: ) 公示链接:
个人分类: 伪劣科普打假|2873 次阅读|3 个评论
[转载]数学鬼才---佩雷尔曼
热度 3 liliank 2011-1-12 21:26
即便是在怪人云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。6月8日,世界上一批最优 秀的数学家聚集在巴黎,给俄罗斯数学家佩雷尔曼颁发千禧数学奖,但是他却不在场。此前他还拒 绝了数学界的最高荣誉菲尔兹奖。 1 他再次放弃了为他人可望不可即的荣誉,同时也放弃了一百万美元的奖金。假设你完全不知道地球 的地理情况,你一次又一次派出远征的船队,这些船队接连发现新的大陆。直到已知大陆的数量增 长到六块。可是你并不知道这是否就是地球上所有的大陆了。你继续派出船队,前前后后出征了几 百次,但是他们没有再发现任何新的大陆。这时你提出一个猜想:地球上没有更多的大陆了。这个 猜想看起来很合理,但是它仍需要论证。这时,佩雷尔曼出现了,他用完美的严密方式向你和全世 界证明,地球上确实没有更多的大陆了。 以上是俄罗斯数学家米哈伊尔格罗莫夫(Mikhail Gromov)的一个比方。现实中的格里戈里佩雷 尔曼(Grigoriy Perelman)并不是一名地理学家,而是一名数学家。他在数学上所做出的工作的重 要性完全不亚于上面的这个比方他建造了一套漂亮的证明来确认庞加莱猜想的正确性。6月 8日,世界上一批最优秀的数学家聚集在巴黎海洋学研究所,那里离亨利庞加莱研究所很近。亨 利庞加莱去世一个世纪之后,在他生活和工作过的这座城市里,他遗赠给我们的猜想被解决了。格 里戈里佩雷尔曼是登顶那个三维世界的登山者。英国爱丁堡大学数学家迈克尔阿蒂亚(Michael Atiyah)在赞颂佩雷尔曼的发言中说。 81岁高龄的阿蒂亚是20世纪最具影响力的数学家之一,他在1966年就获得数学界的最高奖菲尔兹奖。 然而,他对南方周末记者说:我不认识佩雷尔曼。 美国康奈尔大学数学家威廉瑟斯顿(Wiliam Thurston)早在1970年代就提出了一个几何化猜想,他在1980年的一次会议上大胆表示,他的这个 几何化猜想把庞加莱猜想放在了一个更加完整的框架之中。他对几何化猜想相当乐观,认为它一定能 够得到证明,但他并不知道这是否会发生在他的有生之年。他自己投入了大量的精力来证明这个猜想, 却始终没有成功。 佩雷尔曼,带着极大的兴趣和精湛的技艺,在我和其他人失败之处建立了一个漂亮的证明。瑟斯 顿说,这是一个我无法做到的证明:佩雷尔曼的某些强项正是我的弱点。 我很荣幸能有这样 一个机会来公开表达我对格里戈里佩雷尔曼的深深钦佩和欣赏。瑟斯顿在发言时说。然而,他也 告诉南方周末记者:我没有见过佩雷尔曼,我也未能出席他以前的讲座。 十余名世界级的数学家在巴黎为佩雷尔曼颁发千禧数学奖,他们中的多数人却从未与佩雷尔曼谋面, 或是有任何接触。更重要的是,佩雷尔曼本人没有到场。这不但意味着佩雷尔曼忽视了一个其他人 可望不可即的荣誉,也意味着他放弃了一百万美元的奖金。佩雷尔曼可能有很多理由来拒绝这个奖 项,但我不想揣测。格罗莫夫对南方周末记者说,事实上,只有一个理由让他领奖钱,但有 很多的理由让他拒绝。 格罗莫夫是世界上少有的几位与佩雷尔曼有过接触的数学家。实际上,是 他让国际数学界认识了俄罗斯那名特立独行的数学天才。 2 小佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,除了数学,几乎没有其他东西。佩雷尔 曼1966年出生于苏联的一个犹太人家庭,他的母亲是大学里的数学教师。这似乎为他数学天分的发 展提供了一个有利条件,但苏联社会中广泛存在反犹太主义也为佩雷尔曼的成长与生活构造了残酷 的环境。如何向孩子讲述生活的残酷,是常常会令家长头疼的问题。佩雷尔曼的母亲选择了一种特 别的方式她把自己头脑中的正确世界当作真实的世界告诉年幼的佩雷尔曼。所以,在佩雷尔曼 的世界里,反犹太主义是不存在的。这样的世界至少持续到了他的大学阶段。在任何普通人看来都 再明显不过的反犹太主义却在佩雷尔曼那里不成立,这与佩雷尔曼数学式的思维方式有很大关系。 举一个例子来说,列宁格勒大学每年只招收两名犹太学生,这很容易被认为是种族歧视的典型表现。 但是在佩雷尔曼入学那年,由于佩雷尔曼在国际数学奥林匹克竞赛上拿了奖牌,他被获准面试入学, 那么与另外两名考进来的犹太学生一起,这一年列宁格勒大学就招收了三名犹太学生。如果说每年 只招收两名犹太学生是反犹太主义存在的证明的话,那么也许在佩雷尔曼看来,这一年招收了三名 学生就是这一命题的反例。社会生活中模糊的变数是佩雷尔曼所难以理解的,这一点在他年幼时就 已经形成。他的数学俱乐部老师鲁克辛(Sergey Rukshin)每周会有两个晚上与佩雷尔曼同路乘火 车回家。冬天的时候,佩雷尔曼会戴着一顶苏联样式的皮帽子,帽子在耳朵的部位有两块皮子,用 绳子系紧之后能够防止耳朵受冻。鲁克辛发现,即便在温暖的车厢里,佩雷尔曼也从不解开绳子。 他不仅是不会摘掉帽子,鲁克辛在一本书中说,他甚至不会解开帽子的耳朵,他说不然的话 妈妈会杀了他,因为妈妈说了,不要解开绳子,不然就会感冒。 鲁克辛曾经批评佩雷尔曼读书不够多,他认为他的职责不单是教孩子们数学,还要包括文学和音乐。 佩雷尔曼就问鲁克辛,为什么要读那些文学书。鲁克辛告诉他,因为这些书是有趣的,而佩雷 尔曼的回答是,需要读的书应该都列在学校的必读书单上了。也是由于看到佩雷尔曼这样的个性, 鲁克辛作为一名数学竞赛的教练,从来不用担心佩雷尔曼在数学训练中会存在分心的状况。佩 雷尔曼确实从不分心。他的同班男孩们长大一些后开始与女孩子接吻,鲁克辛就常常去抓他们。但 佩雷尔曼从不对女孩子感兴趣。佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,这个世界 里规矩就是规矩,而且除了数学,几乎没有其他东西。鲁克辛是对儿童时期的佩雷尔曼影响最大的 数学教练,佩雷尔曼也成了鲁克辛生命的一部分。他让佩雷尔曼在列宁格勒的生活安全、有序,就 像佩雷尔曼想象中的世界一样,一直把他送进239号专业数学学校。列宁格勒的239号专业数学学校 是数学家安德雷柯尔莫格洛夫(Andrei Kolmogorov)创办的一所学校,这里的数学教育与普通高中 里的不同,它一方面教授现实研究当中的数学,一方面也根据不同学生的背景施教。它也是苏联高 中里惟一教授古代历史课程的学校。学生在这里还会接触到音乐、诗歌、视觉艺术、古俄国建筑的 知识。但这里并没有苏联学校里普遍开设的其他社会科学课。在老师和学校为他创造的微环境当中, 佩雷尔曼与真实的世界始终保持隔绝,他自己的世界也就得到了保护和延续。与其他数学专长的年 轻人坐在一起上课的时候,佩雷尔曼总是坐在后排。他一语不发,只有当发现某个人的解法或解释 需要订正时才说话,而且总是一锤定音。也许很多时候,课堂上讲授的内容对佩雷尔曼毫无用处, 但他也会静静地听着,他从来就是一个礼貌的人,因为规矩就是规矩。 佩雷尔曼的另一条行事原则是,必须讲出完整的事实,不然的话,他便可能认为那是政治。在参加 全苏联数学竞赛的时候,每个学生会被发给一道题目,谁解出来了便对老师举手示意,然后老师把 他带到教室外面。他把解法讲给老师,如果正确,老师就会发给他下一道题,如果错误,就继续回 去做这道题。最终的胜负是看谁在规定时间内解出的题目最多。有一次,佩雷尔曼解出了题目,老 师把他叫到外面,他向老师解释一番之后,老师说了句正确便要转身回教室。可佩雷尔曼却把 老师叫住,他说,这道题还有另外三种可能的结果!他坚持要把所有的可能性告诉老师,即便这样 做对于数学竞赛来说等于是浪费时间。到了中学的最后一年时,佩雷尔曼已经在全苏联数学奥林匹 克竞赛中赢得了一块金牌和一块银牌,并最终在1982年的国际数学奥林匹克竞赛中以42分的满分拿 到了金牌。 3 对灵魂猜想的证明,使得佩雷尔曼成为数学界年轻的明星。让所有人惊讶不已的是,他只用了 四页纸。1991年,格罗莫夫帮助佩雷尔曼到美国东海岸参加了几何节。在此之前,佩雷尔曼在列宁 格勒大学读了六年书,也是在此期间,他选择了朝向几何学的方向发展。 几何节是个一年一度的数学会议,那一年在杜克大学召开。佩雷尔曼是几何节上七名报告人之一, 他做了题为曲率有下界的Alexandrov空间的报告。这个题目的论文在一年后发表,成为他的代 表作之一。在几何节期间,格罗莫夫向各个重要的人士介绍了佩雷尔曼,使得这次旅行让佩雷尔曼 获得了到美国做博士后工作的机会。杰夫齐杰(Jef Cheeger)是美国纽约大学库朗(Courant)数 学研究所的数学家,他在这一届的几何节上也有报告。他注意到了佩雷尔曼。他在格罗莫夫的介绍 之下与佩雷尔曼会面。一年之后,也就是1992年的秋天,佩雷尔曼来到库朗研究所,开始了他的博 士后时光。 即便是在怪人云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。他似乎永远都穿同一件衣 服,胡子拉碴,不剪指甲他认为这样才是指甲的自然状态。他的食物只有面包和酸奶。美国的 面包对他来说可能并不好吃,好在他找到了一家售卖正宗俄罗斯面包的商店,经常步行一段距离到 那里买面包。所以,他没有什么地方需要开销,他把所有的津贴都留在银行里(这为他存了一笔钱, 保证后来的一段时间里他能在俄罗斯温饱无忧)。佩雷尔曼一辈子都没有离开过他的母亲。在纽约 做博士后期间,他的母亲随他来到美国,住在布鲁克林,照顾佩雷尔曼的日常生活。 我们不知道佩雷尔曼在他的一生中有过多少个朋友,但可以肯定的是,数量非常少。在纽约大学期 间,他难得地交到了一个朋友。佩雷尔曼的老师维克托查加勒(Viktor Zalgaler)非常肯定这一 点。他的这位朋友就是田刚,现在的普林斯顿大学和北京大学数学教授。那个时候,佩雷尔曼经常 与田刚交谈。不过在田刚的记忆中,他们的谈话都是关于数学本身的,没有涉及过其他事情。他认 为佩雷尔曼也许会跟其他某个友善的人聊一聊其他话题,但并不是他。田刚知道佩雷尔曼会去布鲁 克林桥附近买面包,但由于田刚本人并不在乎吃这种面包或是那种,所以他也并不清楚佩雷尔曼喜 爱的面包究竟有何特别。 1993年,佩雷尔曼解决了数学上一个长期存在的问题灵魂猜想(Soul Conjecture)。这是 一个由齐杰和另一名数学家提出来的猜想。在二十年的时间里,已经有一些人写了长篇大论来分析 这个问题,但仅仅只能做出部分的证明。佩雷尔曼则做了一个能够让所有人惊讶不已的完整证明 而且,他只用了四页纸!对灵魂猜想的证明,使得佩雷尔曼成为数学界的年轻明星。这一 年,他才27岁。他在同一年的秋天搬去了美国西海岸的加州大学继续他的研究工作。但是,佩雷尔 曼开始遭遇数学上的失败,这很可能是他人生中的第一次失败。他在Alexandrov空间的研究上卡壳 了,停滞不前。1994年很可能是令他充满了挫败感的一年。后来,就没有人知道他究竟在研究什么 了,直到八年之后他突然在互联网上张贴出庞加莱猜想的证明。 4 在1990年代解决了一系列著名问题后,他就消失了。现在他又浮出了水面。2002年11月12日,美国 纽约州立大学数学家迈克尔安德森(Michael Anderson)突然收到了一封来自佩雷尔曼的电子邮件。 此时佩雷尔曼已经回国多年。信中,佩雷尔曼只说了一句话:我想请你留意我在ArXiv张贴的论文 math。DG/0211159。然后就是论文摘要部分的复制。 安德森是十来名收到相同邮件的数学家之一,这些数学家都是多年来从不同侧面研究庞加莱猜想的人 士。安德森在收到邮件的第二天凌晨5点38分又给其他一些数学家发了邮件(看起来他很可能彻夜阅 读了佩雷尔曼的论文),希望他们能帮忙看看这篇论文的可靠性究竟有多大。在我看来论文中的想 法是全新的和原创的典型的格里沙(佩雷尔曼的昵称)风格。安德森在邮件中写道。他还说: 他在1990年代解决了一系列其他领域中著名的问题,然后就消失了。现在看来他又浮出了水 面。 ArXiv是美国康奈尔大学图书馆办的一个网站,供数理科学家张贴论文预印本。佩雷尔曼张贴的这篇论 文是他证明庞加莱猜想的三篇文章的第一篇。第二篇和第三篇论文在2003年张贴。整个过程如同行云 流水,然而,他的同行们需要用一两年的时间才能理解这三篇文章。2003年4月,佩雷尔曼来到美国 麻省理工学院,开始他在美国大学中的巡回讲座。即便是他这样沉静、内向、低调的数学家,也按捺 不住急切地与人分享的心情,每天都在研讨会上向不同的听众讲解他的证明。佩雷尔曼非常有耐心地 一点点讲解,并乐于回答听众提出的每一个问题。当然,这种分享仅限于数学圈之内,他只想讲给那 些有可能理解他的工作的人听。然而,《纽约时报》的记者捕捉到了这个信息,在报纸上发表了一篇 报道,题目是俄罗斯人宣称解决了一个著名的数学问题。这篇报道很可能令佩雷尔曼不快。首先, 他并没有宣称什么,他只是在与同行们讨论。更重要的是,报道当中提到,如果佩雷尔曼的证明 经受住了同行两年的考察,那么他可能会获得一百万美元的奖金,也就是克雷研究所的千禧数学奖。 这样的写法给人一种错误印象:佩雷尔曼似乎是冲着奖金来的。但实际上,佩雷尔曼早在克雷研究所 设立百万美元大奖之前就已经投入证明庞加莱猜想的工作中了。在这个时候,佩雷尔曼的朋友田刚也 犯了一个错误。2004年春,田刚接受了美国《科学》杂志的采访,谈及佩雷尔曼的工作。随后, 他就发现佩雷尔曼不再回复他的电子邮件了。实际上,佩雷尔曼的论文也是田刚研究工作的重要方向, 他和另一名拓扑学家约翰摩根(John Morgan)组成的团队是世界上三个核实佩雷尔曼证明的团队之 一。2002到2006年间,除了他在麻省理工的时间,我们在数学方面有一些联系。他在访问麻省理工 期间,我们聊了很多,大部分是关于数学的。田刚回忆,他回到俄罗斯之后的许多年里,我们几 乎没有联系。 没有人确切地知道佩雷尔曼为什么不再理睬他的老朋友了,但他看起来做得很彻底。 摩根和田刚将他们的研究结果写成了书,并且用邮寄的方式送给佩雷尔曼。但过了一阵子,邮件被退 回到他们手中。田刚这样向南方周末记者讲述这件事情:在成书之后,我们确实寄送给了可能会对 此感兴趣的几个人,其中包括佩雷尔曼。鉴于他的工作是直接相关的,我们送了他一本,看他能否做 出评论。这是一种标准做法。但是手稿被退回了,说地址错误。我们没有想太多。也许我们没把地址 写对。 5 他切断了与外界的所有联系。与此同时,外部世界则对他充满了好奇,无数的媒体开始围在他家周围。 如果说这个世界上有任何人在评价佩雷尔曼的工作上具有权威,那么他应该是美国哥伦比亚大学数学 教授理查德汉密尔顿(Richard Hamilton)。汉密尔顿在数学上最著名的贡献就是发现了Ricci流,而 Ricci流正是让佩雷尔曼接近顶峰的助手。 佩雷尔曼发表论文之前的许多年里,汉密尔顿自己以及围绕他形成的所谓Ricci流共同体也一直试 图证明庞加莱猜想,但从未遂愿。这段时光里,汉密尔顿是否知道佩雷尔曼都是一个疑问。佩雷尔曼 曾经去听过汉密尔顿的讲座,他实际上是对汉密尔顿心怀敬意的,他还在讲座之后向汉密尔顿请教过 问题。那个时候的汉密尔顿显得亲切友善。然而,当佩雷尔曼这个Ricci流共同体之外的陌生人带 着他的答案来到美国四处讲座的时候,汉密尔顿保持了沉默。作为一个最该出现的人,他并没有很快 在讲座上出现。只有当佩雷尔曼的巡回讲座抵达哥伦比亚大学去的时候,汉密尔顿才终于出现在教室 里。听完了佩雷尔曼的讲解,他简单地问了几个问题;在佩雷尔曼看来,这些问题毫无深度,也许他 连他的论文都没有读完。 2004年5月,佩雷尔曼回到了圣彼得堡,他与少年时代的数学老师鲁克辛一起散步,他告诉老师,他 对数学界感到失望。2005年12月,在没有明确原因的情况下,佩雷尔曼辞去了莫斯科Steklov数学研 究院的职务。由此,佩雷尔曼再一次从世界上消失了。佩雷尔曼切断了与外界的所有联系,他平 时只与自己的母亲和老师鲁克辛交谈。与此同时,外部世界则对佩雷尔曼充满了好奇,自从俄罗斯的 这位世界级数学明星诞生以来,俄罗斯无数的媒体开始围在他家周围。只要我不是惹人注意的,我 就有得选择。佩雷尔曼有一次说道,或者去做某种丑陋的事情,或者,如果我不做这种事,我就 被像宠物一样对待。现在,我成了引人注意的人,我不能再做保持沉默的宠物。这就是我为什么要退 出。 佩雷尔曼不仅仅是辞了工作,他实际上是退出了数学界。 在所有的外人当中,《纽约客》的两名作者是幸运的,他们成了这个世界上仅有的与佩雷尔曼本人聊了 数个小时的记者。2006年6月,他们飞往圣彼得堡。在此之前,他们向佩雷尔曼的电子邮箱里发了几封 信,希望他能够安排见面。基本上毫无悬念地,他们没有收到任何回复。到达圣彼得堡后,他们乘出租 车来到佩雷尔曼居住的公寓。他们没有敲门,而是在佩雷尔曼的信箱里放了一本书约翰纳什的文集, 并留了张字条,告诉佩雷尔曼,他们转天下午会在附近操场的一条长椅上等他。第二天,两名作者在长 椅上等了一下午,佩雷尔曼没有出现。于是,两人又在佩雷尔曼的信箱里留了一盒珍珠奶茶和另一张字 条,列举了想要跟他讨论的问题。佩雷尔曼仍然没有回应。两人就又重复了一次。佩雷尔曼还是没有回 应。于是两人以为佩雷尔曼并不在家。于是他们按了门铃,希望至少能与佩雷尔曼的母亲谈一谈。一名 妇女开了门,把他们让进屋去。佩雷尔曼就在屋里。与佩雷尔曼打了招呼之后,两名作者才知道,他已 经数月没有查过电子邮件,整整一周没有开过自家信箱了,所以他根本不知道眼前的两人是谁。第二天, 佩雷尔曼与这两名不速之客在圣彼得堡的大街上逛了四个小时,然后又一起观看了五个小时的声乐比赛。 他反复告诉他们,他已经不在数学界了,并且不认为自己是一名专业数学家了。他还对他们说:我想 交一些朋友,他们不必是数学家。 两名作者回到美国后在《纽约客》上发表了一篇长文。这篇文章中 一半篇幅用来讲述佩雷尔曼的故事,另外一半则在讲哈佛大学数学家丘成桐以及两名中国数学家曹怀东 和朱熹平。曹怀东和朱熹平是摩根和田刚之外的另一个验证佩雷尔曼证明的团队。他们在2006年发表了 一篇三百多页的论文,给出庞加莱猜想的完整证明。丘成桐随后在中国大陆召开记者会,宣布了这一消 息。曹怀东和朱熹平论文的摘要是这样写的:在本文中,我们给出庞加莱猜想和几何化猜想的完整证 明。这项工作依靠于过去30年里许多几何分析家的工作积累。该证明应被认为是汉密尔顿-佩雷尔曼 Ricci流理论的至高成就。 在一些人看来,这似乎在暗示汉密尔顿和佩雷尔曼只是做了基础性的工作, 而证明庞加莱猜想的临门一脚是由这两位数学家做出来的。在《纽约客》的文章中,作者描绘了数 学家们是如何想要从佩雷尔曼那里争功的。随后《纽约客》收到了丘成桐的律师函,函中称文章中存在 错误和诽谤内容。 6 我们在数学上从佩雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反 思自己。 2006年,国际数学联合会决定授予佩雷尔曼菲尔兹奖。这是数学界的最高奖项,有人称它为数学界的诺 贝尔奖。佩雷尔曼拒绝了。国际数学联合会主席约翰保尔(John Bal)飞去圣彼得堡,试图说服佩雷尔 曼领奖。这是菲尔兹奖历史上没有出现过的情况,联合会主席竟然要亲自去说服一个获奖者接受这个奖 项。他与佩雷尔曼交谈了数个小时,他向佩雷尔曼提供了几套方案,包括佩雷尔曼不必出席会议,他们 把奖章送到圣彼得堡来。但是佩雷尔曼拒绝了。 格罗莫夫在一本书中回忆说,最初菲尔兹奖评审委员会给佩雷尔曼寄了封信,而佩雷尔曼表示,他不会 与委员会对话。一个人不应该跟委员会对话。 格罗莫夫说,人应该跟人对话。当委员会像 机器一样运行的时候,你就应该停止跟它打交道就是这么回事。唯一奇怪的事情就是越来越多的数 学家不是这么做的。这才是奇怪的事情! 那一年,本该是西班牙国王为佩雷尔曼颁奖。国王是谁啊?格罗莫夫说,为什么国王能给数学家 颁奖?他是谁?他什么都不是。在数学家的眼里,他什么都不是。 另外也有人认为,佩雷尔曼拒绝菲尔兹奖的一个原因是,他需要与其他数学家分享这个奖项。根据规定, 菲尔兹奖每次授予两到四个人。2006年,与佩雷尔曼一同获奖的还包括俄罗斯数学家安德雷欧克恩科夫 (Andrei Okounkov)、美国加州大学的数学家陶哲轩、法国数学家温德林沃纳(Wendelin Werner)。 佩雷尔曼可能认为这些数学家所做的工作与他并不在一个层次上,所以不愿与他们并列。 2000年,克雷数学研究所宣布了七个千年难题,并承诺有人解决任何一个难题,就奖励一百万美元。 其实在所长詹姆斯卡尔森(James Carlson)看来,此举的噱头意义更大,他只是想通过这样的方式来激 发人们对数学的关注,并没有指望这些问题中的任何一个能够在他的有生之年中得到解决,也没想到百万 美元真的能够发出去。他完全没有料到的是,几年之后,佩雷尔曼就解决了其中的一个。同时,佩雷尔曼 也为卡尔森出了道难题:佩雷尔曼不答应领奖。于是,卡尔森像保尔那样也飞去了圣彼得堡。但是他没有 卡尔森那样的运气佩雷尔曼没有与他见面。他通过电话与佩雷尔曼交谈,怀着一线希望,希望佩雷尔 曼能够接受这一百万美元。佩雷尔曼静静地听他讲。佩雷尔曼一直是一个有礼貌的人。最后佩雷尔曼告诉 卡尔森,他需要考虑一下,如果决定领奖,会第一时间通知克雷研究所的。现在看来,佩雷尔曼的回答只 是出于礼貌,他从一开始就没有打算去领奖。英国《每日邮报》今年3月份的报道说,佩雷尔曼紧闭家门, 在屋内对外面采访的记者说:我应有尽有。 现在,佩雷尔曼与他的母亲生活在一起。自从他将一张 鲁克辛转送的CD砸向这位少年时代的数学老师之后,他也与这位师友断绝了来往。如果他拒绝了(千 禧数学奖),我并不会感到惊讶。 田刚在颁奖前对南方周末记者说。佩雷尔曼对公共场面和财富的 厌恶令许多人迷惑不解。 瑟斯顿在颁奖仪式上说,我没有跟他讨论过这个问题,也不能代表他发言, 但是我想说,我对他内心的强大与清晰感到共鸣和敬仰。他能够了解和坚持真实。我们真实的需求位于内 心深处,然而现代社会中的我们大多在条件反射式地不断地追逐财富、消费品和虚荣。我们在数学上从佩 雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反思自己。 作者: 南方周末记者 黄永明 来源: 南方周末 (本文部分参考了Masha Gessen著《完美的严谨》(Perfect Rigor)一书,谨致谢忱。)
个人分类: 感悟杂谈|5027 次阅读|3 个评论
费利克斯·豪斯多夫与波恩大学
cunyp 2010-12-28 21:00
前些年在云大物理系学非线性动力学的时候,就知道有个豪斯多夫维数 — 来描述非规整集合的维度。因缘际会,多年之后,我来到了豪斯多夫工作地 -- 波恩大学的数学与自然科学学院。在去贝多芬故居的时候,不经意间在脚下看到以下镶嵌在玻璃框内的波恩名人,细细看了一下,德国物理学和生理学先驱赫姆赫兹和数学家豪斯多夫都名列其中. 波恩的数学的名气很大,即使不算马普协会的数学研究所,波恩大学自己的数学研究所规模和名声都很大。在波恩有豪斯多夫数学研究中心,豪斯多夫数学研究所,有一条街也就豪斯多夫大街。我想波恩大学在数学领域的好名声与豪斯多夫在波恩的多年耕耘分不开吧。带着多年前学非线性动力学时对豪斯多夫的崇敬,我开始寻找豪斯多夫的故事。 豪斯多夫( Felix Hausdorff ) 1868 年出生于华沙,是一个富裕的犹太人家庭的独子。他是拓扑学的开创者,在集合论和泛函分析领域已作出了杰出的贡献。 他在莱比锡大学学习数学,并与 1891 年在莱比锡获得博士学位 。之后,他于 1985 年在莱比锡大学取得了数学和天文学的助理教授职位。豪斯多夫是个多才多艺的人,除了数学研究他还以“ Paul Mongré ”的笔名发表绘画作品和哲学论著。 1914 年,他发表了《集合论基础》(德语: Grundzüge der Mengenlehre , 英语: Basics of Set Theory ))一书,并以此而奠定了他在科学界的地位。 豪斯多夫一生分两次在波恩大学任教。他 1900 年受聘在波恩的大学担任副教授,并开始集合论的研究,完成《集合论基础》的草稿。 1913 年至 1921 年之间,他到 Greifswald 担任教授。 1921 年,豪斯多夫回到波恩大学,并担任波恩大学数学研究所的所长,他的家庭也迁到了 Kessenich 大街( 1949 年之后,这条大街被重命名为 Hausdorffstraße )。 豪斯多夫是一个内向的人,他尽可能的逃避公共场合的聚会和活动。纳粹当权后,波恩大学的主楼被纳粹征用为兵营,大学的教学和研究也受到极大的破坏。豪斯多夫做一个犹太人也受到极大的冲击。他天真的以为自己是受人尊敬的大学教授,纳粹集团可能会对他网开一面。可惜他的理论被纳粹归到“犹太人”的理论,不德国。 1935 年豪斯多夫失去波恩大学的教职。 1942 年,但豪斯多夫得知自己和家人将被送往集中营后,他和家人服毒自尽了。 豪斯多夫的单纯面对纳粹的暴政时是那么的苍白无力,在屈辱和尊严之间选择,豪斯多夫选择了死来保存自己的完整性!在波恩的 LVR 博物馆养有一个间屋子收集二战后废墟,没有文字,没有色彩,只有一张张废墟的图片在那里述说着曾经的疯狂,忧伤和反思。 参考: 维基百科: Felix Hausdorff : http://en.wikipedia.org/wiki/Felix_Hausdorff Guide for International students in Bonn , 2011/2012 Hausdorff Research Institute for Mathematics (HIM) http://www.hausdorff-research-institute.uni-bonn.de/index (图片来自网络)
个人分类: 杂谈|12779 次阅读|0 个评论
数学好文共享
houpeng 2010-12-8 14:56
1. 《The Survival of a Mathematician:From Tenure to Emeritus》 Steven G. Krantz,December 5, 2007 http://www.math.wustl.edu/~sk/books/newsurv.pdf
个人分类: 未分类|2405 次阅读|0 个评论
华罗庚先生的脾气——伟大的中国数学家华罗庚之二
陈安博士 2010-11-17 18:09
  【和官方的纪念文章稍有不同,我这里准备从华先生的脾气写起,而在后面才慢慢介绍他的学术贡献。】   华罗庚先生的脾气在对自己的学生时会特别大,对别人的学生时则要温和得多。    一、在华罗庚先生的讨论班里挂黑板   邵品琮先生是曲阜师范大学的教授,他由于大哥在台湾做高官,二哥在美国生活,所以,在评右派时称为理所当然的候选人,并最后如愿中举。   邵是华先生的学生,也是我高中阶段第一次最直接接触华先生的事情。他当然也是一个比较狂妄的人,记得我高中阶段听到我们的班主任王志义先生告诉大家学校请了牛人来做报告时,接着王老师说:这个牛人对陈景润还颇有轻视之意呢。   啊?高中的我们瞠目结舌,那,邵得多牛啊,因为陈景润在我们当时的心中,那就是和老天爷一样高的一个人物。   果然,在邵先生报告时,他有意提到了全国人民都知道的陈景润先生,我还记得自己当时支着耳朵的样子看他究竟如何评价。   邵其实只说了一句话:大家熟悉的陈景润先生和我也算师兄弟,在我们的师兄弟里面,陈景润算是基础不太好的,挂黑板有时候都没有他的份。   我明白了。   可是我不明白的挂黑板,怎么挂黑板还需要资格吗?   再后来,我的办公室也在华先生工作过的楼,接触到了更多华氏弟子,才知道挂黑板的一些细节。   在华先生的讨论班上,如果你事先的功课没有做好,被叫上黑板上或推导或演算时,可能会进行不下去,慈祥的老师会很温和地让你下去,而自己来演示一遍。而华先生则不同,你就等着在黑板上冒汗吧,不会让你轻易下去的,否则下一次你还是不长记性,依然匆匆忙忙地准备。   不过,如果你刚刚进入讨论班,或者你真是象陈景润先生那样基础不是特别好,也不会就贸然给你难堪,等到你慢慢地摸熟了这个讨论班的套路,而且华先生发现你还算得一个可造之才,此时依然遇到这类情形,那就是挂黑板的惨烈结果。   都是成年人了,且都是大学毕业出来的,那时候大学生何其之少,所以每个人怕还是很有心理优势的,但是这样的心理优势却会在华先生的挂黑板惩罚之下变得消亡殆尽或者大幅减少。那么,下一次或者再下一次由不得你不认真。   现在,已经退休的华氏第一代弟子提到自己被华先生挂黑板的那段历史,骄傲之余充满了怀恋的感情,我这个没有机会体会到当年清醒的后辈都能够理解那骄傲源于什么?而那怀恋的感情一定是真挚且浓烈的。    二、跟着华罗庚先生做项目   华先生对于工作的热情也是很多人都记忆尤新的。   华先生大约在50岁之后开始推广自己的优选法、统筹法,其间做过几个大型的项目。比如给两淮煤矿做规划等。基本是在中国还没有现代管理的基础上开始涉足怎样用优化的方法进行资源的调配,以及怎样安排工序才可以使得整个项目得以顺利短期完成。   跟着华先生做项目也和讨论班一样紧张,如果你有些其他的想法,而不是把经历全部扑在工作上,那一般会遭到劈头盖脸的一通臭骂。   有华氏弟子讲到他们去大庆油田做项目的经历,其中有一个学生因为老家在黑龙江某地,就想趁着做项目去次老家。   结果,大家都了解华先生的脾气,没人敢去和华先生提,于是,他自己只好亲自出马。而华先生的反应也不出大家意料,立刻指着鼻子把他臭训了一顿,而且是训个不休,被训的小伙子(小伙子是当年,现在当然也是学术届的前辈了)满脸通红,一米八五的大个子,泪最后被训出来了。   甚至,最后由黑龙江科委的人听到后,到跟前劝说都无济于事。   在华先生看来,工作就是工作,首先是做好工作,然后才能有自己的私事。如果在工作没有做好的前提下就先设想自己的小算盘,那在研究团队中是绝对不容许的。也所以,现在的华氏第一代弟子提到当年自己噤若寒蝉的在等待华先生的电话或者开会时的样子,还是一副回到当年的模样,不过,噤若寒蝉的背后也依然是对华先生在学问上认真严肃态度的尊敬和怀念。   我有时候会想,为什么今天我们作为导师训训学生最后只会被记恨,会被学生鄙视,而当年的华老更加严厉地训学生却获得了学生的尊敬与百年之后的怀念,甚至怀念当年时能都让一个70老人泪流满面。我找不出一个恰当的答案来。    三、对待别人的学生   华罗庚先生因为还身兼中国科学院数学研究所和应用数学研究所的所长,所以,有时候出门参加学术会议或者做项目,也会带着别的研究员的学生。   和对自己弟子不同的是,别人的学生一旦在讨论或工作中出现各种各样的问题,华先生不是象训自己的弟子那样严厉,而会侧面训导,比如说你的老师是怎么带你的。也许他自己带学生的方式是使学生具备多方面的能力,进入更深入的思考,而如果发现其他人带出来的学生并不具备同样的能力,那就诧异了,那就要把问题所在归于老师的教导了。   子不教父之过,教不学师之惰,从这里,我们可以看到华先生是按照这个思路理解老师和学生关系的。   那么,如果你跟着这样严厉的老师出行,如果不能够全身心地投入,那么,你辱没的就不只是自己,还有自己的老师了。   我也相信,也正是因为华先生自己的眼光、能力和教育培养学生的能力,才使得他对于研究所的其他研究人员也用了类似的做法进行了领导,那么如果你达不到一定的水准或者不付出全部的努力,自己都会无颜在这里工作。    四,对待工农   华先生在学术生涯的后期,主要是倡导和推广优选法统筹法,此事他面对的就不是学生了,而是工农,我实在想不出来怎么说,所以还是用工农吧。   那么,对待文化水准远远不如大学生的工农,华先生却是非常和蔼的态度,这个我想大家也可以理解,毕竟那是和你有一定距离的群体,你不能够对他们假以辞色的。   有趣的是,华先生为了保持和工农的良好关系,鼓励自己的学生和他们打成一片,结果是,这些华氏弟子里,抽烟的大有人在,有些就是因为当时老是和工农在一起,养成了点上一只烟的习惯。我认识的一位华氏弟子每天至少两包烟,他说,其实抽烟是建立了身体的另外一种平衡态,还不能因为抽烟有害健康而戒烟呢,因为这样也是破坏这个新的平衡态。   我观察了华氏第一代弟子,尤其是做优选法和统筹法推广的这批华氏弟子,差不多都是大烟鬼。   目录:   1,引言( http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=384766 )   2,华罗庚先生的脾气( http://www.sciencenet.cn/m/user_content.aspx?id=384787 )   3,华先生之影响   4,华先生之缺点   5,华先生在中国科技大学之教学改革   6,华先生之写书   7,华先生之当官   8,华先生与陈景润   9,华先生与龚升   10,华罗庚与苏步青   11,华先生之所以后期致力于数学应用和统筹法推广   12,华先生之治学名言   13,华先生之去世
个人分类: 人论|11770 次阅读|13 个评论
伟大的中国数学家华罗庚先生【一、引言】
陈安博士 2010-11-17 16:52
  记得不知道什么时候,有人说中国要赶超世界科学的前沿,可以从数学这个学科做起。   大概持论者觉得数学不需要做实验,而中国人又一向觉得自己的脑袋瓜相比于其他种族不差,恰恰物理和化学又太依赖于实验,没有精密设备几乎无法从事漂亮的科研,而后者不是我们目前的强项,在可预计的未来也不是。   也许还有一个缘故是,华人中确实有不少数学家在国际上的声望非常之高,比如陈省身先生,一度做过美国国立数学研究所的所长,杨振宁在他自己写的诗里将其与欧拉、高斯、黎曼、卡当(法国数学家)并提,称为欧高黎卡陈的。   陈省身先生的弟子丘成桐对自己的老师也是夸赞有加,认为在所有华裔的数学家里,陈省身、华罗庚、冯康是有国际影响的。其中陈是微分几何的大家,华是多复变函数的创始者,而冯康则和西方学者相对独立创造了有限元的计算方法。   在丘先生认可的三位数学大家中,又以华罗庚先生的一生更富传奇色彩。   比如,他初中毕业,却做到美国伊力诺依大学的教授,做了中国科学院数学所和后来分出来的应用数学研究所的所长;   比如,他在剑桥大学读书,本来拿个博士是手到擒来的事情,可是他却没有选择向这个方向努力;   比如,他学徒期间在上海的《科学》杂志就开始发表论文,对苏家驹先生提出的五次方程的有解证明提出质疑,而最后证明华是对的,苏确实错了;   比如,他做起数学的科普来,游刃有余,诗文也留下很多,这绝对有相当深厚的国学渊源;   比如,他50岁之后开始致力于优选法统筹法在中国的推广,走遍了26个省市区,听过他或他弟子课程的达到上千万人,一次课程可能就几万人来听,而且都能听懂,这恐怕是人类历史上最大的科普行动,后也难有再来者;   比如,他的弟子众多,且跨越数学和管理学的很多研究方向,且在中国不少都是大师级的人物,中国科学院的院士就有约十个,徒孙辈的则更多;   比如,他倡导数学在大学里的教学改革,以华龙为主导,带出了一大批基础扎实的学生,专著之外,而他自己也写出了多部系列教材;   比如,在中国文革期间开始的贫瘠的基础上,他倡导将现代的项目管理思想和做法应用到工业企业领域,在两淮煤矿,准噶尔煤矿,大庆油田等地实施以关键路径法为核心的项目管理,节约成本和时间达到不可思议的地步;   比如,他手下人才众多,且独具慧眼又发现了更多可能被埋没的人才,其中最为中国人熟知的就是陈景润了;   比如,他倡导新学科的出现和发展,计算机学术界和工业界提到自己的行业历史,华先生也是必然会提到的创始人或倡导人的角色;   甚至,他的告别这个世界都带有比较凝重的学术色彩,他倒下的那一刻是在刚刚在日本完成学术报告之后;   我们完全可以说,华罗庚先生在数学界、管理学届等多个领域都是不可回避的名字。   而华先生的一条腿还是因病而致残的。   这样一个人,不称伟大,我都不知道中国的科学家里还有没有可称伟大的。   仅以此作为我怀念华罗庚先生系列长文的一个开始。   目录:   1,引言   2,华先生之脾气   3,华先生之影响   4,华先生之缺点   5,华先生在中国科技大学之教学改革   6,华先生之写书   7,华先生之当官   8,华先生与陈景润   9,华先生与龚升   10,华罗庚与苏步青   11,华先生之所以后期致力于数学应用和统筹法推广   12,华先生之治学名言   13,华先生之去世
个人分类: 人论|7336 次阅读|9 个评论
《一个数学家的辩白》摘抄及简评
csoapy 2010-11-4 12:16
  题记:作为一个学习成绩几乎总是倒数的老学生,胆敢对一位大数学家的著作说这说那,除了兴趣和作为一名读者的身份之外没有别的原因作为一名观众,他有权评论台上任何一位演员,没人要求观众自己会演戏方可评论。   其实文中绝大部分是摘抄,评论极少。摘抄为的是把有助于从整体上了解数学和数学家的重要句子抽出来,集中到一起,方便细细品尝。评论嘛,是名符其实的外行评论内行。不过不管怎么样,一、作为一名读者,我有权评论;二、作者就是写给非专业的普通读者看的。   之所以要啰里啰嗦地说明为何敢评论,是世俗的原因,不得已而为之。二十年前左右,我喜欢捧着个书看,村里曾有人用那种半开玩笑半讽刺的口吻说大学生呢!。现在,我又发现现实生活中绝少有人对真正的问题感兴趣,相反却是逃避和讨厌因为那会带来不安,所以不如糊涂快乐地活着。这是胆怯还是懒惰还是得过且过?所以我想,我不过是从一个小村庄里走出来,走进了一个960万平方公里的大村庄而已。 后排男生,2010年11月3日晚   英国人在考试竞争中总是比其他国家的人更有优势(也许除了中国人以外)   对一个认真的人来说,创造才是生活的唯一目的。   假如一个人有真正的才能,他就应该乐于牺牲几乎所有一切,以充分发挥自己的才能。   正像WJ特纳(Turner)曾说过的一句实话那样:只有那些自以为博学的人(令人产生不悦之感之称谓),才不去赞扬真正的名家。   这是学派之争?哈代好像认为一些人在以博学的名义自夸,所以不悦?是不是有这种可能?一个学派总要阐述自己的立场,如果有人就是博学派,不好在当今的学科分类中找到位置怎么办?   哈代自己的见识水平好像也仅仅体现在数学这一领域,但数学只是许多学科的中的一种,它的地位体现在一种作为制造和维护工具的工具学科,是理工大厦的基础。这只是学科分工的需要,不能由此说明数学就比其它理工科要高贵貌似许多学数学的就是这样认为?也更不能说明数学比人文艺术等等更高贵。高不高贵,不过是把世俗生活的观念牵强地引入到学科属性上来,这反倒显得做这件事情的人是多么地俗。学科分工不同而已,搞什么搞?搞来搞去倒不像是两个孩子在比谁的爸爸更强,而是像两个父亲在争得满脸通红地比儿子。   应该是这样?哈代之所以对博学二字讨厌,一是认为而只有极少数人可做得真正好。而能做好两件事的人只有寥寥无几的了(见3)。二是,他并不讨厌真正博学的人,只是讨厌自以为博学的人。   而假如他为了做其他领域的普通工作,而放弃了任何一次发挥自己才能的适宜的机会,那么他就是愚蠢的。这样的牺牲,只有在经济需要或年龄条件变化的情况下才是情有可原的。   没什么事我可以做得格外地好。我之所以做我的事,是因为它进入了我的生活之路,我的确从来未有机会做别的什么事   确实,大多数人什么事也做不好。因此,他们选择什么职业也无关紧要。   雄心是世上几乎所有最佳工作成果的驱动力。   我们必须提防一种在科学辩解者中所常见的谬论,那就是认为从事着对人类有益的工作的人,在做这项工作时一直想着自己的工作对人类有益。   最后一个就是雄心壮志,期望得到名声、地位甚至随之而来的权力和金钱。,而且可以肯定,任何一个体面的人都没有必要为有这些动机而感到耻辱。   对我们来说希腊人是最早而且至今仍是真正的数学家。东方的数学可能是满足兴趣和好奇,而古希腊的数学则是实实在在的。   当爱斯奇里斯(Aeschylus)被遗忘时,阿基米德仍将为人们铭记,因为语言文字会消亡,而数学的思想却永不会死亡。不朽这个词可能不太高明,不过也许数学家与它的含义最投缘了。   一个专业相对其它专业的自豪感,可见一斑。   数学家不必因将来会对其不公而煞有介事地忧心仲忡。不朽通常很荒唐,也很残酷。如果能用现钞评估的话,数学的名誉将是最稳定义最可靠的投资。   可能的话,哈代先生是不是会为名誉之投入和产出做一个详细的曲线图出来呢?   豪斯曼拒绝些职业是因为他理想远大,是因为他不屑于成为一个20 年后就被人遗忘的人。   看来哈代对理想与名誉的理解与追求,跟一个整天只知道逼小孩子学这学那、逼大孩子考名校的中国父母相差无几呢。   正像色彩和文字一样,数学家的思想也必须和谐一致。优美是第一关。   一些软件行业的专业书,也经常强调优美/优雅呢。是不是这样:东方人认为术就是术,唯手熟耳,没什么优雅不优雅?或者是英语中vvv一词的意味较中文中的优雅要轻很多?   对数学真正感兴趣的人很可能比对音乐感兴趣的要多。   难道哈代那个时代西方就没有流行音乐?   不懂音乐只是有些掉面子,而所有的人都如此害怕数学这个名称,以至于每个人都由衷地强调自己没有数学细胞。   然而,一个布局问题简而言之就是一次纯数学的练习(整场比赛可能不是,因为心理也会起作用),每一个赞叹棋类布局的人,实际上是在为数学的美而喝彩,尽管这种优美相比而言是较低档次的。棋类布局问题是数学的赞美曲。 拉郎配。   世上没有什么事情比发现或再发现一条真正的数学定理更能使知名人士(和那些轻视数学的人)快乐得多。   这是为什么?是荣誉的驱动?仅举几例就能说明问题?   同样地,大多数最好的数学也是如此;数学极少有实用价值,而这实用的极少数,相对来讲还较乏味。   别无选择,我只得又回到希腊数学,这里我将阐述并证明两条著名的希腊数学定理。这两条定理从思想到运算都很简单,同时,毫无疑问,又是最高层次的。每一条定理都如同刚发现之日一样清新,一样举足轻重2000 年来它们一直保持着青春。   我认为数学家是概念的造型者,美和严肃是评价其造型的标准。   行文至此,要想再有所进展,我就必须提供为每个数学家公认为第一流的真正的数学定理的例证。然而此处,我却因我写的东西产生的种种约束被缚住了手脚。 很诚实的作者。   欧几里德定理对算术的整个结构都至关重要。素数是算术组成的原料;欧氏定理确保了这种原料的充足性,但毕氏定理有更广泛的运用,它也提供了更好的课题。   怀特海曾说:数学的确定性取决于它完全抽象的普遍性。   棋盘和棋子只是用来刺激我们思维的工具,与真正的下棋对奕相比,就好比黑板、粉笔之于数学课中的定理关系。   其实事物间的区别与其共性一样使人着迷。我们选择朋友并不是因为他们具备人类的所有优点,而是因为他们有其本身的特点。在数学中道理亦然。因此我可以毫不夸张地引用怀特海的话来证明我的观点:被适当的特殊性所制约的广泛的普遍性,才是富有成果的概念。   数学理论好像分层分布,每一层的内部以及与上下层之间由错综复杂的关系网连接起来。层越往下,理论就越深,也就越难懂。   例子是不胜枚举的。但深刻性甚至对一个能识别它的数学家来说也是不易说清的,因此我也不妄想还有什么妙语能解开读者的迷惑。   如今我们想当然认为真正的数学定理就实质内容、严肃性与重要性而言,是无与伦比的。对训练有素的天才来说,事物的美中也无不蕴含数学的奥妙,只是这种奥妙更难于言传。   许多只有专职数学家才能理解的更难的定理,其证明也一样简明。在证明数学定理时不需要很多情况,因为列举情况实际是数学论据的较为呆板的形式。数学证明应当如星座般清晰、明了,而不应像银河里的星束分散而模糊。   我想用棋子自身的感受来加强我的论证。必庸置疑,一个象棋大师,一个重大游戏、比赛的参与者,从心理上是很鄙视用纯粹的数学知识去下棋的,他们积累了不少经验,在紧要关头总能显露身手,不管他怎么走,我头脑里已储存了对付的方法。象棋首先是心理上的较量,而不仅仅是一些数学小定理的积累。   如果科学或艺术的发展能增加资源、方便人类,或增加人们情感上的愉悦,那么我们就可以认为它们是有用的。   日常生活中有人会说,这个有用吗?、省省吧,别整那些没用的等等。其实对于什么才是真正有用,恐怕说的人也没个明确的概念,只是模模糊糊地觉得有利才有用。   数学应用的更高层次,即运用于各种创造性艺术中,将与我们的研究无关。数学如同诗歌、音乐一样,能训练并陶冶人的性情,所以对数学家或数学爱好者来说,沉迷于其中,其乐也融融。   因为大多数有用的学科对我们中的多数人来说往往是学而无用的。生理学家和工程师对社会功用不小,但对常人来说,生理学和工程学并无多大用处(尽管他们的学习也许会基于其他原因),就我自己来说,我从未发现我拥有的纯数学之外的科学知识给我带来过些微的益处。   为何非要在有用、无用上作个定论?一位恋人在心甘情愿地付出外人所想象不到的代价,而她/他自己也只是一味地去做,并没有意识到这一点。然后你跑到人家面前说你这样做有用吗?拜托!人家根本就没想过、也不会去想这个问题!并不是所有事情都要分出个有用、无用才能继续下去的。   可是,世俗就是这样,它非要你说出个有用或者无用来。于是哈代先生就不得不耐心地解答?   事实上我们不得不诧异,科学知识给普通人带来的实用价值是如此之小,如此乏味,而且毫无特色,其价值似乎与其在外的功用名声成反比。   重要的问题是,数学的有用性究竟能延及多远?哪些数学领域有用性最强?怎样才能仅仅以这种有用性为理由,来为认真的数学研究,即数学家们所理解的数学研究进行辩护?   不可否认,初等数学中的很大一部分我用的初等一词是职业数学家使用的那种意思,它包括诸如有关微积分等应用知识是具有一定使用价值的。数学中的这些部分整体来说是比较枯燥的,它们是最乏美学价值的部分。真正的数学家所研究的真正的数学,如费马、欧拉、高斯和阿贝尔所研究的数学,几乎是完全无用的。(这一点对实用数学和纯数学来说都是如此。)以实用性为标尺来衡量一个天才数学家的工作是不可能的。   但是这里我要纠正一个错误概念。有人认为纯数学家以其工作的无用性为荣㈨,并宣称他们的工作没有实际应用价值。这种念头是基于高斯的一句不谨慎的话,其大意是:如果数学是科学中的皇后,那么数论由于其极端无用性而成为数学中的皇后我从没能找到这话的确切引用。我敢肯定高斯的原话(如果真的是他说的)被很粗鲁地曲解了。如果数论能够被应用于任何实用的、显赫的目的,如果它能像物理甚至化学那样直接增加人类的欢乐和减少人类的痛苦,那么高斯或其他数学家决不会愚蠢到为这种应用哀叹或后悔。但是科学可为善服务,也可为恶助纣(特别是在战争时期),这样高斯和另一些数学家就应该庆幸有一种科学,就是他们的科学,由于其远离人类日常的活动而保留了其纯洁性。   人们很自然地认为纯数学和应用数学的实用性有很大差别,这是一个假象:这两种数学之间有很大的差别(这一点我将在下面详述),但并没对它们的实用性有很大影响。纯数学和应用数学的区别在哪里?对于这个问题数学界有统一而明确的答案。   有另一种实在性,我把它叫做数学实在,对于它的本质在数学界和哲学界都没有统一的认识。一些人认为它是精神的,某种意义上我们构造了它;另一些人则认为它是外在的,独立于我们。一个人如果能对数学实在给出一个令人信服的解释,他将可以解决形而上学中大多数难题。如果他的解释中也包括了物理实在,这些难题就都解决了。   我相信数学实在存在于我们之外,我们的任务是去发现或观察它,并且,我们所证明的定理,我们夸耀称之为创造物的,只不过是我们观察记录而已。自柏拉图以来很多享有盛誉的哲学家都持有此观点,虽然形式各异。   纯数学和应用数学间最大的差异也许表现在几何学方面。纯几何包括很多分支,如射影几何、欧几里得几何、非欧几何,等等。每一种几何都是一种模型,即概念构成的造型,应该按照各个独特造型的意义和美加以鉴别。几何是一幅图像,是很多方面的合成品,也是数学实在的一部分,并且是一个不完全的复本(然而,在其范围内又是准确的复本)。但是现在对我们最重要的一点是:纯几何学无论如何也不能描写物理世界的时空实体,因为地震和日食不是数学概念。   这就像莎翁的剧作不会由于读者不小心将茶泼在某一页上而改变一样。剧本是独立于所印刷的纸张的,纯几何也是独立于教室或物理世界的其他部分的。   即使是纯数学家也会对这种几何学更加欣赏,因为还没有哪个数学家纯到对物理世界毫无兴趣的地步。但是,一旦他屈服于这种诱惑,他就放弃了他纯数学的立场。   一把椅子也许是一堆旋转电子的集合体,也许是上帝脑海中的一个想法,这两种描述都有可取之处,但没有一种是与通常意义下的实在完全相符。   我们并不能说我们知道物理的研究题材是什么,但这并不妨碍我们大致理解一个物理学家想干什么:他想用一些确定的、有序的抽象关系系统,来将他面临的原始的、无条理的事实现象重新联系起来,而这种系统他只能从数学家那里获得。   另一方面,数学家也在研究他自己的数学实在,对这种实在,正如我在22 节中所说,我持实在论而非唯心论观点。在任何情况下(这是我主要的观点)这种数学的实在论观点比物理实在似乎更合理一些,因为数学的客体更接近他们所被看到的。一把椅子或一颗星星一点都不像它们看起来的那样,我们对之想得越多,感觉的迷雾就越会使它的轮廓模糊不清。但是2和317与感觉无关,我们观察得越仔细,它们的性质就越清晰。也许现代物理学最适合于唯心主义哲学框架我不相信这一点,但有些著名的物理学家是这么说的。纯数学在我看来倒是唯心主义的绊脚石:317是个素数,并不因为我们是这样认为,或是我们的思想是以某种特定的方式形成,而是因为它原本如此(原本如此有着重号),因为数学实在就是这样建立的。   它们之所以永恒,是因为其中的精华就像文学中的精英部分,在几千年后还能引起千万人强烈的满足感。这些数学家基本上都是纯数学家(当然那时候两者的差异要比现在小得多),但我考虑的不仅是纯数学方面。我把麦克斯韦、爱因斯坦, 《Eddington》和迪拉克都算在真正的数学家之列。现在应用数学最伟大的成就就是相对论和量子力学,而这些领域现在无论在哪方面都几乎像数论一样是无用的,在应用数学中像在纯数学中一样,或多或少地有用的恰恰是其中最令人乏味的和最基本的部分。时间会改变这一切。无人预见到矩阵、集合论和其他纯数学理论在现代物理学中的应用,也许一些高雅的应用数学会以想不到的方式变得有用,但是迄今为止,无论在哪一学科,实际生命是由平凡和枯燥组成的。   数学中的哪些部分是有用的?首先,中小学里大部分数学是有用的。其次,大学数学中相当一部分是有用的。   于是我们得到一个很有趣的结论,就是纯数学整体上明显比应用数学有用。纯数学家似乎在实用方面和美学方面都占优势。最有用的是技术。而数学技术主要是通过纯数学来传播的。   但一个普通的应用数学家的处境不是有点可怜吗?如果他想有用些,他就不得不单调乏味地工作,也不能够给他的想象力以充裕的空间。想象的宇宙比这个构造拙劣的现实世界美丽得多,而且一个应用数学家的想象力创造出的最精美的产品往往一出来就被否定了,理由粗鲁而充分:它们不符合事实。   总结论已经明白无误了。如果我们暂时同意说,有用的知识就是现在或不远的将来对人类的物质享受有贡献的知识,而与纯粹的智力满足无关,那么高等数学的大部分就都是无用的了。现代几何、现代代数、数论、集合论、函数论、相对论、量子力学没有一样能达到这个标准,也没有一个数学家的价值可以以此标准衡量。如果以此为标准,那么阿贝尔、黎曼、庞加莱都虚度此生,他们对人类享乐毫无建树,没有他们地球依然是个乐园。   由于霍格本被公认不是一名数学家,所以上述情况对他是很自然的。他指的数学,实质上是他所理解的数学,我们将这种数学称之为中学数学。这种数学有许多用处,我承认这些用处,而且,如果我们高兴的话,也可以称之为数学的社会性。霍格本将许多令人感兴趣的魅力用于数学发现的历史。正是这一点使这本书获得声望。因为正是这本书才使霍格本帮助了许多从来不是,而且将来也不会成为数学家的人。读者搞明白了数学中还有他们未曾料到的东西。但是,霍格本对于真正的数学几乎一窍不通(这一点凡是阅读过霍格本对毕达哥拉斯的定理,或欧几里德以及因斯坦的有关论述的任何人也能马上这么说),更不用说什么心领神会了(这一点他不辞劳苦地要表现)。真正的数学对他来说仅仅是一个让人瞧不起的科目。   数学家怀特海的问题倒不是他不了解或不赞同这一有关数学的概念,但是在他对数学的狂热中却忽略了他所十分了解的那些特征。那种对人们的日常爱好和社会体制有巨大影响的不是怀特海的数学,而是霍格本的数学。而由一般人用于平常事物的数学是微不足道的,经济学家或社会学家们所利用的数学根本够不上学术水准。怀特海的数学也许深深影响了天文学和物理学,而且对哲学的影响也是相当可观的(一种有价值的思想总会影响另一种有价值的思想)。然而对于别的东西几乎没什么影响了。这种巨大影响一般并不是对普通人而言,而是对像怀特海本人那样的人而言的。   但是我们仍有另外一个问题要考虑。我们已得出结论,那就是,大体说来,不重要的数学是有用的,而真正的数学基本上不是有用的;从某种意义上来说,不重要的数学的确有益,而真正的数学却不然。   因此,一个真正的数学家是问心无愧的;他的工作的价值是无可非议的。正如我在牛津大学曾讲述的那样,数学研究是一个无害而清白的职业。   由于对现代化、科学化战争存在着两种截然相反的观点,数学的作用并不像人们想象的那么简单。首要的也是最明显的观点是,科学对战争的影响是:它加剧了战争的恐怖性。从前只有少数参战的人会领略到战争所带来的痛苦,而现在这种痛苦殃及其他的群体。而霍尔丹却在他的著作《化学战争的防御》⑴中阐述了另外一种截然相反而又无懈可击的观点。他认为现代战争不像科学发展以前时代的战争那样恐怖。他认为原子弹可能比刺刀更仁慈,催泪瓦斯和芥子气也许是军事科学所设计出的最人道的武器。他还认为:传统的看法只是缺乏深思熟虑的感情用事而已。   我并不清楚以上的观点中哪一个更接近于真理,这是一个急需解决而又令人兴奋的问题。但我没有必要在这里来阐明,这一问题只与不重要的数学有联系,捍卫它是霍格本的事,而不是我的事。这个问题对霍格本的数学也可能是点麻烦,而对我的情况却毫无影响。   实际上,不管怎么说,因为真正的数学在战争中总有用武之地,所以还有更多情况要阐述。当世界疯狂时,一个数学家可以在数学中发现一种无与伦比的镇定剂。在所有的艺术和科学之中,数学是最严肃而且也是最细微的。同时,数学家在所有的人里应该是最容易超脱于人世的。正如罗素曾说过的那样:至少一种冲动与不安可以从沉闷而乏味的现实中得以解脱。很遗憾,这里必须提出一个非常严格的限制条件这样一位数学家一定不能太老了。因为数学是一种创造性学科而不是默想的学科。没有任何人在他失去能力或者不再有创造愿望时还可以从数学这一学科中获得慰藉。而这种失去能力与创造愿望的情况可能会很快地在一个数学家身上发生。这是很可悲的,但在这种情况下,他也就不是什么重要的角色了,也用不着为他操心了。   在这里我愿意用更具个性的方式来概括我的结论。开始我就说过,任何一个为自己的主张辩护的人都会发现他是在为自己辩护。因此作为一名职业数学家,我自然也是在为自己作某种辩护,而这一结论部分可称为我的自传的一部分。   我从不记得除了曾经想成为一名数学家以外,还想做什么。很显然,我的才能是在这一方面的。而且我的父母也从不怀疑我在这方面的天赋。我不记得在孩提时代对数学有过强烈的爱好,这种数学家的素质我也许具备,但我并不觉得十分惊人。我对数学的兴趣是基于应付考试和争取奖学金的需要,我必须战胜其他同学!这似乎成了我决策的动力。   然而,就连我这个思想单纯的人也不认为他是聪明人。如果他能作出这些成绩,我为什么不能?给我印象最深的是休息室的最后一幕,它使我着了迷,从那时起,直到我得到三一学院成员资格为止,对我来说,数学就等同于三一学院成员资格。   当我失望地却又不得不听那些浮夸而令人厌倦的谈话时,我就会对自己说:我做了件你们从未曾做过的事.那就是与利特伍德和拉曼纽扬在某种平等条件下的合作。   一个数学家也许可以在60 岁时依然胜任上作,但不能指望他们产生创造性的思想。   我只有一种机会免被判断为完全微不足道,那就是人们可能判定我已做出了一些有创造价值的工作.我不否认,我已做了一些创造性的工作,问题是它们的价值怎样。   整评:专业的划分和分工,是社会发展和人类有限的理解能力造成的,不好讲谁优谁劣,谁美谁丑,谁重要谁次要,非要把胳膊和腿放一起比来比去,有意思吗?   哈代这个小册子,以圈内人士的身份,向圈外人讲述了数学和数学家的面貌。类似的工作极少,难道是因为数学界既不是娱乐界也不是政界,没什么好爆料的,爆了也极少有人感兴趣?一堆堆严谨的公式,躲都来不及呢!严肃、严谨、公正,但人们只在需要的时候才喜欢它们。这有情可原,因为人不是理性的机器,所以研究数学的动机,真的就像哈代所说,是自己最善于做、以及由此带来的荣誉?这不由地让人想起了爱因斯坦在普朗克生日宴会上讲的《探索的动机》,里面说在科学的神殿里有许多楼阁,住在里面的人真是各式各样,而引导他们到那里去的动机也各不相同,只有知识广阔、又极有深度和洞察力的人才能作出如此的概括。对号入座下,哈代只是其中一种有许多人爱好科学是因为科学给他们以超乎常人的智力上的快感,科学是他们自己的特殊娱乐,他们在这种娱乐中寻求生动活泼的经验和对他们自己雄心壮志的满足,注意哈代是十分强调雄心的,爱因斯坦说中了。
个人分类: 未分类|7022 次阅读|0 个评论
布朗大学数学家David Mumford的论著被引用情况
xupeiyang 2010-10-18 16:23
2010年度美国国家科学奖章获得者名单公布 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2010/10/238863.shtm http://scholar.google.com/scholar?hl=enq=D+MumfordbtnG=Searchas_sdt=2000as_ylo=as_vis=0 Optimal approximations by piecewise smooth functions and associated variational problems from uned.es D Mumford , J Shah - Communications on pure and applied , 1989 - interscience.wiley.com 'A preliminary version of this paper was submitted by invitation in 1986 to Computer Vision 1988, L. Erlbaum Press, but it has not appeared! ... Communications on Pure and Applied Mathematics, Vol. XLII 577-685 (1989) Q 1989 John Wiley Sons, Inc. Cited by 2160 - Related articles - All 16 versions Geometric invariant theory D Mumford , J Fogarty, FC Kirwan - 1994 - books.google.com David Mumford Department of Mathematics Harvard University 1 Oxford Street Cambridge, MA 02138, USA John Fogarty Department of Mathematics and Statistics University of Massachusetts Amherst, MA 01003, USA Frances Kirwan Balliol College Oxford OX 13BJ, England ... Cited by 1974 - Related articles - All 5 versions Abelian varieties D Mumford - 1970 - Oxford Univ Press Foundations of Algebraic Analysis Masaki Kashb/ara, Takahiro fawal, and Tatiuo Kimura Translated by Goro too The use of algebraic methods for studying anarysts b an Important theme In modem mathematics. The most sig- nificant devtluumem n this field Is mtootocal analysis, that Is, ... Cited by 1589 - Related articles - All 9 versions Tata lectures on theta I D Mumford - 1983 - books.google.com Modern Birkhauser Classics Many of the original research and survey monographs in pure and applied mathematics published by Birkhauser in recent decades have been groundbreaking and have come to be regarded as foun- dational to the subject. Through the MBC Series, ... Cited by 1283 - Related articles - Find in ChinaCat - All 8 versions The irreducibility of the space of curves of given genus from harvard.edu P Deligne, D Mumford - Publications Mathmatiques de l'IHES, 1969 - Springer Fix an algebraically closed field k. Let Mg be the moduli space of curves of genus g over k. The main result of this note is that Mg is irreducible for every k. Of course, whether or not M s is irreducible depends only on the characteristic of k. When the characteristic is o, we can assume that ... Cited by 1001 - Related articles - All 6 versions Boundary detection by minimizing functionals from northeastern.edu D Mumford , J Shah - Image understanding, 1988 - books.google.com 20 Mumford and Shah their analysis is to model them by smoothly varying functions with explicitly marked discontinuities. This is a mathematical statement of one of the major steps in figure/ground discrimination. This chapter studies a variational approach to this problem. Our approach ... Cited by 584 - Related articles - All 5 versions Lectures on curves on an algebraic surface D Mumford - 1966 - books.google.com ANNALS OF MATHEMATICS STUDIES Edited by Robert C. Gunning, John C. Moore, and Marston Morse 1. Algebraic Theory of Numbers, by Hermann Weyl 3. Consistency of the Continuum Hypothesis, by Kurt Godel 11. Introduction to Nonlinear Mechanics, by N. Kryloff and N. ... Cited by 755 - Related articles - Find in ChinaCat - All 5 versions Algebraic geometry I: Complex projective varieties D Mumford - 1995 - books.google.com OOCIM A.Dold Lectures on Algebraic Topology ISBN 3-540-58660-1 F. Hirzebruch Topological Methods in Algebraic Geometry ISBN 3-540-58663-6 T. Kato Perturbation Theory for Linear Operators ISBN 3-540-5866i-X S. Kobayashi Transformation Groups in Differential Geometry ISBN ... Cited by 527 - Related articles - All 8 versions Creativity syndrome: Integration, application, and innovation MD Mumford , SB Gustafson - Psychological Bulletin, 1988 - Elsevier The present article is concerned with certain conceptual issues embodied in the description and understanding of creative behavior. Initially, we argue that although creativity has been defined in many way, the ultimate concern in studies of creativity is the production of novel, ... Cited by 479 - Related articles - All 7 versions The topology of normal singularities of an algebraic surface and a criterion for simplicity D Mumford - Publications Mathmatiques de l'IHES, 1961 - Springer A normal point P in F is given. A finite sequence of quadratic transformations plus normalizations leads to a non-singular surface F' dominating F . The inverse image of P on F' is the union of a finite sct of curves El, E2, ...,E,. By further quadratic transformations if necessary we ... Cited by 438 - Related articles - All 3 versions Towards an enumerative geometry of the moduli space of curves D Mumford - Selected papers on the classification of varieties , 2004 - books.google.com Towards an Enumerative Geometry of the Moduli Space of Curves David Mumford Dedicated to Igor Shafarevitch on his 60th birthday Introduction The goal of this paper is to formulate and to begin an exploration of the cnumcrative geometry of the set of all curves of arbitrary ... Cited by 410 - Related articles - All 2 versions Stability of projective varieties: lectures... D Mumford - 1977 - L'Enseignement mathmatique Cited by 328 - Related articles The red book of varieties and schemes D Mumford - Lecture notes in mathematics, 1988 - cat.inist.fr ... Titre du document / Document title. The red book of varieties and schemes Auteur(s) / Author(s). MUMFORD D . (1) ; Affiliation(s) du ou des auteurs / Author(s) Affiliation(s). (1) Harvard univ., dep. mathematics, Cambridge MA 02138, ETATS-UNIS Rsum / Abstract. Varits. ... Cited by 359 - Related articles - All 3 versions Filters, random fields and maximum entropy (FRAME): Towards a unified theory for texture modeling from psu.edu SC Zhu, Y Wu, D Mumford - International Journal of Computer Vision, 1998 - Springer ... 112 Zhu, Wu and Mumford we assume that there exists a true joint probability density f (I)over the image spaceL| D | , and f (I)should concentrate on a subspace of L | D | which corresponds to texture images that have perceptually similar texture appearances. ... Cited by 360 - Related articles - BL Direct - All 34 versions Statistics of natural images and models from brown.edu J Huang, D Mumford - cvpr, 1999 - computer.org There has been much attention recently to the statistics of natural images. For example, Ruder- man discusses the approximate scale invariance property of natural images and Field linked the design of the biological vision system to the statis- tics of natural images. ... Cited by 295 - Related articles - BL Direct - All 16 versions An EBV-Genome-Negative Cell Line Established from an American Burkitt Lymphoma; Receptor Characteristics. EBV Infectibility and Permanent Conversion into EBV B Giovanella, A Westman, JS Stehlin, D Mumford - , 1975 - content.karger.com An in vitro line was derived from an American Burkitt lymphoma, designated Ra #1, which produced malignant tumors when inoculated into thymus-deficient nude mice. The cells have B-lymphocyte characteristics, with surface-associated mu and kappa chains and Epstein-Barr virus ... Cited by 328 - Related articles - All 3 versions Minimax entropy principle and its application to texture modeling from psu.edu SC Zhu, YN Wu, D Mumford - Neural Computation, 1997 - MIT Press ... Chun Zhu, Ying Nian Wu, and David Mumford is the partition function, which normalizes p(I; ) into a probability distri- bution. 2.2 Estimation and Computation. Equation 2.3 specifies an exponential family of distributions (Brown, 1986), S = {p(I; ,S) : Rd}, (2.4) where d is the total ... Cited by 318 - Related articles - BL Direct - All 13 versions On the computational architecture of the neocortex from brown.edu D Mumford - Biological cybernetics, 1991 - Springer Abstract. This paper proposes that each area of the cortex carries on its calculations with the active partici- pation of a nucleus in the thalamus with which it is reciprocally and topographically connected. Each corti- cal area is responsible for maintaining and updating the ... Cited by 289 - Related articles - All 7 versions On the Kodaira dimension of the moduli space of curves from psu.edu J Harris, D Mumford - Inventiones mathematicae, 1982 - Springer We consider the closure Dk of D k in 2g and compute the divisor class of O k in terms of the basic divisor classes ... (2k-4) The projectivity of the moduli space of stable curves I: Preliminaries on 'det'and 'Div' F Knudsen, D Mumford - Math. Scand, 1976 Cited by 281 - Related articles On the equations defining abelian varieties. I from kryakin.com D Mumford - Inventiones mathematic, 1966 - Springer My aim is to set up a purely algebraic theory of theta-functions. Actually, since my methods are algebraic and not analytic, the functions themselves will not dominate the picture - although they are there. The basic idea is to construct canonical bases of all linear systems on all ... Cited by 272 - Related articles - All 12 versions Hierarchical Bayesian inference in the visual cortex from psu.edu TS Lee, D Mumford - JOSA A, 2003 - opticsinfobase.org Received October 23, 2002; revised manuscript received February 21, 2003; accepted February 26, 2003 Traditional views of visual processing suggest that early visual neurons in areas V1 and V2 are static spa- tiotemporal filters that extract local features from a visual scene. ... Cited by 266 - Related articles - BL Direct - All 38 versions The role of the primary visual cortex in higher level vision from psu.edu TS Lee, D Mumford , R Romero, VAF Lamme - Vision research, 1998 - Elsevier In the classical feed-forward, modular view of visual processing, the primary visual cortex (area V1) is a module that serves to extract local features such as edges and bars. Representation and recognition of objects are thought to be functions of higher extrastriate cortical areas. ... Cited by 252 - Related articles - All 18 versions Varieties defined by quadratic equations D Mumford - Questions on Algebraic Varieties (CIME, III Ciclo, , 1969 Cited by 250 - Related articles Prym varieties I D Mumford - Contributions to analysis, in A Collection of papers , 1974 Cited by 245 - Related articles Prior learning and Gibbs reaction-diffusion from psu.edu SC Zhu, D Mumford - Pattern Analysis and Machine , 2002 - ieeexplore.ieee.org AbstractThis article addresses two important themes in early visual computation: First, it presents a novel theory for learning the universal statistics of natural imagesa prior model for typical cluttered scenes of the worldfrom a set of natural images, and, second, it proposes a ... Cited by 226 - Related articles - BL Direct - All 19 versions Leading creative people: Orchestrating expertise and relationships MD Mumford , GM Scott, B Gaddis, JM Strange - The Leadership Quarterly, 2002 - Elsevier Global competition, new production techniques, and rapid technological change have placed a premium on creativity and innovation. Although many variables influence creativity and innovation in organizational settings, there is reason to suspect that leaders and their behavior ... Cited by 217 - Related articles - All 5 versions Elastica and computer vision D Mumford , Center for Intelligent Control - 1991 - Center for Intelligent Control Cited by 216 - Related articles Leadership skills for a changing world:: Solving complex social problems MD Mumford , SJ Zaccaro, FD Harding, TO - The Leadership , 2000 - Elsevier Leadership has traditionally been seen as a distinctly interpersonal phenomenon demonstrated in the interactions between leaders and subordinates. The theory of leadership presented in this article proposes that effective leadership behavior fundamentally depends upon the ... Cited by 192 - Related articles - All 5 versions Filtering, segmentation, and depth M Nitzberg, D Mumford , T Shiota - 1993 - books.google.com Series Editors Gerhard Goos Juris Hartmanis Universitiit Karlsruhe Cornell University Postfach 69 80 Department of Computer Science Vincenz-Priessnitz-StraBe 1 4130 Upson Hall W-7500 Karlsruhe. FRG Ithaca, NY 14853, USA Authors Mark Nitzberg David Mumford ... Cited by 208 - Related articles - BL Direct - All 4 versions Theta-characteristics of an algebraic curve from brown.edu D Mumford - Ann. scient. Ec. Norm. Sup, 1971 - archive.numdam.org Gauthier-Villars (ditions scientifiques et mdicales Elsevier), 1971, tous droits rservs. L'accs aux archives de la revue Annales scientifiques de l'.NS (http://www. elsevier.com/locate/ansens), implique l'accord avec les conditions gnrales d 'utilisation ( ... Cited by 170 - Related articles - All 5 versions Curves and their Jacobians D Mumford - 1975 - getcited.org ... Curves and their Jacobians. Post a Comment. CONTRIBUTORS: Author: Mumford , David. PUBLISHER: University of Michigan Press (Ann Arbor). SERIES TITLE: YEAR: 1975. PUB TYPE: Book (ISBN 0472660004 ). VOLUME/EDITION: PAGES (INTRO/BODY): 104 p. ... Cited by 202 - Related articles - Cached - All 2 versions What can be computed in algebraic geometry from arxiv.org D Bayer, D Mumford - Computational algebraic geometry and , 1993 - arxiv.org This paper evolved from a long series of discussions between the two authors, going back to around 1980, on the problems of making effective computations in algebraic geometry, and it took more definite shape in a survey talk given by the second author at a conference on ... Cited by 176 - Related articles - View as HTML - All 16 versions An algebro-geometric construction of commuting operators and of solutions to the Toda lattice equation, Korteweg-deVries equation, and related non- D Mumford - Proc. Int. Symp. on Alg. Geom., Kyoto, 1977 Cited by 133 - Related articles - All 3 versions Some elementary examples of unirational varieties which are not rational from psu.edu M Artin, D Mumford - Proceedings of the London , 1972 - plms.oxfordjournals.org For n\, these are equivalent (Liiroth's theorem). For n = 2 they are equivalent in characteristic 0 (Castelnuovo's theorem) or if the map / in (a) is assumed separable (Zariski's extension of Castelnuovo's theorem). In 1959 ( ), Serre clarified classical work on this problem for n = 3. It has ... Cited by 159 - Related articles - All 9 versions Abelian varieties. Tata Institute of Fundamental Research Studies in Mathematics, 5 D Mumford - Published for the Tata Institute of Fundamental , 1970 Cited by 169 - Related articles A Bayesian treatment of the stereo correspondence problem using half-occluded regions from psu.edu PN Belhumeur, D Mumford - Computer Vision and Pattern , 2002 - ieeexplore.ieee.org A half-occluded region in a stereo pair pixels in one image representing points in is a set of svace visi- ble to that camera or eye only, and not to ihe other. These occur typically as parts of the background imme- diately to the left and right sides of nearby occluding objects, and are ... Cited by 144 - Related articles - All 11 versions Managing creative people: strategies and tactics for innovation MD Mumford - Human Resource Management Review, 2000 - Elsevier With rapid changes in technology, and global competition, the success of many organizations has become progressively more dependent on their ability to bring innovative products to market. Ultimately, however, innovation depends on the generation of creative, new ... Cited by 159 - Related articles - BL Direct - All 4 versions FRAME: Filters, Random fields, and Minimax Entropy--Towards a Unified Theory for Texture Modeling SC Zhu, Y Wu, D Mumford - cvpr, 1996 - computer.org Abstract In this paper, a minimax entropy principle is stud- ied, based on which a novel theory, called FRAME (Filters, Random fields And Minimax Entropy) is pro- posed for texture modeling. FRAME combines attrac- tive aspects of two important themes in texture model- ... Cited by 146 - Related articles - BL Direct - All 6 versions Taxonomic efforts in the description of leader behavior: A synthesis and functional interpretation EA Fleishman, MD Mumford , Y Zaccaro Kerry, J - The Leadership , 1991 - Elsevier A systematic definition of the behaviors contributing to effective organizational leadership is required for both theory development and the design of training interventions. This article describes an attempt to formulate a general taxonomy capable of describing the functional behavioral ... Cited by 154 - Related articles - All 2 versions Rational equivalence of 0-cycles on surfaces D Mumford - Kyoto Journal of Mathematics, 1969 - projecteuclid.org ... previous :: next. Rational equivalence of 0-cycles on surfaces. D . Mumford . Source: J. Math. Kyoto Univ. Volume 9, Number 2 (1969), 195-204. Full-text: Access by subscription. PDF File (677 KB). Links and Identifiers. Permanent ... Cited by 144 - Related articles - All 4 versions Hirzebruch's proportionality theorem in the non-compact case from uni-due.de D Mumford - Inventiones Mathematicae, 1977 - Springer In this section we will not be concerned specifically with the locally symmetric algebraic varieties D /F, but with general smooth quasi-projective algebraic varieties X. When X is not compact, we want to study the order of poles of differential forms on X at infinity, and when E is ... Cited by 134 - Related articles - All 4 versions 7 Neuronal Architectures for Pattern-theoretic Problems from psu.edu D Mumford - Large-scale neuronal theories of the brain, 1994 - books.google.com 7 Neuronal Architectures for Pattern-theoretic Problems David Mumford As is abundantly clear from the other chapters of this book, there are many levels at which one can attack the problem of modeling the computations of the cortex. For example, at one extreme, one can model ... Cited by 145 - Related articles - All 6 versions A remark on Mahler's compactness theorem from harvard.edu D Mumford - Proceedings of the American Mathematical Society, 1971 - ams.org DAVID MUMFORD Abstract. We prove that if G is a semisimple Lie group without compact factors, then for all open sets UCZG containing the uni- potent elements of G and for all OO, the set of discrete subgroups rCG such that (a) rnU={e\, (b) G/T compact and measure (G/T) ... Cited by 109 - Related articles - All 5 versions A note of Shimura's paper Discontinuous groups and abelian varieties from harvard.edu D Mumford - Mathematische Annalen, 1969 - Springer Recently, there has been considerable discussion of families of abelian varieties parametrized by quotients of bounded symmetric domains by arith- metic subgroups. An exposition of this material can be found in the papers of Shimura, Kuga, Satake and myself in . Subsequently in ... Cited by 112 - Related articles - All 6 versions Stochastic models for generic images from psu.edu D Mumford , B Gidas - Quarterly of applied mathematics, 2001 - Citeseer The idea of using statistical inference for analyzing and understanding images has been used for at least 20 years, going back, for instance, to the work of Grenander Gr] and Cooper Co]. To apply these techniques, one needs, of course, a probabilistic model for some class of ... Cited by 134 - Related articles - View as HTML - BL Direct - All 7 versions Algebraic geometry D Mumford - 1976 - Springer Cited by 140 - Related articles - Find in ChinaCat The rare coagulation disordersreview with guidelines for management from the United Kingdom Haemophilia Centre Doctors' Organisation , PW Collins, S Kitchen, G Dolan, AD Mumford - , 2004 - Wiley Online Library ... Bolton-Maggs, PHB, Perry, DJ, Chalmers, EA, Parapia, LA, Wilde, JT, Williams, MD, Collins, PW, Kitchen, S., Dolan, G. and Mumford , AD (2004), The rare coagulation disorders review with guidelines for management from the United Kingdom Haemophilia Centre Doctors ... Cited by 123 - Related articles - BL Direct - All 4 versions Job Feedback: Giving, Seeking, and Using Feedback for Performance Improvement , RF Morrison, J Adams, MD Mumford , G Stokes, WA - questia.com There is a compelling need for innovative approaches to the solution of many pressing problems involving human relationships in today's society. Such approaches are more likely to be successful when they are based on sound research and applications. This Series in Applied ... Cited by 131 - Related articles An analytic construction of degenerating curves over complete local rings D Mumford - Compositio Math, 1972 - archive.numdam.org Foundation Compositio Mathematica, 1972, tous droits rservs. L'accs aux archives de la revue Compositio Mathematica (http:// http://www.compositio.nl/) implique l'accord avec les conditions gnrales d 'utilisation (http://www.numdam.org/legal.php). Toute utilisation ... Cited by 136 - Related articles - All 5 versions
个人分类: 引证分析|8877 次阅读|0 个评论
科学家风采(9):双目失明志弥坚——记欧拉
热度 1 sqdai 2010-10-7 05:53
我在视力不佳期间常想起欧拉,他罹患与我一样的眼疾——白内障,可惜他那个时代医学不发达, 28 岁右眼失明, 59 岁全盲。本文主要记叙他双目失明后的故事。 欧拉是 18 世纪最伟大的数学家和力学家之一。 1707 年 4 月生于瑞士巴塞尔, 1783 年 9 月卒于俄国彼得堡, 15 岁毕业于欧洲最古老的大学之一——巴塞尔大学, 16 岁获硕士学位,师从伯努利家族,是卢东强博士所引述的那棵根深叶茂的“学术宗谱树”上的重要环节。他一生著述颇丰,有 800 多种著作,其中, 58 %是关于数学的, 28 %是关于力学的, 11 %是关于天文学的, 3 %是关于航海学和建筑学的。瑞士学界 1907 年为纪念他的 200 年诞辰,组织编纂《欧拉全集》,计划出 74 卷,至今出版了 72 卷。因为欧拉是刚体动力学和流体动力学的奠基人,在力学方面做了许多开创性的贡献(例如, 1755 年他建立了描述理想流体运动规律的基本方程——欧拉方程,沿用至今),所以,力学界都把他推崇为一位继往开来的伟大的力学家。 欧拉的失明并非出于家族遗传。右眼失明的原因是过劳, 1735 年为了赢得一项天文学的巴黎大奖,他连续工作了三天三夜,解决了这个难题,引发了一场眼病,从此失去了右眼的视力,从常见的肖像画中也可看出此点(如武际可的《力学史》 158 页的那幅肖像)。欧拉的左眼患白内障是在 1760 年代。虽然欧拉的朋友们(如拉格朗日、达朗贝尔等)深表忧虑,他本人却泰然处之,抓紧时间做“抢救性”工作。但是,“屋漏偏遭连夜雨”,他所有研究资料和图书在一场火灾中付之一炬! 幸而,他生性乐观、性格坚强,而且博闻强记,有着过人的记忆能力和非凡的心算能力,因此一刻也没有停歇他的科学创造。在完全失明的 17 年间,他尽力用粉笔把公式写在大石板上,让儿子或秘书抄录下来,再由他口述对公式的说明和有关分析,让他们笔录后再行核对。这样一来,他写论文的效率并未降低,有大量研究工作是在此期间完成的。例如,证明了数学上的四平方定理(任何正整数可写成至多四个整数平方之和);更难得的是,通过头脑里的复杂分析和繁冗心算,他解决了长年悬而未决的月球运动规律问题,而此问题曾困扰了牛顿一辈子。据说,他有两个学生同时计算一个复杂级数之和,结果不同,欧拉通过心算发现了他们在第 17 项小数点后第 50 位数字的计算错误,最后得到了完全正确的结果,简直神了! 欧拉的厄运不仅是双目失明。到了晚年,他十三个儿女中有八个先后弃世。但欧拉无比坚毅地面对一切,科研工作照样进行,直到他生命的最后一刻。 1783 年 9 月 18 日 ,一个晴朗的秋日下午,欧拉像往常一样在石板上写着什么,可能是在计算气球上升的轨迹。然后,他和家人一起吃晚饭,谈论着两年前发现的天王星。晚餐后,欧拉一边喝着茶,一边跟小孙女玩耍,突然之间,烟斗从他手中掉了下来。他说了一句:“我要死了”,这位科学伟人就此告别了人间。 欧拉的故事告诉我们:要成为伟大的学者,必须有伟大的人格、坚毅的精神和博学的基础。 本文参考资料: 1. 武际可,力学史,重庆出版社, 2000 2. 蔡天新,他停止了生命和计算——纪念大数学家欧拉诞辰 300 周年,南方周末, 2007-02-01 3. 中国大百科全书(力学卷),中国大百科全书出版社, 1985 写于 2009 年 2 月 16 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A57075.html
个人分类: 名人纪实|12196 次阅读|13 个评论
老科学家的婚姻爱情(5)谷超豪-胡和生的故事
热度 3 sqdai 2010-9-17 05:04
一对院士伉俪,师从同一位宗师,相濡以沫,荣辱与共,风雨同舟,携手徜徉在数学花苑一个甲子,在共同喜爱的科学领域里创造了辉煌业绩,谱写了人间罕见的伉俪曲。这就是新近荣获国家最高科技奖的谷超豪院士与他的爱妻胡和生院士。这里就见闻所及,采摘花絮,与大家共同赏析。 镜头闪回之一:温暖小巢 1962 年 7 月,我和李家春收到了中科院力学所的研究生录取通知书。我们来到谷先生胡先生家中与他们话别。 我们看到的是一个温暖的小巢,布置得非常朴素简洁,到处堆满了书,一大一小两张书桌相距不远,书桌上是重重叠叠的书本和一摞一摞草稿纸。 谷 先生说,他的资料只有他自己才能找到。 我们知道,他俩的独子谷晓明刚诞生不久,很想看看。 胡 先生似乎猜透了我们的心思,把我们领到小毛头的摇篮前。只见婴儿醒着,不哭不闹,向我们忽闪着大眼睛。我心里想,也许,他会成为新一代的数学家呢!(目前谷晓明在德国发展,事业有成)。 就在这样一种温馨的氛围中, 谷 先生 胡 先生情真意切地叮嘱我们:作为复旦数学系力学专业的首届毕业生,到北京一定要好自为之,把复旦人的好传统继承下去。我和家春把这些话牢牢记在了心上。 镜头闪回之二:导师祝福 三十四年后, 1996 年 11 月,我应邀参加了 谷超豪 先生七十诞辰庆祝会。会上,群贤毕至,气氛热烈。 九十四高龄的 苏步青 先生莅临盛会,眉开眼笑,兴致极高。只见他右手挽着谷超豪,左手挽着胡和生,亲切地说,今天我要给你们俩祝福!我九十四了,比你们大 24 岁还多,你们俩当初结婚还是我做的媒呢! 我仔细观察谷 - 胡伉俪,发现他们笑得合不拢嘴了, 胡 先生的脸上似乎还露出一丝甜蜜的羞涩。 镜头闪回之三:爱情长跑 苏 先生说得对,他是这对情侣的大媒人。也许可以补充一句:媒人不止一位,还有一位无形的月老数学。 时间又闪回四十八年。 1948 年,在浙江大学,谷超豪在 苏步青 先生指导下完成了研究生学业,留校担 任苏 先生的助教。两年之后,同样挚爱数学的胡和生慕名来到浙大, 成为苏 先生的研究生。二十出头的胡和生娇小而美丽,对学业十分刻苦认真,深得 苏 先生喜爱。 对微分几何的共同爱好,使得两位风华正茂的年青人的心迅速靠近。他们经常在一起切磋学问。即使两人漫步在美丽的西子湖畔,说得最多的还是功课上的事情。谷超豪稳重寡言,但有内秀,古典文学的根基很好;胡和生开朗健谈,由于出身于书画世家,喜爱绘画、摄影,所以,他们偶尔也探讨一些艺术问题。胡和生研究生毕业留校,在院系调整中他们 双双随苏 先生到了复旦。 1957 年,经过六七年的爱情长跑,在浙大埋下的爱情种子终于在复旦开花结果,他们喜结连理,成了人人称羡的科苑比翼鸟。 镜头闪回之四:负笈北上 1957 年,新婚燕尔的谷超豪告别爱妻前往莫斯科大学留学,他在数学上显现的才华震惊了学校。留在国内的胡和生埋头数学科研,也取得了不俗的成绩。他们之间,只能通过鸿雁传情。 1958 年的大跃进时代,提倡知识分子又红又专,许多业务尖子被划入走白专道路之列,有人扬言要拔她的白旗,令她百口难辩。由于对远在万里之外的谷超豪牵肠挂肚,她提出赴莫斯科探亲,却有人反对,幸好学校领导不为所动,批准了她的苏联之行。 在莫斯科火车站,谷超豪一见胡和生,就吃惊地问:怎么瘦成这样?为了不给谷超豪加重心理负担,胡和生对自己在政治上受的委曲只字未提。他们小别重逢之后,来不及卿卿我我,就双双扎进图书馆里,胡和生把探亲当成了绝好的进修机会。 不到两年,谷超豪在变换拟群等方面取得了突破性研究成果, 1959 年 6 月获得了莫斯科大学物理数学科学博士学位。 携手共进 谷超豪回国后继续在微分几何、偏微分方程和数学物理这三个领域里纵横驰骋。 1960 年代,他在气体动力学方面的研究屡有成就;接着在规范场论研究方面取得突破性进展。 文革 期间,谷超豪被关受审,家里被抄。当科学的春天到来时,谷超豪已到知天命之年,凭着坚实的理论基础和对科学的进取精神,他很快便在偏微分方程、孤立子理论等领域取得了一系列处于国际领先地位的成绩,受到国际数学界的瞩目,并参与发起组织双微系列国际会议。 1980 年他当选为中国科学院院士(学部委员)。 他曾担任复旦大学副校长、中国科技大学校长、复旦数学研究所所长等职务。曾获国家自然科学二、三等奖各 1 项,国家教委科技进步一等奖 2 项以及华罗庚数学奖、何梁何利科技进步奖和柏宁顿孺子牛奖(杰出奖)等多种奖励,其研究风格被国际数学界誉为独特、高雅、深入、多变。 与丈夫一样,胡和生弱小的身体里,似乎蕴藏着无限的智慧和能量。无论做学生还是当先生,无论搞科研还是搞教学,无论是顺境还是逆境,她对数学的追求总是那么执着、坚贞不渝。几十年的辛勤耕耘,使她在数学上与丈夫并驾齐驱。她和谷超豪一起研究的孤立子理论与几何学方面的成果,有很强的创造性。一位法国女院士评价她的研究时说: 在这个数学和物理都重要的问题上取得进展的唯一的人。 1991 年,胡和生当选为中国科学院院士。 患难与共 在文革期间, 苏步青 先生首当其冲,受到冲击,被打为反动学术权威;不久之后,作为 苏 先生的得意弟子, 谷超豪 先生被列为修正主义分子,关进牛棚。 胡和生形单影只,艰难度日,造反派逼迫她揭发谷超豪。她冷峻应对:要我说谷超豪解放前的事情,我那时不认识他,能说什么!你们可以查他的档案! 胡和生生来性格坚毅,柔中有刚;但是作为命运相连的妻子,她愁肠百结地为谷超豪担忧。那时谷超豪被关在学生宿舍,她找来他们贴心的学生,让他悄悄地递纸条过去,询问近况。很快,回条来了,上面写着:我没有什么。看到丈夫在匆忙中写成的这五个字,胡和生的眼圈红了,心里略感宽慰。 稍后,造反派忙于打内战,形势渐见缓和,对牛鬼蛇神的看管有所放松。胡和生一有机会就去找谷超豪,讲几句话,给他打气。 相濡以沫,患难见真情。风雨过后是黎明,他俩携手走过那不堪回首的十年,一起迎来了灿烂的阳光! 伉俪情深 谷超豪温文尔雅,喜爱中国古代诗词;胡和生热情活跃,多才多艺,尤爱摄影和绘画,夫妇之间相互理解和尊重,感情甚笃,家庭幸福、温馨。如今他们对数学研究的雄心壮志仍不减当年,依然在数学王国的最前沿拼搏着。 1991 年,谷超豪得知爱妻胡和生成为中国数学界第一位女院士时,心情十分高兴,当即赋诗一首《贺和生》: 苦读寒窗夜,挑灯黎明前。几何得真情,物理试新篇。红妆不需理,秀色天然妍。学苑有令名,共赏艳阳天。 谷超豪对妻子的赞誉和爱慕,油然而生,跃然纸上。 他们俩的身体都不算壮实,近十年来,疾病缠身,有时轮番住院,他们更是形影不离地厮守在一起。他们的病房布置得像书房一般,病情稍有转好,就一起进入了他们的数学世界。想象一下那幅美丽动人的画面吧!在洁净的病房里,一位斜倚在病床上,一位端坐在椅子上,静静地捧读着书本,时而小声讨论着什么,时而对视一笑。世上有几多这样的情景? 他们俩都不善于操持家务,生活中崇尚简朴,挤出尽可能多的时间钻研学问。两人之间最经常的话题还是数学。 谷 先生曾说: 我做的工作可以讲给她听,她做的工作可以讲给我听。我们可以互提问题,这是生活中的最大乐趣! 正是这种情趣使他们一次次摆脱了病魔的纠缠,一直沉浸在温馨平淡的学者生活氛围之中。 衷心祝愿这对绝配佳侣健康长寿,携手前行,继续谱写只应天上有的伉俪曲! 主要参考资料 : 1. 漫步在数学颠峰的院士伉俪, http://www.dem-league.org.cn/html/article/1183/5113114.htm 2. 谷超豪胡和生:人生几何学几何, http://gzdaily.dayoo.com/gb/content/2004-10/16/content_1768863.htm 写成于 2010 年 1 月 15 日晨 http://blog.lehu.shu.edu.cn/sqdai/A155135.html
个人分类: 名人纪实|15724 次阅读|11 个评论
姚远:数学家、天文学家李淳风
kexuechuanbo 2010-9-11 08:14
数学家、天文学家李淳风
个人分类: 科学史论文|3796 次阅读|0 个评论
再谈“跨专业和跨学科”
热度 1 zoumouyan 2010-9-7 16:01
再谈跨专业和跨学科 邹谋炎 提出这个论题是基于我国科技界的一个现象:研究者的知识面普遍比较窄,同时把握两个不同专业或学科的研究者相当少。另一方面,现代科技进步太快,是难点,也是机会,希望年轻的研究者拓宽思路。在技术科学领域中,这特别重要。因为技术更替不可避免,连带的专业理论基础也在快速演进。当然,跨专业和跨学科只适合于那些已经对一个专业学科有系统深入把握的研究者。如果不是这样,而是这山望到那山高,那只能一事无成。 我希望用研究者而不是用科学家来提出和讨论问题。科学家在我国正在被滥用。研究者是一个包含学生在内的词。提出跨专业和跨学科的建议可以供有志的研究生们制定研究规划时参考。 有人用我国一些有影响的数学家为例,提出 今天的科学家还有可能轻松跨越多个领域吗?的质疑。可以理解,这个质疑是基于我国多年来的发展现实提出来的。其实,如果我们将质疑中举出的例子作为反证就更合理。事实上,中国的若干知名数学家,如果放到国际的大平台上比较,就容易看出他们有弱势:缺乏来自重要应用的支撑。作为对比,例如 Kolmogorov , Sobolev, Tikhonov , Von Neumann 等,他们精通纯数学,又在应用数学方面有实质性的贡献。这才是中国年轻数学研究者努力的方向。 农家草屋也可能出秀才,古今都是如此。我们这一代人难做到的,我们的学生们和后生们也做不到 --- 这肯定是毫无依据的判断。 科研体制、社会问题是又一个相关话题。确实,我国当前分配制度混乱,腐败现象深入到社会机体的各个角落,严重限制了科技进步。然而,研究者个人的志向应该不是不良社会环境可以磨灭的,就不能完全拿体制说事。不然的话,我们这个民族何以能出现那么多可称脊梁的先辈。 让学生们有更开放的思想和视野去规划未来,这是我们的希望。
个人分类: 生活点滴|5047 次阅读|2 个评论
由“肯德基”和“麦当劳”想到的
mymath 2010-8-10 09:38
在上海的时候,突然看到有一家肯德基店已经悄然出现了盖饭。确实,这几年肯德基推出了多种中式食品:粥、油条和豆浆等等,大有变成中餐快餐的趋势。而他的竞争对手麦当劳则不然,依然坚持西式快餐的品种和风格,只是在各种营销手段上大下功夫。据说商业界有一条著名的法则,被奉为营销精髓: 用竞争对手同样的产品和办法参与竞争是不会成功的,要想成功要想超越就必须差异化. 确实,肯德基和麦当劳将这种差异化演绎的淋漓尽致,且都获得了成功,至少从目测的就餐拥挤程度来说是这样的。 然而,这条法则在学术界被认知的程度远不如商业界那么广泛。年轻的数学工作者有时会得到该领域前辈的热心建议,各人所说自然也不尽相同。这时候,就该记住: 倘若你采取与前辈完全一致的研究模式,结局往往是不乐观的,因为这种模式并不一定完全适合你。 Atiyah在文章AdvicetoaYoungMathematician开始就给出了如下警告: However,mathematiciansvarywidelyinallthesecharacteristicsandyoushouldfollowyourowninstinct.Youmaylearnfromothersbutinterpretwhatyoulearninyourownway. 大致意思为:数学家的特点各种各样,类型广泛,你应该按照你自己内在的特性去发展。你可以从其他人那里学习,但是要用自己的方式去理解。确实,学术界我们经常会遇到各种各样的数学家:有的喜欢毕生致力于一个研究方向或问题,而有的则喜欢尝试各种不同的新领域、新问题;有的喜欢将数学与实际问题结合,而有的则喜欢纯粹理论的数学研究。凡此种种,皆为差异性之体现,都有可能做出杰出的数学工作(见博文好数学家的工作范式 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=351551 )。 当然,这种差异性一是要年轻学者自己的努力,二需要有一个对差异性包容的学术大环境。 最后,引用博文 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=351551 中的一句话 自由思想引领科学!
个人分类: 数学故事|6016 次阅读|0 个评论
Mikhail S. Gelfand——首届沃尔夫奖得主IM. Gelfand的孙子
pukin 2010-8-7 18:59
Izrail M. Gelfand(盖尔芳德)是20世纪最伟大的数学家之一,1978年获得了首届数学沃尔夫奖。生平几乎涉猎数学的所有领域,特别是在泛函分析,群表示论,代数拓扑,微分方程等方面成就卓越。盖尔芳德曾先后于1954年、1962年、1970年三次被邀请在国际数学家大会上作一小时全会报告,这充分说明了他在国际数学界的地位。有人说,I.M. Gelfand的影响在代数几何之外无处不在。 1990年沃尔夫数学奖得主著名数学皮亚捷斯基-夏皮罗称:盖尔芳德、 柯尔莫戈洛夫、沙法列维奇是苏联数学界的三大巨人。盖尔芳德于1989年赴美,在Rutgers大学任教,号称是去改造美国的数学【北大一数学教授如是说】,2009年10月去世,终年96岁。 Izrail M. Gelfand Mikhail S. Gelfand(小盖尔芳德)是老盖尔芳德的孙子,莫斯科大学数学系毕业,从事生命科学领域的研究,曾经两次当选为霍华德休斯医学研究所的研究员(HHMI Investigator)。今天查资料的时候偶尔看到了他的个人主页。在90年代初的时候,俺曾经和他有过较长时间的交往,弹指一挥间,一晃也20年了。 小盖尔芳德 小盖尔芳德的个人主页: http://www.rtcb.iitp.ru/mg_e.htm Research interests : - comparative genomics - metagenomics - metabolic reconstruction and functional annotation of genes and proteins - identification of regulatory signals - evolution of metabolic pathways and regulatory systems - alternative splicing - statistics of DNA sequences Degrees : 2007. Professor of Bioinformatics 1998. Doctor of Science , State Scientific Center for Biotechnology . 1993. Ph.D./Candidate of Science (mathematics / biophysics). Awards : 2010. Academia Europaea, Member 2007 A.A.Baev Prize in Genomics and Genoinformatics (Russian Academy of Sciences) "for work in computer comparative genomics" 2004. "Best Scientist of the Russian Academy of Sciences" award, Fund for Support fo the Russian Science 2000. The President of Russian Federation's Award for Young Doctors of Science. 1999. A.A.Baev Prize from the Russian State Scientific Council "Human Genome" Current grants : 2009-2011. Russian Academy of Sciences, program "Basic Sciences for Medicine", project "Age-related changes in gene expression and alternative splicing" 2009-2011. Russian Academy of Sciences, program "Genetic Diversity", project "Modeling of the interactions of an invading phage and the host's restriction-modification system" 2006-2010. Howard Hughes Medical Institute "Comparative genomics and evolution of regulatory systems" (grant 55005610, PI) 2009-2011. Russian Foundation of Basic Research (09-04-92745) "Regulation and evolution of cellular systems" 2008-2012. Russian Academy of Sciences, program "Molecular and Cellular Biology", project "Comparative genomics, reconstruction and modeling, of metabolism and regulation in bacteria and eukaryotes" 2010-2012. Russian Foundation of Basic Research (10-04-00431) "Co-evolution of DNA-binding proteins and their DNA motifs" Editorial boards : 2009-2011. Member, Editorial Board, Journal of Bacteriology 2006-present. Member, Editorial Board, Molecular Biology (Moscow) 2006-present. Member, Editorial Board, Book Series "Bioinformatics and 2005-present. Member, Editorial Board, Central European Journal of Biology 2005-2011. Member, Editorial Board, Bioinformatics 2005-present. Member, Editorial Board, Biology Direct 2005-present. Member, Editorial Board, BMC Bioinformatics 2004-present. Member, Editorial Board, Journal of Bioinformatics and Computational Biology 2003-present. Member, Editorial Board, PLoS Biology 2003-present. Member, Editorial Board, Lecture Notes in BioInformatics (LNBI), Springer-Verlag. 2002-present. Member, Editorial Review Board, Archaea 1997-present. Associate Editor, Journal of Computational Biology.
个人分类: 人物记事|7509 次阅读|3 个评论
盘点人类十位伟大的数学家
热度 1 mymath 2010-8-6 19:32
最近看到一则有趣的新闻“十位伟大的数学家”,作者是AlexBellos,一位专栏作家。没有证据表明他对数学了解的深度。因此,入选标准似乎考虑了入选者的媒体影响力。当然,此种事情仁者见仁,智者见智,并无统一之标准。那么,倘若让我投票选举人类有史以来十位最伟大的数学家,我会做出如何选择?我可能会更多的考虑入选者的工作后继影响力。当代的数学家尚无机会展示这种影响力,因此不在考虑之列。以下排名顺序为按入选者出生时间先后排序。 1.阿基米德(公元前287年—公元前212年): 古希腊数学家、力学家。最早用“逼近法”求出了球面积、球体积、抛物线、椭圆面积等。这为后来微积分的出现奠定了基础。而最近从其遗稿中的发现则表明:阿基米德的《方法论》已经“十分接近现代微积分”,这里有对数学上“无穷”的超前研究。 2.牛顿(1643-1727): 没有人否认牛顿是一个伟大的数学家,他是微积分的发明者之一。 3.莱布尼兹(1646-1716): 微积分的发明者之一,我们今天都在follow他当年的微积分符号。莱布尼兹也是二进制的发明者之一,有说他发明二进制是受了中国伏羲八卦图的启发。而且据说他还曾经通过传教士,建议中国清朝的康熙皇帝在北京建立科学院。 4.欧拉(1707-1783): 历史上最多产的数学家。在数学的各个领域,常常见到以欧来命名的公式、定理、和重要常数。他具有很强的抗干扰能力,工作起来聚精会神,从不受嘈杂和喧闹的干扰,镇静自若。我想这或多或少给当代不得不限于各种俗事的数学家提供了一种工作方式的借鉴。而且其人据说风格高尚,乐于提携晚辈。 5.傅立叶(1768-1830): 傅立叶变换已经成为工程、数学等领域的最重要数学工具之一。不过可惜的是,中国大学本科数学教育似乎比较轻视傅立叶变换。通常而言,大学数学本科毕业生似乎并不真正理解并会使用傅立叶变换(虽然确实知道其定义与些许性质)。因此,大学数学本科教育阶段似应专门开设傅立叶变换的课程。 6.高斯(1777—1855): 研究领域极为广泛的数学天才。单单高斯曲率内蕴性质的发现就足以影响人们对曲面的理解,遑论代数基本定理的证明。 7.阿贝尔(1802-1829): 历史上最富传奇色彩的天才数学家之一,首次证明了五次方程不可解性,并对椭圆函数做出重要贡献。埃尔米特的说,阿贝尔留下的后继工作,“够数学家们忙上五百年”。 8.伽罗华(1811-1832): 另外一位天才数学家,群论的创始人,我想这个理由足够充分了。 9.黎曼(1826-1866): 黎曼发表的论文不多。但一篇数论论文就提出了数学中最重要的猜想之一:黎曼假设。一篇演讲稿就催生了黎曼几何。 10.希尔伯特(1862—1943):其提出的23个问题是20世纪数学家工作的焦点。数学工作中,单单其提出的希尔伯特空间,就给无数数学工作提供了“居住”场所。
个人分类: 数学故事|25575 次阅读|11 个评论
[转载]数学鬼才---佩雷尔曼
郭崇慧 2010-7-26 15:46
即便是在怪人云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。6月8日,世界上一批最优 秀的数学家聚集在巴黎,给俄罗斯数学家佩雷尔曼颁发千禧数学奖,但是他却不在场。此前他还拒 绝了数学界的最高荣誉菲尔兹奖。 1 他再次放弃了为他人可望不可即的荣誉,同时也放弃了一百万美元的奖金。假设你完全不知道地球 的地理情况,你一次又一次派出远征的船队,这些船队接连发现新的大陆。直到已知大陆的数量增 长到六块。可是你并不知道这是否就是地球上所有的大陆了。你继续派出船队,前前后后出征了几 百次,但是他们没有再发现任何新的大陆。这时你提出一个猜想:地球上没有更多的大陆了。这个 猜想看起来很合理,但是它仍需要论证。这时,佩雷尔曼出现了,他用完美的严密方式向你和全世 界证明,地球上确实没有更多的大陆了。 以上是俄罗斯数学家米哈伊尔格罗莫夫(Mikhail Gromov)的一个比方。现实中的格里戈里佩雷 尔曼(Grigoriy Perelman)并不是一名地理学家,而是一名数学家。他在数学上所做出的工作的重 要性完全不亚于上面的这个比方他建造了一套漂亮的证明来确认庞加莱猜想的正确性。6月 8日,世界上一批最优秀的数学家聚集在巴黎海洋学研究所,那里离亨利庞加莱研究所很近。亨 利庞加莱去世一个世纪之后,在他生活和工作过的这座城市里,他遗赠给我们的猜想被解决了。格 里戈里佩雷尔曼是登顶那个三维世界的登山者。英国爱丁堡大学数学家迈克尔阿蒂亚(Michael Atiyah)在赞颂佩雷尔曼的发言中说。 81岁高龄的阿蒂亚是20世纪最具影响力的数学家之一,他在1966年就获得数学界的最高奖菲尔兹奖。 然而,他对南方周末记者说:我不认识佩雷尔曼。 美国康奈尔大学数学家威廉瑟斯顿(Wiliam Thurston)早在1970年代就提出了一个几何化猜想,他在1980年的一次会议上大胆表示,他的这个 几何化猜想把庞加莱猜想放在了一个更加完整的框架之中。他对几何化猜想相当乐观,认为它一定能 够得到证明,但他并不知道这是否会发生在他的有生之年。他自己投入了大量的精力来证明这个猜想, 却始终没有成功。 佩雷尔曼,带着极大的兴趣和精湛的技艺,在我和其他人失败之处建立了一个漂亮的证明。瑟斯 顿说,这是一个我无法做到的证明:佩雷尔曼的某些强项正是我的弱点。 我很荣幸能有这样 一个机会来公开表达我对格里戈里佩雷尔曼的深深钦佩和欣赏。瑟斯顿在发言时说。然而,他也 告诉南方周末记者:我没有见过佩雷尔曼,我也未能出席他以前的讲座。 十余名世界级的数学家在巴黎为佩雷尔曼颁发千禧数学奖,他们中的多数人却从未与佩雷尔曼谋面, 或是有任何接触。更重要的是,佩雷尔曼本人没有到场。这不但意味着佩雷尔曼忽视了一个其他人 可望不可即的荣誉,也意味着他放弃了一百万美元的奖金。佩雷尔曼可能有很多理由来拒绝这个奖 项,但我不想揣测。格罗莫夫对南方周末记者说,事实上,只有一个理由让他领奖钱,但有 很多的理由让他拒绝。 格罗莫夫是世界上少有的几位与佩雷尔曼有过接触的数学家。实际上,是 他让国际数学界认识了俄罗斯那名特立独行的数学天才。 2 小佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,除了数学,几乎没有其他东西。佩雷尔 曼1966年出生于苏联的一个犹太人家庭,他的母亲是大学里的数学教师。这似乎为他数学天分的发 展提供了一个有利条件,但苏联社会中广泛存在反犹太主义也为佩雷尔曼的成长与生活构造了残酷 的环境。如何向孩子讲述生活的残酷,是常常会令家长头疼的问题。佩雷尔曼的母亲选择了一种特 别的方式她把自己头脑中的正确世界当作真实的世界告诉年幼的佩雷尔曼。所以,在佩雷尔曼 的世界里,反犹太主义是不存在的。这样的世界至少持续到了他的大学阶段。在任何普通人看来都 再明显不过的反犹太主义却在佩雷尔曼那里不成立,这与佩雷尔曼数学式的思维方式有很大关系。 举一个例子来说,列宁格勒大学每年只招收两名犹太学生,这很容易被认为是种族歧视的典型表现。 但是在佩雷尔曼入学那年,由于佩雷尔曼在国际数学奥林匹克竞赛上拿了奖牌,他被获准面试入学, 那么与另外两名考进来的犹太学生一起,这一年列宁格勒大学就招收了三名犹太学生。如果说每年 只招收两名犹太学生是反犹太主义存在的证明的话,那么也许在佩雷尔曼看来,这一年招收了三名 学生就是这一命题的反例。社会生活中模糊的变数是佩雷尔曼所难以理解的,这一点在他年幼时就 已经形成。他的数学俱乐部老师鲁克辛(Sergey Rukshin)每周会有两个晚上与佩雷尔曼同路乘火 车回家。冬天的时候,佩雷尔曼会戴着一顶苏联样式的皮帽子,帽子在耳朵的部位有两块皮子,用 绳子系紧之后能够防止耳朵受冻。鲁克辛发现,即便在温暖的车厢里,佩雷尔曼也从不解开绳子。 他不仅是不会摘掉帽子,鲁克辛在一本书中说,他甚至不会解开帽子的耳朵,他说不然的话 妈妈会杀了他,因为妈妈说了,不要解开绳子,不然就会感冒。 鲁克辛曾经批评佩雷尔曼读书不够多,他认为他的职责不单是教孩子们数学,还要包括文学和音乐。 佩雷尔曼就问鲁克辛,为什么要读那些文学书。鲁克辛告诉他,因为这些书是有趣的,而佩雷 尔曼的回答是,需要读的书应该都列在学校的必读书单上了。也是由于看到佩雷尔曼这样的个性, 鲁克辛作为一名数学竞赛的教练,从来不用担心佩雷尔曼在数学训练中会存在分心的状况。佩 雷尔曼确实从不分心。他的同班男孩们长大一些后开始与女孩子接吻,鲁克辛就常常去抓他们。但 佩雷尔曼从不对女孩子感兴趣。佩雷尔曼生活在一个母亲帮助下建立起来的想象世界中,这个世界 里规矩就是规矩,而且除了数学,几乎没有其他东西。鲁克辛是对儿童时期的佩雷尔曼影响最大的 数学教练,佩雷尔曼也成了鲁克辛生命的一部分。他让佩雷尔曼在列宁格勒的生活安全、有序,就 像佩雷尔曼想象中的世界一样,一直把他送进239号专业数学学校。列宁格勒的239号专业数学学校 是数学家安德雷柯尔莫格洛夫(Andrei Kolmogorov)创办的一所学校,这里的数学教育与普通高中 里的不同,它一方面教授现实研究当中的数学,一方面也根据不同学生的背景施教。它也是苏联高 中里惟一教授古代历史课程的学校。学生在这里还会接触到音乐、诗歌、视觉艺术、古俄国建筑的 知识。但这里并没有苏联学校里普遍开设的其他社会科学课。在老师和学校为他创造的微环境当中, 佩雷尔曼与真实的世界始终保持隔绝,他自己的世界也就得到了保护和延续。与其他数学专长的年 轻人坐在一起上课的时候,佩雷尔曼总是坐在后排。他一语不发,只有当发现某个人的解法或解释 需要订正时才说话,而且总是一锤定音。也许很多时候,课堂上讲授的内容对佩雷尔曼毫无用处, 但他也会静静地听着,他从来就是一个礼貌的人,因为规矩就是规矩。 佩雷尔曼的另一条行事原则是,必须讲出完整的事实,不然的话,他便可能认为那是政治。在参加 全苏联数学竞赛的时候,每个学生会被发给一道题目,谁解出来了便对老师举手示意,然后老师把 他带到教室外面。他把解法讲给老师,如果正确,老师就会发给他下一道题,如果错误,就继续回 去做这道题。最终的胜负是看谁在规定时间内解出的题目最多。有一次,佩雷尔曼解出了题目,老 师把他叫到外面,他向老师解释一番之后,老师说了句正确便要转身回教室。可佩雷尔曼却把 老师叫住,他说,这道题还有另外三种可能的结果!他坚持要把所有的可能性告诉老师,即便这样 做对于数学竞赛来说等于是浪费时间。到了中学的最后一年时,佩雷尔曼已经在全苏联数学奥林匹 克竞赛中赢得了一块金牌和一块银牌,并最终在1982年的国际数学奥林匹克竞赛中以42分的满分拿 到了金牌。 3 对灵魂猜想的证明,使得佩雷尔曼成为数学界年轻的明星。让所有人惊讶不已的是,他只用了 四页纸。1991年,格罗莫夫帮助佩雷尔曼到美国东海岸参加了几何节。在此之前,佩雷尔曼在列宁 格勒大学读了六年书,也是在此期间,他选择了朝向几何学的方向发展。 几何节是个一年一度的数学会议,那一年在杜克大学召开。佩雷尔曼是几何节上七名报告人之一, 他做了题为曲率有下界的Alexandrov空间的报告。这个题目的论文在一年后发表,成为他的代 表作之一。在几何节期间,格罗莫夫向各个重要的人士介绍了佩雷尔曼,使得这次旅行让佩雷尔曼 获得了到美国做博士后工作的机会。杰夫齐杰(Jef Cheeger)是美国纽约大学库朗(Courant)数 学研究所的数学家,他在这一届的几何节上也有报告。他注意到了佩雷尔曼。他在格罗莫夫的介绍 之下与佩雷尔曼会面。一年之后,也就是1992年的秋天,佩雷尔曼来到库朗研究所,开始了他的博 士后时光。 即便是在怪人云集的数学家群体中,佩雷尔曼也是一个特殊的怪人。他似乎永远都穿同一件衣 服,胡子拉碴,不剪指甲他认为这样才是指甲的自然状态。他的食物只有面包和酸奶。美国的 面包对他来说可能并不好吃,好在他找到了一家售卖正宗俄罗斯面包的商店,经常步行一段距离到 那里买面包。所以,他没有什么地方需要开销,他把所有的津贴都留在银行里(这为他存了一笔钱, 保证后来的一段时间里他能在俄罗斯温饱无忧)。佩雷尔曼一辈子都没有离开过他的母亲。在纽约 做博士后期间,他的母亲随他来到美国,住在布鲁克林,照顾佩雷尔曼的日常生活。 我们不知道佩雷尔曼在他的一生中有过多少个朋友,但可以肯定的是,数量非常少。在纽约大学期 间,他难得地交到了一个朋友。佩雷尔曼的老师维克托查加勒(Viktor Zalgaler)非常肯定这一 点。他的这位朋友就是田刚,现在的普林斯顿大学和北京大学数学教授。那个时候,佩雷尔曼经常 与田刚交谈。不过在田刚的记忆中,他们的谈话都是关于数学本身的,没有涉及过其他事情。他认 为佩雷尔曼也许会跟其他某个友善的人聊一聊其他话题,但并不是他。田刚知道佩雷尔曼会去布鲁 克林桥附近买面包,但由于田刚本人并不在乎吃这种面包或是那种,所以他也并不清楚佩雷尔曼喜 爱的面包究竟有何特别。 1993年,佩雷尔曼解决了数学上一个长期存在的问题灵魂猜想(Soul Conjecture)。这是 一个由齐杰和另一名数学家提出来的猜想。在二十年的时间里,已经有一些人写了长篇大论来分析 这个问题,但仅仅只能做出部分的证明。佩雷尔曼则做了一个能够让所有人惊讶不已的完整证明 而且,他只用了四页纸!对灵魂猜想的证明,使得佩雷尔曼成为数学界的年轻明星。这一 年,他才27岁。他在同一年的秋天搬去了美国西海岸的加州大学继续他的研究工作。但是,佩雷尔 曼开始遭遇数学上的失败,这很可能是他人生中的第一次失败。他在Alexandrov空间的研究上卡壳 了,停滞不前。1994年很可能是令他充满了挫败感的一年。后来,就没有人知道他究竟在研究什么 了,直到八年之后他突然在互联网上张贴出庞加莱猜想的证明。 4 在1990年代解决了一系列著名问题后,他就消失了。现在他又浮出了水面。2002年11月12日,美国 纽约州立大学数学家迈克尔安德森(Michael Anderson)突然收到了一封来自佩雷尔曼的电子邮件。 此时佩雷尔曼已经回国多年。信中,佩雷尔曼只说了一句话:我想请你留意我在ArXiv张贴的论文 math。DG/0211159。然后就是论文摘要部分的复制。 安德森是十来名收到相同邮件的数学家之一,这些数学家都是多年来从不同侧面研究庞加莱猜想的人 士。安德森在收到邮件的第二天凌晨5点38分又给其他一些数学家发了邮件(看起来他很可能彻夜阅 读了佩雷尔曼的论文),希望他们能帮忙看看这篇论文的可靠性究竟有多大。在我看来论文中的想 法是全新的和原创的典型的格里沙(佩雷尔曼的昵称)风格。安德森在邮件中写道。他还说: 他在1990年代解决了一系列其他领域中著名的问题,然后就消失了。现在看来他又浮出了水 面。 ArXiv是美国康奈尔大学图书馆办的一个网站,供数理科学家张贴论文预印本。佩雷尔曼张贴的这篇论 文是他证明庞加莱猜想的三篇文章的第一篇。第二篇和第三篇论文在2003年张贴。整个过程如同行云 流水,然而,他的同行们需要用一两年的时间才能理解这三篇文章。2003年4月,佩雷尔曼来到美国 麻省理工学院,开始他在美国大学中的巡回讲座。即便是他这样沉静、内向、低调的数学家,也按捺 不住急切地与人分享的心情,每天都在研讨会上向不同的听众讲解他的证明。佩雷尔曼非常有耐心地 一点点讲解,并乐于回答听众提出的每一个问题。当然,这种分享仅限于数学圈之内,他只想讲给那 些有可能理解他的工作的人听。然而,《纽约时报》的记者捕捉到了这个信息,在报纸上发表了一篇 报道,题目是俄罗斯人宣称解决了一个著名的数学问题。这篇报道很可能令佩雷尔曼不快。首先, 他并没有宣称什么,他只是在与同行们讨论。更重要的是,报道当中提到,如果佩雷尔曼的证明 经受住了同行两年的考察,那么他可能会获得一百万美元的奖金,也就是克雷研究所的千禧数学奖。 这样的写法给人一种错误印象:佩雷尔曼似乎是冲着奖金来的。但实际上,佩雷尔曼早在克雷研究所 设立百万美元大奖之前就已经投入证明庞加莱猜想的工作中了。在这个时候,佩雷尔曼的朋友田刚也 犯了一个错误。2004年春,田刚接受了美国《科学》杂志的采访,谈及佩雷尔曼的工作。随后, 他就发现佩雷尔曼不再回复他的电子邮件了。实际上,佩雷尔曼的论文也是田刚研究工作的重要方向, 他和另一名拓扑学家约翰摩根(John Morgan)组成的团队是世界上三个核实佩雷尔曼证明的团队之 一。2002到2006年间,除了他在麻省理工的时间,我们在数学方面有一些联系。他在访问麻省理工 期间,我们聊了很多,大部分是关于数学的。田刚回忆,他回到俄罗斯之后的许多年里,我们几 乎没有联系。 没有人确切地知道佩雷尔曼为什么不再理睬他的老朋友了,但他看起来做得很彻底。 摩根和田刚将他们的研究结果写成了书,并且用邮寄的方式送给佩雷尔曼。但过了一阵子,邮件被退 回到他们手中。田刚这样向南方周末记者讲述这件事情:在成书之后,我们确实寄送给了可能会对 此感兴趣的几个人,其中包括佩雷尔曼。鉴于他的工作是直接相关的,我们送了他一本,看他能否做 出评论。这是一种标准做法。但是手稿被退回了,说地址错误。我们没有想太多。也许我们没把地址 写对。 5 他切断了与外界的所有联系。与此同时,外部世界则对他充满了好奇,无数的媒体开始围在他家周围。 如果说这个世界上有任何人在评价佩雷尔曼的工作上具有权威,那么他应该是美国哥伦比亚大学数学 教授理查德汉密尔顿(Richard Hamilton)。汉密尔顿在数学上最著名的贡献就是发现了Ricci流,而 Ricci流正是让佩雷尔曼接近顶峰的助手。 佩雷尔曼发表论文之前的许多年里,汉密尔顿自己以及围绕他形成的所谓Ricci流共同体也一直试 图证明庞加莱猜想,但从未遂愿。这段时光里,汉密尔顿是否知道佩雷尔曼都是一个疑问。佩雷尔曼 曾经去听过汉密尔顿的讲座,他实际上是对汉密尔顿心怀敬意的,他还在讲座之后向汉密尔顿请教过 问题。那个时候的汉密尔顿显得亲切友善。然而,当佩雷尔曼这个Ricci流共同体之外的陌生人带 着他的答案来到美国四处讲座的时候,汉密尔顿保持了沉默。作为一个最该出现的人,他并没有很快 在讲座上出现。只有当佩雷尔曼的巡回讲座抵达哥伦比亚大学去的时候,汉密尔顿才终于出现在教室 里。听完了佩雷尔曼的讲解,他简单地问了几个问题;在佩雷尔曼看来,这些问题毫无深度,也许他 连他的论文都没有读完。 2004年5月,佩雷尔曼回到了圣彼得堡,他与少年时代的数学老师鲁克辛一起散步,他告诉老师,他 对数学界感到失望。2005年12月,在没有明确原因的情况下,佩雷尔曼辞去了莫斯科Steklov数学研 究院的职务。由此,佩雷尔曼再一次从世界上消失了。佩雷尔曼切断了与外界的所有联系,他平 时只与自己的母亲和老师鲁克辛交谈。与此同时,外部世界则对佩雷尔曼充满了好奇,自从俄罗斯的 这位世界级数学明星诞生以来,俄罗斯无数的媒体开始围在他家周围。只要我不是惹人注意的,我 就有得选择。佩雷尔曼有一次说道,或者去做某种丑陋的事情,或者,如果我不做这种事,我就 被像宠物一样对待。现在,我成了引人注意的人,我不能再做保持沉默的宠物。这就是我为什么要退 出。 佩雷尔曼不仅仅是辞了工作,他实际上是退出了数学界。 在所有的外人当中,《纽约客》的两名作者是幸运的,他们成了这个世界上仅有的与佩雷尔曼本人聊了 数个小时的记者。2006年6月,他们飞往圣彼得堡。在此之前,他们向佩雷尔曼的电子邮箱里发了几封 信,希望他能够安排见面。基本上毫无悬念地,他们没有收到任何回复。到达圣彼得堡后,他们乘出租 车来到佩雷尔曼居住的公寓。他们没有敲门,而是在佩雷尔曼的信箱里放了一本书约翰纳什的文集, 并留了张字条,告诉佩雷尔曼,他们转天下午会在附近操场的一条长椅上等他。第二天,两名作者在长 椅上等了一下午,佩雷尔曼没有出现。于是,两人又在佩雷尔曼的信箱里留了一盒珍珠奶茶和另一张字 条,列举了想要跟他讨论的问题。佩雷尔曼仍然没有回应。两人就又重复了一次。佩雷尔曼还是没有回 应。于是两人以为佩雷尔曼并不在家。于是他们按了门铃,希望至少能与佩雷尔曼的母亲谈一谈。一名 妇女开了门,把他们让进屋去。佩雷尔曼就在屋里。与佩雷尔曼打了招呼之后,两名作者才知道,他已 经数月没有查过电子邮件,整整一周没有开过自家信箱了,所以他根本不知道眼前的两人是谁。第二天, 佩雷尔曼与这两名不速之客在圣彼得堡的大街上逛了四个小时,然后又一起观看了五个小时的声乐比赛。 他反复告诉他们,他已经不在数学界了,并且不认为自己是一名专业数学家了。他还对他们说:我想 交一些朋友,他们不必是数学家。 两名作者回到美国后在《纽约客》上发表了一篇长文。这篇文章中 一半篇幅用来讲述佩雷尔曼的故事,另外一半则在讲哈佛大学数学家丘成桐以及两名中国数学家曹怀东 和朱熹平。曹怀东和朱熹平是摩根和田刚之外的另一个验证佩雷尔曼证明的团队。他们在2006年发表了 一篇三百多页的论文,给出庞加莱猜想的完整证明。丘成桐随后在中国大陆召开记者会,宣布了这一消 息。曹怀东和朱熹平论文的摘要是这样写的:在本文中,我们给出庞加莱猜想和几何化猜想的完整证 明。这项工作依靠于过去30年里许多几何分析家的工作积累。该证明应被认为是汉密尔顿-佩雷尔曼 Ricci流理论的至高成就。 在一些人看来,这似乎在暗示汉密尔顿和佩雷尔曼只是做了基础性的工作, 而证明庞加莱猜想的临门一脚是由这两位数学家做出来的。在《纽约客》的文章中,作者描绘了数 学家们是如何想要从佩雷尔曼那里争功的。随后《纽约客》收到了丘成桐的律师函,函中称文章中存在 错误和诽谤内容。 6 我们在数学上从佩雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反 思自己。 2006年,国际数学联合会决定授予佩雷尔曼菲尔兹奖。这是数学界的最高奖项,有人称它为数学界的诺 贝尔奖。佩雷尔曼拒绝了。国际数学联合会主席约翰保尔(John Bal)飞去圣彼得堡,试图说服佩雷尔 曼领奖。这是菲尔兹奖历史上没有出现过的情况,联合会主席竟然要亲自去说服一个获奖者接受这个奖 项。他与佩雷尔曼交谈了数个小时,他向佩雷尔曼提供了几套方案,包括佩雷尔曼不必出席会议,他们 把奖章送到圣彼得堡来。但是佩雷尔曼拒绝了。 格罗莫夫在一本书中回忆说,最初菲尔兹奖评审委员会给佩雷尔曼寄了封信,而佩雷尔曼表示,他不会 与委员会对话。一个人不应该跟委员会对话。 格罗莫夫说,人应该跟人对话。当委员会像 机器一样运行的时候,你就应该停止跟它打交道就是这么回事。唯一奇怪的事情就是越来越多的数 学家不是这么做的。这才是奇怪的事情! 那一年,本该是西班牙国王为佩雷尔曼颁奖。国王是谁啊?格罗莫夫说,为什么国王能给数学家 颁奖?他是谁?他什么都不是。在数学家的眼里,他什么都不是。 另外也有人认为,佩雷尔曼拒绝菲尔兹奖的一个原因是,他需要与其他数学家分享这个奖项。根据规定, 菲尔兹奖每次授予两到四个人。2006年,与佩雷尔曼一同获奖的还包括俄罗斯数学家安德雷欧克恩科夫 (Andrei Okounkov)、美国加州大学的数学家陶哲轩、法国数学家温德林沃纳(Wendelin Werner)。 佩雷尔曼可能认为这些数学家所做的工作与他并不在一个层次上,所以不愿与他们并列。 2000年,克雷数学研究所宣布了七个千年难题,并承诺有人解决任何一个难题,就奖励一百万美元。 其实在所长詹姆斯卡尔森(James Carlson)看来,此举的噱头意义更大,他只是想通过这样的方式来激 发人们对数学的关注,并没有指望这些问题中的任何一个能够在他的有生之年中得到解决,也没想到百万 美元真的能够发出去。他完全没有料到的是,几年之后,佩雷尔曼就解决了其中的一个。同时,佩雷尔曼 也为卡尔森出了道难题:佩雷尔曼不答应领奖。于是,卡尔森像保尔那样也飞去了圣彼得堡。但是他没有 卡尔森那样的运气佩雷尔曼没有与他见面。他通过电话与佩雷尔曼交谈,怀着一线希望,希望佩雷尔 曼能够接受这一百万美元。佩雷尔曼静静地听他讲。佩雷尔曼一直是一个有礼貌的人。最后佩雷尔曼告诉 卡尔森,他需要考虑一下,如果决定领奖,会第一时间通知克雷研究所的。现在看来,佩雷尔曼的回答只 是出于礼貌,他从一开始就没有打算去领奖。英国《每日邮报》今年3月份的报道说,佩雷尔曼紧闭家门, 在屋内对外面采访的记者说:我应有尽有。 现在,佩雷尔曼与他的母亲生活在一起。自从他将一张 鲁克辛转送的CD砸向这位少年时代的数学老师之后,他也与这位师友断绝了来往。如果他拒绝了(千 禧数学奖),我并不会感到惊讶。 田刚在颁奖前对南方周末记者说。佩雷尔曼对公共场面和财富的 厌恶令许多人迷惑不解。 瑟斯顿在颁奖仪式上说,我没有跟他讨论过这个问题,也不能代表他发言, 但是我想说,我对他内心的强大与清晰感到共鸣和敬仰。他能够了解和坚持真实。我们真实的需求位于内 心深处,然而现代社会中的我们大多在条件反射式地不断地追逐财富、消费品和虚荣。我们在数学上从佩 雷尔曼那里学到了东西。或许我们也应该暂停脚步,从佩雷尔曼对生活的态度上反思自己。 作者: 南方周末记者 黄永明 来源: 南方周末 (本文部分参考了Masha Gessen著《完美的严谨》(Perfect Rigor)一书,谨致谢忱。)
个人分类: 生活其他|3367 次阅读|2 个评论
被遗忘的杰出数学家:Max Dehn
热度 1 frickeliu 2010-6-13 13:17
Max Dehn,1878年生于德国汉堡的一犹太家庭中。 1899年,21岁的Dehn以一篇几何基础的论文在Gottingen大学获得博士学位,指导老师是Hilbert. 此后开始了他丰富而又苦难的教学与学术生涯。 从Munster到Kiel再到Breslau,最后在Frankfurt大学,接替著名法西斯数学家Bieberbach的职位。 在Frankfurt,由Dehn,Siegel(1896-1981),Hellinger(1883-1950)等著名数学家形成的强大阵容为Frankfurt大学的数学做出了极大的贡献。 Dehn精通古代与近代史,推崇矛盾法,曾写过几篇关于希腊哲学与数学关系的论文。从1922年开设,以Dehn为核心组织的数学史讨论班维持了13年。 Dehn酷爱徒步旅行,经常组织学生进行徒步旅行或其他社交活动,这样使学生和教师的关系变的非常融洽。 苦难的1935年来了,做为犹太人,Dehn被迫辞职,直接原因是遭到一有权势的内阁官员的报复,30年前,这位官员写了篇很蹩脚的数学文章,送给Dehn审阅时,给了极低的评价。但人身还算自由。 到了1938年,还是被拘留了,但由于被关押人员太多,再无关押的地方了,就被释放了。 1938年11月13日,是Dehn的60岁生日,盖世太保的党羽门抄了Dehn的家,就像刘少奇70岁生日那天被宣布开除党籍一样,最缺德的事总是发生在重要的日子。Dehn的大量藏书被无耻抢去,又以高价卖给那些需要的学子。 Dehn及其妻子在一个以前学生的帮助下,逃回老家汉堡,但此时的德国,再也没有他的容身之地了。 1939年1月,在Copenhagen短暂停留后转站挪威,在一个技术大学任职。过了一段惬意的生活。 1940年,德国入侵挪威,无奈的Dehn又要逃亡了,他以前的同事Hellinger比他早2年已到达美国,在Hellinger的帮助下,经过长途跋涉,途径芬兰,俄罗斯,日本等地,于1941年终于到达美国,此时的Dehn,还差2年即可正常退休了。 二战期间的美国,是科学家的乐土,但竞争也异常激烈,高手太多。虽然有许多欣赏Dehn学识的人,但无奈职位太少,他只能在一些小学院里供职。 1945年,Dehn来到北卡州的一个小学院:Black MountainCollege,相比而言,这个地方对Dehn更有吸引力,除了合理的教学理念,更吸引他的是这里的自然风光。 1952年,73岁的Dehn退休。但仍留下来做顾问。此时的学院,办学经费非常紧张,最惨的时候,教员们除了食宿只能领到5美元的工资,不得以的情况下只好出售学院的一大片森林。 酷爱自然风光的Dehn主动 承担了监督地皮测量的工作,一个炎夏的下午,Dehn觉察到新地主派来的伐木工人非法砍伐了几株本来属于学院的树,老迈的Dehn抄近路赶到很途的山顶去制止这种行为,不幸的事发生了,放出的木栓子击中了Dehn,这一击是致命的!!! Dehn走完了其丰富且苦难的一生 ! Dehn的数学贡献: 在几何基础,拓扑学,群论等领域做出了很大的贡献。 1901年,在取得任教资格的论文里,解决了Hilbert第3问题,即四面体的体积不可能通过初等几何来定义; 在拓扑学领域,建立了一些系统的定义,澄清了许多基本概念,建立了扭结理论里重要的一个定理:三叶扭结不能连续形变为其镜像。 在群论里引进Dehn群图,开创了组合群理论的研究。 Dehn的学派: Dehn一共指导了8个博士,其中成就最大的有: 著名的丹麦数学家Jakob Nielsen (1890-1959),主要贡献是在代数拓扑(Nielsen数)与群论(Nielsen约化)领域。 Wilhelm Magnus(1907-1990),移居美国的德国数学家,组合群论的主要创始人,在拓扑学,数学物理方程等领域也有诸多建树数。 Magnus的弟子Joan Birman是当代著名的女数学家,研究几何拓扑。(对中国不太友好,2002年参与抵制北京国际数学家大会) 今天,普通的数学家列表 里,很少提及到这位伟大的体积论专家,他似乎已被遗忘了。 仅以此短文献给他:Max Dehn-------我们许多人的老师!!
个人分类: 数学家|4770 次阅读|2 个评论
听来的有关数学大师阿诺德的几个小故事
pukin 2010-6-8 13:16
据法国《世界报》6月4日消息,俄罗斯数学家、20世纪最伟大的数学家之一弗拉基米尔阿诺德(Vladimir Igorevich Arnold)于6月3日在法国因病逝世。 弗拉基米尔阿诺德主要研究常微分方程与动力系统。1982年获首届Crafoord奖,2001年获Wolf奖,2008年获邵逸夫奖。 《世界报》援引俄罗斯科学院副院长的话说,弗拉基米尔阿诺德是当代最杰出的数学家之一,他的工作为其他科学研究做出了不可忽视的贡献。 弗拉基米尔阿诺德 知道阿诺德的名字还是在90年代初期,当时有一位学数学的朋友【研究动力系统和分叉理论的】用近乎崇拜的口吻谈起了这位大数学家的一些趣闻轶事。 其中给我印象最深的三件事: 1、阿诺德极少读现代人的文章,他主要是读牛顿、欧拉等大牛人的文献,从这些比他更牛的人的文章里吸取灵感和养分。 2、带研究生从来不给学生指定课题,只是告诉他们那些是已解决的那些还是未知的。 3、有一次为了考察一个学生的水平,给学生出了一道题。学生冥思苦想2天终于圆满解决,然后美滋滋、兴冲冲跑来见阿诺德交差。没想到阿诺德当头就是一盆冷水浇下: 就这问题还需要2天才解决啊,坐公共汽车2站路的时间就应该解决掉!学生当场晕倒 难道这就是大师级的学者和我们这些虾米级普通人的根本区别? 维基百科上对弗拉基米尔阿诺德的介绍: ( http://zh.wikipedia.org/zh/%E5%BC%97%E6%8B%89%E5%9F%BA%E7%B1%B3%E7%88%BE%C2%B7%E9%98%BF%E8%AB%BE%E7%88%BE%E5%BE%B7 ): 弗拉基米爾伊戈列維奇阿諾爾德(俄語:Владимир Игоревич Арнольд,1937年6月12日-2010年6月3日),俄國數學家,生於蘇聯敖德薩(今烏克蘭境內)。1957年他19歲時就解決了希爾伯特第十三問題,此後對多個數學領域都有重大貢獻,包括動力系統理論、突變論、拓撲學、代數幾何、古典力學、奇點理論。他最著名的成果是關於可積哈密頓系統穩定性的KAM定理。 他的學術成就深得肯定,獲頒多個獎項,如1982年的克拉福德獎,2001年的沃爾夫數學獎,2008年的邵逸夫獎等。
个人分类: 人物记事|11254 次阅读|4 个评论
介绍两个由数学家建立的教育基金会(下:家乡教育基金)
jiangxun 2010-3-30 10:27
作者:蒋迅 这是我数年前在北美《 华夏文摘 》第七一二期上发表的一篇文章的第二部分。 维斯康辛大学麦地森分校数学系 的杨同海教授的经历是一个步步高的经历:他出生在安徽宁国市的一个农民家庭。他从安徽的徽州师范毕业后到当地的一个中学教书,后来考上了安徽师大的研究生,毕业时被 中国科技大 录用,后来在马里兰大学获得博士学位又到哈佛大学、普林斯顿大学、密西根大学、纽约石溪分校等名校做博士后或教授,现在是威大的终生教授。他的经历是极为一帆风顺的。他也没有忘记自己家乡的孩子们。他最近建立了 家乡教育基金会 (HEF) (www.hometowneducation.org)。其目的是集必要的资金去帮助安徽宁国市的最贫困的孩子们读完从小学到高中。在不到一年的时间里,杨同海已经募集了5千多美元,其在国内的 宁国市中美爱心教育发展促进会 也在国内接收了6万多元。杨同海利用暑假回国探亲的机会,亲自到宁国下面的一些村子里去看望穷困学生,了解他们的需要。他的同事们更是走遍了所有的高中、 初中和中央小学及附近的所有村庄,也尽可能地到比较遥远的村庄去看望贫困学生。实在没时间去的地方他们也都打了电话请当地的朋友去走访。现在,杨同海又在 计划著寒假里到宁国考察了。 杨同海的基金会在美国其实就是他一个人:他自己成立了基金会,建立了网站,确定需要帮助的学 生名单,又四处拉捐款。在捐款人的名单里,你可以看到他的同学,他的导师,他的邻居,他的同事,他的朋友和朋友的朋友,以及更多的毫不相识的热心人。他们 来自中国、台湾、美国、加拿大、德国、意大利、以色列、印度、丹麦、挪威、墨西哥等等。维大阿丹姆教授夫妇一次就资助了三个小学生并额外给其中一人50美 元作生活补助,因为他家里没有任何经济来源;维大的学生兰杰和刘畅(音译)夫妇本来不认识杨同海,当他们听说了他正在做的事情后就毫不犹豫地资助了一个中 学生。今年,他的基金会帮助了220名贫困学生。他希望明年至少还能达到这个数目。他的网站上提供了134个贫困学生的家庭情况,你会看到大多数的学生还 没有得到资助,而他们只是基金会已经确认需要帮助的总数的四分之一。为此,他还要继续给朋友们打电话,写电子邮件。在他的个人网页的首页上,人们看到的不 是他的学术成就,而是一个渴望著回学校读书的小女孩的照片。许多人就是到这里来寻找他的论文时,深深地被他的奉献精神感动而主动捐款的。 我问过他们为什么要这样去做。他们都异口同声地说,他们就是要保证募集来的钱真正地帮助那些 需要钱的孩子们。所有的参与者都是义务的。他们没有从募集的基金里收取一文钱。他们在中国都建立了自己的联系人,捐款都是直接送到学生的手里。钱虽然不 多,但一切都清清楚楚。我们知道,象这样的事情最最重要的是信任。我们尽一切努力去赢得信任。杨同海最后这样对我说。 写到这里,我想起了 谢宇老师 讲的一个故事,据说是打动谢宇老师的最后的一个故事: 在 暴风雨后的一个早晨,一个男人来到海边散步。他一边沿海走著,一边注意到,在沙滩的浅水洼里,有许多被昨夜的暴风雨卷上岸来的小鱼。它们被困在浅水洼里, 回不了大海了,虽然近在咫尺。被困的小鱼,也许有几百条,甚至几千条。用不了多久,浅水洼里的水就会被沙粒吸干,被太阳蒸干,这些小鱼都会干死的。 男人继续朝前走著。他忽然看见前面有一个男孩,走得很慢,而且不停地在每一个水洼旁弯下腰去──他在捡起水洼里的小鱼,并且用力把它们扔回大海。这个男人停下来,注视著这个小男孩,看他拯救著小鱼们的生命。 终於,这个男人忍不住走过去:孩子,这水洼里有几百几千条小鱼,你救不过来的。 我知道。小男孩头也不抬地回答。 哦?那你为什么还在扔?谁在乎呢? 这条小鱼在乎!男孩儿一边回答,一边拾起一条鱼扔进大海。这条在乎,这条也在乎!还有这一条、这一条 中国有许多失学的孩子。他们就象那些小鱼,虽然我们的努力帮助不了所有的孩子们,但是我们可 以帮助他们中的一些人,他在乎,她也在乎,他们在乎。因为我们的努力,他们的生活从此有所不同──我们可以使他们回到学校读书,可以使他们的生活变得更加 美好。这是我们能够做得到的。中国的未来寄托在他们身上。朋友,如果你希望看到一个未来美好的中国的话,就请你加入梅霖、胡明杰、杨同海们的努力吧。 2004年11月16日
个人分类: 谈数学|5503 次阅读|1 个评论
介绍两个由数学家建立的教育基金会(上:谢宇教育基金)
jiangxun 2010-3-30 10:25
作者:蒋迅 这是我数年前在北美《 华夏文摘 》第七一二期上发表的一篇文章的第一部分。 每一个大陆中国人都知道有一个 希望工 程 。 这是一个由中国青少年发展基金会(C Y D F)主办的非盈利机构,目的是帮助无数的失学儿童重新回到学校。这项工程有效吗?我相信是有的。但也有不少人不这 样认为。让我来讲一个真实的故事。有一对中国的老年夫妇,他们很想资助福建省的一个贫困学生。他们选择福建是因为妻子的祖籍是福建的。於是,他们给 C Y D F捐了款并选择了一个学生。每年,他们把钱按时寄到希望工 程;每年,他们都会收到一封那位学生的来信并告诉他们,她现在可以回到学校上课了,她的成 绩很好等等。这对夫妇看到这样的来信后非常高兴。有一天,他们决定给这位学生送一份额外的礼物:一个书包和一些文具,并且直接寄给她。令他们惊讶的是,包 裹竟然被邮局退了回去:查无此人。从此以后,他们没有再继续捐款。这个故事也许只是一个偶然事件,也许邮路出了什么错误?但是它给许多愿意帮助中国教育的 人们提出了一个令人深思的共同问题:我们能够相信中国青少年发展基金会吗?很显然,如果他们不能相信一个组织的话,他们不会去捐款给它的。那么,还有其它 的办法吗? 这个问题促成了我称之为局部教育赞助的新动向。一切都变得局部了:局部的人们组成了局部的团体去帮助局部的另一些人。没有政府部门介于捐款者和受款者之间。这样,捐款的人可以肯定钱到了应该到的地方。 梅霖先生和胡明杰博士是 北京师范大学数学系 的同学。毕业后他们相继到美国继续学业并留在了美国。虽然他们在美国都有了舒适的生活、稳定的工作和美满的家庭,但他们没有忘记自己的祖国,没有忘记国内还有许多需要帮助的学童。他们联系了一些过去的同学一起建立了 谢宇教育基金 (www.xieyufoundation.org/cn/)。因为是从北师大毕业的,他们把目标定在了帮助北师大里后来的学弟学妹们。基金会的名字取自他们所敬爱的 谢宇 教 授,一个全国五一劳动勋章获得者,后死于癌症。目前他们开设了学生助学奖金和社会实践基金,已经发展到九个理事并在中国建立了相应的机构。学生 助学奖金主要是用来帮助母校的经济上有困难的学生;社会实践基金则是用来资助在校学生走向社会,考察教育现状和帮助改善贫困地区的教育条件。 今年暑假,一个六人小组就是在谢宇社会实践基金的资助下到偏远落后的四川省宜宾市兴文县第二 中学进行暑期社会实践活动的。他们给那里的师生们搞了一系列的数学讲座:数学与艺术系列讲座,数学迷题系列讲座,概率与生活系列讲座,微积分初步知识系列 讲座,高中数学建模系列讲座,和立体几何初识系列讲座。讲座受到大力欢迎,许多班级都要求加课。一位老师不无感慨地说,他今天真的是没有白来,他感觉到受 益非浅。他们还开了一个计算机知识讲座并帮助学生们成立了计算机兴趣小组。在他们的帮助下,二中的学生们第一次制作出了自己的网页。除此之外,他们还举办 了两场理想与成才报告会,英语角活动,研究性学习开题报告会,趣味心理活动,以及高中教育现状和预测的调研活动。在短短的十天时间 里,六个年青的大学生们竟做了这么多事情。而这些之所以得以实现,全都是由於有象梅霖、胡明杰这些热心人的慷慨解囊。我读著大学生们的暑期四川支教总 结,真希望能有更多的梅霖、胡明杰使得有更多的支教小组能到更多的偏远省区去帮助那里的教育事业。 现在,梅霖、胡明杰他们又在酝酿著增加一个新的资助项目:帮助那些考上北师大可又无力负担学费的孩子们。虽然他们募集来的钱还不多,他们表示一定要坚持下去。一定会有越来越多的校友了解我们,理解我们,最后支持我们。 未完待续。
个人分类: 谈数学|4642 次阅读|0 个评论
我们比蚂蚁还渺小!天才数学家佩雷尔曼拒领百万大奖有感
chrujun 2010-3-24 13:11
世界上总有一些神奇的人,使芸芸众生显得比蚂蚁还渺小。 牛顿和爱因斯坦做出来改变世界和人类认知的成果,却没有花国家一分钱的科研经费。 一些牛人花了数以亿计的科研经费,对人类的影响却没有。 这不,俄罗斯天才数学家佩雷尔曼又横空出世了。此人不仅对在权威期刊发表论文不感兴趣,只把研究成果直接在网络上公开,而且对各种奖励也不感兴趣。尽管佩雷尔曼很穷,是地道的啃老族,但他不申请科研经费、不去报俄罗斯自然科学特等奖、也拒绝国际学术界送给他的奖。 什么是真正的牛人? 佩雷尔曼才是真正的牛人! 我可以不尊敬神,但我不得不尊敬佩雷尔曼! 佩雷尔曼摆脱了金钱、名誉和地位束缚,在数学王国里摘下一百多年来他人想摘的皇冠。人类的命运就是由这些神奇的人改变的,他们(她们)像神仙一样受人尊敬! 因为他们(她们)有纯净的心灵,才能够进入科学的至高殿堂! 99.999999999%的中国科技工作者,在高大的佩雷尔曼面前,只能比蚂蚁还渺小!
个人分类: 我的教学|6101 次阅读|10 个评论
好数学家的工作范式
热度 3 mymath 2010-1-17 16:01
好数学家工作范式是如何的呢?这也是我早年感兴趣的问题,因此也看过一些著名数学家的介绍,试图可以发现一些可以借鉴之处。看多之后,自然就想这样的问题:好的数学家有统一的工作范式吗? 好数学家需要多发表论文吗?当然不是。黎曼在解析数论里发表一篇不足十页的论文,即留下了当今数学最重要的难题黎曼假设;在一个就职演说就提出了黎曼几何。黎曼一生发表论文不足20余篇,但没有人怀疑黎曼的伟大( )。然而,倘若我们依此便说好数学家论文应是少而精,则大错特错了。欧拉从19岁开始发表论文,直到76岁,半个多世纪写下了886本书籍和论文,共计七十余卷( )。但是,欧拉是至少不在黎曼之下的伟大数学家。 好数学家需要长时间工作吗?也不是的。英国大数学家Hardy一般每天工作时间不超过4小时,在 里面,是这么描述Hardy一天生活的: In fact for most of his life his day, at least during the cricket season, would consist of breakfast during which he read The Times studying the cricket scores with great interest. After breakfast he would work on his own mathematical researches from 9 o'clock till 1 o'clock. Then, after a light lunch, he would walk down to the university cricket ground to watch a game. In the late afternoon he would walk slowly back to his rooms in College. There he took dinner, which he followed with a glass of wine. 60岁之后,Hardy便基本停止了数学工作。事实上,因为身体和精神上的原因,60岁后,他似乎失去了鲜活的数学创作力。然而,Hardy还是被认为英国继牛顿之后最伟大的数学家。但是,若据此便说好的数学家需要悠闲的工作激发创造力,那也是失之偏颇的。与Hardy相反的是传奇数学家Paul Erdos。在兴奋剂的帮助下,他平均每天工作十几个小时,而且一直工作到80多岁。好在数学研究不同于奥林匹克运动,没有人会说在兴奋剂帮助下做出的结果是无效的。所以,Paul Erdos仍然是个传奇。 那么,好的数学家是需要广泛的研究兴趣还是要坚守一个研究领域呢?20世纪前,数学家大多通晓数学的每一个分支。进入20世纪后,随着数学知识的指数级增长,不再有人通晓数学的所有分支。因此,有人坚持的观点是,若要做一个好的数学家,需浓缩于一个研究方向。这个观点当然是不全面的。正所谓分久必合,合久必分。特别是进入21世纪之后,数学不同分支之间影响、交叉逐渐显现出其重要性。其实,即便是在20世纪,兴趣广泛与坚守阵地也是并存的。仅举我所熟悉的领域为例。I. J. Schoenberg被认为是样条函数的创始人( ),然而,其最初的研究兴趣却是解析数论。他的领路人,也是其后来的岳父,便是大名鼎鼎的数论学家Landau。其后,Schoenberg曾涉足于多个不同数学研究领域,如距离几何、组合等。最后,提出了应用数学中广泛使用的样条函数。Schoenberg在最初的论文里提出了样条函数非常深刻的四种观点,它们并非现在教材所普遍采用的分片光滑多项式定义的方式。这些观点对样条函数的研究产生了极为深刻的影响,这大概与其早年从事纯粹数学研究有关。随后对样条函数产生重要影响的应是Carl de Boor。与Schoenberg不同,de Boor一开始便在逼近论领域工作,其后所发表的论文也仅限于这一领域。但这丝毫不影响de Boor作为一个数学家的重要性。 更多的,有的数学家对纯粹数学及其应用都有兴趣,如欧拉和高斯。而有的数学家则对应用数学深恶痛绝,如Hardy。Hardy对自己在应用方面的贡献评价为从实用的观点看,我的数学生涯的价值为零。 因此,似乎很难找到好数学家的统一工作范式。但是,他们都有一个共同点,就是对数学研究的热爱,和在数学工作中得到的满足和成就感,最为重要的是保持工作的热情与兴趣,这大概是所有好数学家所共同的。至于工作方式,正所谓以无法为有法,一切可全凭自己的喜好,选择自己认为最合适的就可以了。 1. 黎曼的论文可见 http://www.emis.de/classics/Riemann/ 2. http://baike.baidu.com/view/4645.htm 3. http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hardy.html 4. http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Schoenberg.html
个人分类: 数学故事|9327 次阅读|4 个评论
恩尼格玛的兴亡
liuxiaod 2009-11-18 10:56
人类使用密码的历史,从今天已知的,最早可以一直追溯到古巴比伦人的泥板文字。古埃及人,古罗马人,古阿拉伯人几乎世界历史上所有文明都使用过密码。军事和外交一直是密码应用的最重要的领域,国王、将军、外交官以及阴谋分子等,为了在通讯过程中保护自己信息不被外人所知,使用过形形色色的密码;而为了刺探于己不利的秘密,他们又绞尽脑汁地试图破译对手的密码。加密与解密一直是密码学这枚硬币互相对抗又互相促进的两面。在所有用于军事和外交的密码里,最著名的恐怕应属第二次世界大战中德国方面使用的ENIGMA(读作恩尼格玛,意为谜)。   一、诞生   直到第一次世界大战结束为止,所有密码都是使用手工来编码的。直接了当地说,就是铅笔加纸的方式。在我国,邮电局电报编码和译码直到很晚(大概是上个世纪八十年代初)还在使用这种手工方法。手工编码的方式给使用密码的一方带来很多的不便。首先,这使得发送信息的效率极其低下。明文(就是没有经过加密的原始文本)必须由加密员人工一个一个字母地转换为密文。考虑到不能多次重复同一种明文到密文的转换方式(这很容易使敌人猜出这种转换方式),和民用的电报编码解码不同,加密人员并不能把转换方式牢记于心。转换通常是采用查表的方法,所查表又每日不同,所以解码速度极慢。而接收密码一方又要用同样的方式将密文转为明文。其次,这种效率的低下的手工操作也使得许多复杂的保密性能更好的加密方法不能被实际应用,而简单的加密方法根本不能抵挡解密学的威力。   解密一方当时正值春风得意之时,几百年来被认为坚不可破的维吉耐尔(Vigenere)密码和它的变种也被破解。而无线电报的发明,使得截获密文易如反掌。无论是军事方面还是民用商业方面都需要一种可靠而又有效的方法来保证通讯的安全。   1918年,德国发明家亚瑟谢尔比乌斯(Arthur Scherbius)和他的朋友理查德里特(Richard Ritter)创办了谢尔比乌斯和里特公司。这是一家专营把新技术转化为应用方面的企业,很象现在的高新技术公司,利润不小,可是风险也很大。谢尔比乌斯负责研究和开发方面,紧追当时的新潮流。他曾在汉诺威和慕尼黑研究过电气应用,他的一个想法就是要用二十世纪的电气技术来取代那种过时的铅笔加纸的加密方法。 亚瑟谢尔比乌斯   谢尔比乌斯发明的加密电子机械名叫ENIGMA,在以后的年代里,它将被证明是有史以来最为可靠的加密系统之一,而对这种可靠性的盲目乐观,又使它的使用者遭到了灭顶之灾。这是后话,暂且不提。 ENIGMA   ENIGMA看起来是一个装满了复杂而精致的元件的盒子。不过要是我们把它打开来,就可以看到它可以被分解成相当简单的几部分。下面的图是它的最基本部分的示意图,我们可以看见它的三个部分:键盘、转子和显示器。   在上面ENIGMA的照片上,我们看见水平面板的下面部分就是键盘,一共有26个键,键盘排列接近我们现在使用的计算机键盘。为了使消息尽量地短和更难以破译,空格和标点符号都被省略。在示意图中我们只画了六个键。实物照片中,键盘上方就是显示器,它由标示了同样字母的26个小灯组成,当键盘上的某个键被按下时,和此字母被加密后的密文相对应的小灯就在显示器上亮起来。同样地,在示意图上我们只画了六个小灯。在显示器的上方是三个转子,它们的主要部分隐藏在面板之下,在示意图中我们暂时只画了一个转子。   键盘、转子和显示器由电线相连,转子本身也集成了6条线路(在实物中是26条),把键盘的信号对应到显示器不同的小灯上去。在示意图中我们可以看到,如果按下a键,那么灯B就会亮,这意味着a被加密成了B。同样地我们看到,b被加密成了A,c被加密成了D,d被加密成了F,e被加密成了E,f被加密成了C。于是如果我们在键盘上依次键入cafe(咖啡),显示器上就会依次显示DBCE。这是最简单的加密方法之一,把每一个字母都按一一对应的方法替换为另一个字母,这样的加密方式叫做简单替换密码。   简单替换密码在历史上很早就出现了。著名的凯撒法就是一种简单替换法,它把每个字母和它在字母表中后若干个位置中的那个字母相对应。比如说我们取后三个位置,那么字母的一一对应就如下表所示:   明码字母表:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz   密码字母表:DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC   于是我们就可以从明文得到密文:(veni, vidi, vici,我来,我见,我征服是儒勒凯撒征服本都王法那西斯后向罗马元老院宣告的名言)   明文:veni, vidi, vici   密文:YHAL, YLGL, YLFL   很明显,这种简单的方法只有26种可能性,不足以实际应用。一般上是规定一个比较随意的一一对应,比如   明码字母表:abcdefghijklmnopqrstuvwxyz   密码字母表:JQKLZNDOWECPAHRBSMYITUGVXF   甚至可以自己定义一个密码字母图形而不采用拉丁字母。但是用这种方法所得到的密文还是相当容易被破解的。至迟在公元九世纪,阿拉伯的密码破译专家就已经娴熟地掌握了用统计字母出现频率的方法来击破简单替换密码。破解的原理很简单:在每种拼音文字语言中,每个字母出现的频率并不相同,比如说在英语中,e出现的次数就要大大高于其他字母。所以如果取得了足够多的密文,通过统计每个字母出现的频率,我们就可以猜出密码中的一个字母对应于明码中哪个字母(当然还要通过揣摩上下文等基本密码破译手段)。柯南道尔在他著名的福尔摩斯探案集中《跳舞的人》里详细叙述了福尔摩斯使用频率统计法破译跳舞人形密码的过程。   所以如果转子的作用仅仅是把一个字母换成另一个字母,那就没有太大的意思了。但是大家可能已经猜出来了,所谓的转子,它会转动!这就是谢尔比乌斯关于ENIGMA的最重要的设计当键盘上一个键被按下时,相应的密文在显示器上显示,然后转子的方向就自动地转动一个字母的位置(在示意图中就是转动1/6圈,而在实际中转动1/26圈)。下面的示意图表示了连续键入3个b的情况:   当第一次键入b时,信号通过转子中的连线,灯A亮起来,放开键后,转子转动一格,各字母所对应的密码就改变了;第二次键入b时,它所对应的字母就变成了C;同样地,第三次键入b时,灯E闪亮。 照片左方是一个完整的转子,右方是转子的分解,我们可以看到安装在转子中的电线。   这里我们看到了ENIGMA加密的关键:这不是一种简单替换密码。同一个字母b在明文的不同位置时,可以被不同的字母替换,而密文中不同位置的同一个字母,可以代表明文中的不同字母,频率分析法在这里就没有用武之地了。这种加密方式被称为复式替换密码。   但是我们看到,如果连续键入6个字母(实物中26个字母),转子就会整整转一圈,回到原始的方向上,这时编码就和最初重复了。而在加密过程中,重复的现象是很危险的,这可以使试图破译密码的人看见规律性的东西。于是谢尔比乌斯在机器上又加了一个转子。当第一个转子转动整整一圈以后,它上面有一个齿拨动第二个转子,使得它的方向转动一个字母的位置。看下面的示意图(为了简单起见,现在我们将它表示为平面形式):   这里(a)图中我们假设第一个转子(左边的那个)已经整整转了一圈,按b键时显示器上D灯亮;当放开b键时第一个转子上的齿也带动第二个转子同时转动一格,于是(b)图中第二次键入b时,加密的字母为F;而再次放开键b时,就只有第一个转子转动了,于是(c)图中第三次键入b时,与b相对应的就是字母B。   我们看到用这样的方法,要6*6=36(实物中为26*26=676)个字母后才会重复原来的编码。而事实上ENIGMA里有三个转子(二战后期德国海军用ENIGMA甚至有四个转子),不重复的方向个数达到26*26*26=17576个。   在此基础上谢尔比乌斯十分巧妙地在三个转子的一端加上了一个反射器,而把键盘和显示器中的相同字母用电线连在一起。反射器和转子一样,把某一个字母连在另一个字母上,但是它并不转动。乍一看这么一个固定的反射器好象没什么用处,它并不增加可以使用的编码数目,但是把它和解码联系起来就会看出这种设计的别具匠心了。见下图:   我们看见这里键盘和显示器中的相同字母由电线连在一起。事实上那是一个很巧妙的开关,不过我们并不需要知道它的具体情况。我们只需要知道,当一个键被按下时,信号不是直接从键盘传到显示器(要是这样就没有加密了),而是首先通过三个转子连成的一条线路,然后经过反射器再回到三个转子,通过另一条线路再到达显示器上,比如说上图中b键被按下时,亮的是D灯。我们看看如果这时按的不是b键而是d键,那么信号恰好按照上面b键被按下时的相反方向通行,最后到达B灯。换句话说,在这种设计下,反射器虽然没有象转子那样增加可能的不重复的方向,但是它可以使译码的过程和编码的过程完全一样。 反射器   想象一下要用ENIGMA发送一条消息。发信人首先要调节三个转子的方向,使它们处于17576个方向中的一个(事实上转子的初始方向就是密匙,这是收发双方必须预先约定好的),然后依次键入明文,并把闪亮的字母依次记下来,然后就可以把加密后的消息用比如电报的方式发送出去。当收信方收到电文后,使用一台相同的ENIGMA,按照原来的约定,把转子的方向调整到和发信方相同的初始方向上,然后依次键入收到的密文,并把闪亮的字母依次记下来,就得到了明文。于是加密和解密的过程就是完全一样的这都是反射器起的作用。稍微考虑一下,我们很容易明白,反射器带来的一个副作用就是一个字母永远也不会被加密成它自己,因为反射器中一个字母总是被连接到另一个不同的字母。 安装在ENIGMA中的反射器和三个转子   于是转子的初始方向决定了整个密文的加密方式。如果通讯当中有敌人监听,他会收到完整的密文,但是由于不知道三个转子的初始方向,他就不得不一个个方向地试验来找到这个密匙。问题在于17576个初始方向这个数目并不是太大。如果试图破译密文的人把转子调整到某一方向,然后键入密文开始的一段,看看输出是否象是有意义的信息。如果不象,那就再试转子的下一个初始方向如果试一个方向大约要一分钟,而他二十四小时日夜工作,那么在大约两星期里就可以找遍转子所有可能的初始方向。如果对手用许多台机器同时破译,那么所需要的时间就会大大缩短。这种保密程度是不太足够的。   当然谢尔比乌斯还可以再多加转子,但是我们看见每加一个转子初始方向的可能性只是乘以了26。尤其是,增加转子会增加ENIGMA的体积和成本。谢尔比乌斯希望他的加密机器是便于携带的(事实上它最终的尺寸是34cm*28cm*15cm),而不是一个具有十几个转子的庞然大物。首先他把三个转子做得可以拆卸下来互相交换,这样一来初始方向的可能性变成了原来的六倍。假设三个转子的编号为1、2、3,那么它们可以被放成123-132-213-231-312-321六种不同位置,当然现在收发消息的双方除了要预先约定转子自身的初始方向,还要约定好这六种排列中的使用一种。   下一步谢尔比乌斯在键盘和第一转子之间增加了一个连接板。这块连接板允许使用者用一根连线把某个字母和另一个字母连接起来,这样这个字母的信号在进入转子之前就会转变为另一个字母的信号。这种连线最多可以有六根(后期的ENIGMA具有更多的连线),这样就可以使6对字母的信号互换,其他没有插上连线的字母保持不变。在上面ENIGMA的实物图里,我们看见这个连接板处于键盘的下方。当然连接板上的连线状况也是收发信息的双方需要预先约定的。 在上面示意图中,当B键被按下时,灯C亮   于是转子自身的初始方向,转子之间的相互位置,以及连接板连线的状况就组成了所有可能的密匙,让我们来算一算一共到底有多少种。   三个转子不同的方向组成了26*26*26=17576种不同可能性;   三个转子间不同的相对位置为6种可能性;   连接板上两两交换6对字母的可能性数目非常巨大,有100391791500种;   于是一共有17576*6*100391791500,大约为10000000000000000,即一亿亿种可能性。   只要约定好上面所说的密匙,收发双方利用ENIGMA就可以十分容易地进行加密和解密。但是如果不知道密匙,在这巨大的可能性面前,一一尝试来试图找出密匙是完全没有可能的。我们看见连接板对可能性的增加贡献最大,那么为什么谢尔比乌斯要那么麻烦地设计转子之类的东西呢?原因在于连接板本身其实就是一个简单替换密码系统,在整个加密过程中,连接是固定的,所以单使用它是十分容易用频率分析法来破译的。转子系统虽然提供的可能性不多,但是在加密过程中它们不停地转动,使整个系统变成了复式替换系统,频率分析法对它再也无能为力,与此同时,连接板却使得可能性数目大大增加,使得暴力破译法(即一个一个尝试所有可能性的方法)望而却步。   1918年谢尔比乌斯申请了ENIGMA的专利。他以为既然自己的发明能够提供优秀的加密手段,又能拥有极高的加密解密效率,一定能很快就畅销起来。他给商业界提供了一种基本型ENIGMA,又给外交人员提供一种豪华的装备有打印机的型号。但是他似乎搞错了。他的机器售价大约相当于现在的30000美元(如果订购一千台的话每台便宜4000美元)。这个价钱使得客户望而却步。虽然谢尔比乌斯向企业家们宣称,如果他们重要的商业秘密被竞争对手知道了的话,遭到的损失将比ENIGMA的价格高得多,但是企业家们还是觉得他们没有能力来购买ENIGMA。谢尔比乌斯的新发明并没有象他预料的那样带来多少回响。军队方面对他的发明也没有什么太多的注意。   谢尔比乌斯的失望是可想而知的。但是这方面他不是唯一的人。和他几乎同时在另外三个国家的三个发明家也都独立地想到了发明了使用转子的电气加密机的主意。1919年荷兰发明家亚历山大科赫(Alexander Koch)注册了相似的专利,可是却没有能够使它商业化,1927年他只好卖掉了他的专利。在瑞典,阿维德达姆(Arvid Damm)也获得了一个差不多的专利,但是直到1927年他去世时还是没有能找到市场。在美国,爱德华赫本(Edward Hebern)发明了他的无线狮身人面,对它充满希望。他用三十八万美元开了一个工厂,却只卖出价值一千两百美元的十来台机器。1926年在加利福尼亚州赫本被股东起诉,被判有罪。   可是谢尔比乌斯突然时来运转。英国政府发表了两份关于一次大战的文件使得德国军队开始对他的发明大感兴趣。其中一份是1923年出版的温斯顿丘吉尔的著作《世界危机》,其中有一段提到了英国和俄国在军事方面的合作,指出俄国人曾经成功地破译了某些德军密码,而使用这些成果,英国的40局(英国政府负责破译密码的间谍机构)能够系统性地取得德军的加密情报。德国方面几乎是在十年之后才知道这一真相。第二份文件同样是在1923年由皇家海军发表的关于第一次世界大战的官方报告,其中讲述了在战时盟军方面截获(并且破译)德军通讯所带来的决定性的优势。这些文件构成了对德国情报部门的隐性指控,他们最终承认由于无线电通讯被英方截获和破译,德国海军指挥部门就好象是把自己的牌明摊在桌子上和英国海军较量。   为了避免再一次陷入这样的处境,德军对谢尔比乌斯的发明进行了可行性研究,最终得出结论:必须装备这种加密机器。从1925年开始,谢尔比乌斯的工厂开始系列化生产ENIGMA,次年德军开始使用这些机器。接着政府机关,比如说国营企业,铁路部门等也开始使用ENIGMA。这些新型号的机器和原来已经卖出的一些商用型号不同,所以商用型机器的使用者就不知道政府和军用型的机器具体是如何运作的。   在接下来的十年中,德国军队大约装备了三万台ENIGMA。谢尔比乌斯的发明使德国具有了最可靠的加密系统。在第二次世界大战开始时,德军通讯的保密性在当时世界上无与伦比。似乎可以这样说,ENIGMA在纳粹德国二战初期的胜利中起到的作用是决定性的,但是我们也会看到,它在后来希特勒的灭亡中扮演了重要的角色。   但是谢尔比乌斯没有能够看见所有这一切。有一次在套马时,他被摔到了一面墙上,于1929年5月13日死于内脏损伤。 二、弱点 在一次大战其间,英国的情报机关非常严密地监控了德国方面的通讯,丘吉尔的书和英国海军部的报告中透露的消息只不过是一鳞半爪。事实上,将美国引入一次大战的齐末曼(Arthur Zimmermann,1916年起任德国外交部长)电报就是由著名的英国40局破译的。在此电报中德国密谋墨西哥对美国发动攻击,这使得美国最终决定对德宣战。但是英国人的障眼法用得如此之好,使得德国人一直以为是墨西哥方面泄漏了秘密。 战后英国仍旧保持着对德国通讯的监听,并保持着很高的破译率。但是从1926年开始,他们开始收到一些不知所云的信息ENIGMA开始投入使用。德国方面使用的ENIGMA越多,40局破解不了的电文就越多。美国人和法国人碰到的情况也一样,他们对ENIGMA一筹莫展。德国从此拥有了世界上最为可靠的通讯保密系统。 一次大战的战胜国很快就放弃了破译这种新型密码的努力。也许是出于自信,在他们看来,在凡尔赛条约约束下的德国已经造成不了什么危害。由于看不到破译德国密码的必要性,盟国的密码分析专家懒散下来,干这一行的头脑似乎也变得越来越平庸。在科学的其他领域,我们说失败乃成功之母;而在密码分析领域,我们则应该说恐惧乃成功之母。普法战争造就了法国一代优秀的密码分析专家,而一次大战中英国能够破译德国的通讯密码,对失败的极大恐惧产生的动力无疑起了巨大的作用。 历史又一次重演。因为在欧洲有一个国家对德国抱有这种极大的恐惧这就是在一战灰烬中浴火重生的新独立的波兰。在她的西面,是对失去旧日领土耿耿于怀的德国,而在东面,则是要输出革命的苏维埃联盟。对于波兰来说,关于这两个强邻的情报是有关生死存亡的大事,波兰的密码分析专家不可能象他们的英美法同事那样爱干不干他们必须知道这两个大国都在想什么。在此情况下波兰设立了自己的破译机构,波军总参二局密码处(Biuro Szyfrow)。密码处的高效率在1919-1920年波苏战争中明显地体现出来,军事上屡尝败绩的波兰在密码分析方面却一枝独秀。在苏军兵临华沙城下的情况下,1920年一年他们破译了大约400条苏军信息。在对西面德国的通讯的监控方面,波兰人也保持了同样的高效率直到1926年ENIGMA登场。 波兰人想方设法搞到了一台商用的ENIGMA机器,大致弄清楚了它的工作原理。但是军用型的转子内部布线和商用型的完全不同,没有这个情报,想要破译德军的电报可谓难如登天。波兰人使出了浑身的解数,甚至病急乱投医,请了个据说有天眼通功能的大师来遥感德国人机器里转子的线路图当然和所有的大师一样,一遇上这种硬碰硬的事情,神乎其神的天眼通也不灵了。 这时事情有了转机。 汉斯提罗施密特(Hans-Thilo Schimdt) 于1888年出生在柏林的一个中产阶级家庭里,一次大战时当过兵打过仗。根据凡尔赛条约,战败后的德国进行了裁军,施密特就在被裁之列。退了伍后他开了个小肥皂厂,心想下海从商赚点钱。结果战后的经济萧条和通货膨胀让他破了产。此时他不名一文,却还有一个家要养。 汉斯-提罗施密特 和他潦倒的处境相反,他的大哥鲁道夫(Rudolph)在战后春风得意。和汉斯提罗一样都是一次大战的老兵,可鲁道夫没有被裁减,相反却一路高升。到了二十年代,他当上了德国通讯部门的头头,就是他正式命令在军队中使用ENIGMA。和大哥的成功比起来,汉斯提罗自然觉得脸上无光。 可是破产后汉斯-提罗不得不放下自尊心来去见大哥,求他在政府部门替自己谋个职位。鲁道夫给他的二弟在密码处(Chiffrierstelle)找了个位置。这是专门负责德国密码通讯的机构ENIGMA的指挥中心,拥有大量绝密情报。汉斯提罗把一家留在巴伐利亚,因为在那里生活费用相对较低,勉强可以度日。就这样他一个人孤零零地搬到了柏林,拿着可怜的薪水,对大哥又羡又妒,对抛弃他的社会深恶痛绝。 接下来的事情可想而知。如果把自己可以轻松搞到的绝密情报出卖给外国情报机构,一方面可以赚取不少自己紧缺的钱,一方面可以以此报复这个抛弃了他的国家。1931年11月8日,施密特化名为艾斯克(Asche)和法国情报人员在比利时接头,在旅馆里他向法国情报人员提供了两份珍贵的有关ENIGMA操作和转子内部线路的资料,得到一万马克。靠这两份资料,盟国就完全可以复制出一台军用的ENIGMA机。 不过事情并不象想象的那么简单。要破译ENIGMA密码,靠这些情报还远远不够。德军的一份对ENIGMA的评估写道:即使敌人获取了一台同样的机器,它仍旧能够保证其加密系统的保密性。就算有了一台ENIGMA,如果不知道密钥(在本文的第一部分里我们知道所谓的密钥,就是转子自身的初始方向,转子之间的相互位置,以及连接板连线的状况)的话,想破译电文,就要尝试数以亿亿计的组合,这是不现实的。 加密系统的保密性只应建立在对密钥的保密上,不应该取决于加密算法的保密。这是密码学中的金科玉律。加密算法可以直接是某个抽象的数学算法,比如现在通用的DEA和RSA算法,也可以是实现某个算法的象ENIGMA这样的加密机械或专门用于加密的电子芯片等加密器件,还可以是经过编译的在计算机上可执行的加密程序,比如现在在互联网通信中被广泛使用的PGP(Pretty Good Privacy)。因为对加密算法的保密是困难的。对手可以用窃取、购买的方法来取得算法、加密器件或者程序。如果得到的是加密器件或者程序,可以对它们进行反向工程而最终获得加密算法。如果只是密钥失密,那么失密的只是和此密钥有关的情报,日后通讯的保密性可以通过更换密钥来补救;但如果是加密算法失密,而整个系统的保密性又建立在算法的秘密性上,那么所有由此算法加密的信息就会全部暴露。更糟糕是,为了使以后的通讯保持秘密,必须完全更换加密算法,这意味着更新加密器械或更换程序。比起简单地更换密钥,这要耗费大量财富和管理资源(大规模更换加密器械和程序会使对手更有机会乘虚而入!)。 如此明显的道理,却时常有人不愿遵守,把加密系统的保密性建立在对加密算法的保密上,为此吃够了苦头。最著名的例子莫过于DVD的加密算法(DVD Movie encryption scheme)。信息和密码专家通过对DVD驱动器解密芯片和解密软件的分析得到了它的加密和解密算法。以此为基础有人编写了一个破解DVD加密算法的程序DeCSS。虽然在2000年1月,美国法官刘易斯卡普兰(Lewis Laplan)裁定在互联网上传播DeCSS为非法,但是这种行政的强制手段似乎毫不奏效。反对裁决的一方以保护言论自由的美国宪法第一修正案的来反驳,卡普兰不得不附加了计算机源程序不属言论的附加裁定。 但这个附加裁定似乎也没有什么太大的用处虽然不能直接传播DeCSS的源程序,如果愿意的话,人们还是可以用源程序的第一个字母是A,第二个字母是=这类卡普兰法官绝不能归到非言论一类去的方法来描述。在http://www.cs.cmu.edu/~dst/DeCSS/Gallery/你可以找到十几种怪里怪气地不违法地传播DeCSS的方法,其中包括一首诗,一件印着源程序的T恤衫, 一段朗诵源程序的录音和三张显示着源程序的GIF图片法官大人下令禁止的是源程序,不是它的图片,不是吗? 更有甚者,有人在网上公布了一个素数,如果把这个素数写成十六进制并记录成一个文件,我们就可以拿解能够解gzip格式的压缩软件(比如说WinZip)来将它解成DeCSS。如果卡普兰法官下令禁止这个素数的话,它很有可能成为有史以来第一个非法的素数。 在上面这个例子里我们甚至可以看到,在此时更换加密算法已经变得实际上不可能,因为DVD作为标准已经被固定下来,于是它的加密算法也就从此形同虚设。 正如前面所言,ENIGMA的设计使得搞到了它的秘密的法国人也一筹莫展。法国密码分析人员断定这种密码是不可破译的。他们甚至根本就懒得根据搞到的情报去复制一台ENIGMA。 在十年前法国和波兰签订过一个军事合作协议。波兰方面一直坚持要取得所有关于ENIGMA的情报。既然看来自己拿着也没什么用,法国人就把从施密特那里买来的情报交给了波兰人。和法国人不同,破译ENIGMA对波兰来说至关重要,就算死马也要当作活马医。现在他们总算能迈出最初的一步了。 在施密特提供的关于ENIGMA的情报中,不仅有关于ENIGMA构造和转子内部连线的描述,还有德国人使用ENIGMA进行编码的具体规定。每个月每台ENIGMA机的操作员都会收到一本当月的新密钥,上面有此月每天使用的密钥。比如说,第一天的密钥可以是这个样子: 1.连接板的连接:A/L-P/R-T/D-B/W-K/F-O/Y 2.转子的顺序:2,3,1 3.转子的初始方向:Q-C-W 当操作员要发送某条消息时,他首先从密钥本中查到以上信息。然后按照上面的规定,首先用连线把连接板上的A字母和L字母,P字母和R字母连接起来;然后把2号转子放在ENIGMA的第一个转子位置上,把3号转子放在第二个位置上,把1号转子放在第三个位置上;最后,他调整转子的方向(从照片上可以看到每个转子的边上都刻着一圈字母用来显示转子所处的方向),使得三个转子上的字母Q、C和W分别朝上。在接收信息的另一方,操作员也进行同样的准备(他也有一本同样的密钥本),就可以进行收信解码的工作了。 调整好ENIGMA,现在操作员可以开始对明文加密了。但是我们看到每天只有一个密钥,如果这一天的几百封电报都以这个密钥加密发送的话,暗中截听信号的敌方就会取得大量的以同一密钥加密的信息,这对保密工作来说不是个好兆头。我们记得在简单替换密码的情况下,如果密码分析专家能得到大量的密文,就可以使用统计方法将其破解。 尽管不知道对ENIGMA是否可以采用类似的统计方法,德国人还是留了个心眼。他们决定在按当日密钥调整好ENIGMA机后并不直接加密要发送的明文。相反地,首先发送的是一个新的密钥。连接板的连线顺序和转子的顺序并不改变,和当日通用的密钥相同;想反地,转子的初始方向将被改变。操作员首先按照上面所说的方法按当日密钥调整好ENIGMA,然后随机地选择三个字母,比如说PGH。他把PGH在键盘上连打两遍,加密为比如说KIVBJE(注意到两次PGH被加密为不同的形式,第一次KIV,第二次BJE,这正是ENIGMA的特点,它是一种复式替换密码)。然后他把KIVBJE记在电文的最前面。接着他重新调整三个转子的初始方向到PGH,然后才正式对明文加密。 用这种方法每一条电文都有属于自己的三个表示转子初始方向的密钥。把密钥输入两遍是为了防止偶然的发报或者接收错误,起着纠错的作用。收报一方在按当日密钥调整好ENIGMA机后,先输入密文的头六个字母KIVBJE,解密得到PGHPGH,于是确认没有错误。然后把三个转子的初始方向调整到PGH,接着就可以正式解密其余的密文了。 如果不使用对每条电文都不同的密钥,那么每天很可能总共会有几千条电文也就是几百万个字母的消息以同一个密钥加密。而采用每条电文都有自己的密钥这个方法后,当日密钥所加密的就是很少的几万个字母,而且这些字母都是随机选取,和有意义的电文性质不同, 不可能用统计方法破译。 乍一看来这种方法无懈可击。可是波兰人铁了心,必须在这厚厚的护甲上撕出一个口子来。 在此以前,密码分析人员通常是语言天才,精通对语言方面特征的分析。但是既然ENIGMA是一种机械加密装置,波兰总参二局密码处就考虑到,是否一个具有科学头脑的人更适合于它的破译工作呢? 1929年1月,波兹南大学数学系主任兹德齐斯罗克里格罗夫斯基(Zdzislaw Krygowski)教授开列了一张系里最优秀的数学家的名单,在这张名单上,有以后被称为密码研究波兰三杰的马里安雷杰夫斯基(Marian Rejewski),杰尔兹罗佐基(Jerzy Rozycki)和亨里克佐加尔斯基(Henryk Zygalski)。波兹南大学并非当时波兰最有名的大学,但是它地处波兰南部,那里直到1918年还是德国领土,所以所有这些数学家都能讲流利的德语。 马里安雷杰夫斯基 在三位被密码局招聘的数学家中,雷杰夫斯基的表现最为出色。当年他是个架着一副近视眼镜,脸上略带羞色的二十三岁小伙子。他的在大学里学的专业是统计学,打算以后去干保险业行当,也许在此之前他从未想到会在密码分析方面大展身手。在经过短期的密码分析训练后,他把所有的精力都投入到破解ENIGMA的工作中去。 雷杰夫斯基深知重复乃密码大敌。在ENIGMA密码中,最明显的重复莫过于每条电文最开始的那六个字母它由三个字母的密钥重复两次加密而成。德国人没有想到这里会是看似固若金汤的ENIGMA防线的弱点。 德方每封密文最开始的六个字母,是此信密钥的三个字母重复两遍,由当日密钥加密而成。比如说这封信的密钥是ULJ(这是开始加密明文时由操作员临时随机选取的),那么操作员首先用当日通用的密钥加密ULJULJ,得到六个字母的加密后序列,比如说PEFNWZ,然后再用ULJ来作为密钥加密正文,最后把PEFNWZ放在加密后的正文前,一起用电报发给收信方。 雷杰夫斯基每天都会收到一大堆截获的德国电报,所以一天中可以得到许多这样的六个字母串,它们都由同一个当日密钥加密而成。比如说他收到四个电报,其中每封电报的开头的六个字母为 1 2 3 4 5 6 第一封电报:L O K R G M 第二封电报:M V T X Z E 第三封电报:J K T M P E 第四封电报:D V Y P Z X 对于每封电报来说,它的第一个字母和第四个字母都是由同一个字母加密而来,同样地第二和第五个字母以及第三和第六个字母也是分别由同一个字母加密而来。比如说在第一封电报中,字母L和R是由同一字母加密而来。这个字母之所以先被加密成L,然后又被加密成了R,是因为在此期间转子向前转动了三个字母的位置。 从L和R是由同一个字母加密而来这点,雷杰夫斯基就有了判断转子的初始位置的一条线索。当转子处于这个初始位置时,字母L和R在某种意义下具有紧密的联系。每天截获的大量电文能够给出许多这样的紧密联系,从而使雷杰夫斯基最终能够判断出转子的初始位置。在上面的第二、三、四封电报中,我们看见M和X,J和M,D和P都有这种联系: 第一个字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 第四个字母:___P_____M_RX_____________ 如果雷杰夫斯基每天可以得到充分多的电报,他就可以把上面这个关系表补充完整: 第一个字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 第四个字母:FQHPLWOGBMVRXUYCZITNJEASDK 光凭这个对应表格,雷杰夫斯基还是没办法知道当天的通用密钥。可是他知道,这个表格是由当天的通用密钥决定的,而且只由它决定。如果密钥不同,那么这个表格也应该不同那么,有没有一种办法可以从这个对应表来推断出当日的通用密钥呢?雷杰夫斯基对这样的表格进行了仔细观察。从字母A开始看,它被对应成F;而F在此表中又被对应成W,接下去它被对应成A,我们又回到了最先开始的字母,于是就有了一个循环的字母圈AFWA。如果考虑所有的字母,雷杰夫斯基就能写出关于此对应表的所有的循环圈: AFWA 3个字母的循环圈 BQZKVELRIB 9个字母的循环圈 CHGOYDPC 7个字母的循环圈 JMXSTNUJ 7个字母的循环圈 这里我们只是考虑了第一和第四个字母形成的对应表。同样地对第二和第五、第三和第六个字母形成的对应表,我们也可以写出类似的字母循环圈。由于每天的密钥都不同,雷杰夫斯基得到的循环圈也各不相同。 雷杰夫斯基观察到,这些循环圈长短不一。这使他有了一个重要的灵感: 虽然这些循环圈是由当日密钥,也就是转子的位置,们的初始方向以及连接板上字母置换造成的,但是每组循环圈的个数和每个循环圈的长度,却仅仅是由转子的位置和它们的初始方向决定的,和连接板上字母交换的情况无关! 假定在上面这个例子中,原来在接线板上字母S和G由一根连线相连。现在转子的位置和它们的初始方向保持不变,去掉这根连线而将字母T和K连在一起,那么第一和第四个字母的对应表就会变成 第一个字母:ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 第四个字母:FQHPLWKSBMNRXUYCZIOVJEAGDT (原来的G对应O,S对应T,去掉G和S的连线后,G就对应T,但是T被新的连线接到了K,所以G最终对应着K。其他受影响的字母还有H、K、S、T、X、Z)。而循环圈表就变成了: AFWA 3个字母的循环圈 BQZTVELRIB 9个字母的循环圈 CHSOYDPC 7个字母的循环圈 JMXGKNUJ 7个字母的循环圈 某些循环圈中的字母变了,但是循环圈的数目仍旧是四个,每个循环圈的长度也没有改变。应用置换变换的理论,雷杰夫斯基可以从数学上严格证明这一点对于任何的连线变化都是成立的。 这是一个非常重大的进展。我们知道,如果要强行试遍所有的密钥来破解密文,那得要试一亿亿个密钥之多;但是ENIGMA的数量巨大的密钥主要是由连接板来提供的,如果只考虑转子的位置和它们的初始方向,只有105456种可能性。虽然这还是一个很大的数字,但是把所有的可能性都试验一遍,已经是一件可以做到的事情了。 波兰人按照汉斯-提罗施密特提供的情报复制出了ENIGMA样机。到了1934年,他们有了十几台波兰造ENIGMA。雷杰夫斯基和他的同事们每天都在ENIGMA前工作,一个接一个地试验转子的不同位置和初始方向,然后产生相应的字母对应表并构造相应的字母循环圈,并把它们记录下来。比如说其中的一个记录可以是这样的: 第一和第四字母对应表中有4个循环圈,长度分别为3,9,7,7; 第二和第五字母对应表中有4个循环圈,长度分别为2,3,9,12; 第三和第六字母对应表中有5个循环圈,长度分别为5,5,5,3,8; 当对所有105456种转子位置和初始方向都编好记录以后,破译ENIGMA生成的密文就比较容易了。首先要取得足够的当日电文来构造字母对应表并且写出字母循环圈;然后根据循环圈的数目和它们的长度从记录表中检索出相对应的转子位置和初始方向:这就是当日的密钥(连接板的情况还未知)。循环圈的个数和长度可以看作是这个密钥的指纹通过建立密钥指纹档案,雷杰夫斯基就能及时地把当天的密钥找出来。通过分离转子的状态和连接板的状态,雷杰夫斯基大大简化了破译ENIGMA的工作。建立这样一个档案花了整整一年时间,工作相当艰苦,有时工作人员的手指都被磨出血来。 必须指出的是,上面对雷杰夫斯基的工作的介绍是极其简单化的,只以举例的形式介绍了其中最重要的思路。雷杰夫斯基对于ENIGMA的分析是在密码分析史上最重要的成就之一,整个工作都是严格地数学化了的(求解关于置换矩阵的方程),决非上面所举例子可以包含。比如说,找到当日密钥中转子状态后,还需要找到连接板状态,才能真正译出密文。另外,ENIGMA中转子中的线路并非总是固定不变,雷杰夫斯基的理论允许从密文和密钥倒推出转子内部的连线状态。即便是施密特提供的情报也未明确指出转子内部的连线状态,雷杰夫斯 基一项重要工作就是成功地判断出军用型ENIGMA的转子上字母以字母表顺序排列,而不是如商用型那样,字母以键盘上的顺序排列。另外还要指出的是,雷杰夫斯基的同事,尤其是另两位数学家罗佐基和佐加尔斯基在破译工作中也作出了很重要的贡献。佐加尔斯基还设计了用在纸上钻孔的方法来迅速查询对应于某类字母循环圈的转子状态的方法。   佐加尔斯基设计的用来查询密钥的钻孔表格     在雷杰夫斯基和他的同事的努力下,波兰情报部门在后来的几年里成功地掌握了大量德国方面的情报。据估计,在1933年1月到1939年9月这六年多的时间里,波兰方面一共破译了近十万条德方的消息,其中最重要的有德国在包括苏台德地区兵力重新部署的情报,这对波兰的安全是极大的威胁。对ENIGMA的破解即便在总参二局领导层内部也属最高机密,军官们会收到标有维奇尔(Wicher,破译ENIGMA行动的代号)的情报,他们被告知这些情报绝对可K,但来源绝密。1934年,纳粹德国元帅赫尔曼.戈林访问华沙,他怎么也没有怀疑波兰人已经掌握了他的机密。当他和德国高级官员向位处波兰密码处附近的无名战士墓献花圈时,雷杰夫斯基正透过办公室的窗子望着他们,心中为自己能知道他们最机密的通讯而狂喜不已。      当德国人对ENIGMA转子连线作出一点改动以后,花了一年功夫建立起来的密钥指纹档案就变得毫无用处了。但是雷杰夫斯基和罗佐基有了一个更好的主意。他们在ENIGMA的基础上设计了一台能自动验证所有26*26*26=17576个转子方向的机器,为了同时试验三个转子的所有可能位置的排列,就需要6台同样的机器(这样就可以试遍所有的17576*6=105456种转子位置和初始方向)。所有这6台ENIGMA和为使它们协作的其他器材组成了一整个大约一米高的机器,能在两小时内找出当日密钥。罗佐基把它取名为炸弹(La Bomba),可能是因为它运转起来震耳欲聋的声响;不过也有人传说,制造这样一台机器的主意是雷杰夫斯基一次在饭店里吃叫做炸弹的冰淇淋时想到的。无论如何,炸弹实现了密码分析机械化,它是对ENIGMA机械加密的一种很自然的回应手段。      30年代的大部分日子里,雷杰夫斯基和他的同事们不断地从事着寻找密钥的工作,时不时地还要修复出了故障的炸弹。他们不知道的是,在密码处处长格维多.兰杰(Gwido Langer)少校的抽屉里,已经有了他们正在绞尽脑汁试图寻找的东西。    事实上,在提供了两份极其重要的关于ENIGMA的情报后,汉斯-提罗.施密特还在继续向法国情报机关提供关于德国通讯的情报。在1931年后的七年中,他和法国情报人员接头二十次,每次都提供若干德国通讯用密码本,上面记载着一个月中每天使用的当日密钥。汉斯-提罗.施密特总共提供了三十八个月的密码。兰杰少校通过法国密码处(第二处)负责人居斯塔夫.贝特朗(Guistav Bertrand)上尉得到了这些密码本。如果雷杰夫斯基能够预先知道这些密码,无疑可以节省大量的时间,从而进行其他的同样十分重要的破译工作。        但是兰杰少校觉得雷杰夫斯基的小组应该习惯于单独工作,以便在将来得不到密码本的时候,也能同样破译ENIGMA。我们的确不知道,如果自1931年来没有这样的压力,雷杰夫斯基是否能够有上面所述的重要工作。      波兰密码局的破译能力在1938年的十二月达到了极限,德国人加强了ENIGMA的加密能力。每台ENIGMA机增加了两个可供选择的转子。原来三个转子不同的排列方式有6种,现在从五个转子中选取三个装入机器中的方式达到了5*4*3=60种。这就意味着要达到原来的效率,炸弹中必须有60台机器同时运转,而不是原来的6台。建造这样一台炸弹的价格是密码处总预算的十五倍!在1939年一月,连接板上的连线又由六根增加到十根,这样就只剩6个字母不会被交换。密钥的总数达到了一万五千九百亿亿个,是原来的一万五千九百倍。        虽然波兰数学家们成功地推断出了第四和第五个转子中的连线状态,雷杰夫斯基也证明了ENIGMA并非象德国人或盟国密码分析专家想象的那样坚不可破,但是他的方法终于也不适用了。这时兰杰少校应该从他的抽屉里拿出施密特提供的密码本来但是正是德国人增加转子个数的时候,施密特停止了和法国情报部门的接头。七年中施密特不断地提供给波兰人能K自己的力量破译的密钥,现在波兰人急需这些密钥,他们却再也搞不到了。      这对波兰是一个致命的打击。因为ENIGMA不仅仅是德国秘密通讯的手段,更是希特勒闪电战(blitzkrieg)的关键。所谓的闪电战是一种大规模快速协同作战,各装甲部队之间,它们和步兵、炮兵之间必须能够快速而保密地进行联系。不仅如此,地面部队的进攻还必须由斯图卡轰炸机群掩护支援,它们之间也必须有可K的联络手段。闪电战的力量在于:在快速的通讯保证下的快速进攻。      海因茨.古德里安(Heinz Guderian)将军在指挥车上。照片左下方我们可见一台ENIGMA。      如果波兰不能知道德军的通讯,那么想要抵挡德国的入侵是毫无希望的,现在看来这在几个月里就会发生。1939年4月27日德国撕毁同波兰签订的互不侵犯条约,侵占了苏台德地区;在德国国内,反波兰的声浪不断高涨。在此情况下,兰杰少校决定把直到现在还对盟国保密的关于ENIGMA的破译方法告诉盟国同行,以便在波兰遭到入侵后,拥有更大人力物力财力的盟国还可以继续对雷杰夫斯基的方法进行研究。      6月30日,兰杰少校致电他的英国和法国同行,邀请他们来华沙紧急讨论有关ENIGMA的事项。7月24日英法密码分析专家到达波兰密码处总部,全然不知波兰人葫芦里卖的什么药。具有讽刺意味的是,这次会面中用来交流使用的语言是德语这是唯一的在场三方所有人都懂的语言。兰杰少校将他们领到一间房间,在那里有一个被黑布蒙住的东西,当黑布被揭开时,英法的密码分析专家目瞪口呆。出现在他们眼前的是一台雷杰夫斯基的炸弹。当听到雷杰夫斯基破译ENIGMA的方法时,他们意识到波兰在密码分析方面比世界上任何国家先进至少十年。法国人尤其吃惊,他们以为他们得到的情报用处不大,所以很慷慨地把它们转给了波兰人,他们却让波兰人一直瞒到现在。英法密码分析专家对波兰同行的感激是无以言表的,直到那时,他们在破译德国密码的方面毫无进展。      兰杰少校给英法密码分析专家的最后惊喜是宣布赠送给他们两台ENIGMA的复制品,以及炸弹的图纸,它们由法国密码处的贝特朗(他现在是个少校了)通过外交邮包寄往巴黎。8月19日,在横渡英吉利海峡的渡船上有两位看似平常的旅客:英国作家沙夏.居特里(Sacha Guitry)和他的太太女演员依弗娜.普林坦普斯(Yvonne Printemps)。但是在他们的旅行箱里却藏着当时英国最高的机密:一台波兰制造的ENIGMA。为了避开无所不在的德国间谍的耳目,ENIGMA就这样来到了英国,在那里等待它的将是它的彻底灭亡。      两星期后的1939年9月1日,希特勒发动闪电战入侵波兰。9月17日,苏联入侵波兰。9月28日,德军占领华沙,波兰不复存在。   三、灭亡(上)      整整十三年里,英国人和法国人都以为ENIGMA是不可破译的,波兰人的成功重新鼓起了他们的勇气。虽然德国人已经加强了密码机的安全性能,但是波兰人的实践表明,ENIGMA决非坚不可破。波兰密码局的经验也表明,数学家在密码分析中能够起到多么重要的作用。在英国密码局(40局),以往都是由精于文字的语言学家或作家来担负起密码分析的重任,此后40局开始通过局内人际关系向牛津大学和剑桥大学招聘数学家和数学系学生。      英国的政府代码及加密学校(GCCS, Government Code and Cipher School)是40局新设的机构,它的的总部坐落在白金汉郡的布莱切利公园(Bletchley Park)里,40局新招聘的密码分析专家就在那里学习和工作。布莱切利公园的中心是一座歌特都铎式的城堡,19世纪时由金融家赫伯特.莱昂(Herbert Leon)爵士建造,GCCS的领导机构就设立在它的图书馆、宽大的餐厅以及装饰得富丽堂皇的舞厅里。从城堡的底层望出去,外面是宽阔的花园。不过在1939年的秋天,那里的风景可不怎么样,花园里戳满了新建的小木屋,那是密码分析人员的工作场所,各种信息在担负不同任务的小木屋进进出出。比方说,6号木屋是负责破译德军ENIGMA电报的,从那里出来的明文由3号木屋翻译并进行综合情报分析;8号木屋专门负责对付德国海军的ENIGMA,这是一种特别复杂的ENIGMA机,和普通型不同,它有四个转子,在这里破译的情报由4号木屋中的情报人员翻译和分析。一开始在布莱切利公园工作的只有大约二百人,可是到了五年后战争结束时,城堡和小木屋中已经多达七千人!      布莱切利公园(Bletchley Park)      英国数学家和其他密码分析人员很快就掌握了波兰人进攻ENIGMA的技巧和方法。布莱切利公园拥有比波兰密码处多得多的人员和资金,所以足以对付由于德国人对ENIGMA的改动而增加到原来十倍的破译工作量。和在波兰密码处的情景一样,布莱切利公园的男女们日夜紧张工作,为的就是找到德国人当天的密钥。一到午夜,转子和连线板的设置就会变动,一切又要重新开始。      由此而破译的情报极其珍贵。如果布莱切利公园能够及时得到德军的情报,德国人的计划和行动就会暴露无遗。如果德军计划一次进攻,英军就可以采取相应的增援或撤退措施;更妙的是,如果德国将军在他们的电报中争论己方的弱点,英国军队就可以采取德国人最担心的计划。1940年4月德国入侵丹麦和挪威,布莱切利公园取得了一份详细的军事计划。同样在英伦战役之初,密码分析人员准确预告了德军轰炸的准确时间和地点,并且取得了德国空军(Luftwaff)极为宝贵的情报,比如飞机的损失情况,新飞机的补充数量和速度等。这些情报被送往M16的总部,再由那里转送战争部、空军部和海军部。      布莱切利公园的密码分析专家们有时也有点空余时间,最受欢迎的消遣活动是圆场棒球,球赛就在那座城堡前的草坪上举行。和自自在在的大学生一样,这些肩负着重任的男女也经常为一个有争议的球严肃地争论得面红耳赤。      在掌握了波兰人对付ENIGMA的手段后,英国密码分析专家也开始摸索出自己独特的方法。在正式用炸弹开始系统搜索当日密钥以前,他们总要试一遍投机取巧的门道。根据德军通讯的规定,每一条电文都要随机选择三个不同的字母组合,但是在激战之时,德军指挥官经常顾不上随机,往往在键盘上敲上三个相邻的字母了事,比方说DFG或者VBN,有时甚至重复使用某三个字母的组合来当密钥。英国密码分析专家把这样的密钥叫西尔丝(cillies),即三字母组合CIL的读音,大概来源于哪位倒霉德国军官的女友的名字。      西尔丝并非ENIGMA本身的弱点,而是ENIGMA使用者的弱点。另一种更为严重的人为使用错误是密钥本编制者对密钥使用过分严格的规定。为了强调密钥的不可预见性,他们规定每天在三个放置转子的位置上,不得有和昨天放在此位置上相同的转子。比如说每台ENIGMA机一共配备编号为1、2、3、4、5的五个转子,而前一天所使用的转子顺序为134,那么第二天可以使用例如215这样的转子顺序,但是214这样的顺序是不允许的,因为和前一天相比较,在第三个位置上都是4号转子。看起来这样交叉使用转子是个好主意,避免了象上面所说的重复使用某个密钥的过失,但是如果过分强调这一点,却会使英国密码分析专家的工作量减小一半,因为在开始分析当日密钥前,他们就可以把所有至少有一个转子处在前一日位置上的那些转子的排列排除在外了。德军密钥编制的另一条规定是,在连接板上不允许把两个相邻的字母连接起来。直觉似乎告诉人们不该使用这样简单的字母交换,但是这样的规则搞得太严格过了头,也就反而会帮对手的忙,对手根本就不用考虑这样的可能性了。      在整个战争过程中,ENIGMA机被不断改善,所以这样的投机取巧也变得十分重要,密码分析专家可以通过对密钥的猜测来推断出密码机新的变动,从而相应地改善炸弹的设计,使用新的策略。英国人能够在战争其间成功地持续破解ENIGMA密码,和小木屋里各种各样不同寻常的怪才的努力分不开。他们之中有数学家,各类科学家,语言学家,象棋冠军,填字游戏高手一个难题经常从一只手传到另一只手,直到它最终得到解决;也有可能一个人解决一点,再由另一个人解决另一部分按照6号木屋的负责人戈尔登.魏齐曼(Gordon Welchman)的话来说,这是一群想方设法嗅出一条线索的猎犬。      在布莱切利公园有一大群为破译ENIGMA作出了卓越贡献的人们。但是如果只能选择性地讲述一个人的功绩,那么这个人无论如何应该是阿兰.图灵(Alan Turing)。      阿兰.图灵      图灵1912年6月23日在伦敦出生,他的父亲是当时英国殖民地印度南部的行政官员。他的父母为了使儿子在英国出生,暂时从印度回到了英国。图灵出生后不久他父亲重新回到印度,十五个月后他的母亲也离开英国返回印度,把图灵一个人留在伦敦,由保姆和朋友抚养长大,一直到了图灵上寄宿学校的年纪。      1926年,14岁的图灵进入了雪伯恩(Sherborne)学校就读。上学的第一天恰好碰上罢工,为了不错过就学典礼,图灵从南安普敦到雪伯恩一气骑了一百公里的自行车,为此他上了当地的报纸。在学校里一年下来,他给人的印象是个爱害羞,做事笨手笨脚的男孩,但是在自然科学方面充满才华。雪伯恩学校是培养为大英帝国效力的男子汉的地方,图灵的性格却似乎于此不合拍,所以那几年他的学校生涯不免有些难捱。      在学校里他唯一的朋友是一个名叫克里斯多夫.莫尔贡(ChristopherMorcon)的男孩。他俩都热爱科学,经常在一起谈论最新的科学发现,做各种科学小实验。这段友谊激发了图灵对科学的兴趣,他对莫尔贡的感情似乎也超出了朋友的范围,成为一种依恋。但是莫尔贡永远不会知道这点了,在他们认识的第四年,1930年的2月13日,他死于突发性结核病。这对图灵是一个巨大的打击,他失去了唯一的朋友。似乎是为了让自己代替朋友活着,他学习更加努力。在去世前莫尔贡已经取得了一份剑桥大学的奖学金,图灵决定自己也将进入剑桥大学学习,去完成亡友的未竟事业。      1931年图灵如愿以偿地进入剑桥大学国王学院。当时的数理逻辑学界正热烈地讨论着二十世纪最伟大的数学发现之一昆特.哥德尔的不完全性定理。在那以前,数学家们总以为,一个数学问题,虽然要找到回答也许很困难,但是理论上总有一个确定的答案。一个数学命题,要么是真的,要么是假的。但是哥德尔的不完全性定理指出,在一个稍微复杂一点的数学公理系统中,总存在那样的命题,我们既不能证明它是真的,也不能证明它是假的。数学家们大吃一惊,发现以往大家认为绝对严明的数学中原来有如此令人不安的不确定性。      每个逻辑学家都在苦苦思索,试图替陷入了危机的数学找到一条出路,他们包括当时在剑桥的贝特朗.罗素(Bertrand Russell)、阿尔弗雷德.怀特海(Alfred Whitehead)、路德维格.维特根斯坦(Ludwig Wittgenstein)这样著名的逻辑学家。在这种环境下,图灵作出了他一生中最重要的科学贡献,在他著名的论文《论可计算数》(On Computable Numbers)中,他提出了日后以他名字命名的虚拟计算机器图灵机。         三、灭亡(中)      图灵设想的虚拟机器拥有一条无限长的纸带、一个读写头,和一个控制装置。控制装置具有有限个内部状态,它能够根据这些内部状态来控制读写头作出相应的动作,比如说沿着纸带前后移动,在纸带上记录改变或抹去信息,或者读取纸带上的信息并据此改变自己的内部状态。你可以把纸带上的信息看做是指令或者数据,读写头根据这些指令和数据来完成一系列的动作。图灵提出了各种各样这样的机器,有些能做加法(只要在纸带上先写好两个数,然后让图灵机运行,最后机器停止时写在纸条上的那个数就是起先两数的和),有些能做乘法,等等等等。当然有些似乎什么也不做,或者在纸带上乱涂乱画,而另外有一些,好像永远也不停下来。这就是在信息科学史上和冯.诺依曼机器齐名的图灵机。      图灵机的个数是可数无限个,所以我们可以用自然数把所有的图灵机都标上号。图灵发现了这样一种图灵机,它能够做到任何一台图灵机能办到的事情,只要在纸带上首先标出想要模拟的图灵机的号码,然后给出相应的输入,最后它的输出将是号码被指定的那台图灵机的输出。可以说这是一台万能图灵机,当然它只是一种理想的计算模型,或者说是一种理想中的计算机。事实上我们平时使用的计算机就可以被看做是这样一台万能图灵机(只是它没有一条无限长的纸带,也就是内存。不过如今内存便宜得这个模样,对于一般的问题来说,差不多可以说有无穷的内存了),纸带上的那些指令就相当于程序和数据,如果程序不同,计算机可以完成的任务也不同。      图灵发现,有些问题是这台万能图灵机也不能回答的。比如说著名的停机问题:给定一台图灵机的编号,和纸带上的输入,是否总能回答它最终是否会停下来?不能。这是和哥德尔不完全性定理密切相关的,图灵的结果从另一个侧面支持了数学中的不确定性。但是和不完全性定理不同的是,图灵的成果给数学家指出了一条具体构造这样一台万能机器的途径。虽然那还是在二十世纪的三十年代,当时的技术能力还不能将图灵的设想变为现实,但是他毫不怀疑自己的设想能够实现。这无疑是二十世纪科学理论最重要的发展之一,在计算机被广泛应用,甚至影响到我们每个人的日常生活的今天来看,尤其如此。当年,图灵年仅二十六岁。      这是图灵事业最为辉煌的时期,他在国王学院取得了教职,在剑桥过着平静的学术生活。1938年迪斯尼公司著名的动画片《白雪公主和七个小矮人》上映,图灵兴冲冲地跑去看。在后来的一些日子里,他的同事听见他不停地哼哼电影中巫婆王后泡制毒苹果时的歌:毒液浸透苹果,如睡之死渗入。         图灵喜欢他在剑桥的岁月,成功的事业,活跃和宽容的环境。大学并不对同性恋大惊小怪,他可以和几个人同时结交而不用担心谁在背后叽叽喳喳。但是在1933年他的学院生涯突然中断了,他受代码及加密学校的邀请成为一个密码分析专家。1939年9月4日,就在首相张伯伦向德国宣战的第二天,图灵离开了剑桥,来到离布莱切利公园五公里的雪纳利布鲁克恩德(Shenley Brook End)居住。他每天骑自行车到布莱切利公园上班。因为患有对花粉过敏的鼻炎,图灵就常常戴个防毒面具骑车上班,招摇过市。     在布莱切利公园里,每天他花一部分时间和其他人一样在小木屋里进行破译密码的工作,而另一些时间他就呆在被称为智慧水箱(Think Tank),原来用来放水果的储藏室里。在那里密码分析专家思考在未来日子里有可能碰到的难题以及它们的解决方法。      直到当时,对ENIGMA的破译都采用雷杰夫斯基的方法,即利用每条密文最开始重复的密钥。如果此电文的密钥为YGB,那么电文开头就是六个由YGBYGB加密而成的字母,德国人以此来预防可能的传送错误。但是这是ENIGMA使用中的一个重大弱点,德国人很可能会发觉这一点并取消这种重复,这样就会使英国密码分析专家的破译手段变得毫无用处。图灵的任务就是要找到另一种不必利用重复密钥的破译方法。      在分析了以前大量德国电文后,图灵发现许多电报有相当固定的格式,他可以根据电文发出的时间、发信人、收信人这些无关于电文内容的信息来推断出一部分电文的内容。比方说,德国人每天的天气预报总在早上六点左右发出,要是在六点零五分截获了一份德国电报,它里面八成有Wetter这个词,也就是德文中的天气。根据在此之前德国人天气预报电文的死板格式,图灵甚至能相当准确地知道这个词具体在密文的哪个位置。这就使得图灵想到了用候选单词这一方法来破译ENIGMA电文,在英语中,图灵把这些候选单词叫做Cribs。      如果在一篇密文中,图灵知道Wetter这个词被加密成了ETJWPX,那么剩下的任务就是要找到将Wetter加密成ETJWPX的初始设置。如果采用一个一个试过去的暴力破解法,那就会碰到1590亿种组合这个大问题。但是雷杰夫斯基的天才思想告诉图灵,必须把转子方向变化造成的问题和连接板交换字母造成的问题分开来考虑。如果他能够象雷杰夫斯基那样发现在Cribs中某些不随连接板上连线方式变化的特性,他就可以最多只用尝试1054560次(60种转子放置方法乘以17576种转子初始方向)便可找到正确的转子设置。      图灵找到了这样的特性。这是一种和雷杰夫斯基发现的循环字母圈类似的东西,只不过这回和重复的密钥没有关系,却是基于候选单词。假设图灵已经正确地猜到wetter被加密成了ETJWPX,这里就存在着一个字母循环圈:      图灵并不清楚在密文中出现这个候选单词时的转子状态,但是假设他猜对了这个候选单词,把这个候选单词起始时转子的方向记为S,那么在此时ENIGMA把w加密成了E;然后转子转到下一个方向,就是S+1,ENIGMA把e加密成T;在方向S+2上一个不属于这个循环的字母被加密了,这个我们暂且不去管它;接下来在方向S+3,ENIGMA把t加密为W。      这看起来好像还是让人摸不着头脑,但是图灵想的办法很巧妙,因为在这个字母循环圈里有3个字母,所以他想像如果用3台ENIGMA同时加密这个候选单词,会发生些什么事。三台ENIGMA的初始设置除了转子方向外完全一样,第一台ENIGMA机的转子初始方向被定为原来的S,而第二台ENIGMA机的转子初始方向却是S+1,第三台的转子初始方向是S+3。当然一开始图灵根本就不知道这个S具体是什么(要是知道的话密码也就破译出来了),所以只能一个一个方向地试。大家可能会问,那为什么需要3台ENIGMA呢?只要在第一台上我们发现了一个把wetter加密成ETJWPX的转子方向,不就找到了密码吗?      这就要考虑连接板的问题。上面我们说过,如果只用一台ENIGMA来试所有的密码,我们要试的就不仅仅是所有的转子方向,而且还要考虑所有的连接板上的连线方向,那个数目是1590亿种。图灵的绝妙主意就是用3台ENIGMA把连接板上连线的效应抵消掉!这样他就只要考虑1054560种转子方向就可以了。      图灵把三台ENIGMA的显示器按下图的方式连接起来, 也就是说把第一台ENIGMA显示器上的E和第二台ENIGMA显示器上的e连起来,又把第二台上的T和第三台上的t连起来,最后把第三台上的W和第一台上的w连起来(注意ENIGMA上字母没有大小写之分,这里我们只是用大小写来区别密文和明文)。下面的解释听起来稍微有一点复杂,最好对照着上面的图来读。假设连接板上有关的交换字母的连线是下面这样的(三台ENIGMA机上的都一样)     EL1     TL2     WL3      当然这里的L1、L2和L3都还是未知的。      现在假设字母w被输入第一台ENIGMA,它先通过连接板变成了L3,然后通过三个转子经过反射器,再通过三个转子返回连接板;因为我们根据候选单词知道w此时会被加密成E,所以没有经过接线板前它一定是和E对应的L1;L1经过接线板变成E后,直接成了第二台ENIGMA的输入。提醒一下,第二台ENIGMA的转子方向是S+1,所以根据候选单词知道e此时会被加密成T,我们来看看具体是怎么回事。从第一台ENIGMA来的e通过连接板变成了L1,再通过转子和反射器回来变成了连接板上和字母T对应的L2;通过连接板后变成了T,然后这个T又变成第三台ENIGMA机上的输入t。第三台ENIGMA机的转子方向是S+3,这个传送过来的t会被加密成E,具体的情况和上面第一第二台上的类似。我们发现现在三台ENIGMA机的线路组成了一个闭合回路,如果在里面加上一个灯泡,它就会亮起来。这个闭合回路事实上就是那个字母循环圈的形象化。      稍微思考一下就可以看到,无论连接板上的连线实际如何(也就是说无论L1、L2和L3实际上是什么),只要转子方向凑对了,这个闭合回路就会形成(当然如果有闭合回路形成不等于这个方向就一定是正确的,但是这样的情况很少,用手工就可以把正确的方向从中选出)。就这样,连接板上的连线效应被消除了。找到了转子的初始方向S,当然还要找到连接板上的连线,才能最终找到完整的密钥,但是这就相当简单了,这只是一个简单替换密码。如果在一台普通的ENIGMA上不接连线板,调整好找到的转子方向,键入密文ETJWPX,出来的明文成了tewwer,我们马上就知道w和t被交换了。键入密文的其他部分可以猜出其他字母的交换状况。      把候选单词,字母循环圈和用线路连接起来的多台ENIGMA机构成了密码分析的强大武器。而只有图灵,这个数学虚拟机器的发明人,才能有这样的想像力。图灵对ENIGMA的破译方法完全是纯数学和理论性的,他为此写了一篇著名的论文,在 http://frode.home.cern.ch/frode/crypto/Turing/ 你可以读到这篇论文的一部分。但是他的理论研究已经完全可以让工程师来实际造出这样一台机器了。      布莱切利公园得到十万镑的经费来研制这种机器,绰号仍叫炸弹(bombes)。每个炸弹里都有十二组转子(因为根据上面的分析,显示器,连接板实际上都没必要存在了。而上面的例子里只要三台ENIGMA的原因是字母循环圈的长度是3,十二组转子的目的就是要攻击更长的字母循环圈)。一台这样的炸弹高两米长两米宽一米。图灵的研究于1940年初完成,机器由英国塔布拉丁机械厂(British Tabulating Machinery)制造。      图灵的发明赢得了他在布莱切利公园的同事的尊敬,大家把他看做是超群的密码分析专家。他的一位同事彼得.希尔顿(Peter Hilton)回忆道:图灵毫无疑问是个天才,而且是个极近人情的天才。他总是愿意花费时间和精力来解释他的想法。这不是一个钻在狭窄领域里的专家,他的思想遍布科学的许多领域。      当然图灵的工作在布莱切利公园之外是绝对机密,就连他的父母都不知道他在干破译密码的工作,因为他是全英国最厉害的密码分析专家。有一次去看他母亲时图灵提到过他正在为军事部门工作,但是没有透露其他风声。他母亲在意的是他儿子剃的头很难看。虽然领导布莱切利公园的是些军人,不过他们也知道在生活细节上不能对这些知识分子严格要求,在这方面都是睁眼闭眼。图灵就经常不刮脸,穿着皱皱巴巴的衣服,指甲又长又黑。但是军队没有过问图灵的同性恋,是因为他们不知情。布莱切利公园的退伍军人杰克.古德(Jack Good)后来说:幸亏布莱切利公园的负责人不知道图灵是个同性恋,否则的话,我们就会打败这场战争。      1940年3月14日第一台炸弹运抵布莱切利公园。可是它运行得太慢,有时要一个星期才找得到一个密钥。工程师们花了很大的努力来改善炸弹的设计,然后开始制造新的炸弹,这又花了四个月时间。但是在5月10日,最令英国密码分析专家担心的事情发生了,德国人改变了密码传递规则,他们的密钥不再重复,这使得布莱切利公园破译的电文量急剧下降。幸运的是,改进以后的炸弹在8月8日到达,而且这次它运行得很好。在接下来的八个月里,十五台新炸弹在布莱切利公园里轰然作响。一般上一台炸弹可以在一小时里找到一个密钥。      但是并非有了炸弹就万事大吉了。在让它运行之前还有许多困难要克服。比如说使用炸弹前先要找到一个候选单词。但是密码分析人员不能保证他猜的词一定在电报的明文中;就算猜对了,要把候选单词所在的位置正确地找出来也不是一件容易的事情,很有可能他猜到了电文中的一整句话,但是把这句话的位置搞错了,那炸弹也就白白运行了。密码分析人员找到了一些技巧,比如说,他知道下面wetterbullsechs一定在电文明文中,但是具体位置却只知道个大概。于是他猜想密文和明文的对应是:        候选单词: wetterbullsechs     密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ        在介绍ENIGMA的构造时我们知道,由于反射器的作用,一个字母从来也不会被加密成它本身。所以上面的候选单词所对应的位置一定是不对的,因为第二个字母e被对应到E上了。解决方法可以是慢慢地移动候选单词,看看是否每个字母都对应一个和自己不同的字母。比如把上面例子中的候选单词向左移动一位,变成          候选单词: wetterbullsechs     密文:IPRENLWKMJJSXCPLEJWQ        现在就符合要求了,所以此时才可以让炸弹去试试它的威力。      英国领导高层当然非常注重密码分析工作,温斯顿.丘吉尔亲自访问了布莱切利公园,他把这帮具有稀奇古怪才能的密码分析专家称为从不呱呱叫的下金蛋的鹅。在图灵和他的同事的努力和丘吉尔的亲自过问下,布莱切利公园解决了经费和人员缺乏的困难。到1942年底,密码局拥有49台炸弹,密码分析人员的队伍也在不断扩大。事实证明玩填字游戏的高手往往会成为密码分析的高手,英国情报部门甚至在报纸上登出填字游戏来招聘新的密码分析人员。         三、灭亡(下)         在前面的记述中读者似乎会有这样一种感觉,所有的ENIGMA机都是一样的,而密码分析人员在找到破译的方法以后每天按部就班地进行破译工作。但事实上,德军内部有好几个不同的通讯网络,比如说,在北非的德军就有自己的一套通讯网,他们的密码本和在欧洲的德军网络不同,德国空军也有自己的通讯网络。某些通讯网络的保密性要强于其他的,而德国海军通讯网的保密性是最强的,它使用的ENIGMA机是经过强化特制的,它有八个转子可供选择,这样转子的初始位置数就几乎是五个转子情况的六倍,于是布莱切利公园破译它所需要花费的时间也几乎是普通情况的六倍。另外海军用的ENIGMA机的反射器是可以转动的,于是密钥的可能性就是原来的二十六倍。有一些海军型ENIGMA机甚至有四个转子。德国海军为了加强通讯保密性,甚至取消使用固定的信件格式,这样就使图灵的候选单词法极难被使用。另外它的每条电文的密钥也以一种不同于平常的方式传送。      德国空军和陆军的ENIGMA密文都能比较顺利地被破译,但是德国海军的这些保密措施使得英国密码分析人员在破译电文时遇到极大的困难。在大西洋海战中这使英国付出了极大的代价。德国海军元帅邓尼茨使用狼群战术来对付英国的海上运输线。首先,德军众多的潜艇分散在大西洋广阔的海域中,试图寻找合适的目标;如果其中有一艘潜艇发现目标,它就会通知其它潜艇赶来增援;一旦在此海区中潜艇数量足够,它们就向目标发动进攻。很显然,在这种需要高度协作的战术中,保密和快速的通讯起着决定性的作用,而如果英国方面不能及时破译这些通讯内容,所遭受的打击是毁灭性的。      当时欧洲大陆尽陷纳粹魔掌,英国抗战所必需的食品弹药几乎完全依K从大西洋上运来的美国援助。如果盟军不能知道德军潜艇在汪洋大海中的位置,那么就不能有效地对付狼群战术,也就不可能有一条安全的运输线。在1940年6月到1941年6月一年间,盟军平均每月损失五十艘船只,而且建造新船只的能力已经几乎不能够跟上损失的步伐;与此相联系的还有巨大的人命损失在战争中有高达五万名水手葬身大西洋底。英国面临在大西洋海战中失败的危险,而在大西洋海战中失败,也就意味着在整个战争中失败。      即使在破译密码这样的所谓数学家的战争中,军事和间谍手段也是必不可少的,汉斯-提罗.史密特的情况已经足够说明问题了。如果布莱切利公园不能用破译的手段来取得密钥,那么间谍、渗透以致于窃取等手段也成为必需。英国皇家空军有时采取一种名叫播种的手段来帮助取得布莱切利公园破译密钥所需的候选单词。空军在某个特定的海区布撒水雷,迫使在附近的德国舰艇向其他舰艇发送有关雷区的情报,这个情报里必定包含着对此雷区所在方位等的描述,而这是英国人早已知道的,于是从中就可以确定候选单词。但是为了避免德国人的疑心,这样的花招不能时时使用,所以还需要许多其他的方式。      当时在英国情报部门工作的扬.弗莱明(Ian Fleming),也就是后来大名鼎鼎的007系列小说的作者,甚至策划了这样一个代号杀无赦的计划:在英吉利海峡中让一架被俘的德军轰炸机在一艘德国舰艇附近坠毁,等到德国舰艇赶来救援时,机上假扮成德国飞行员的英国谍报人员趁机混上德国舰艇以窃取密码本。这个几乎是疯狂的计划最后由于种种原因而没有实行。      除了要获得密码本外,了解德国海军特制ENIGMA机尤其是它的转子线路无疑也是破译密码所必需的。1940年2月德国潜艇U-33在苏格兰附近海面被击沉,英国情报部门因此能获得海军用ENIGMA机上的三个转子,使得密码分析人员能对这种特别的ENIGMA机有所了解并对截获的密文作部分的破解;同年4月在挪威,盟军俘获了一条德国拖捞船,从上面取得了几份关于ENIGMA的资料并送交图灵研究。但是在还没有取得任何进展之前,德国人就改换了转子结构,密文重新又变得牢不可破了。1941年3月4日在盟军特种兵对挪威罗弗敦群岛的突袭中缴获了两台海军用ENIGMA机,于是盟国重新能够部分破译德海军情报。幸运的是这一次邓尼茨元帅相信了他的密码专家的夸口,认为ENIGMA不可破译,没有再次改变密码机的设置。        1941年春天,布莱切利公园的一位密码分析人员哈里.辛斯利(Harry Hinsley)意识到,在德军的气象船和补给船和德国海军使用的是同一套ENIGMA系统。问题在于要周密计划俘获这些船只取得密码本而不使德国海军指挥部起疑心。5月7日,在一次高度机密的行动中,英国皇家海军俘获了德国气象船慕尼黑号,取得了六月份的密码本。两天后在一次巧遇中英国驱逐舰迫使德国潜艇U-110浮出水面,由于德国人以为潜艇很快就要沉没,他们没有及时销毁艇上的ENIGMA机和密码本。在六月份英军又俘获了一艘德军气象船劳恩堡号,取得六月和七月的密码本。这些进展使得布莱切利公园对海军型ENIGMA机有了比较充分的了解。虽然直至战争结束,德国人仍不时改进他们的加密系统,但是英国方面一般来说总能用各种方法跟进,包括上面所说的军事和间谍手段,或者提高炸弹的数量和威力,密码分析人员的经验也不断增加。虽然如此,这样的变化总会为密码破译带来暂时的困难,从而可能遭遇严重的问题,比如北冰洋航线上PQ17运输轮沉没的严重损失。最大的此类危机发生在1942年2月1日,德军潜艇通讯网开始使用前面提到的四转子ENIGMA,新增加的这个转子使得盟军的损失大量增加。但是由于同时期美国开始参战,德军潜艇在美国东海岸的频频得手避免了德军总部把近期的胜利和增加转子一事联系起来。      无论如何,通过军事、情报当然还有密码分析人员的努力,盟军终于能够了解德国狼群的位置,从而为运输船队选择一条安全的航线,不仅如此,英国海军的驱逐舰甚至还能主动出击,寻找德军潜艇并将其击沉。但是这里还是存在着如何恰到好处地使用所得到的情报,以免德军总部怀疑他们的最高机密已被破译的问题。正所谓兵不厌诈。通过对ENIGMA的破译,盟军能够知道德国潜艇的位置,但是击沉所有这些潜艇是愚蠢的,因为突然升高的损失不可避免地会使德国人猜测到他们的通讯并不安全。所以盟军经常放掉一些已经到手的肥肉,只攻击那些被侦查机发现的潜艇,当然盟军也会发出一些假的侦查到潜艇的消息来掩盖随之而来的攻击。有一次布莱切利公园破译了一条电文,其中有九条德国油轮的方位,为了避免德国人起疑心,英国海军总部决定只进攻其中的七条油轮。这七条油轮沉没后,对破译ENIGMA和需要保持秘密一事一无所知的皇家海军舰队不幸恰好又碰上了另两条倒霉鬼,于是也将它们送入了海底。在柏林德国人为此事进行了调查,但是他们的疑心集中在这是一次偶然的事件,还是由于英国谍报人员的渗透,没有人怀疑这是英国人破译ENIGMA所取得的胜利。      布莱切利公园所破译的不仅仅是德国的ENIGMA密码,在战争期间他们同样破译了意大利和日本的密码系统,这三方面的情报来源被冠以Ultra的代号,意为绝密。通过Ultra提供的情报,盟军在战场上取得了明显优势。在北非,Ultra使得盟军能够切断德军的供给线,得到隆美尔将军部队的情报,使第八军团成功抵御了德军的攻击;在德军进攻希腊的战役中,依KUltra英军成功撤退避免了大量伤亡;Ultra提供了敌军在地中海地区的详细分布情报,这对盟军1943年在意大利和西西里登陆至关重要。      但是最重要的是,Ultra在盟军诺曼底登陆中起了不可磨灭的作用。在登陆前的几个月里,依KUltra,盟军获得了德军在法国沿海的布防的详细情报,从而能够及时地针对敌军的虚实强弱之处改进登陆计划。      但是布莱切利公园的工作人员并不知道诺曼底登陆计划,在预定登陆的前夜,他们举行了一次舞会,这使公园里唯一知道登陆计划的负责人特拉维司(Travis)很不高兴,但他又不能下令取消这次舞会,因为这会走漏风声,使人猜想有什么重要行动即将进行。幸亏由于天气的原因,登陆行动推迟了二十四小时,密码分析专家们于是才有机会把舞跳了个痛快。登陆当天法国抵抗组织成员切断了陆上电话线路,迫使德军使用无线电报联络,密码分析人员因此截获了大量情报。      美军对Ultra的一份评价报告中是这样说的:在高级指挥官和政治首脑之中,Ultra创造了这样一种改变了决策方式的精神状态。敌人的所做作为都逃不过你的视线,这给予你信心;在你观察敌人思想和反应,他的一举一动时,这种信心不断增强。对敌人有这样程度的了解能够使你的计划大胆而又有保证,坚决而又乐观。      在二次大战盟军的胜利中,对布莱切利公园是否起了决定性的作用这点,历史学家自然有大量争议,但是毫无疑问的是,布莱切利公园的密码分析专家大大地加快了战争的进程。这在大西洋战役的历史中尤其明显。如果没有Ultra,德军就能在大西洋上保持一支强大的潜艇群和反应能力,相反地盟军必须付出巨大的人命和财力的代价来建造新的船只和保持运输能力。历史学家估计盟军的登陆计划会被推延到次年,而哈里.辛斯利则认为,在此情况下,战争很可能要到1948年,而不是在1945年,才能结束。如果是这样,希特勒将能够更大规模地使用V1和V2飞弹对整个英国南部进行轰炸。      历史学家大卫.凯恩(David Kahn)评价Ultra的作用时说:这拯救了生命。不仅仅是俄国人和盟军的生命,它也拯救了德国人,意大利人和日本人的生命。对许多在二次大战后幸存下来的人来说,没有这个方案,他们将已不在人世。这就是这个世界欠这些密码破译者的债务:他们的胜利折换成人类生命的价值。 四、尾声      战争结束后,布莱切利公园的秘密却仍不能被公之于众,英国人想继续利用他们在这一领域的优势。他们把在战争中缴获的数以千计的EBIGMA机分发到英国原殖民地,那里的政府仍旧以为ENIGMA是坚不可破的。      布莱切利公园的密码学校被关闭了,炸弹被拆毁,和战时密码分析和破译工作有关的档案资料有的被销毁,其他的都被封存,严密地看护起来。在几千名原来的工作人员中,有一些成员得以继续为军方新的密码分析机构工作,但是大多数人都被遣散,转回了原来的平民身份。他们宣誓对在布莱切利公园的经历保守秘密。      从战场上回来的老战士们可以自豪地谈论他们在二战中的战斗经历,但是在布莱切利公园工作过的人们却不得不隐瞒自己在战争中为国家作出的贡献。一位曾在6号小木屋中工作过的年轻密码分析专家甚至收到了一封他早年所在的中学的老师寄来的信,责骂他在战争中逃避战斗的懦夫行为。      经过长期的沉默后,直到1967年,波兰出版了第一本关于波兰在破译ENIGMA方面的工作的书;1970年一名原德军海军情报人员出版了一本有关书籍;1973年贝特朗上校出版了关于波兰和法国在二战初期破译ENIGMA密码方面的工作的书。最后打破沉默的是英国人。原布莱切利公园负责Ultra情报分配工作的温特伯坦姆(F.W.Winterbotham)上校向英国政府写信,要求将这些秘密公之于众,因为此时世界上已经没有哪一个政府使用ENIGMA加密了,所以也已经完全没有必要再对破译ENIGMA一事保密。在战争中为国家作出贡献的人们的功绩应该受到应有的承认。经过温特伯坦姆的努力,英国政府终于同意了他的请求。1974年夏,温特伯坦姆写的《超级机密》(The Ultra Secret)一书出版,使外界广泛知道了二战中默默工作的密码分析专家的丰功伟绩。原布莱切利公园的工作人员因此知道他们不用再为自己在二战中的经历保守秘密了,他们的贡献也为世人所称赞。      对温特伯坦姆的书最感吃惊的也许就是雷杰夫斯基,这位首先发现ENIGMA弱点的波兰英雄了。1939年9月1日德军入侵波兰后,在法国密码处的贝特朗少校的指挥下,他和另两位为破译ENIGMA作出巨大贡献的波兰数学家罗佐基和佐加尔斯基带着他们的机器逃往罗马尼亚,从那里穿越南斯拉夫和意大利的边界到达法国巴黎。他们成立了Z小组,在法国维希继续进行ENIGMA的破译和炸弹的改进工作。在那里他们独立工作了两年之久,破译了九千条以上的德军情报,许多情报导致了德军在南斯拉夫,希腊和苏联的惨败,也有力地支援了盟军开辟北非战场的计划。      1941年下半年,罗佐基穿越地中海到法属阿尔及利亚,为设在那的一个Z小组的ENIGMA监听站工作。1942年1月9日,罗佐基搭乘Lamoriciere号返回法国,回程中客船在Balearic岛附近撞上了一个水下不明物体(礁石或水雷),罗佐基和船上的221名乘客一起遇难,同时遇难的包括另两名的密码分析专家。      遭到入侵后的法国变得越来越危险,德国人密切监视着维希,Z小组决定逃离法国。1942年11月9日,就在盟军在北非登陆的次日,两位波兰数学家开始继续他们的流亡。1943年1月29日,他们从比利牛斯山脉穿过法国西班牙边境,不幸被西班牙安全警察逮捕,投入了难民营。在那里他们始终没有向其他人透露过他们的真实身份。五月份他们被释放,前往葡萄牙直布罗陀,在那里乘船,终于到达英国。在那里他们进行另一种德军密码SS码的分析工作。虽然英国人知道他们对破译ENIGMA作出的杰出贡献,却宁可把他们排除在破译ENIGMA的重要工作以外。      佐加尔斯基从此留在了英国,战后在巴特尔西(Battersea)技术学院任教,于1978年在普利茅茨去世。雷杰夫斯基战后回到了波兰,西班牙的难民营使他患上了风湿症。在波兹南大学他担任不重要的行政工作,直到1967年退休。温特伯坦姆的书使他第一次得知,他对ENIGMA的攻击方法是整个二战期间盟军破译德军ENIGMA码的基石。1980年雷杰夫斯基去世,享年75岁。      对于许多人来说,他们没有雷杰夫斯基那样幸运,这本书也许出版得太晚了。邓尼森(Alastair Dennison)是布莱切利公园第一任主任,在他去世后多年,他的女儿收到了他原来的同事的一封信:你父亲是一个伟大的人,很长的时间里,如果不是永远的话,所有说英语的人都欠着他一份债。只有很少的人知道他做了什么,这真是令人伤感的事情。      2000年7月17日,波兰政府向雷杰夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基追授波兰最高勋章。波兰总理布泽克在仪式上发表讲话指出:对许多人来说,ENIGMA的破译是对盟军在二战中胜利的最大贡献。      值得一提的是,即使是在关于ENIGMA的秘密被公之于众后,在非常长的一段时间里,波兰数学家在这方面的重大贡献没有得到应有的承认。大量的书籍和资料(包括温特伯坦姆的书,以及大英百科全书)把破译ENIGMA的功劳完全归于英国密码分析机构,对于波兰人在此事中所起作用不置一词。波兰的密码分析专家从未受到过盟国(美英法)的表彰。长期以来这使波兰对英国耿耿于怀。      具有讽刺意味的是,当2000年好莱坞影片《U-571》上映时,遭到了大量英国舆论的批评。影片描述了美国海军机智勇敢地夺取德国潜艇上ENIGMA机的故事。英国舆论认为,首先从德国潜艇上夺取ENIGMA机的是英国皇家海军,美国人这样做是把他人之功据为己有。      2000年9月英国约克公爵安德鲁王子在访问波兰时,代表英国政府将一台从德国潜艇上缴获的ENIGMA机赠送给波兰,表示对波兰在破译ENIGMA密码中作出的贡献的感谢。在演讲中他说:如果没有波兰数学家的发现,ENIGMA密码可能不能被破译。波兰总理布泽克对英国正式承认是由波兰人首先破译ENIGMA的态度表示非常满意,同时也希望能够早日改写大英百科全书中的有关条目。在1999、2000和2001年,在布莱切利公园都举行波兰日的纪念活动以纪念波兰数学家的贡献。      雷杰夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基   2001年4月21日,雷杰夫斯基、罗佐基和佐加尔斯基纪念基金在波兰华沙设立,基金会在华沙和伦敦设置了纪念波兰数学家的铭牌。2001年7月,基金会在布莱切利公园安放了一块基石,上面刻着丘吉尔的名言:在人类历史上,从未有如此多的人对如此少的人欠得如此多。这当然是为了纪念所有在破译ENIGMA的行动中做出贡献的人们。      阿兰.图灵没有能活到看见自己在破译ENIGMA中作出的巨大贡献为人所知的这一天,没有看到人们为此向他的深深敬意。在他生命的后来的时光,他并没有被看做一个英雄,而是因他的性倾向而饱受骚扰纠缠。1952年因被小偷入室行窃,他向警察报了案,但是不通世事使他忘了向警察掩盖他和另一位男士同居的事实。1952年3月31日图灵被警方逮捕,被以有伤风化罪的罪名起诉,并被判为有罪。在整个过程中他不得不忍受报纸对他的案件的公开报道。      他的性倾向被大众所知,私生活被曝于光天化日之下,政府取消了他在情报部门的工作,也不允许他继续进行可编程计算的研究。在入狱和治疗两者之间,图灵选择了注射激素和心理疗法,来治疗所谓的性欲倒错。此后图灵开始研究生物学、化学。由于这些治疗,他的脾气变得躁怒不安,性格更为阴沉怪僻,生理方面也出现了异常。1954年6月8日,人们在他的寓所发现了他的尸体。当代最伟大的头脑之一,就这样在四十二岁时离开了这个世界。今天,信息科学领域内最重要的奖项被命名为图灵奖。      那天当人们发现图灵时,在他的床头有一个咬了几口的苹果。尸体解剖表明是氰化物致死。在1954年6月7日的那个晚上,也许图灵耳边又回响起了二十年前的那首歌:毒液浸透苹果,如睡之死渗入。(完)
个人分类: 历史|4575 次阅读|0 个评论
高斯:离群索居的数学王子
hotjava 2009-10-25 22:08
高斯 (Johann Carl Friedrich Gauss)(1777年4月30日1855年2月23日), 生于不伦瑞克,卒于哥廷根,德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。 数学神童   历史上间或出现神童。神童常常出现在数学、音乐、棋艺等方面。卡尔弗 雷德里希高斯,一位数学神童,是各式各样的天才里最出色的一个。就像狮子 号称万兽之王,高斯在数学家之林中称王,他有一个美号数学王子。高斯不 仅被公认为是十九世纪最伟大的数学家,并且与阿基米德、牛顿并称为历史上三 个最伟大的数学家。现在阿基米德和牛顿的名字早已进入了中学的教科书,他们 的工作或多或少成为大众的常识,而高斯和他的数学仍遥不可及,甚至于在大学 的基础课程中也不出现。但高斯的肖像画却赫然印在10马克流通最广泛的德 国纸币上,相应地出现在美元和英镑上的分别是乔治华盛顿和伊丽莎白二世。   1777年4月30日,高斯出生在德国下萨克森洲的不伦瑞克(Braunscheig ),他的祖先里没有一个人可以说明为什么会产生高斯这样的天才。高斯的父 亲是个普通的劳动者,做过石匠、纤夫、花农,母亲是他父亲的第二个妻子,当 过女仆,没有受过什么教育,但她聪明善良,有幽默感,并且个性很强,她以97 岁高寿仙逝,高斯是她的独养儿子。据说高斯3岁时就发现父亲帐簿上的一处错 误。高斯9岁那年在公立小学读书,一次他的老师为了让学生们有事干,叫他们 把从1到100这些数加起来,高斯几乎立刻就把写好结果的石板面朝下放在自己的 桌子上,当所有的石板最终被翻过时,这位老师惊讶地发现只有高斯得出了正确 的答案:5050,但是没有演算过程。高斯已经在脑子里对这个算术级数求了和, 他注意到了1+100=101,2+99=101,3+98=101这么一来,就等于50个 101相加,从而答案是5050。高斯在晚年常幽默地宣称,在他会说话之前就会计 算,还说他问了大人字母如何发音,就自己学着读起书来。   高斯的早熟引起了不伦瑞克公爵的注意,这位公爵是个热心肠的赞助人。高 斯14岁进不伦瑞克学院,18岁入哥廷根大学。当时的哥廷根仍默默无闻,由于高 斯的到来,才使得这所日后享誉世界的大学变得重要起来。起初,高斯在做个语 言学家抑或数学家之间犹豫不决,他决心献身数学是1796年3月30日的事了。当 他差一个月满19岁时,他对正多边形的欧几里德作图理论(只用圆规和没有刻度 的直尺)做出了惊人的贡献,尤其是,发现了作正十七边形的方法,这是一个有 着二千多年历史的数学悬案。高斯初出茅庐,就已经炉火纯青了,而且以后的五 十年间他一直维持这样的水准。高斯所处的时代,正是德国浪漫主义盛行的时代。 高斯受时尚的影响,在其私函和讲述中,充满了美丽的词藻。高斯说过:数学 是科学的皇后,而数论是数学的女王。那个时代的人也都称高斯为数学王 子。事实上,纵观高斯整个一生的工作,似乎也带有浪漫主义的色彩。 多才多艺   高斯不仅是数学家,还是那个时代最伟大的物理学家和天文学家之一。在 《算术研究》问世的同一年,即1801年的元旦,一位意大利天文学家在西西里岛 观察到在白羊座(A r ie s)附近有光度八等的星移动,这颗现在被称作谷神星 (C e re s)的小行星在天空出现了41天,扫过八度角之后,就在太阳的光芒下 没了踪影。当时天文学家无法确定这颗新星是彗星还是行星,这个问题很快成了 学术界关注的焦点,甚至成了哲学问题。黑格尔就曾写文章嘲讽天文学家说,不 必那么热衷去找寻第八颗行星,他认为用他的逻辑方法可以证明太阳系的行星, 不多不少正好是七颗。高斯也对这颗星着了迷,他利用天文学家提供的观测资料, 不慌不忙地算出了它的轨迹。不管黑格尔有多么不高兴,几个月以后,这颗最早 发现迄今仍是最大的小行星准时出现在高斯指定的位置上。自那以后,小行星、 大行星(海王星和冥王星)接二连三地被发现了。   在物理学方面高斯最引人注目的成就是在1833年和物理学家韦伯发明了有线 电报,这使高斯的声望超出了学术圈而进入公众社会。除此以外,高斯在力学、 测地学、水工学、电动学、磁学和光学等方面均有杰出的贡献。即使是数学方面, 我们谈到的也只是他年轻时候在数论领域里所做的一小部分工作,在他漫长的一 生中,他几乎在数学的每个领域都有开创性的工作。例如,在他发表了《曲面论 上的一般研究》之后大约一个世纪,爱因斯坦评论说:高斯对于近代物理学的 发展,尤其是对于相对论的数学基础所作的贡献(指曲面论),其重要性是超越 一切,无与伦比的。    高处不胜寒   在高斯的时代,几乎找不到什么人能够分享他的想法或向他提供新的观念。 每当他发现新的理论时,他没有人可以讨论。这种孤独的感觉,经年累月积存下 来,就造成他高高在上、冷若冰霜的心境了。这种智慧上的孤独,在历史上只有 很少几个伟人感受过。高斯从不参加公开争论,他对辩论一向深恶痛绝,他认为 那很容易演变成愚蠢的喊叫,这或许是他从小对粗暴专制的父亲一种心理上的反 抗。高斯成名后很少离开过哥廷根,他曾多次拒绝柏林、圣彼德堡等地科学院的 邀请。高斯甚至厌恶教学,也不热衷于培养和发现年轻人,自然就谈不上创立什 么学派,这主要是由于高斯天赋之优异,因而心灵上离群索居。可这不等于说高 斯没有出类拔萃的学生,黎曼、狄里克雷都堪称伟大的数学家,戴特金和艾森斯 坦也对数学作出了杰出贡献。但是由于高斯的登峰造极,在这几个人中,也只有 黎曼(在狄里克雷死后继承了高斯的职位)被认为和高斯比较亲近。   和高斯同时代的伟大数学家雅可比和阿贝尔都抱怨高斯漠视了他们的成就。 雅可比是个很有思想的人,他有一句流传至今的名言:科学的唯一目的是为人 类的精神增光。他是高斯的同胞,又是狄里克雷的丈人,但他一直没能和高斯 攀上亲密的友情。在1849年哥廷根那次庆祝会上,从柏林赶来的雅可比坐在高斯 身旁的荣誉席上,当他想找话题谈数学时,高斯不予理睬,这可能是时机不对, 当时高斯几杯甜酒下肚,有点不能自制;但即使换个场合,结果恐怕也是一样。 在给他兄弟论及该宴会的一封信中,雅克比写到,你要知道,在这二十年里, 他(高斯)从未提及我和狄里克雷   阿贝尔的命运很惨,他与后来的同胞易卜生、格里格和蒙克一样,是在自己 领域里唯一取得世界性成就的挪威人。他是一个伟大的天才,却过着贫穷的生活, 毫无同时代人的了解。阿贝尔20岁时,解决了数学史上的一个大问题,即证明了 用根式解一般五次方程的不可能性,他将短短六页不可解的证明寄给欧洲一 些著名的数学家,高斯自然也收到了一份。阿贝尔在引言中满怀信心,以为数学 家们会亲切地接受这篇论文。不久,乡村牧师的儿子阿贝尔开始了他一生唯一的 一次远足,当时他想以这篇文章作敲门砖。阿贝尔此行最大的愿望就是拜访高斯, 但高斯高不可攀,只是将论文瞄了几行,便把它丢在一旁,仍然专心于自己的研 究工作。阿贝尔只得在从巴黎去往柏林的旅途中,以渐增的痛苦绕过哥廷根。   高斯虽然孤傲,但令人惊奇的是,他春风得意地度过了中产阶级的一生,而 没有遭受到冷酷现实的打击;这种打击常无情地加诸于每个脱离现实环境生活的 人。或许高斯讲求实效和追求完美的性格,有助于让他抓住生活中的简单现实。 高斯22岁获博士学位,25岁当选圣彼德堡科学院外籍院士,30岁任哥廷根大学数 学教授兼天文台台长。虽说高斯不喜欢浮华荣耀,但在他成名后的五十年间,这 些东西就像雨点似的落在他身上,几乎整个欧洲都卷入了这场授奖的风潮,他一 生共获得75种形形色色的荣誉,包括1818年英王乔治三世赐封的参议员, 1845年又被赐封为首席参议员。高斯的两次婚姻也都非常幸福,第一个妻子 死于难产后,不到十个月,高斯又娶了第二个妻子。心理学和生理学上有一个常 见的现象,婚姻生活过得幸福的人,常在丧偶之后很快再婚,一生赤贫的音乐家 约翰塞巴斯蒂安巴赫也是这样。    一个伟大的文化结晶   高斯始终没有忘记不伦瑞克公爵的恩情,他一直对他的赞助人在1806年惨死 在拿破仑手下这件事耿耿于怀,因而拒不接受法国大革命的信条和由此引发的民 主思潮的影响,他的学生都称他为保守派。从这点来看,高斯可以说是贵族专制 社会体系中最后一个也是最伟大的一个文化结晶。高斯很喜欢文学,他 把歌德的作品遍览无遗,却不怎么推崇。由于与生俱来的语言特长,使高斯阅读 外文得心应手。他精通英语、法语、俄语、丹麦语,对意大利语、西班牙语和瑞 典语也略知一二,他的私人日记是用拉丁文写的。高斯50岁时,又开始学习俄语, 部分原因是为了阅读年轻的诗人普希金的原作。不过,高斯的语言天赋在数学家 中并不算最突出的,使爱尔兰人在数学领域享有盛誉的神童哈密尔顿,他在13岁 的时候就能够流利地讲13种外语。高斯爱看蒙田、卢梭等人的作品,却不怎么喜 欢莎士比亚的悲剧,但他选择了《李尔王》中的两行诗作为自己的座右铭,   大自然啊,我的女神,   我愿为你献身,终身不渝。   高斯最钦佩的英语作家是司各特,几乎阅读了他所有的作品。有一次,高斯 在司各特爵士有关自然景观的描述中找到了一个错误(满月是从西北方向升起来 的),因而狂喜不已。他不仅在自己那本书上把它纠正过来,还跑到哥廷根书店 把其它未售出的书都改了。   和所有伟大的数学家一样,抽象符号对高斯来说并非虚幻而不真实的。有一 次他谈到:灵魂的满足是一种更高的境界,物质的满足是多余的。至于我把数 学应用到几块泥巴组成的星球,或应用到纯粹数学的问题上,这一点并不重要。 但后者常常带给我更大的满足。高斯的身体一直不错,在他晚年受到病魔袭击 之前,他一直没有在宗教或精神上花时间。心脏病不断摧毁他的意志,1848年, 高斯写信给他最亲密的朋友说:我经历的生活,虽然像一条彩带飞舞过整个世 界,但也有其痛苦的一面。这种感受到了年迈的时候更是不能自持,我乐于承认, 如果换一个人来过我的生活的话,也许会快乐得多。另一方面,这更使我体会到 生命的空虚,每一个接近生命尽头的人,都一定会有这种感觉他又说: 有些问题,如果能解答的话,我认为比解答数学问题更有超然的价值,比如有 关人类和神的关系,我们的归宿,我们的将来等等。这些问题的解答,远超出我 们能力之所及,也非科学的范围内能够做到。1855年2月23日清晨,高斯在睡 梦中平静地与世长辞,享年77岁。他曾经要求在他的墓碑上刻一个正十七边形, 但事与愿违,在不伦瑞克的高斯纪念塔上所刻的是一颗有十七个角的星,因为雕 刻工认为正十七边形刻出来后几乎和圆一模一样。   高斯曾被形容为:能从九霄云外的高度按照某种观点掌握星空和深奥数学 的天才。他将自己的数种天赋有创造力的直觉,卓越的计算能力,严密的 逻辑推理,十全十美的实验和谐地组合在一起,这种能力的组合使得高斯出 类拔萃,在人类历史上找不到几个对手。习惯上只有阿基米德和牛顿与他相提并 论,他们都非常多才多艺。以理论家来说,爱因斯坦也属同一水准,但他有所限 制,因为他不是实验家。
个人分类: 生活点滴|3911 次阅读|1 个评论
Wisconsin(Madison)大学教授杨同海访谈录
热度 1 arithwsun 2009-10-8 19:56
杨同海教授访谈录(《中国数学会通讯》2009年第一期) 《中国数学会通讯》2009年第一期 君 子 以 自 强 不 息 --杨同海教授访谈录 特邀主持人:王永晖,刘文新 特邀记者: 王赫楠 王永晖 ( 首都师范大学数学科学学院教授):今天我们很高兴采访美国威斯康星大学的杨同海教授,杨教授是国际知名的数论专家,他不但在数学上做出了出色的成就,而且他的人生之路非常独特,相信会对大家有所启迪。 1. 成长与求学 王永晖 :杨老师,您好!我们今天参加访谈的成员分属三个年龄层次,我 是 70 年代生人, 现在是老师,刘文新在读博士,王赫楠马上要考研,想考数学教育专业。 杨同海 (美国威斯康星大学教授,中国国家杰出青年基金( B 类)获得者):大家好!很高兴和大家做一个交流。我对教育也很感兴趣,一方面我是师范出身;另一方面,我的孩子在美国上学,一个上高一,另一个上小学。我比较了国内外的教育后发现都存在着一些问题,中国的教育比较死板 ,美国 的教育则比较放羊。 刘文新 ( 北京师范大学数学系博士生) :国内的考试太多。 杨同海 :一切都围绕着考试转,弄得小孩子没有任何的自由。高考更是一锤子买卖,给人精神压力太大。 王永晖 :您的考试能力怎样? 杨同海 :挺好的,都能及格吧。 王永晖 :我看您的简历,当初您上的是一所专科学校,为什么没考上一所很好的大学呢?抱歉,我的问题有点尖锐。 杨同海 :没关系。当时文化大革命刚结束, 77 年恢复高考,而且还开始有了数学竞赛。那时我在读高一,就参加了县里的数学竞赛,并且幸运地得到了第一名。到了 78 年高考时,县里说数学竞赛的前四名可以参加高考。 王永晖 :也就是说,您高一时就参加高考了。 杨同海 :是的。我的数学成绩比较突出,但其它科目并未达到高中毕业的水平,因此,高考的总成绩就拉下来了。当时的人们一般都比较服从安排,再说能从农村出来也很不容易,于是,在接到徽州师专的录取通知书后,我就去了。 王永晖 :您专科毕业时还很小吧?专科毕业后就去教书了吗? 杨同海 :是的,我专科毕业时还不 到 17 岁,专科毕业后我 在农村 教了4年的书。 王永晖 :您觉得这个过程是不是有点浪费时间? 杨同海 :嗯,不能说是浪费,我觉得这段时间是我人生观形成的重要阶段。在我当学生的时候,会遇到各种年龄的同学,有的年龄甚至比我大一倍还多,他们的背景和经历也是各色各样的。这使得我能够更加了解社会,看事情比较达观。表现在做学问上,就是尽力而为,做出来感觉是福气,做不出来也不特别固执。 王永晖 :我觉得您在做学问上没有什么框框,是不是因为那时候的影响?您上学时正好是中国教育传统势力不很强大的时候,可以凭自己的兴趣去自由地探索。现在的教育体制把学生压着高考、考研,到头来反而不会做学问了。 杨同海 :确实如此。冯克勤老师说过,做学问要一边学、一边做,同时也要一边做、一边学。不能把所有的东西都学完了再做,那时候热情和精力都没有了。我在做博士的时候,不懂高维的 theta 函数,打算去学。我的导师就说,你先把低维的搞清楚,一边做,一边学,一步步地前进。 刘文新 :我觉得杨老师说得很有道理。 杨同海 :在做的过程中你发现不懂的东西,再去学会更有动力。 王永晖 :您是从安徽师大硕士毕业后去的中国科大吧?您在硕士阶段学的是什么专业? 杨同海 :我在安徽师大学的是环论。从安徽师大毕业后,我到中国科大当老师,才开始跟着冯克勤、陆洪文两位老师学习数论。那时,我是又教书又当学生。 王永晖 :您到了美国后是在哪所大学? 杨同海 :马里兰大学。刚去的时候,我是跟着 Washington 教授学,他写的 《分圆域》一书很有名。我在听 Rohrlich 教授的课时, 解决了他在课堂上提出的一个问题,文章发在 Duke 杂志 上了。 后来,我又去听 Kudla 教授开的 Shimura 曲线 的课,跟他讨论问题。他有些想法,就开始指点我做,我们每周至少讨论一次。这样和 Kudla 教授 一起做了半年,就做出来了博士论文。 王永晖 :这篇文章发在哪里了? 杨同海 : 一部分发在 Crelle 杂志 上 , 另一部分发在 Compositio 杂志 上 , 还有一部分和 Rodriguez Villegas 合作 , 发表在 Duke 杂志 上。在做博士论文答辩时 , 励建书 教授提了一些建议,根据他的建议和指导,我又做了一篇文章发在 Trans. AMS 上。 王永晖 :您提到的这些教授都是数论方面的名家,您能写出这么多的好文章,是不是跟在美国有许多这方面的专家可以交流、讨论有关呢? 杨同海 :是的。和别人交流、讨论,对于做研究有许多帮助,国内这方面的专家较少,讨论就会比较少。 王永晖 : 后来您和 Kudla , Rapoport 合作了很多文章吗 ? 你们的合作有没有什么模式或约定 ? 杨同海 :一共合作了 两篇文章、一本书。也没有特别的合作模式,实际上是我和 Rapoport 在帮 Kudla 做 。 Kudla 有个很大的计划,他的猜想非常精细 , 每个都需要算清楚。他要是自己算就很费劲,我们三个人一起做,就会比较快。 王永晖 : 您当年出国后 , 有没有像现在的许多留学生一样 ,想 转成金融或计算机之类的专业呢? 杨同海 :想是想过,只是比较懒,我想等找不到工作后再说。开始找工作时,抱着试一试的态度。我面试了几个学校,然后找到了纽约州立大学石溪分校。 刘文新 :就是杨振宁教授呆的那个地方吗? 杨同海 :是的,当时他在6层,我在4层。 刘文新 :您和杨振宁教授说过话吗? 杨同海 :我们在电梯里见过一次,以后还聊过一次。石溪分校那个地方环境很好,离海边很近。第二年,我得到了一个由美国数学学会颁发的一年的 Centenial Fellowship 。这个奖项每年给两至四位数学家,用所给的经费可以到其它地方去学习。 王永晖 :现在中国好像还没有类似的奖项和经费。这个经费大概有多少? 杨同海 :那个时候是3万8千美元,不是很多。有了这个经费,我就去哈佛大学访问了一年。在这一年里,我学习了很多东西。 王永晖 :当时在哈佛大学有哪些数论方向的人呢? 杨同海 : 哈佛大学的数论很强 , 有 Mazur , Gross , Taylor , Elkies 这些名家, 还有很多博士后和访问学者。 Ken Ono 刚到威斯康星大学,他是代数数论年轻一辈中的佼佼者,他邀请我申请到威斯康星大学去。 Gross 教授 也支持我去,这样我就到了威斯康星大学。 王永晖 :这就是咱们中国人常说的人挪活,树挪死的道理吧,现在很多年轻的数学家也发现了这个道理。 杨同海 :是呀,在美国也是这样的。 王永晖 :美国的学术评价体系应该和中国的不太一样吧。在国内,主要靠 SCI 上发表文章的数量和级别来找工作、评职称等。在美国找工作或者从副教授升为正教授时,对于文章的数量或级别有没有量化的规定呢? 杨同海 :很具体的量化指标倒是没有,但文章是要看的,文章既要有高的质量,又要有一定的数量。 王永晖 :其实也要看杂志的牌子,是吧? 杨同海 :对,要看杂志的牌子和别人对你的文章的评价。一般系里要找十几个人写评价信,而且不是你自己去找。 王永晖 :在美国比较容易找,因为做数论的人多。在国内要想找十几位做数论的人来写评价,确实有些困难,而且这些人也不一定都能看得懂你的文章呀。 杨同海 :确实会有困难。但是不一定要把文章看懂,主要是看文章的重要性,影响力,和独创性。 王永晖 :最近丘成桐先生在国内有关高等教育的演讲中,也提到了评审体系。现在我们首师大数学院评职称,就是由全体教授来投票评定的。 杨同海 :那挺好。由教授们来评定,大体上来说还是很公平的。 王永晖 :在美国也是由所有的教授来评定吗? 杨同海 :先由委员会来定, 再 报到系里 , 由比你高的教授介绍你的工作 。 这些你都不必操心,只需帮助他们准备你自己的材料。 王永晖 :自己不用作报告吗? 杨同海 :不用。由比你高的教授准备你的材料和推荐信,加起来有100多页,每个教授一份,需要全票通过才行。然后上报学院和学校批准。 王永晖 :那 就是说,先由委员会 通过,再由全系教授通过,这跟国内的程序正好相反。 杨同海 :在进行的过程中,委员会 只给出建议,没有具体名额限制,整个过程自己基本上不用参与。 王永晖 :到什么时候可以评正教授呢? 杨同海 :其实评副教授是最关键的,从副教授到评正教授需要4到6年,就没有那么复杂了。在美国工资和职称有时不成正比,会出现副教授比教授工资高的情况,工资的高低是需要谈判的。 王永晖 :那您擅长谈判吗? 杨同海 :我不擅长,工资差不多就行了。 王永晖 :威斯康星大学在美国大学中的排名怎样?数学的排名又怎样? 杨同海 :挺靠前的。数学大概是前十几名左右。要是看研究,我们是很靠前的。要是看大学教育,我们就在中间了,因为我们是公立学校,要招收很多学生。 王永晖 :您所在的系里从事数论研究的人还挺多的吧? 杨同海 :有4个教授,还有3个博士后。 王永晖 :在国外大学的每个数学系里,好像都有几位做数论的人,相比之下,国内做数论的人确实太少了。 杨同海 :国内的一些数论分支起步较晚。比如,在70年代末,冯克勤老师等人才开始做代数数论。现代代数数论是50年代后期发展起来的,正赶上中国的大跃进和文化大革命。当然,现在情况已经好了很多。 2. 基金会 王永晖 :我读过一些数学家的传记,里面描写了数学家如何得到社会的关爱和支持,逐步走向成功。但由数学家来设立慈善机构帮助其他人,我还是头一回听说。杨老师,听说您在家乡安徽宁国成立了一个教育基金会。 杨同海 :对。我们有两个基金会,一个在美国,叫 Hometown Education Foundation ,另一个在国内,叫宁国市中美爱心促进会。美国那边的基金会主要由我来操作,国内的则由胡寄宁先生主管。他是我在徽州师专时的同学,做事非常认真。我们的网站是 www .loveedu.org.cn (中国), www.HometownEducation.org (美国)。 从2004年开始,我每年回家都会去乡下调查,到学生家里看看。他们确实很穷,非常感谢我们的资助。大家可以从我们的网站上看到相关的照片,也希望得到大家的支持。 王永晖 :胡先生在那里算是兼职,是吗? 杨同海 :我们都是兼职,没有人挣钱,都是往里贴钱。 王永晖 :这在操作过程中如何体现呢? 杨同海 :其实很简单。你可以在网上查到,每个人捐了多少钱,一共用了多少,资助了哪些学生。比如,去年暑假,我带了两万美元回来,加上国内约十万元的捐款,共资助了473名学生。今年我带了两万四千美元回来,加上国内的十几万元捐款, 共 资助600多名学生。 我们宁国市中美爱心促进会是由宁国市民政局正式批准的一个慈善组织。每年的账目民政局都会检查,是公开的。至于资助流程是这样的:首先由学生填表,班主任及另一位老师签字确认,学校申报。我们确认后就进行资助。我们每年分两次进行资助,每学期一半。资助款主要用于资助学生的书本费,如有剩余再发给学生作为生活补贴。 王永晖 :那么,资助额度是多少呢? 杨同海 :小学生每年200-400元,初中生每年400-600元,高中生每年1000-1200元。并且我们有许多一帮一的,一年的费用分别为400,600和1000元(美国1200元)。 王永晖 :按道理来讲,学生的学杂费都应是由国家来承担的呀!近几年国家也出台了相关政策,免除学生的学费和学杂费。 杨同海 :是呀。学杂费刚免除。我们的资助款主要用于学生的书本费。初中学生每年的书本费不到600元,但是我们给600元,多出的部分帮助他们解决在学校住宿和吃饭的一些费用。农村的孩子读书,基本上离家很远,中午在学校吃午饭,有些还得住校。 王永晖 : 当年中日甲午战争,中国对日本的赔款,日本很多都用在了教育当中,学杂费全免,而且管学生一顿午饭。 杨同海 :美国也是这样的。家庭十分困难的,早餐和午餐费就全免;家庭较困难的,早餐和午餐费适当减免;家庭还可以的,早餐和午餐费就交相应的费用。家庭困难与否,要看是否得到了国家的资助。 王永晖 :您现在做的事,实际上是在替国家做。 杨同海 :我们只是尽力帮助特别需要帮助的贫困学生。贫困学生等不及国家的政策,现在就需要我们大家的帮助继续读书。 刘文新 :宁国是革命老区吗? 杨同海 :不是。宁国的生活在安徽来说算是不错的,所以也比较好做事情。在整个资助过程中,实际工作还是很辛苦的。我们促进会的会长是胡寄宁,另外还有一名会计。目前,还有一个朋友在帮忙。他们都很辛苦。 王永晖 :要是有教育系统内部的人帮忙就会好多了。 杨同海 :对,但教课的老师一般都比较忙。胡寄宁在教委工作,他很有爱心,最早我是和他谈起办促进会这个事情的。原来我经常听说,有人因为上不起高中,就去卖血等等,所以我就有了资助学生上高中的最初想法。后来胡寄宁跟我说,其实小学和初中也有很多的问题。我到农村去了解情况时,看到最凄惨的情况之一就是:父母一个懒,一个傻,爷爷奶奶想管孩子上学又无能为力,实在可怜。 王永晖 :您做了这么多的善事,您现在回宁国,是不是人们都认识您? 杨同海 :资助都是以促进会的名义进行的,而不是以我个人的名义。 王永晖 :您每年资助600多个学生,影响力应该很大呀! 杨同海 :中美爱心促进会的影响力在当地是相当大的。 王永晖 :您当时为什么选择在宁国市做,而不选择在您的村里做呢? 杨同海 :在宁国市做能帮助更多的学生,影响力也更大些。帮助生人也很好,两个人没有任何关系,也牵扯不到谁欠谁的情。办完就完了,不用再想其它的了。 王永晖 :前些日子,有些慈善机构要求学生感恩,弄得很不愉快。 杨同海 :我也听说过这些事情,觉得实在没必要。钱对于每个人的作用不同,几百块钱对我们来说不算什么,但对于贫困学生来说,那是至关重要的,这可以帮助他们顺利完成学业。 王永晖 :像您这样的心态很好。您要求那些学生写感谢信之类的吗? 杨同海 :在一帮一的资助中,是需要写的。这不单是感谢信,更重要的是让资助者及时了解他们所资助的学生的情况。像在美国,有的人资助好几个学生,他并不需要学生感恩,也不在乎学生的成绩怎么样。彼此的通信只是想了解学生的情况,另一方面,还让资助者掌握他的资助款的去向。把学生的基本情况,包括电话、通信地址告诉他,会便于了解情况。 王永晖 :捐款的一般都是哪些人呢? 杨同海 :为我们捐款的人来自祖国的东西南北,还有 很多 外国人。其中 大部分 不是宁国人,很多人和宁国没任何关系,他们甚至不知道宁国市在哪里,但知道哪些贫困学生需要资助,因为我们在网上有介绍。 王永晖 :有匿名捐款的吗? 杨同海 :有呀。有些人不愿意把名字放上,就匿名捐了。 王永晖 :中国人的家乡观念、团体观念都是比较重的。大学里有校友会,就是联络校友给自己的学校做些事情。 杨同海 :咱们中国人为亲人和朋友们办事,都是尽心尽力的。对于不认识的人,好像就会有我为什么要做这种想法。但随着时代的进步,人们的想法也都在变。 王永晖 :您在美国的基金会是真正的基金会吗?在美国办这种基金会手续复杂吗? 杨同海 :是真正的基金会。一开始很简单,申请一个号就行了,正式批准会麻烦一些。 王永晖 :您的基金会正式批准了吗?需要律师帮助您吗? 杨同海 :2005年正式批准的。不需要律师 , 自己就可以做。正式批准后,公司来捐款时,就可以免税。有些公司像微软、摩托罗拉等,捐款政策是公司员工捐一块,公司也捐一块,实际上就是两块。 王永晖 :您有没有计划把您的基金会做得更大一些呢? 杨同海 :过些年再说吧。做这个事情的关键是要有人去操作,我想再以同样的方式做一两个县是没问题的。 王永晖 :当时怎么会有想法去做这些事呢?您开始做时已经是副教授了吗? 杨同海 :原因我前面已经说了一些。我当时是副教授了,拿到了 终身职位 。但我早在这之前就有想法了,不过我不知道别人怎么看待这件事。我2000年回国后,就着手准备这件事,直到2004年才正式开始做。 王永晖 :如果按传统的观念,会有人说您是不务正业。 杨同海 :是这样的。不过实际效果是挺好的,有许多人受益,而我也没耽误自己的学业。 王永晖 :在国内的这个为什么叫促进会而不叫基金会呢? 杨同海 :在国内做基金会是要有很大规模的。 王永晖 :您有没有想法再在大学生这个层面上来做呢? 杨同海 :还没有。资助大学生需要很多钱,会大大超出我目前的能力。 王永晖 :您的基金会在工作流程上一定很有特色吧! 杨同海 :我们在工作流程上是比较简单的,我们的资助比较持续,将小孩子从小学一直资助到高中毕业。 政府有两个大的工程,一个是希望工程,另一个是妇联的春蕾计划。希望工程的覆盖面很广,平均资助较少;春蕾计划相对比较分散,一次性资助。现在有些华侨找侨联办慈善事业,基本上是参照我们的模式,先找些需要资助的孩子,将他们从小管到大。 刘文新 :在假期里,您有没有把500多人集中起来搞些什么活动呢? 杨同海 :没有。由于面子等原因,有些人不愿意让别人知道自己受资助。 王永晖 :您现在只是资助,有没有设立奖学金之类的项目? 杨同海 :没有。我们的目的是帮助贫困学生得到最基本的教育。 王永晖 :杨老师在工作之余从事慈善事业,这在数学家里非常独特,希望这些学生能早日成为国家的有用人材。 3. 健康 王永晖 :令我很感动的是,杨老师这样关怀别人,而他自己的健康情况却非常不好。 我听说您前两年做过一个换肾手术,我们可否谈一谈关于健康的话题,这对于大家也是一个提醒。 杨同海 :我们每年都要做体检的,但其中有两年我没去。2004年秋天,我总觉得有些累,想想可能是数学做多了的缘故。在体检验血时发现肾指标不对,就去找专家,专家说我的肾很快就没有用了。 王永晖 :您具体是一种什么感觉呢?有没有觉得腰疼之类的? 杨同海 :就感觉累、困,没有什么其它的不适。检查结果出来后,医生要我排队换肾。当时已经到了第四期后期,第五期就是肾衰竭,说明问题已经相当严重了。 王永晖 :您在等肾源的过程中,有没有尝试回国用中医来治疗? 杨同海 :我咨询过,但是自己不敢尝试,我是严格按照医生制定的方案来做的。 王永晖 :那您的肾怎么会出问题呢? 杨同海 :当时查不出来,医生认为可能与高血压有关。 王永晖 :我听说您家乡宁国的水土不太好。 杨同海 :这也许是一个原因。因为水中的金属含量很高,所以许多宁国人被检查出有肾结石。我的肾已经萎缩了,所以有没有结石也不清楚。 我刚知道自己的病情时,我们全家都很紧张,不知该怎么办。大约一个月之后,才慢慢调整过来。刚开始真是痛苦,也不知道自己能活多久,而且医生说必须要做透析。 王永晖 :您后来做了吗? 杨同海 :没有,我的运气比较好,只有当肾完全没用时才做透析。医生说没什么可怕的,但想起来还是挺可怕的,把浑身的血都抽出来,借助外在设备洗干净后再送回去。 刘文新 :那要花很多治疗费吧! 杨同海 :在美国,我有保险,可以报销。 王永晖 :保险是国家的吗? 杨同海 :是学校提供的保险。在美国,如果肾病患者没有保险,国家也会给予帮助的。从80年代肾移植技术出现后,美国相关部门就颁布了法律,肾病患者由 Medicare 这个机构提供帮助。 王永晖 :这说明美国这类病人很少吧! 杨同海 :不,有很多人。每年约有6万多人等待肾源,而只有1万多人能实施手术,因为没有足够的肾源。 王永晖 :可以从中国寻求肾源吗? 杨同海 :如果那样的话,就要到中国来做手术。 王永晖 :那还挺复杂的。您知道整个手术的大概费用吗? 杨同海 :有十几万美金吧。之所以说我很幸运,是因为我只等了半年就找到了匹配的肾源。 刘文新 :您那段时间还做数学吗? 杨同海 :还是会想想的。 刘文新 :一般人到了这个份儿上,恐怕都去看小说了。 杨同海 :小说也看,数学也要做,只不过不像以前搞得那么累了。 王永晖 :系里知道您的病情后,还给您安排课吗? 杨同海 :那个学期还在继续教,接下来的学期我就做手术了,课程方面请一些朋友和同事帮忙,他们都很乐意帮助我。 王永晖 :您是换了一个肾,还是两个肾都换啦? 杨同海 :实际上不是换肾,只是外加了一个肾进去,新肾代替旧肾的功能。新肾就放在腹部这个位置,因为这样植入比较方便。 王赫楠 (首都师范大学数学科学学院本科生):那就是说以前的肾还在呀,您要不说我们还真不懂。 王永晖 :您是不是因为做数学太累,工作太投入,以至于肾出了问题都没有察觉? 杨同海 :那么多数学家都很投入呀!他们也都很好嘛。医学上的事情很难说。 王永晖 :我自己做数学没投入到您那种地步,身体稍有不适就歇着了。 杨同海 :这样也对,身体太重要了!一旦身体不舒服,就应该马上到医院检查,而且每年都要做体检,疾病要早发现早治疗!我要是早知道病情,也不会到那种地步了。 王永晖 :您现在还在继续吃药吗? 杨同海 :我一直在吃反排斥的药。 王永晖 :我看您现在工作还特别勤奋,在讨论班上和同事们讨论问题很激烈。 杨同海 :我现在也比较注意休息了。 王永晖 :您除了数学和基金会以外,还有什么其它的爱好吗? 杨同海 :喜欢打乒乓球。有时在家里打,有时到当地的俱乐部去打。 王永晖 :乒乓球的运动量还是挺大的,我向您推荐打太极拳。 杨同海 :我学过太极拳,但没学会。我还喜欢走路。 王永晖 :走路也很好。您换完肾后要不要特别注意点什么呢? 杨同海 :不用。在美国反倒不像国内那么讲究,能和平常一样过日子就行了。 王永晖 :估计您的幸运与您的性格有关。您的性格是不是受家庭的影响?您父母是不是都很开朗? 杨同海 :我父母都是农民,他们聪明、开朗、乐于助人,对我的影响很大。 王永晖 :您做基金会有没有听取父母的意见? 杨同海 :我父亲已经过世了,但我想他一定会支持的。我母亲保持中立,主要是怕我累坏了。 王永晖 :今天很高兴和杨老师谈了方方面面的事情,学到了很多东西。我们的古人说过:天行健,君子以自强不息。我想这句话用在杨老师身上是很贴切的,他的经历对于大家特别是我们年轻一代会很有启迪。在此,我们衷心地祝愿杨老师身体健康,在数学和基金会两方面不断做出新成绩! 杨同海 :谢谢大家! 这是我们去年暑假做的,跟杨同海老师已经认识好几年了,很喜欢他的性格,感觉他身上有新闻点。所以去年暑假,上午我们听完一个报告后,下午大家找了个咖啡馆聊了3个小时,文字润色过几次,完成了数学会通讯的这个不限期任务。 我还是喜欢数学工作者采访数学工作者的数学科普方法,这方面,台湾做得很不错。大家可以看看刘太平采访丘成桐的文章,水平比国内的相同采访文章,要高很多。 doc链接的版本,是数学会通讯的正式版式,比较好看。已距发表日期数月了,所以《通讯》已允许拿到博客上晒了。 interview.doc
个人分类: Book-W|11260 次阅读|1 个评论
《吴文俊传》读书摘要
初数爱好者李明 2009-10-8 14:59
1.吴文俊1919年5月12日生于上海,中学时钟爱物理而自学数学.读英文原版小说《三剑客》及其续集打下了扎实的英语基础. 2.1936年就读于上海交大数学系,大三时对拓扑学兴趣浓厚,常去图书馆读豪斯多夫等人的著作,并阅读波兰著名数学期刊《数学基础》. 3.1940-1945任中学教师,1945年秋任大学助教. 4.1946年夏,国民党政府教育部招考中法留学交换生,40人考中,数学专业考中的4人里面,吴文俊第一,其它三位是田方增、严志达、余家荣. 5.1946年6月,陈省身重返祖国,在上海建立中央研究院数学研究所(后迁至南京),同年8月,吴文俊成为该所研究员,受陈省身指导.期间,他简证了惠特尼对偶定理,由陈省身推荐在普林斯顿大学《数学年刊》上发表,惠特尼看后说:我的证明(未公开发表)可以扔掉了. 6.1947年,留学法国斯特拉斯堡大学,师从埃瑞斯曼研究拓扑.期间,结识了霍普夫、托姆、江泽涵、关肇直,并参加了布尔巴基数学讨论班. 7.1949年初,获法国国家博士学位,同年秋,应H.嘉当之邀到巴黎的法国国家科学研究中心做研究工作,受H.嘉当的指导.次年,提出了吴示性类和吴公式. 8.1951年,当普林斯顿大学的聘书寄到巴黎时,吴文俊已经在开往新中国的船上了. 9.1952年8月,任北大教授(受系主任江泽涵的邀请),同年12月,调入中科院数学研究所(所长华罗庚),任研究员.次年结婚. 10.1956年,以吴示嵌类荣获首届国家自然科学奖一等奖,同获一等奖的另外两位专家是华罗庚(典型域上的多复变函数论)和钱学森(工程控制论).同年,参加第三届全苏数学会议,结识了盖尔丰德和庞特里亚金. 10.1957年3月,时年38岁的吴文俊被增选为中科院院士,成为最年轻的院士.同年9月访问波兰和法国. 11.1958年,吴文俊受邀在国际数学家大会作示嵌类报告(未成行).同年9月,由中科院主办的中国科技大学建校,华罗庚任该校应用数学与计算机技术系主任,吴文俊任系副主任. 12.1971年,受文革影响,被下放到无线电一厂参加劳动. 13.1974年,吴文俊开始对中国数学史进行深入研究,1976年他开始研究定理的机械化证明. 14.1978年3月8日,全国政协第一届委员会第一次会议胜利闭幕,吴文俊当选为政协常委. 15.1979年,吴文俊偕夫人,与陈景润一同访美,应王浩之邀在纽约洛克菲勒大学作机器证明学术报告,先后会见了米尔诺和斯梅尔.同年,中科院系统研究所成立,关肇直任所长,吴文俊由数学研究所调入系统研究所. 16.1980年,获中科院科技成果一等奖.同年,在陈省身的倡议下,第一次微分几何与微分方程国际会议(双微会议)在北京召开,吴文俊任会议主席. 17.1984年,专著《几何定理的机器证明的基本原理》由科学出版社出版,同年当选为中国数学会第四届理事长(前三届理事长由华罗庚担任). 18.1985年,在中科院系统研究所组织刘徽讨论班.次年,应邀在国际数学家大会作中国数学史报告. 19.1990年,中科院系统研究所设立数学机械化研究中心,吴文俊任主任. 20.1991年,获第三世界科学院数学奖,并当选为第三世界科学院院士. 21.1993年,获陈嘉庚基金会数理科学奖.次年,获香港求是基金会首次颁发的杰出科学家奖. 22.1995年,第一届亚洲计算机数学研讨会(ASCM95)在北京召开,吴文俊任会议主席,并作了题为多项式方程组求解的特征列法及其应用的学术报告. 23.1997年,获赫不兰自动推理杰出成就奖(国际自动推理最高奖项).同年,担任973计划数学机械化与自动推理平台首席科学家. 24.2000年,吴文俊获首届国家最高科学技术奖,同获此奖的另一位科学家是杂交水稻之父袁隆平. 25.2002年,第24届国际数学家大会(IMU2002)在北京召开,吴文俊任大会主席,陈省身任大会名誉主席. 26.2006年,吴文俊获得第三届邵逸夫数学奖,这是中国国内学者首获此项国际大奖.第一届由陈省身获得,第二届由怀尔斯获得. 27.吴文俊培养了熊金城等拓扑专家,也培养了周咸青、高小山等机器证明专家.
个人分类: 教育感言|6118 次阅读|0 个评论
数学家的诗形式传记
zjzhang 2009-9-5 23:40
数学家的诗形式传记
个人分类: 数学|3249 次阅读|1 个评论
脑电图证实"男女有别" 解释男数学家居多原因
xupeiyang 2009-9-2 14:20
http://www.chinanews.com.cn/jk/jk-xpxz/news/2009/08-27/1837050.shtml 数学是科学的王子,而另一种更加流行的说法是:数学好的人脑子好。就全球范围看来,数学领域的男性远远多于女性,那么,男性确实比女性脑子好使吗?这种说法恐怕难以找到科学根据。近期出版的法国《未来科学》杂志专门针对这一现象进行了分析。   19世纪末期,欧洲科学家开始对男女智力有没有区别产生了兴趣,当时得出的可靠的结论是:女性的大脑比男性小,所以她们的智力比男性要弱。幸运的是,这一说法今天早已过时,事实证明,女性的智力不让须眉,甚至要超过很多男性,比如在中国的高考中女生成绩通常要好于男生。但同时也要看到,在今天的科学界,女性还有几个没有攻克的堡垒,数学就是其中最为坚固的一座。   法国是公认的数学大国,巴黎数学基金会旗下集结了一批数学研究机构和1000多名数学家,但上述机构中的女性比例不足20%。为了搞清楚原因,法国专门组织了一批专家对300万份中学生和小学生的试卷进行了分析,得出的结论是:在数学成绩方面,男女不存在任何差别,双方的思维能力几乎是均等的。   再深入到细节中分析,专家们发现,女孩子在初期阶段算数能力比男孩强,但这一领先随后就消失了;在抽象思维和解答难题方面也没有发现男女差别,但在中学阶段结束的时候,却出现了不同之处:那就是男孩子在数学方面领先女孩子,通常这个阶段正是选择上大学以后学什么专业的关键时刻。   在法国,存在着普通大学和大学院(grand ecole)两种高等院校,前者通过中学会考后即有权注册,而要进入后者则需要先经过两年预科学习,然后通过会考择优录取,所以后者被视为精英学院。   法国女性在数学上成就少于男性的肇端由此而始,通常上预科的学生,选择包括数学在内的理工科的女生要比男生少得多。事实上,有不少女生认为自己数学很好,但根本就没想过将来要靠数学吃饭,女性更倾向于轻松活泼的学科而非纯理性的思考性工作,这大约是第一个可以解释为什么女数学家比男数学家少得多的原因。   专家们还想弄清楚在所谓有天赋的男生和女生中,是不是男生特别有数学才能,而该项分析的结果也并不显著。因为,随着时代不同,国家不同,以及学生群的不同,这个问题的答案变来变去始终没有定论。如同以往一样,周围社会环境的影响似乎相当重要,但专家们认为有一点可以肯定:目前的趋势是女性在数学领域正在越来越厉害。   历史也许能够解答人们的疑问,到底存在不存在天才的女数学家?回答是肯定的。在法国,最具标志意义的就是出生在1776年的女数学家玛丽苏菲热尔曼,她是法国自学成才的第一批女子数学家之一,她在13岁时就显露出了自己的数学天赋,由于当时法国歧视女性,她还专门换了一个男性的名字来继续从事数学研究。后来人们才发现,19世纪法国最伟大的数学家庞加莱提出的庞加莱猜想,热尔曼早在100多年以前就已为这一方程给出了前提。   诚然,至今没有一位女性拿到数学领域的诺贝尔奖菲尔兹奖。那么,女性是不是害怕数学呢?众多的女数学家们的回答是否定的。但一些选择其他领域的女性承认,她们根本想都没想过要搞数学,难道是女性数学家的待遇同男性数学家有区别吗?而在这一点上,无论是男女数学家都予以否定。   最新的脑电图分析证实,男女的确有区别。区别之处不在于能力大小,而在于大脑功能方面,这种大脑功能的区别是由于对对象的兴趣不同而产生的,不过,这一方面的研究目前还仅仅处于摸索阶段。   还有分析指出,男性数学家多,同数学理性抽象的传统形象不无关系,尽管比起计算机专业来数学在女性心目中的形象还要稍好一点,但数学给人的形象仍然是一个男性的形象。这个形象是传统形成的,女性们并不需要把它当回事,要紧的是不要再把数学男性化了。在21世纪的今天,当然是女士们大显身手的时候了。
个人分类: 医学科普|1399 次阅读|0 个评论
最著名的数学家一般也是最著名的力学家
热度 1 武际可 2009-7-26 05:58
最著名的数学家一般也是最著名的力学家 武际可 数学和力学这两个学科,有点像亲姐妹一样。她们结伴成长。在历史发展的长河中,主流数学和力学的发展总是同步的。一方面的突破,意味着在另一方面也有飞跃。 在16世纪之前,力学的主流是静力学,相应的数学是欧氏几何和简单的代数运算。到16世纪,开始了动力学研究,相应的数学发展出变量的数学,即微积分,几何上的发展就是解析几何,特别是相应于行星运行轨道的认识,关于二次曲线的几何学有了充分的发展。17世纪和18世纪,随着分析力学的发展,变分法发展成熟,随着力学系统多自由度的概念的形成,几何方面有流形和黎曼几何的发展。到了19世纪,由于连续介质力学,即弹性力学和流体力学以及传热学的发展,偏微分方程相应地也得到飞速的发展。 数学和力学这两门学科在发展上的结伴而行的特点,不能不体现在这两个学科的代表人物的特点上。我们看出,历史上最著名的数学家,一般也同时是最著名的力学家。 1. 最显赫的六位数学力学家 如果让你在19世纪以前,在世界范围内选六位最著名的数学家。你会选谁。我想多数人会选这样六位: 阿基米德、牛顿、莱布尼兹、欧拉、拉格朗日、柯西。 可是你曾想到,这六位同时也是顶尖的力学家。对于他们的生平业绩,由于他们的名气很大,每个人都有专门的传记著作,我们不想重复罗列他们的贡献。而只简要说明他们是数学与力学兼一身的大师。 阿基米德 (Archimedes, 287 BC---212BC),力学学科最早的集大成者,后人誉为力学学科之父。在力学方面最著名的贡献是:液体的浮力原理、一系列图形的重心计算方法、基于严密论证的杠杆原理、抛物线旋转体在液面上平衡稳定性条件。 在数学上,他给出曲线围成简单图形的体积和重心的计算方法,从而引进了简单的极限概念。 牛顿 (Isaac Newton,1642,12,25-1727,3,20)。在力学方面,他是自由质点运动规律的奠基人,也是天体力学的奠基人。后人称他为经典力学的奠基人。他以严格的方式论证了,在与距离的平方成反比例的万有引力作用下,行星的轨迹是 椭圆,并且从理论上导出了基于观察建立的行星运动的开普勒定律。写出了名垂史册的巨著《自然哲学的数学原理》。 在数学上他是微积分的创始人之一。 这两项成果,实际上,乃是16世纪之后飞速发展着的现代科学的基石。 莱布尼兹 (Gottfried Wilhelm Leibniz,1646-1716),是与牛顿同时代的人。他在数学上人所周知的贡献是和牛顿同时发明了微积分。而他在力学上的贡献,却不大为人注意。其实,他在力学上的贡献就是影响深远的动能守恒定律的提出。在莱布尼兹之前,人们对于表述质点运动的速度、加速度、和动量,都给予了充分的注意,而莱布尼兹却最早注意到表述质点运动的动能。只要注意随后约翰伯努利(Johaun Bernoulli,1667-1748)提出和被科里奥利精确化的虚功原理,以后分析力学发展以及力学中一系列作用量的引进,就能够理解这个概念的影响深远了。 莱布尼兹,除了在数学和力学上表现的特殊天才外,他在许多领域中都表现出卓越的才能:法律、宗教、政治、历史、文学、逻辑、哲学。然而,他并不是人们所说的样样精通,样样稀松。而当人们读以上每一方面的历史时,都会遇到他的名字。所以人们说,莱布尼兹是人类历史上最后一位全才。 欧拉 (Leonhard Euler,1707-1783),1697年,约翰伯努利将他提出的最速落径问题推广,提为短程线问题。欧拉作为在约翰伯努利指导之下的学生,于21岁时解决了这个问题,并且与拉格朗日一起发明了变分法这个数学工具。欧拉在数学上,是一位全才,他在数学的三个主要分支:分析、几何和代数上都有奠基性的贡献,他在力学上也是一位全才, 他在力学的三个主要分支:流体力学、固体力学和一般力学方面,都有奠基性的贡献。流体力学方面,他给出了理想流体的运动方程。在一般力学方面,他给出了刚体运动的欧拉方程。在固体力学方面他给出了最早的弹性杆的非线性问题的解。 拉格朗日 (Joseph Louis Lagrange, 1736,1,25-1813,4,11),是分析力学和变分法的奠基人。1788年他经20多年的努力写成的《分析力学》是力学史上划时代的文献。这本书开辟了约束力学系统的历史。至今人们用的拉格朗日坐标和拉格朗日方程,就是这本书的主要成果。此外他在弹性力学、流体力学、天体力学等方面也有重要的贡献。 可以明白地看出拉格朗日在数学上的贡献,如变分法、偏微分方程、数学分析中的一些基本定理等,主要是围绕着他对彻底解决他对分析力学的追求展开的。不过在代数方程的近似求解、函数的插值等方面,他仍然有许多重要工作。 柯西 (Cauchy,Augustin-Louis,1789,8211857,523),在力学上他是弹性力学的奠基人。在数学上,他又是现代数学分析严格化的奠基人。 我们今天在弹性力学中一开始引进的应变和应力的概念、平衡方程的概念,广义胡克定律的概念,都是柯西于19世纪20到30年代引进的。柯西在数学上,对偏微分方程理论和复变函数理论的建立,给出过奠基性的工作,至今人们说的柯西初值问题,柯西-黎曼条件,都是这方面的基本结果。 我们从以上介绍的六位学者来看,的确说不出他们的贡献到底是以数学为主还是以力学为主。我们只能说,他们都是数学力学家,而不能简单地把他们称为数学家或力学家。 从这里我们至少可以悟出一点道理,在19世纪之前,力学和数学是不分家的。不过,这话也不能说绝对了,这对于以上所举的第一流的学者当然是对的,不过对于他们之外的学者,就不能一概而论了。例如伽利略和惠更斯,就主要偏重于力学,达朗贝尔、拉普拉斯、哈密尔顿、高斯就是数学与力学兼长的学者,而像黎曼、维尔斯特拉斯、伽罗华等数学家,就主要成果偏重在纯数学方面。总起来说,大部分有名的数学家都是力学家,至少他们对力学是很熟悉的。 2. 20 世纪的著名数学家和力学 进入20世纪,人类的知识分得愈来愈细,不仅像莱布尼兹那样的知识全才很少见了,即便是在数学和力学领域中像欧拉那样跨越数学和力学所有主要分支都作出重要贡献的学者也是少见的了。美国学者维纳(Norbert Wiener,1894-1964)在他1948年出版的《控制论》书中说:从莱布尼兹以后,似乎再没有一个人能够充分地掌握当代的全部知识活动了。从那时起,科学日益成为专门家愈来愈狭窄领域内进行着的事业。在上一世纪,也许没有莱布尼兹这样的人,但还有一个高斯、一个法拉地、一个达尔文。今天没有几个学者不加任何限制而自称为数学家,或者物理学家,或者生物学家。一个人可以是一个拓扑学家,或者一个声学家,或者一个甲虫学家。他满嘴是他那个领域的行话,知道那个领域的全部文献、那个领域的全部分支,但是,他往往会把邻近的科学问题看作与己无关的事情,而且认为如果自己对这种问题发生任何兴趣,那是不能允许的侵犯人家地盘的行为。 既然在20世纪,一位数学家连主要的数学分支都很难跨越,是否在20世纪杰出的数学家和力学学科就此绝缘了呢。恐怕不能这样说,由于数学和力学,从学科上的密切的血缘关系。最著名的数学家,对力学还是作出了杰出的贡献的。我们仅举20世纪最著名的三位顶级的数学家: 庞加莱、希尔伯特 和 柯尔莫哥洛夫 为例,来说明这种密切关系。 法国数学家 庞加莱 ( Jules Henri Poincar ,1854 - 1912 ),在数学史上他是涉猎数学各个分支,包括纯粹数学和应用数学的最后一个人,所以他被誉为数学上的最后一位通才。 庞加莱一生用了比较多的精力从事天体力学的研究,他研究被抽象为 n 个质点相互在万有引力作用下的运动问题,一般被称为 n 体问题。当 n=2 时已由牛顿解决,当 n 等于大于 3 时,问题就变得极为困难。庞加莱的三卷名著《天体力学的新方法》( 1892 、 1893 、 1899 )集中收集了他在这一问题上的研究成果。由于解决这一问题时,书中包含了他的一系列新的数学成果 ,如极限环理论、微分方程定性理论、由此引发的关于拓扑学的研究与成果、动力系统改变量方程的方法等等。他的成果,标志着动力系统从定量研究向定性研究的新的历史时期。可以说,这些成果,既是属于数学的成果也是属于力学的成果。 德国数学家 希尔伯特 ( Divid Hilbert, 1862 - 1943 ),他在数学中涉猎也比较广,他从事过代数不变量问题、代数数论、几何基础、数学的证明论等领域的研究。他在 1900 年巴黎世界数学家大会上关于数学 23 个问题的报告,几乎影响了整个 20 世纪数学研究。然而希尔伯特,虽然主要的兴趣大多集中于纯粹数学领域。不过,他对力学和物理问题的兴趣,仍然是浓厚的。特别值得提出的是,他对于变分问题和积分方程的研究,导致数理问题谱理论的建立,这项成果就是后来所谓希尔伯特空间理论。希尔伯特空间理论的重要性,是把欧氏几何的原则推广到函数空间,从而为连续介质力学问题的求解和定性讨论奠定了理论基础。希尔伯特在物理方面的另一项重要研究是物理问题的公理化方法,这一问题在他的 23 个问题中提为第六个问题,经过接近一个世纪的努力,目前在量子力学、热力学等领域中,公理化方法已取得很大的成功。而他自己在广义相对论的公理化上也做过很重要的工作。 俄罗斯数学家 柯尔莫哥洛夫 ( А.Н.Колмогоров ,1903 -1987),他对数学和实际问题以及数学教育都有浓厚的兴趣。他在三角级数、遗传学、概率论、随机过程、湍流、动力系统、信息论、数理逻辑、计算复杂性、泛函分析、金属学等等方面都有重要成果。20世纪30年代,他是概率论公理化体系的奠基者,随后在概率论和随机过程的理论与应用方面均取得了奠基性的成果。 在与力学有关的研究方面,最重要的成果是,1941年得到了湍流中能量的衰减规律与脉动频率的依从关系 的规律,这个规律被称为柯尔莫哥洛夫律。 在20世纪50年代中期,他集中研究经典力学中太阳系能否永恒发展而不会引起灾变的问题?简单行星系是否只有三体系统才能稳定地运动?这个问题归结于研究近似可积系统的运动体系。庞加莱称它为哈密顿系统在微扰下的发展问题。它是动力学基本问题,可溯源到牛顿、拉普拉斯的研究。柯尔莫哥洛夫在50年代中期对具大量初始条件的情形解决了这个问题,开创了哈密顿系统的微扰理论。从他的定理可推出:围绕木星作圆轨道运动的卫星,在经受沿椭圆轨道的木星运动的干扰下,并不能影响木星的椭圆轨道。他的理论还可用到大量力学、物理学问题中,解决了不对称刚体绕固定点高速旋转的稳定性、托卡马克(Токамак)型系统中磁面的稳定性等问题。他的思想后来被A.И.阿诺尔德与J.莫泽所发展,成为以他们三人命名的KAM理论。此外他还将信息论应用于动力系统的遍历性质,得到了若干重要结果。 从以上我们简单介绍的三位数学家的经历可以看出,即使在20世纪,第一流的数学家的研究成果,也是与力学密切相关的,或者是具有很强的力学背景的课题。 3. 力学学科的基础性 在另一篇文章《几位大物理学家的力学贡献》中,我们介绍了七位第一流的近代物理学家的力学贡献,说明传统对于真正的科学进步是必不可少的。近代物理学和科学的革命性的变化,不是凭空产生的,它是在继承传统经典力学的基础上发展起来的。 他们所以能够有深厚的力学基础和卓越的业绩。和他们对力学学科的重要性的认识有关。也说明这些物理学家从方法论的高度来了解力学的作用。正是基于对力学重要性的深刻认识,推动他们在行动上去牢固打好力学基础并且做出卓越贡献。 我们在本文中又介绍了著名数学家的工作和力学的紧密联系。至于力学和和各门工程技术的密切关系,则更是不言而喻的。 归根结蒂,力学与物理和数学都是密不可分的。也可以说力学在各门基础学科中是更为基础的学科。一个国家和一个民族,要想在近代科学技术上达到相当的高度,没有扎实的力学教育、没有一定高水平的力学研究是不可能的。 N. 维纳著,郝继仁译,《控制论》,科学出版社, 1962 年,第 2 页
个人分类: 科技史|16151 次阅读|7 个评论
数学家的文学故事
热度 1 yangxintie 2009-7-10 10:51
这几个故事很精彩,转贴过来 详细的建议进入李尚志的博客 数学家的文学故事作者:李尚志 在很多人的心目中,数学与文学水火不相容,文学家不懂数学,数学家也不可能有 文学家的浪漫情调。殊不知,很多数学大家也是文采飞扬,能诗善赋的。例如,陈省生 写过物理几何是一家,共同携手到天涯这样的诗句来说明物理与几何的紧密联系。 华罗庚有一次参加科学家代表团出访,出了一句上联三强韩赵魏让别人对下联。 三强一语双关,一方面是春秋战国时期由晋国分成的韩赵魏三个诸侯国,另一方面 又是代表团中的科学家钱三强的名字。下联不但句子的格式要与上联对偶,前两个字也 同样应当一语双关。这个要求实在是太难达到。不过华罗庚早就自己想好了下联:九章 勾股弦。九章算术是中国古代著名数学著作,其中讲到了涉及勾股弦的著名的勾股定 理,九章还是代表团中的科学家赵九章的名字。 我的导师曾肯成在数学领域内是华罗庚的学生,而且与华罗庚一样不输文采,是数 学界有名的才子。我在《名师培养了我》一文中写了一段我的导师曾肯成讲述他的 一些往事。意犹未尽,特意另外写一篇专门讲述有关他与文学有关的几个故事。 放过蛟龙 1978年9月,在川陕边界大巴山区经过了八年的磨难之后,我终于考回了母校---中 国科技大学读研究生。1965年我考入中国科大读本科时是在北京玉泉路,1970年本科毕 业离开科大时是在安徽铜陵,1978年重回科大则是在安徽合肥。十年动乱,科大颠沛流 离,我也颠沛流离,如今总算又走到一起了。走在从未见过的陌生校园里,碰见8年以前 的老师或同学,恍如隔世。记得在校门口碰见杨纪柯老师,他对我说了一句:好久没 见过你了,你到哪里去了?这句话看似平常,在我心中引起的却是无限的感慨。他说 的好久可不是几天几月一年两年,而是长达八年,足够打败日本鬼子的八年。八年 没看见我,并不奇怪,本来我就已经离开科大到那深山老林中去了,应当是一去不复返 了,他永远没看见我都是理所当然的。而今他能够看见我,这才是奇迹。 从深山老林考回名牌学府,当然是我的幸福和骄傲。但从报上看来的一则消息却让 我骄傲不起来。考上北京大学的一位研究生,两门数学课程,满分是200分,他就考了 198分,几乎是满分。这位令我佩服不已的研究生叫唐守文,他的导师是北京大学段学复 教授。后来我知道这位唐守文早就是名人。在念中学时就是上世纪六十年代初中国最早 的中学生数学竞赛的状元,华罗庚请他到家吃过饭的。后来,我的导师曾肯成到北京为 女儿治病,就安排我们与段学复的四位研究生一起听课和搞讨论班。我就与段学复的几 位研究生都很熟了,包括我很佩服的唐守文。再后来,在北京大学段学复与丁石荪、中 国科学院万哲先、复旦大学许永华、南京大学周伯壎等老一辈代数学家的支持下,同时 也在中国科大和中国科学院的支持下,我有幸成为我国自己授予的首批博士之一。鉴于 唐守文也做了很好的工作,曾肯成与万哲先极力支持他获得博士学位。然而,北京大学 当时一定要研究生先获得硕士学位,再攻读博士学位。于是唐守文只能先举行硕士答 辩。在答辩会上,曾肯成和万哲先仍然坚持认为唐守文达到了博士学位水平。曾肯成告 诉我,在答辩委员会决议上还写了一句有的委员认为达到博士水平。曾肯成为此写 了下面的一首诗:     建议授予唐守文同志博士学位 七言八韵            岁月蹉跎百事荒,重闻旧曲著文章。            昔时曾折蟾宫桂,今日复穿百步杨。 谁道数奇屈李广,莫随迟暮老冯唐。 禹门即使高千尺,放过蛟龙也不妨。 蟾宫是指月亮。曾折蟾宫桂,到月亮上去折桂花树枝,是指唐守文获得数学竞 赛冠军的光荣历史。尽管由于文化大革命而岁月蹉跎百事荒,然而唐守文并没有因 此而放弃奋斗。重闻旧曲著文章,今日复穿百步杨,都是说他在研究生阶段作 出了新的更好的成绩。李广和冯唐是人才不受重用而被埋没的两个例子,王勃《藤王阁 序》中冯唐易老,李广难封也是举这两个例子。曾肯成举这两个例子是希望这样的 故事不要在唐守文身上重演。最后两句最精彩。其中所说的禹门就是黄河的龙门, (其实是指的壶口瀑布),有传说鲤鱼跳龙门,鲤鱼如果从龙门跳上去,就可以成 为龙了。曾肯成承认禹门高千尺是对的,授予博士学位坚持高标准是对的,但人家 已经不是鲤鱼而是蛟龙了,已经达到了博士学位的高标准,为什么还不放他过去、授予 他博士学位呢? 曾肯成的这首诗虽然写好了,却没有地方发表。他将这首诗投稿到《北京晚报》的 《阿凡提》专栏去,但阿凡提也不敢发表。于是这首诗就只能在中国科学院和中国科大 的当时的研究生中流传,也肯定传到其他高校一些研究生那里。曾肯成这首诗,其实不 只是写给唐守文的,而是体现了他对我们整个这一批研究生的全力支持,也生动体现了 他对年轻人的一片深情。当时有一种舆论认为我们这批研究生因为文化大革命而没有受 过完整的大学本科教育,没有打好基础。而曾肯成则非常看重我们这一批研究生经过艰 苦环境锻炼养成的良好素质。曾肯成的这首诗在研究生中广泛流行,成为给所有的研究 生撑腰打气的诗,很受欢迎。曾肯成为此颇为得意的说:我是在为你们张目。 段学复教授希望迎唐守文继续攻读博士学位。但唐守文为了解决夫人调动北京的问题而 到了北京工业大学办的北京计算机学院,后来到了国外搞计算机。 清风两袖 我的博士答辩的前一天,与曾肯成老师在校园里一边散步一边聊天。曾老师给我下 了一道命令:今天不许谈数学。不谈数学谈什么呢?古今中外,诗词歌赋,什么都谈, 就是不能谈数学。有时我不知不觉讲到数学了,曾老师马上警告:你犯规了!我马 上改正。 突然,曾老师嘴里冒出一句话:你有时候不严肃。我听了莫名其妙,想不起我 什么时候在老师面前有不严肃的表现。曾老师解释说:有一次批判我帽子里的那幅 反动对联,你在作记录,却还在笑,一点都不严肃。我想起来了,那是在文化大 革命中发生的事情。很多人都要在戴的帽子里垫一张纸,使帽子里面一层不容易弄脏。 垫的纸脏了,另外换一张干净纸就行了。曾肯成也在自己的帽子里垫了一张纸,还在纸 上写了自己的姓名住址,并且写道:如果这顶帽子丢失,请拾者送到某某地址。除此之 外,还在纸上写了一副对联: 破帽一顶,清风两袖。 不巧的是,有一天帽子真的丢了,真的被人拾到了。不过,拾者却没有送还给曾肯 成,而是交给当时掌管阶级斗争的领导。帽子里的对联马上就成为阶级斗争的新动向: 曾肯成是右派,破帽一顶不就是影射的自己头上的右派帽子吗?这是对党的不 满。于是召开批判会批判这副反动对联。想起这件往事,我向曾老师说:我记不 得当时是否笑了,但记得清楚的是:当时觉得你那幅对联对仗工整,内心非常赞赏,也 许脸上就不知不觉地露出了笑容吧。 我没有问过曾肯成是怎样当上右派的。我大概知道的是:他当时正在莫斯科留学, 他的女朋友(也就是后来的夫人)给他寄的国内的报纸上有右派言论,因此被人打了小报 告揭发他散步右派言论。于是他接到命令立即回国。他回忆说:莫斯科火车站的同一个 月台上停了两个相反方向的火车,一列往北京,另一列往华沙。他明知回国要当右派, 挨批判。如果登上去华沙的火车,也许能逃脱挨整的恶运,但也就从此走上了背离祖国 的道路。他还是登上了回北京的火车。 文化大革命刚结束不久,邓小平拨乱反正,文化大革命中挨整的很多人平了反。当 时很广泛的共识和流传很广的消息是也要为错划的右派平反,不过还没有实施。这时候 曾肯成需要填写一份履历表,上面有一栏是受过何种奖励与处分。右派当然是他 受过的处分,应当怎样填写?他写了一首诗在上面: 曾经神矢中光臀,仍是当年赤子心。往事无端难彻悟,几番落笔又哦吟。 裤子还没有穿好就被反右斗争的神箭射中了,这就是神矢中光臀,这句表 面幽默实际上辛酸的诗描述的就是他当时在没有任何思想准备的情况下被戴上了右派帽 子。虽然受到了不公正的待遇,仍是当年赤子心。当他写到这里时候,是否想到莫 斯科火车站上的那两列火车呢?他写下的一定是对自己当年选择回北京的无怨无悔。 感谢党中中央的拨乱反正和改革开放路线,曾肯成头上戴的右派帽子终于被彻底摘掉 了。他终于可以发挥自己的聪明才智报效祖国。他在中国科大研究生院(后来改为中国 科学院研究生院)创建了信息安全国家重点实验室,成绩斐然。他提出的一些学术观点 之先进让国际同行大吃一惊。趁他到美国学术访问的机会,美国的有关方面找上门来, 邀请他与美方合作搞信息安全。他拒绝了,回到了祖国。尽管他的女儿女婿后来都去了 美国,但他再也没有到美国去过。他的观点是:搞数学理论研究可以与美国人合作,搞 信息安全只能为中华人民共和国服务。 Kuoxingga 曾肯成的英语和俄语都非常好。据说他的俄语好得可以与俄国人吵架。我1965年刚 到中国科大念本科不久,还不认识曾肯成,就听说了这么一个故事: 苏联有一个学中国历史的研究生写了一篇学位论文,内容是关于郑成功收复台湾 的。既然是研究中国历史的论文,就需要送给中国历史的权威来审查,写出评审意见。 于是就送到中国请郭沫若审查。为了让郭沫若审查,先要将论文由俄文翻译成中文。但 是,在翻译中遇到了一个问题: 论文中有一段话说:荷兰侵略军听说郑成功的部队来了,闻风而逃,同时大叫大喊 Kuoxingga(此处用汉语拼音表示这个单词的读音)。翻译人员不知道Kuoxingga 是什么意思。查遍了所有的俄文辞典,也不懂这个俄文单词的意思。 当时曾肯成在中国科学院秘书处任翻译。翻译那篇论文的人就来请教曾肯成。曾肯 成一看,就指出:Kuoxingga根本不是俄文单词,而是中国话!只不过不是普通话而是 福建话。Kuoxing就是国姓,郑成功被明朝皇帝赐姓朱,称为国姓爷。福建话 中爷的发音是Ga,因此Kuoxingga就是国姓爷,是郑成功的光荣头衔。 本来是用中国话喊的,在俄文的论文中按发音用俄语字母拼出来,中国的翻译反而就不 认识了。这也难怪,要翻译好这句话,只懂俄语不行,得了解方言和历史,也只有曾肯 成这样博古通今才想得出来。 后来我当了曾肯成的研究生,曾经向他求证这个故事是否是真的,他没有直接回 答,反而得意洋洋地向我大讲起福建方言来。 层峦耸翠 我读研究生的时候,曾肯成建议我做的第一个论文选题是研究有限非交换单群的子 群格刻画。他自己对射影特殊线性群和射影辛群完成了刻画。在他的方法的启发下,我 对射影特殊酉群作了刻画。并且由此发展出一套方法用来研究典型群的子群结构问题获 得了成功。另一方面,我尝试对包括线性群、辛群、酉群在内的李型单群进行统一处 理,发现利用Tits新提出的Building理论可以利用。Tits写了一本专著论述 Building理论。我买不到这本专著,只能到北京图书馆去借这本书,在图书馆里阅读。 连续读了三天,作了笔记,有了基本的了解,就开始用它来解决问题。我向曾老师汇报 了读书的心得和用它来解决问题的方案。李型单群的抛物子群按包含关系组成一个 Building,各抛物子群层层叠叠堆起来,好象一座美丽的塔。曾肯成马上用王勃的名篇 《藤王阁序》中的句子来描述它: 层峦耸翠,上出重霄。高阁流丹,下临无地。 按我的理解和想象,层峦耸翠,上出重霄。是一层层翠绿的山峰由下往上重叠 起来,冲破了天到九霄之外。高阁流丹,下临无地。则是红色的楼阁像通红的岩浆 一层层往下流淌,飞泻到无底深渊。这都好象是Building的一层一层重叠的结构。曾老 师将数学的结构用如此美丽的诗句来描述,既惟妙惟肖又生动形象。 藤王阁是在江西南昌,一千多年来经过了多次毁坏和重建。文化大革命中,1966年 12月底,我与两位同学一起从上海步行到串联到井岗山,途经南昌,停留了两天。记得 是1967年元旦那天从南昌出发连续走了两个县城到樟树,行程60公里。那时原来的藤王 阁已毁坏多年,还没有重建,所以我在南昌看不到藤王阁。39年过去,弹指一挥间, 2005年我应邀访问南昌大学,第二次来到南昌,参观了新建的藤王阁。新建的藤王阁比 历史上任何一次都更高,高阁流丹,下临无地的大气派令人景仰。然而,令我不解 的是:藤王阁坐落在赣江边的平地上,往四周望去也都是一片平坦,连小山丘都没有, 更不用说层峦耸翠了。是不是王勃写文章的唐朝时候有层峦,以后由于一千多 年沧海桑田的自然变化变成了平地?或者是人工的移山填海将层峦全部铲平变成了平 地?而且,在藤王阁看见的《藤王阁序》的另外一个版本不是层峦耸翠而是层台 耸翠,层台就不是山峦而是人工建立的楼阁。藤王阁的建筑大多数地方并不是红色而 是绿色,说是层台耸翠也符合事实。到底是怎么回事,暂时让它存疑吧,也许哪一位了 解南昌的历史和地理的朋友可以指教我。 梅花润笔 我在1978年到1981年读研期间,大部分时候住在合肥。而导师曾肯成住在北京。我 们在合肥自己念书和搞研究,必要的时候到北京去与曾老师讨论。有一次,正要离开北 京回合肥,曾老师说:史济怀欠我一盆梅花,你催他尽快给我。我觉得很奇怪,经 过曾老师解释才知道是怎么回事。史济怀当时担任中国科大副校长,外事是他主管的工 作之一。有一位日本友人来科大访问,写了一首中文诗赠给科大。史济怀觉得应当回赠 这位日本友人一首诗。曾肯成是数学界有名的才子,写诗是拿手好戏,于是史济怀就请 曾肯成代写一首诗回赠日本友人。曾肯成欣然命笔,科大和日本友人皆大欢喜。不过曾 肯成觉得这首诗不能无偿奉献,向史济怀要一盆梅花作为酬劳。史济怀答应了,但一时 还没有来得及准备好,所以曾肯成就让我帮他讨债。我当然不能向史济怀老师讨 债,但还是向史老师问了梅花的事。史老师笑着说:有这回事。知道了。后来,我 又到北京去见曾老师,问起梅花的事情。曾老师说:已经收到梅花了。 很多人看来,写诗和要梅花都是文人墨客的故事,与数学家的形象完全不相容。然 而,曾肯成这个数学家却偏偏有这样的雅兴,除了数学和诗歌之外,他还喜欢侍弄花花 草草。我刚到合肥的时候,他还带我参观了他在自家楼前种的一棵树,说这棵树是他种 的扎根树,表示要永远扎根合肥。不到一个星期,由于他的女儿生病在安徽没能正 确诊断,幸好马上到北京医治,才挽救过来。从此他也就呆在北京。有一次我去北京 时,他还问起我去看了他的扎根树没有,扎根树长的怎样了。我笑道:你都离开合肥 了,那棵树还叫扎根树吗?他说不是不愿意扎根,而是因为种种缘故不能够扎根。 桃李不言 1994年,我们在南开大学参加第五届全国代数会议。会议期间,部分与会代表发起 为代数学界的带头人段学复院士庆祝七十寿辰。由于段学复教授的身体不适合于从北京 到天津去,参加祝寿会的代表就专程从天津坐车到北京来。 参加祝寿的代表都是段学复在各个时期的学生。曾肯成也是段学复的学生,我就算 段学复的徒孙了,更何况段学复是我的博士答辩委员会主席,所以我算是双重的徒子徒 孙。 参加祝寿的代表们共同筹划买了一个大大的景泰蓝花瓶送给段学复作为寿礼。同时 委托曾肯成写几句祝贺词来代表大家向段学复表示心意。眼看举行祝寿仪式的时间快要 到了,曾肯成答应写的祝贺词还没有交卷。主持此事的万哲先急了,又不好意思自己去 催曾肯成,就命令我去催曾肯成赶快完稿。我遵命去问曾老师,他却说不慌不慌,没有 问题,一副胸有成竹的样子。我心里比较急,心想离祝寿只有几个小时了,即使他想好 了祝贺词,要把这些话写出来也得花时间呀,怎么能不急呢? 曾肯成的祝寿词终于想出来了,只有八个字: 桃李不言,下自成蹊。 很多人以为桃李代表学生,以为将这两句话赠给段先生是赞扬他桃李满天下。 曾肯成解释了这两句话的意思:桃李默默无声不说话,但喜欢桃李的人还是络绎不绝到 桃树李树下来摘桃摘李,将桃李树下踩出了一条条路。将这两句话赠给段先生,是赞扬 他从来不宣扬自己,但却受到大家共同的景仰。 段学复在祝寿会上回忆了自己几十年的历程。没有按照惯例历数自己的功劳和业 绩,反而一次次回忆自己生过几场大病。除了身体的病痛,特别回忆起心灵的病痛---让 他刻骨铭心的几件伤心事。最让他伤心的不是自己的坎坷而是别人的灾难,是他在反右 斗争时被迫挥泪斩马谡,亲口将自己最得意的学生宣布为右派。他讲到这里忍不住 再次挥泪,哽咽着无法继续说下去。 美梦难续 2004年5月,黄金周刚结束几天,本来我已经买好机票先到广州参加张景中院士组织 的教育数学学会的成立大会,再直飞哈尔滨参加对哈尔滨工业大学工科数学基地的检 查。突然听到曾肯成老师不幸去世的噩耗,如五雷轰顶。立即将去广州、哈尔滨的机票 全部退了,赶到北京,帮助曾肯成的女儿一起策划葬礼有关事宜。 曾肯成女儿接受我的建议,在父亲的追悼会场挂了对联桃李不言,下自成蹊。 曾肯成送给段学复的这两句话,也恰是曾肯成自己一生的写照。他只知疯狂地干活,从 来想不到要宣扬自己的成绩。他早期的理论研究的奇思妙想,都通通让别人去实现并发 表文章,还不准著上他自己的名字。我读研究生时所知道并且仔细读过的他的文章,只 有两篇发表在中国科大学报上的关于子群格的论文。按现在的考核标准,他一定提不上 教授。可是他的人品水平和功绩众所周知,在文化大革命刚结束后的首次职称评审中他 破格由讲师升任教授。他后来一头扎进信息安全领域,所作的工作绝对是开创性的,并 且获得了国家科技进步奖一等奖、何梁何利奖。然而,这些奖项都不是他自己愿意申请 的,而是他所创建的信息安全国家实验室的部下们硬逼他申请、帮他填表才获得的。 曾肯成去了,作为一个普通的退休教授去了。按照这个级别,只能由本单位的老干部处 来主持办理治丧事宜。然而,应曾肯成女儿的邀请,全国人大副委员长丁石荪愿意担任 治丧委员会主任。有关工作人员很奇怪:一个普普通通的退休教授怎么能享受这样 高级别的待遇呢?他们打电话问曾肯成女儿:曾肯成与丁石荪是什么关系?曾 肯成女儿回答说:老同学。曾肯成女儿向我讲起这件事。我说:你应当回答:铁 哥们。 尽管丁石荪的褪脚不方便,但他还是亲自参加了曾肯成的追悼会。由于丁石荪是国 家领导人,有严格的保安措施,我在追悼会上没有能够见到丁石荪。但是我见到了许许 多多几十年没有见过的老师和校友,看见了一张张曾经熟识却又因岁月流逝而变得陌生 的面孔。曾肯成经常说,他从来没有当过小组长以上的任何干部。(我有一次反驳他, 说他所担任的国家实验室主任比小组长级别高很多了。但他说实验室主任不是官职。) 因此,他也从来没有当过参加追悼会的长长的队伍中的任何一员的上级领导。当我 看见这支长长的队伍迈着沉重的步伐缓缓地前进的时候,我仿佛觉得他们是走在一片桃 树林中。桃花谢了,桃子摘了,只剩下枯枝。队伍缓缓地前进着,长得没有尽头。走进 这支队伍的人们不是来欣赏花的芬芳,品尝果的美味,而是来感谢树的恩情,留下他们 永远的思念和崇敬。 我曾经写了两篇回忆录:《比梦更美好》,《名师培养了我》,并且为其中第二篇 加了一个副标题《比梦更美好之二》。既然打出了《之二》的招牌,就是准备《之 三》、《之四》、,一直写下去组成一个系列。用《比梦更美好》作为这个系列的总标 题,颇有些志得意满的味道,以为从此苦尽甘来,可以将美梦一直做下去了。早就想好 了这一篇《数学家的文学故事》的内容,并且准备将它作为《比梦更美好之三》。只是 由于诸事繁忙,已经胸有成竹的这篇文章竟一拖再未能提笔完稿。不幸曾肯成老师去 世,这篇文章再也不能被冠以比梦更美好的名目。而我也从志得意满的美梦中苏醒 过来,重新面对客观世界不可抗拒的悲欢离合。拖了一年又一年,为了科大的校庆五十 周年,终于下决心抽了两天时间完成这篇文章。所谓抽时间,包括坐飞机到外地出差的 来回途中在机场候机及在天上飞行的时间。虽然可以以这篇文章勉强告慰于曾老师的在 天之灵。但也自感惭愧:为什么不在曾老师去世之前抽出两天时间来完成呢? 系列回忆录还要继续写下去。只不过不能再叫做《比梦更美好》了,另外想个题目 吧。 对详细请看下面其本人链接 http://smss.buaa.edu.cn/blogs/lisz/index.php?paged=3
个人分类: 数学珍珠|1051 次阅读|1 个评论
建议数学家带头搞起个[数学圈]!
可变系时空多线矢主人 2009-5-5 21:56
建议数学家带头搞起个 ! 数学家高斯说: 数学是 自然科学的皇后, 笛卡尔也曾说 : 数学的概念和证明 , 能够而且必须应用于一切世俗科学 , 兰 德尔还曾说: 科学产生于用数学解释自然这一信念。,马克思也说过: 一种科学只有在成功地运用数学时,才算达到了完善的地步! ,实际上任何科学,甚至任何的日常生活,都 离不开数学。 这些都充分说明了数学的重要性。 有不少数学家,许多博客也都有很精彩的数学博文,和相应的数学评论和讨论。 但是至今还未建立起个 ,不利于有关数学问题的科普和深入的讨论,和促进其创新与发展。 建议数学家带头搞起个 !
个人分类: 其它|5747 次阅读|7 个评论
梅森素数:千年不休的探寻之旅
eloa 2009-4-27 12:04
luscky 发表于 2009-04-24 23:17 还记得年少时的梦吗? 还记得你小学时背诵的素数表吗?那时候它还叫做质数表2、3、5、7如今你是否已经真正理解了老师说过的话:这些只能被1和本身整除的数,具有着无穷的魅力。 还记得你中学时计算的2的整数幂吗?计算机时代,作为二进制的体现,它们正大行其道。2、4、8、16、32、64、128、256十多年来,电脑内存的容量正是经历了这些熟悉的数字,直到现在的2048M(2G)以及更多。 现在,让我们从这些2的整数幂中挑出以素数为指数的,再把它减1,试试看会发现什么?2 2 -1=3、2 3 -1=7、2 5 -1=31、2 7 -1=127 嗯,你的心是不是激动起来了?一个伟大的发现似乎就在眼前 别急别急,你的发现很妙,只是有些儿惋惜你已经迟到了二千年。 在2300多年前,古希腊的数学家,那位写出不朽的《几何原本》的欧几里得在证明了素数有无穷多个之后,就顺便指出:有许多素数可以写成2 P -1的形式,其中指数P也是素数。很容易想到,刚才你所发现的2 2 -1、2 3 -1、2 5 -1、2 7 -1正是其中排列最前的4个! 当P=11、13、17、19、23的时候,2 P -1还是素数吗?到底有多少这种2 P -1型的素数呢?在计算能力低下的公元前,这个关于素数的探寻之旅就已经吸引了无数的人。 人们唯独对素数如此着迷不是没有理由的,它有着许多简单而又美丽的猜想,有的已经成为定理,而有的则至今还没有答案。例如著名的哥德巴赫猜想,让人们苦苦追索:是否任何一个大于或等于6的偶数,都可以表示为两个奇素数的和?再比如孪生素数问题所提出的:象5和7、41和43这样相差2的素数,到底有多少对呢? 在数学史上起个大早的古希腊人还有许多关于素数的发现,完美数就是其中之一。毕达哥拉斯学派指出,如果一个数的所有因数(包括1但不包括它本身)的和正好等于它本身,则这个数就叫做完美数。很容易找到,6=1+2+3是第一个完美数,28=1+2+4+7+14则是第二个完美数。他们认为,上帝用6天创造了世界,因此6是最理想和完美的数字,而和6具有相同性质的数都堪称完美数。 欧几里得在《几何原本》中证明了如果2 P -1是一个素数,那么2 P-1 (2 P -1)一定是一个完美数(你会发现,当P分别等于2、3时,它就对应着前两个完美数6、28)。 再后来,欧拉进一步证明,每一个偶完美数也必定是欧几里得所给出的形式。(不要问我奇完美数呢?就连它是否存在,本身也是无数个关于素数的难题中至今未解的一个。) 很容易看到,找到了2 P -1形式的素数,也就发现了新的完美数。 形如2 P -1的素数还长期占据了人们寻找到的最大素数的光荣榜(仅在1989年后被391582216193-1夺走三年),因为判断这样一个数是素数的方法比判断一个差不多大小的其他类型数是素数的方法要简单得多。 对2 P -1型素数的搜寻之旅就这样出发了,先后投入这个漫漫长途的就有数学大师费马、笛卡尔、莱布尼兹、哥德巴赫、欧拉、高斯、哈代、图灵这一个个闪光的名字正如暗夜前行的火炬手,照亮了人类通往未知的道路。 历史的天空闪烁几颗星 让我们将坐上时间机器,回到过去,重新浏览这来路风光吧。 1456年,又一个没有留下姓名的人发现了第5个2 P -1型的素数:2 13 -1。若是你就降生在那个年代,或许这次发现的光荣将归属于你。只是,你更有可能犯下和当时的人们一样的错误,以为对于所有的素数P,2 P -1都是素数。要知道,这个错误是近百年之后,直到1536年,才由雷吉乌斯(Hudalricus Regius)打破的。他指出,2 11 -1=2047=2389,不是素数。 不过你的莽撞完全可以得到谅解,在黑暗中寻找的数学家正如年轻人一样,犯下的错误连上帝都会原谅。第一个对这种类型的素数进行整理的皮特罗卡塔尔迪(Pietro Cataldi)在他在1603年宣布的结果中就言之凿凿地说:对于p=17,19,23,29,31和37,2 P -1是素数。只可惜,37年后,他的六个结果就被推翻了两个,费尔马使用著名的小费尔马(不是那个更著名的大费尔马定理)证明了卡塔尔迪关于P=23和37的结论是错误的。 不知道下面的事实会不会让你联想到屋漏偏逢连夜雨呢?大约一百年后,1738年,欧拉证明了卡塔尔迪的结果中P=29也是错误的。幸好,欧拉又证明了P=31的结论是对的。 虽然,卡塔尔迪的六个结果阵亡了一半,但考虑到他是用手工计算取得结论的,而费尔马和欧拉则是使用了在他们那时最先进的数学知识,避免了许多复杂的计算和因此可能造成的错误,因此我们仍然要对卡塔尔迪致敬。他也由此光荣地占据了第六个和第七个的发现者之位,在他之前的,都是无名氏。 卡塔尔迪的成功,说明了整理和预测是正确道路。继他之后,集研究成果大成的,是17世纪法国著名的数学家和修道士马林梅森(Marin Mersenne,1588-1648)。 梅森热心于宗教,但更喜爱数学;他是一个交往广泛、热情诚挚的人,更是一座科学信息交换站。为什么呢?那时候,学术刊物、国际会议甚至科研机构都还没有诞生。及时雨般的梅森是欧洲众多科学家之间联系的桥梁,大家把研究成果寄给他,然后再由他转告给更多的人。费马、笛卡尔等数学家每周在他家聚会,讨论问题,就这样慢慢形成的梅森学院,后来有了一个更响亮的名字法兰西科学院。 1644年,梅森在欧几里得、费马等人的有关研究的基础上对2 P -1作了大量的计算、验证工作,并于1644年在他的《物理数学随感》一书中断言:对于P=2、3、5、7、13、17、19、31、67、127、257时,2 P -1是素数;而对于P等于其他所有小于257的数时,2 P -1是合数。这里前7个数(即2,3,5,7,13,17和19)是在前人的工作已经证实的部分。而后面的4个数(即31,67,127和257)属于被猜测的部分。不过,人们对他的断言深信不疑,连大数学家莱布尼兹和哥德巴赫都认为它是对的。 梅森的工作极大地激发了人们研究2P-1型素数的热情,成为素数研究的一个转折点和里程碑。为了纪念他,数学界就把这种数称为梅森数,并以Mp记之(其中M为梅森姓名的首字母),即Mp=2 P -1。如果梅森数为素数,则称之为梅森素数(即2 P -1型素数)。 对梅森素数的验证,需要进行艰巨的计算,即使是猜测部分中最小的M31=2 31 -1=2147483647,也是一个10位数。而梅森自己则承认:一个人,使用一般的验证方法,要检验一个15位或20位的数字是否为素数,即使终生的时间也是不够的。年迈力衰的他四年之后就去世了,最终并没有任何一个梅森素数的发现权归属于他,但考虑到他已经享有了冠名权,就把荣誉分给那些在漫漫长途上跋涉的发现者们吧! 那些手扛肩挑的年代 手算笔录的时代,每前进一步,都显得格外艰难。1772年,在卡塔尔迪提出近200年之后,瑞士数学家欧拉证明了M31确实是一个素数,这是人们找到的第8个梅森素数,它共有10位数,堪称当时世界上已知的最大素数,欧拉也因此成为第二个在发现者名单上留名的人。让人惊叹的是,这是在他双目失明的情况下,靠心算完成的。这种超人般的毅力与技巧让欧拉获得了数学英雄的美誉。法国大数学家拉普拉斯(P.Laplace)说的话,或许可以代表我们的心声:读读欧拉,他是我们每一个人的老师。 100年后,法国数学家鲁卡斯提出了一个用来判别Mp是否是素数的重要定理鲁卡斯定理,这为梅森素数的研究提供了有力的工具。1883年,数学家波佛辛(Pervushin)利用鲁卡斯定理证明了M61也是素数这是梅森漏掉了的。梅森还漏掉另外两个素数:M89和M107,它们分别在1911年与1914年被数学家鲍尔斯(Powers)发现。 还记得梅森预测的四个素数吗?其中M31已经为欧拉证明,M127则在鲁卡斯提出定理时顺带证明,虽然中间漏掉了3个,但至少还有另外两个:M67和M257是不是素数呢 M67的证明又是一个精彩的故事。 1903年,数学家柯尔在美国数学学会的大会上作了一个报告。他先是专注地在黑板上算出2 67 -1,接着又算出193707721761838257287,两个算式结果完全相同!换句话说,他成功地把2 67 -1分解为两个素数相乘的形式,从而证明了M67是个合数。 报告中,他一言未发,却赢得了现场听众的起立鼓掌,更成了数学史上的佳话。阅读这段历史,我们懂得了什么叫做事实胜于雄辩。记者好奇地问他是怎样得到这么精彩的发现的,柯尔回答三年里的全部星期天。他后来当选为美国数学协会的会长,去世后,该协会专门设立了柯尔奖,用于奖励作出杰出贡献的数学家。 1922年,数学家克莱契克验证了M257并不是素数,而是合数(但他没有给出这一合数的因子,直到20世纪80年代人们才知道它有3个素因子)。 于是乎,梅森的四个猜测获得了两正确、三遗漏和两错误的成绩,但这无损于他的光荣。在千年的探寻之旅中,伟大如欧拉也会犯错误,他在1750年宣布说找到了梅森的遗漏:M41和M47也是素数,但最终上M41和M47都不是素数。 直到1947年,对于p=257的梅森素数Mp的正确结果才被确定,也就是当p=2,3,5,7,13,17,19,31,61,89,107和127时,Mp是素数。现在这个表已经被反复验证,一定不会有错误了。 我们看到,在手工计算的时代,人们一共找到了12个梅森素数。 计算机!计算机! 1930年,美国数学家雷默改进了鲁卡斯的工作,给出了一个新的测试方法,即鲁卡斯-雷默方法。很快地,计算机时代到来了,这一方法发挥了重要的作用。1952年,数学家鲁滨逊(Robinson)等人将鲁卡斯-雷默方法编译成计算机程序,使用SWAC型计算机在短短几小时之内,就发现了第13个、第14个,并在当年总共找到了5个梅森素数:M521、M607、M1279、M2203和M2281。 其后,M3217在1957年被黎塞尔(Riesel)证明是素数;M4253和M4423在1961年被赫维兹(Hurwitz)证明是素数。 1963年,美国数学家吉里斯(Gillies)证明M9689和M9941是素数,这已经是第21和22个梅森素数。1963年9月6日晚上8点,当吉里斯通过大型计算机找到第23个梅森素数M11213时,美国广播公司(ABC)中断了正常的节目播放,第一时间发布了这一重要消息,发现这一素数的美国伊利诺伊大学数学系全体师生更是激动地把所有从系里发出的信件都敲上了2 11213 -1是个素数的邮戳。 1971年3月4日晚,美国哥伦比亚广播公司(CBS)中断了正常节目播放,发布了布萊恩特塔克曼(Bryant Tuckerman)使用IBM360-91型计算机找到新的梅森素数M19937的消息。而到1978年10月,世界几乎所有的大新闻机构(包括我国的新华社)都报道了以下消息:两名年仅18岁的美国高中生诺尔(Noll)和尼科尔( Nickel)使用CYBER174型计算机找到了第25个梅森素数:M21701。 超级计算机的引入加快了梅森素数的寻找脚步,但随着素数P值的增大,每一个梅森素数的产生都更加艰难,各国科学家及业余研究者们之间的竞争变得越来越激烈。在1979年2月23日,当美国克雷研究公司的计算机专家史洛温斯基和纳尔逊正兴致冲冲地宣布他们找到第26个梅森数M23209时,有人浇来一盆冷水:两星期前美国加州的高中生诺尔就已经给出了同样结果。心有不甘的他们又花了一个半月的时间卧薪尝胆,使用Cray-1型计算机找到了第27个梅森素数M44497,这件事成了当时不少报纸的头版新闻。 为了与美国人较量,英国的哈威尔实验室也专门成立了一个研究小组来寻找更大的梅森素数。他们用了两年时间,花了12万英镑的经费,于1992年3月25日找到了新的梅森素数M756839。但到了1994年1月14日,史洛温斯基等人为美国再次夺回发现已知最大素数的桂冠这一梅森素数是M859433。史洛温斯基本人一共发现了7个梅森素数,他因此被人们称为素数大王。 数学研究的深入更重于计算能力的提升,在搜寻梅森素数的同时,对梅森素数的分布规律的研究也在进行着,英、法、印、美、德等国的数学家都曾分别给出过关于梅森素数分布规律的猜测,但这些猜测都以近似表达式给出,而与实际情况的接近程度均难如人意。中国数学家和语言学家周海中则是这方面研究的领先者,他运用联系观察法和不完全归纳法,于1992年首先给出了梅森素数分布的精确表达式。著名的《科学美国人》杂志有一篇文章指出:这一成果为人们探究梅森素数提供了方便,是素数研究的一项重大突破。后来这项重要成果被国际上命名为周氏猜测。 伴随数学理论的改善,为了寻找梅森素数而使用的计算机也越来越强大,包括了著名的IBM360型计算机,和超级计算机Cray系列。1996年发现的M1257787是迄今为止最后一个由超级计算机发现的梅森素数,数学家使用了Cray T94,这也是人类发现的第34个梅森素数。 梅森素数的探寻之旅似乎正变得离普通人越来越远,直到GIMPS时代的到来 草根英雄,人人参与 网格(Grid)这一崭新技术的出现使梅森素数的搜寻如虎添翼,也使它重新走到了人人参与的大众时代。1996年初,美国数学家和程序设计师沃特曼(G.Woltman)编制了一个梅森素数的计算程序,并把它放在网页上供数学家和数学爱好者免费使用,这就是闻名世界的因特网梅森素数大搜寻(GIMPS)项目,是全世界第一个基于互联网的分布式计算项目。 该项目利用大量普通计算机的闲置时间来获得相当于超级计算机的运算能力,只要你去GIMPS的主页下载为一个名为Prime95的免费程序,就可以立即参加GIMPS项目,一起踏上持续了千年的梅森素数探寻之旅。 12年来,人们通过GIMPS项目找到了12个梅森素数,其发现者来自美国、英国、法国、德国和加拿大。目前,世界上有160多个国家和地区近16万人参加了这一项目,并动用了30多万台计算机联网来进行网格计算。该项目的计算能力已超过当今世界上任何一台最先进的超级矢量计算机的计算能力,运算速度超过每秒350万亿次! 为了激励人们寻找梅森素数,1999年3月,设在美国的电子新领域基金会(EFF)向全世界宣布了为通过GIMPS项目来探寻梅森素数而设立的奖金。它规定向第一个找到超过一百万位的素数的个人或机构颁发五万美元的奖金。后面的奖金依次为:超过一千万位,十万美元;超过一亿位,十五万美元;超过十亿位,二十五万美元。 1999年6月1日,住在美国密歇根州普利茅茨的那扬哈吉拉特瓦拉(Nayan Hajratwala)先生找到了第38个梅森素数:2 6972593 -1,这也是我们知道的第一个位数超过一百万位的素数。如果把它写下来的话,共有两百零九万八千九百六十位数字。因此,哈吉拉特瓦拉先生获得了五万美元的奖励。而他所做的,就是从互联网上下载了一个程序,这个程序在他不使用他的奔腾II350型计算机时悄悄地运行。在经过111天的计算后,这个素数被发现了。 听起来非常诱人,但你也要知道,通过参加GIMPS计划来获得奖金的希望是相当小的。哈吉拉特瓦拉使用的计算机是当时21000台计算机中的一台。每一个参与者都在验证分配给他的不同梅森数,当然其中绝大多数都不是素数只有大约三万分之一的可能性碰到一个素数。所以,绝大多数研究者参与该项目并不是为了金钱,而是出于乐趣、荣誉感和探索精神。 成功者就在眼前,去年8月23日,美国加州大学洛杉矶分校数学系计算中心的雇员史密斯,通过GIMPS项目发现了第46个梅森素数2 43112609 -1,这个发现被著名的美国《时代》周刊评为2008年度50项最佳发明之一。该素数是目前已知的最大素数,它有12978189位数,如果用普通字号将这个巨数连续写下来,其长度可超过50公里!由于史密斯发现的梅森素数已超过1000万位,他将有资格获得EFF颁发的10万美元大奖。虽然说史密斯是私自利用中心内的75台计算机参加GIMPS的,但由于为学校争了光,他受到了校方的表彰。 但在你心动之前,不妨也听听另一个人的故事。美国一家电话公司发现计算机经常出错,本来只需要5秒钟就可以接通的电话号码,需要5分钟才能接通。最终查出原来是雇员福雷斯特偷偷地使用公司内的2585台计算机参加GIMPS,福雷斯特承认了自己被GIMPS项目引诱,他最后被公司解雇,并被罚款一万美元,这只能说是工作与私事没有分开,令人叹息。 最后的话 素数的研究曾经在人类很长的历史时期没有实际用处,直到二次世界大战之后,才在密码学中得到了重要的应用。对于梅森素数的寻找之旅已经历经千年,人们一共才找到46个梅森素数,在数学家的眼里,它们的价值远胜于钻石,而对它的研究,促进了计算技术、程序设计技术、密码技术、分布式计算技术的发展。让我们谨记梅森素数最早的研究者欧几里得的教诲:当一个人问他几何学有什么用的时候,他对侍者说:给他拿三个硬币吧,他想从几何学中得到好处。 不是三枚硬币,也不是百万美元,激励着人类不断地向前探寻的,是好奇心、求知欲和荣誉感。 (已刊载于《中国教师报》)
个人分类: 数学|3117 次阅读|3 个评论
Niels Henrik Abel数学家阿贝尔
wangyong77 2009-4-5 23:04
Niels Henrik Abel   阿贝尔(Niels Henrik Abel,公元1802年─公元1829年)是十九世纪挪威出现的最伟大数学家。他的父亲是挪威克里斯蒂安桑(Kristiansand)主教区芬杜(Findouml;)小村庄的牧师,全家生活在穷困之中。在1815年,当他进入了奥斯陆的一所天主教学校读书,他的数学才华便显露出来。经他的老师霍姆彪(Holmboeuml;)的引导下,他学习了不少当时的名数学家的著作,包括:牛顿(Newton)、欧拉(Euler)、拉格朗日(Lagrange)及高斯(Gauss)等。他不单了解他们的理论,而且可以找出他们一些微小的漏洞。   1820年,阿贝尔的父亲去世,照顾全家七口的重担突然交到他的肩上。虽然如此,1821年阿贝尔透过霍姆彪的补助,仍可进入奥斯陆的克里斯蒂安尼亚大学(University of Christinania),即现在的奥斯陆大学(Universitetet i Oslo)就读,於1822年获大学预颁学位,并由霍姆彪的资助下继续学业。   1823年当阿贝尔的第一篇论文发表後,他的朋友便力请挪威政府资助他到德国及法国进修。当等待政府回覆时,在1824年他发表了他的「一元五次方程没有代数一般解」的论文,可望为他带来肯定地位。他把论文寄了给当时有名的数学家高斯,可惜高斯错过了这篇论文,也不知道这个著名的代数难题已被解破。   1825-26年的冬季,他远赴柏林,并认识了克列尔(Crelle)。克列尔是个土木工程师,而且对数学很有热诚,他跟阿贝尔成为很要好的朋友。1826年,在阿贝尔的鼓励下,克列尔创立了一份纯数学和应用数学杂志(Journal fr die reine und angewandte Mathematik),该杂志的第一期便刊登了阿贝尔在五次方程的工作成果,另外还有方程理论、泛函方程及理论力学等的论文。在柏林,新的数学向导使他继续独立地进行研究工作,後来阿贝尔更到了欧洲不同的地方。   1826年夏天,他在巴黎造访了当时最顶尖的数学家,并且完成了一份有关超越函数的研究报告。这些工作展示出一个代数函数理论,现在称为阿贝尔定理,而这定理也是後期阿贝尔积分及阿贝尔函数的理论基础。他在巴黎被冷落对待,他曾经把他的研究报告寄去科学学院,望可得到好评,但他的努力也是徒然。他在离开巴黎前染顽疾,最初只以为只是感冒,後来才知道是肺结核病。   他辗转回到挪威,但欠下不少钱债。他只好靠教书及收取大学的微薄津贴为生。在1828年,他找到一份代课教师之职来维持生计。但他的穷困及病况并没有减低他对数学的热诚,他在这段期间写了大量的论文,主要是方程理论及椭圆函数,也就是有关阿贝尔方程和阿贝尔群的理论。他比雅可比(Jacobi)更快完全了椭圆函数的理论。此时,阿贝尔的名声经已响遍所有的数学中心,各方面的人也希望为他找到一个适当的教授席位,当中克列尔便希望为他在柏林找得一个教授席位。   在1828年冬天,阿贝尔的病逐渐严重起来。在他圣诞节去芬罗兰(Froland)探他的未婚妻克莱利.肯姆普(Crelly Kemp)期间,病情便更恶化。到1829年1月时,他已知自己寿命不长,出血的症状已无法否认。直至1829年4月6日凌晨,阿贝尔去世了,他的未婚妻坚持不要他人之助照顾阿贝尔,「单独占有这最後的时刻」。   在阿贝尔死後两天,克列尔写信说为阿贝尔成功争取於柏林大学(Freie Universitauml;t Berlin)当数学教授,可惜经已太迟,一代天才数学家经已在收到这消息前去世了。 读读数学家的故事,或许可以给研究许多启示。对于科学家而言,需要知道的历史就是科学史,还有科学家的经历,这些可以为研究提供许多的启迪,虽然目前的研究不同于古人,但是依然不能完全异于古人,否则,难于出现重大的成就,难于出现原创性的成就。而现代科学的发展时候的确让人感到缺乏重大的理论诞生,希望大家能够就此评论。 是我的错觉,还是现在创新的难度加大了,还是因为这个时代是知识爆炸的时代,还是社会太浮躁了?
个人分类: 学术研究|2914 次阅读|0 个评论
一篇关于伽罗瓦,E.(Galois, Evariste) 详细理论成就的文章
wangyong77 2009-4-5 22:57
伽罗瓦,E.(Galois, Evariste) 1811年10月25日生于法国巴黎附近的拉赖因堡;1832年5月31日卒于巴黎.数学. 伽罗瓦的父亲N.G.伽罗瓦(Galois)是法国资产阶级革命的支持者,为人正直厚道.他在1815年拿破仑发动百日政变期间,当选为拉赖因堡市的市长.伽罗瓦的母亲是一位当地法官的女儿,聪明而有教养,但个性倔强,甚至有些古怪.她是伽罗瓦的启蒙老师,为他的希腊语和拉丁语打下了基础,并且把她自己对传统宗教的怀疑态度传给了儿子. 1823年10月,12岁的伽罗瓦离别双亲,考入路易勒格兰皇家中学,开始接受正规教育.在中学的前两年,他因希腊语和拉丁语成绩优异而多次获奖;但在第三年(1826),伽罗瓦对修辞学没有下足够的功夫,因而只得重读一年.在这次挫折之后,他被批准选学第一门数学课.这门课由H.J.韦尼耶(Vernier)讲授,他唤起了伽罗瓦的数学才能,使他对数学发生了浓厚的兴趣.他一开始就对那些不谈推理方法而只注重形式和技巧问题的教科书感到厌倦,于是,他毅然抛开教科书,直接阅读数学大师们的专著.A.M.勒让德(Legendre)的经典著作《几何原理》(Elments de go-me tre,1792),使他领悟到数学推理方法的严密性;J.L.拉格朗日(Lagrange)的《解数值方程》(Rlution des quations nume-riques,1769)、《解析函数论》(Thorie des fonctions analytiques,1797)等著作,不仅使他的思维更加严谨,而且其中的思想方法对他的工作产生了重要的影响;接着他又研究了L.欧拉(Euler)、C.F.高斯(Gauss)和A.L.柯西(Cauchy)的著作,为自己打下了坚实的数学基础.学习和研究数学大师的经典著作、是伽罗瓦获得成功的重要途径.他深信自己能做到的,决不会比他们少.他的一位教师说:他被数学的鬼魅迷住了心窍.然而,他忽视了其他学科,导致了他首次(1828)报考巴黎综合工科学校失败. 1828年10月,伽罗瓦从初级数学班升到L.P.E.里查德(Richard)的数学专业班.里查德是一位年轻而富有才华的教授,并且具有发掘科学英才的敏锐判断力和高度责任感.他认为伽罗瓦是最有数学天赋的人物,只宜在数学的尖端领域中工作.于是,年仅17岁的伽罗瓦开始着手研究关于方程理论、整数理论和椭圆函数理论的最新著作.他的第一篇论文周期连分数的一个定理的证明(Dmonstration dun thorme sur les fractionscontinues priodiques),于1829年3月发表在J.D.热尔岗(Gergonne)主办的《纯粹与应用数学年刊》(Annales de Math-matiques Pures et Appliques)上,它更为清楚地论述和说明了欧拉与拉格朗日关于连分式的结果. 据伽罗瓦说,他在1828年犯了和N.H.阿贝尔(Abel)在8年前犯的同样错误,以为自己解出了一般的五次方程.但他很快意识到了这一点,并重新研究方程理论,他坚持不懈,直到成功地用群论阐明了这个带普遍性的问题.1829年5月25日和6月1日,他先后将他的两篇关于群的初步理论的论文呈送法国科学院.科学院请柯西做论文的主审.然而,一些事件挫伤了这个良好的开端,而已在这位年轻数学家的个性上留下了深深的烙印.首先,伽罗瓦的父亲由于受不了保守的天主教牧师的恶毒诽谤于7月2日自杀身亡.之后不到一个月,伽罗瓦参加了巴黎综合工科学校的入学考试,由于他拒绝采用主考官建议的解答方法,结果又遭失败.最后他不得已报考了高等师范学院,于1829年10月被录取. 柯西审核的伽罗瓦的论文,新概念较多,又过于简略,因此柯西建议他重新修改.1830年2月,伽罗瓦将他仔细修改过的论文再次呈送科学院,科学院决定由J.B.J.傅里叶(Fourier)主审.不幸,傅里叶5月份去世,在他的遗物中未能找到伽罗瓦的手稿. 1830年4月,伽罗瓦的论文关于方程代数解法论文的分析发表在B.D.费吕萨克(Frussac)的《数学科学通报》(Bulle-tetin des Sciences Mathmatiques)上.同年6月,他又在同一杂志上发表了两篇论文关于数值方程解法的注记和数的理论,这期杂志上还刊登着柯西和S.D.泊松(Poisson)的文章,这充分说明了伽罗瓦已在数学界赢得了声誉. 伽罗瓦进入师范学院一年,正当他做出卓越的研究工作之时,法国历史上著名的1830年七月革命爆发了.伽罗瓦作为一名勇敢追求真理的共和主义战士,反对学校的苛刻校规,抨击校长在七月革命期间的两面行为.为此,他于1830年12月8日被校方开除.于是,他便根据自己的意志投身于政治活动.1831年5月9日,在一个共和主义者的宴会上,伽罗瓦举杯对国王进行了挑衅性的祝酒,于第二天被捕.罪名是教唆谋害国王生命的未遂罪.6月15日被塞纳陪审法院释放.在此期间,伽罗瓦继续进行数学研究.他于1831年1月13日开了一门关于高等代数的公开课,以讲授自己独创的学术见解谋生.但是,这个设想并未获得多大成功.1831年1月17日,他向科学院呈送了题为关于方程根式解的条件的论文,这次负责审查论文的是泊松和S.F.拉克鲁瓦(Lacroix).虽然泊松认真地审阅了它,可得出的结论却是不可理解.在他们给科学院的报告中说:我们已经尽了最大努力来研究伽罗瓦的证明,他的推理显得不很清楚,到目前为止,我们还不能对它作出正确评价,因为有说服力的证明还没有得到.因此,在这篇报告中,我们甚至不能给出他的证明思想.最后,泊松建议伽罗瓦进一步改进并详细阐述他的工作. 1831年7月14日,伽罗瓦率众上街示威游行时,再次被捕,他被关押在圣佩拉吉监狱.他在狱中顽强地进行数学研究,一面修改他关于方程论的论文,研究椭圆函数,一面着手撰写将来出版他著作时的序言.1832年3月16日,由于宣布霍乱正在流行,伽罗瓦被转移到一家私人医院中服刑.他在那里陷入恋爱,后因爱情纠纷而卷入一场决斗. 4月29日,伽罗瓦获释.5月29日,即决斗的前一天,伽罗瓦给共和主义者的朋友们写了绝笔信.尤其在给A.舍瓦列耶(Cheralier)的信中,表明他在生命即将结束的时候,仍在整理、概述他的数学著作.第二天清晨,在冈提勒的葛拉塞尔湖附近,他与对手决斗,结果中弹致伤后被送进医院.1832年5月31日,这位未满21岁的数学家与世长辞了. 伽罗瓦最主要的成就是提出了群的概念,用群论彻底解决了代数方程的可解性问题.人们为了纪念他,把用群论的方法研究代数方程根式解的理论称之为伽罗瓦理论.它已成为近世代数学的最有生命力的一种理论. 群论起源于代数方程的研究,它是人们对代数方程求解问题逻辑考察的结果.对于方程论,拉格朗日有过卓越的概括.在1770年前后,他利用统一的方法(现在称为拉格朗日预解式方法),详细分析了二次、三次、四次方程的根式解法,提出了方程根的排列置换理论是解决问题的关键所在.他的方法对于求解低次方程卓有成效,但对一般的五次方程却没有任何明确的结果,致使他对高次方程的求解问题产生了怀疑.P.鲁菲尼(Ruffini)于1799年首次证明了高于四次的一般方程的不可解性,但其证明并不完善.在18241826年,阿贝尔修正了鲁菲尼证明中的缺陷,严格证明了一般的五次或五次以上的代数方程不可能有根式解.其间,高斯于1801年建立了分圆方程理论,解决了二项方程的可解性问题,这对于伽罗瓦理论的创立至关重要.1815年,柯西对于置换理论的发展做出了贡献.固然高于四次的一般方程不能有根式解,但是有些特殊类型的方程(如二项方程、阿贝尔方程割仍然可以用根式求解.因此,全面地刻画可用根式求解的代数方程的特性问题,乃是一个需要进一步解决的问题.伽罗瓦的理论正是在这样的背景上发展起来的. 伽罗瓦继承和发展了前人及同时代人的研究成果,融会贯通了各流派的数学思想,并且凭着他对近代数学概念特性的一种直觉,超越了他们.他系统地研究了方程根的排列置换的性质,首次定义了置换群的概念,他认为了解置换群是解决方程理论的关键.在1831年的论文中,伽罗瓦把具有封闭性的置换的集合称为群.当然,这只是抽象群的一条重要性质而已.群是近代数学中最重要的概念之一,它不仅对数学的许多分支有深刻的影响,而且在近代物理、化学中也有许多重要的作用.因此,群的概念需要以高度抽象的形式来表达.现在公认群是元素间存在二元运算(例如乘法)并具有下列四条性质的集合: (1)(封闭性)集合中任意两个元素的乘积仍属于该集合; (2)(结合性)乘法满足结合律,即(ab)c=a(bc); (3)(存在单位元)集合中存在单位元I,对集合中任意元素a满足Ia=aI=a; (4)(存在逆元)对集合中任一元素a,存在唯一元素a-1,使得a-1a=aa-1=I. 伽罗瓦是利用群论的方法解决代数方程可解性问题的.他注意到每个方程都可以与一个置换群联系起来,即与它的根之间的某些置换组成的群联系;现在称这种群为伽罗瓦群.对于任一个取有理数值的关于根的多项式函数,伽罗瓦群中的每个置换都使该函数的值不变.反过来,如果伽罗瓦群中的每个置换都使一个根的多项式函数的值不变,则这多项式函数的值是有理的.因此,一个方程的伽罗瓦群完全体现了它的根(整体)的对称性.伽罗瓦的思想方法大致是这样的:他将每个方程对应于一个域,即含有方程全部根的域(现在称之为方程的伽罗瓦域),这个域又对应一个群,即这个方程的伽罗瓦群.这样,他就把代数方程可解性问题转化为与方程相关的置换群及其子群性质的分析问题.这是伽罗瓦工作的重大突破. 具体说来,假设方程xn+a1xn-1+a1xn-2++an-1x+an=0的系数生成的域为F,E是方程的伽罗瓦域,它是将方程的根添加到F上所生成的域,现在称之为伽罗瓦扩张.让G表示方程的伽罗瓦群.这个方程是否可用根式求解的关键问题是:数域F是否可以经过有限次添加根式而扩张为根域E.也就是说是否存在有限多个中间域:F1,F1,,Fs-1,Fs=E,使F=F0F1F1Fs=E.其中每个Fi都是由Fi-1添加Fi-1中的数的根式所生成的扩域.不妨假定,F是含有这个方程的系数及1的各次方根的最小域,且每次所添加的根式均为素数次根.那么,这样的中间域Fi与Fi-1之间有何关系呢?伽罗瓦经过认真的研究,认为关键取决于使Fi-1保持不变的Fi的自同构变换群的结构.可以证明,这样的自同构群是素数阶的循环群,且阶数为 .域上的自同构群概念的引入,使域与群发生了联系.即建立了伽罗瓦域的子域与伽罗瓦群的子群之间的一一对应关系.事实上,保持F=F0的元素不动的E的每个自同构决定方程根的一个置换,它属于伽罗瓦群G;反之,G中每个置换引起E的一个自同构,它使F的元素不动.这样就建立了E的自同构群和方程的伽罗瓦群之间的同构.由此建立E的子域(包含F)和G的子群之间的一一对应:保持子域Fi元素不动的G中全部置换构成G的一个子群Gi,让Gi与Fi对应,而且反过来也可用Gi来刻划Fi,即Fi是E中对Gi的每个置换保持不动的元素全体. 伽罗瓦还利用方程根的n!值的线性系数(n表示方程根的个数)来定出方程的伽罗瓦群.虽然这种计算并非易事,但的确给出了计算伽罗瓦群的一种方法,而且伽罗瓦在这里给出了域扩张的本原元素的概念. 在代数方程可解性的研究中,伽罗瓦的主要思想是对给定方程的系数以及经过有限次扩张的中间域给出了一个群的序列,使得每个扩域相对应的群是它前一个域相应的群的子群.伽罗瓦基本定理就描述了中间域与伽罗瓦群的子群之间的对应关系.利用这种关系,可由群的性质描述域的性质;或由域的性质描述群的性质.因此,伽罗瓦的理论是域与群这两种代数结构综合的结果. 伽罗瓦的工作主要基于两篇论文关于方程根式解的条件和用根式求解的本原方程.这两篇论文于1846年由J.刘维尔(Liouille)编辑出版.此后,人们便开始介绍和评价伽罗瓦的工作,他的思想方法逐渐为人们所接受.在这些论文中,伽罗瓦将其理论应用于代数方程的可解性问题,由此引入了群论的一系列重要概念. 当伽罗瓦将二项方程作为预解方程研究时,他发现其相应的置换子群应是正规子群且指数为素数才行.正规子群概念的引入及其性质和作用的研究,是伽罗瓦工作的又一重大突破.属于伽罗瓦的另一个群论概念是两个群之间的同构.这是两个群的元素之间的一一对应,使得如果在第一个群中有ab=c,则对第二个群的对应元素,有ab=c.他还引进了单群和合成群的概念.一个没有正规子群的群是单群,否则是合成群.他表述了最小单群定理:阶是合成数的最小单群是60阶的群. 伽罗瓦还利用正规子群判别已知方程能否转化为低次方程的可解性问题.用现代语言可将他的思想方法描述如下:首先定义正规子群的概念,即群G的子群N叫做G的正规子群,是指对于每个 gG,g-1Ng=N;其次是寻找极大正规子群列,确定极大正规子群列的一系列合成因子.如果一个群所生成的全部合成因子都是素数,伽罗瓦就称这个群为可解的.他利用可解群的概念全面刻画了用根式解方程的特性,给出了判别方程可解性的准则:一个方程可用根式解的充要条件是这个方程的伽罗瓦群是可解群.虽然这一准则不能使一个确定方程的精确求解更为简单,但它确实提供了一些方法,可以用来得出低于五次的一般方程,以及二项方程和某些特殊类型方程的可解性的有关结果,还可以直接推导出高于四次的一般方程的不可解性.因为一般的n次方程的伽罗瓦群是n个文字的对称群Sn;当n>4时,n次交错群An是非交换的单群(不可解),An又是Sn的极大正规子群.由此可推出Sn是不可解的.既然对于所有这样的n值,都存在其Sn是伽罗瓦群的n次方程,所以一般的高于四次的方程不可能得到根式解. 在关于方程代数解法论文的分析中,伽罗瓦提出了一个重要定理(未加证明):一个素数次方程可用根式求解的充要条件是这个方程的每个根都是其中两个根的有理函数.伽罗瓦用它判别特殊类型方程的根式解问题.他所研究的这种方程,现在称之为伽罗瓦方程,是阿贝尔方程的推广.在数的理论一文中,伽罗瓦用现在所谓的伽罗瓦虚数对同余理论作了推广并将之应用于研究本原方程可用根式求解的情况.关于伽罗瓦虚数,在伽罗瓦之前只知道特征0的域,如有理数域、实数域、复数域等,伽罗瓦在这篇论文中给出了一类新的域,即伽罗瓦域,现在称为有限域,它们是素数特征的城.有限域在现在通讯中的重要作用是尽人皆知的. 伽罗瓦的数学遗作,首次(1846)发表在刘维尔主办的《纯粹与应用数学杂志》(Journal de Mathmatiques Pures et Appliques)上.1897年,E.皮卡(Picard)再次出版了《伽罗瓦数学手稿》(Ocuvres mathmatiques dEvariste Galois).之后,J.塔涅伊(Tannery)编辑的《伽罗瓦的手稿》(Manuscriste dEvariste Galo-is)于1908年正式出版.1962年,R.布尔哥涅(Bourgne)和J.P.阿兹拉(Azra)编辑出版了带有评论性的典型版本《伽罗瓦数学论文全集》(Ecrists et mmoires mathmatiques dEvaristeGalois),它汇集了伽罗瓦所有已发表的著作,以及绝大部分还保存的数学提纲、信件和原稿.这些史料证实了伽罗瓦的数学研究,与他对数学本质尤其对数学方法的追求、探索是密不可分的,展示了他对现代数学精神的远见卓识.从中精选出的有关数学观、方法论的原文,已成为当今研究的方向. 伽罗瓦不仅研究具体的数学问题,而且研究能概括这些具体成果并决定数学长期发展及人们思维方式转变的新理论群论.由此还发展了域论.D.希尔伯特(Hilbert)曾把伽罗瓦的理论称为一个明确的概念结构的建立.这种理论,对于近代数学、物理学、化学的发展,甚至对于20世纪结构主义哲学的产生和发展,都发生了巨大影响.正象E.T.贝尔(Bell)所说的:无论在什么地方,只要能应用群论,从一切纷乱混淆中立刻结晶出简洁与和谐,群的概念是近世科学思想的出色的新工具之一. 伽罗瓦还是头一位有意识地以结构研究代替计算的人.他使人们从偏重计算研究的思维方式转变为用结构观念研究的思维方式,他的理论是群与域这两种代数结构综合的结果.在他的论文序言部分明确表述了这种思想,他提出:使计算听命于自己的意志,把数学运算归类,学会按照难易程度,而不是按照它们的外部特征加以分类这就是我所理解的未来数学家的任务,这就是我所要走的道路.这种深邃的数学思想,已明显地具有现代数学的精神. 伽罗瓦把数学运算归类这句话,毫无疑问是指现在所谓群论.群的功能正是将所研究的对象进行分类,而不管研究对象本身及其运算的具体内容,它是在错综复杂的现象中探讨共同的结构.一般说来,一个抽象的集合不过是一组元素而已,无所谓结构,一旦引进了运算或变换就形成了结构;所形成的结构中必须包含着元素间的关系,这些关系通常是由运算或变换联系着的.把数学运算归类,而不是按照它们的外部特征加以分类,其思想实质是:数学由研究具体的数和形的外部特征转变成研究一般的、抽象的结构.伽罗瓦对代数结构的探索,深化了人们关于数学研究对象的认识按照这种观念,数学的研究对象不是孤立的量,而是数学的结构.从自发到自觉转变的意义上说,伽罗瓦已经处于近代数学的开端.他为19世纪数学家们提出的问题及任务,导致了公理方法的系统发展和代数基本结构的深入研究.因此,伽罗瓦是近世代数学的创始人. 伽罗瓦在数学上做出了巨大的贡献,他在数学观、认识论方面也有不少独立的见解.他认为科学是人类精神的产物,与其说是用来认识和发现真理,不如说是用来研究和探索真理.科学作为人类的事业,它始于任何一个抓住它的不足并重新整理它的人.伽罗瓦指出:科学通过一系列的结合而得到进展,在这些结合中,机会起着不小的作用,科学的生命是无原由的、没有计划的(盲目的),就像交错生长的矿物一样.在数学中,正像在所有的科学中一样,每个时代都会以某种方式提出当时存在的若干问题,其中有一些迫切的问题,它们把最聪慧的学者吸引在一起,这既不以任何个人的思想和意识为转移,也不受任何协议的支配.伽罗瓦向往着科学家之间的真诚合作,认为科学家不应比其余的人孤独,他们也属于特定时代,迟早要协同合作的. 伽罗瓦的奠基性工作及其思想中孕育的开创精神,并未得到他同时代人的充分赏识和理解,其原因不是人为的偏见,而是当时人们认识上的不足.直到伽罗瓦去世14年后的1846年,刘维尔编辑出版了他的部分文章;1866年,J.A.塞雷特(Serret)出版的《高等代数教程》(第三版)(Cours dalgbre superieure),澄清了伽罗瓦关于代数方程可解性理论的思想,建立了置换理论;1870年,C.若尔当(Jordan)出版的《置换和代数方程专论》(Traitdes substitutions et des quations algbriques),全面介绍了伽罗瓦的理论.从此,群论和伽罗瓦的全部工作才真正被归入数学的主流.伽岁瓦的理论导致了抽象代数学的兴起. 参考资料: 河北师范学院 邓明立
个人分类: 学术研究|3565 次阅读|0 个评论
由数学家陆家羲的不幸遭遇所想到的.
热度 1 初数爱好者李明 2008-10-19 14:05
悲哀啊!我去年在一本书里阅读我国数学家陆家羲的简介时 , 在旁边重重地写下了 ' 悲哀 ' 两字 , 并画了三个 ※ . 哎 !' 千里马常有 , 而伯乐不常有啊 !' 陆家羲的经历不禁令我想起挪威著名数学家阿贝尔( 1802-1927 ) . 阿贝尔幼年丧父,家境贫寒,但自幼酷爱数学 .1824 年,年仅 21 岁的阿贝尔严格地证明了一元五次及高于五次的方程通常没有根式解(这是困扰数学界 200 多年的难题) , 并进一步创立了群论(现代数学三大支柱之一); 1926 年,他写了一篇关于椭圆函数的论文(内含后来被称为阿贝尔大定理的结论),提交给法国科学院,然不为当时权威柯西和勒让德所重视 .1927 年,阿贝尔贫病交迫地回到了挪威,靠家教维持生计 . 1929 年 4 月 6 日 ,不满 27 岁的阿贝尔默默无闻地病逝了 .4 月 7 日 ,一封来自柏林大学的 邮给阿贝尔的教授聘任信刚刚从柏林送出 . 哎!这真是满腹经纶无人睬,却使苍天妒英才! 阿贝尔在短短 27 年的生命中,在数学上留下了许多光辉篇章。数学中以他的名字命名的概念、定理至少有十五个 . 法国著名数学家埃尔米特( e 是超越数的首位证明者)后来评价:阿贝尔留下的数学问题够后世数学家研究 150 年 . 历史是不会遗忘这位为数学献出青春、献出生命的数学家的 . 为纪念阿贝尔对数学做出的杰出贡献,为了弥补诺贝尔奖中未设数学奖的不足,为了促进数学的发展,挪威政府于 2001 年 9 月宣布,自 2003 年开始,每年一度对为数学作出杰出贡献的数学家颁发阿贝尔奖,奖金为 600 万挪威克郎(现约 80 万美元),该奖是继菲尔兹奖和沃尔夫奖之后设立的第三项国际性 数学大奖 . 尽管如此,我还是希望数学界乃至社会各界能给探究型和创新型人才多一些生前的人文关怀,不要再发生这种生前漠不关心,逝后为之扼腕的悲剧 .
个人分类: 教育感言|12786 次阅读|5 个评论
一个数学家的自白(转载)
jlpemail 2008-3-17 17:01
一个数学家的自白(ZT) 来源: http://wooce.sharera.com/blog/BlogTopic/34748.htm 一个数学家的辨白 [英]GH哈代 假如真的能把我的雕像塑在伦敦纪念碑上的话,我是希望这座碑高耸入云,以至人们见不到雕像呢,还是希望纪念碑矮得可以使人们对雕像一目了然呢?我会选择前一种,而斯诺博士可能会选择后一种。 序言 我感谢CD布劳德(Broad)教授和CP斯诺博士对我提出的许多宝贵的批评。他们读过我的初稿。我已将他们提出的所有建议的内容实质差不多都写入了我的书中,同时删除了许多生硬晦涩的词语。 但是有一种情况我是以不同的方式处理的,那就是28。这一章节是在我的一篇短文的基础上撰写的。那篇短论文是在年初我投稿到《我发现了》(此杂志是由剑桥阿基米德协会主办的学术刊物)的。对这篇不久前我曾以非常认真的态度写出的东西加以修改,我的确感到为难。再说,假如真要我设法接受这些批评(即严肃地看待这些重要的评论),那我就只得将这章节大大扩展,直至完全破坏这篇论文,使其面目全非。鉴于此,我就没改动它,而是把批评家对我论文所作的评论的要点之简述以脚注的形式加在文章最后。 GH哈代 1940年7月l8日 前言 这是一个极平常的基督学院高桌晚餐①,哈代应邀做客,他刚刚作为萨德莱里恩(Sadleirian)讲座教授回到剑桥。在这之前我已经从剑桥年轻一辈数学家那里听到一些他的故事,他们对哈代回来都感到非常高兴,称他是一位真正的数学家。与物理学家们常挂在嘴上的迪拉克(Dirac)和玻尔等人不同,哈代是最纯正的,他超凡脱俗,举止诡异,思想激进,而且对于任何事物急于表达自己的见解。那是193l年的事,当时英语中还不流行以上用语,但人们会笼统地说他才智出众。 顺着桌子看过去,我仔细地打量着哈代:他看上去五十出头,头发已灰白,皮肤上太阳斑很深,呈现出印第安人的青铜色。他的脸长得很俊秀高高的颧骨,细鼻梁,高傲而威严,但娱乐时会像顽童般捧腹大笑。他有一对深棕色的眼睛,明亮如少女这种眼睛在思维敏捷的人中很少见。那时剑桥有很多杰出的人,我当时想,即使如此,哈代也是最出众的。 我不记得他当时的穿着。在他的长黑袍②里面很可能是一件运动衣和法兰绒长裤。与爱因斯坦一样,他穿着总以舒适为原则;但与爱因斯坦不同的是,他会变换便服款式,穿起昂贵的丝质衬衫。 晚餐后我们坐在休息室的桌子边喝葡萄酒时,有人告诉我说,哈代想跟我谈谈板球。我一年前负责板球队,但基督学院当时很小,即使是初级队员的角色也很快确定了。我被带到哈代身边坐下,没有人将我介绍给他。如我后来所发现的那样,在所有正式场合,他都腼腆而害羞,害怕被介绍给人。他点点头,似乎是意识到了我的存在,然后,在没有任何开场白的情况下,开始问我: 我想你应该对板球有所了解,是吗?是的,我回答,我知道一点。 他立刻严肃地考问我玩过板球吗?是什么风格的球员?我猜测他是因为害怕与人打交道才选择了学术界,这一圈子的人都献身于研究而从不娱乐。我煞有介事地炫耀着自己。他显示出不完全相信我的回答,接下去提出了一些战术问题:一年前(1930年)的最后一场比赛我该选谁来当队长?如果入选队员认为我可以挽救英格兰队,那么我应该采取什么战略和战术呢?(如果你很谦虚,你可以作为非上场队长来回答。)如此等等,全然不理会桌上其余的人。他完全入迷了。 正如我后来从无数次观察中所发现的那样,哈代无论是对自己还是其他人都不轻信表面印象。按哈代的观点,了解一个人的惟一方法是考试,无论是数学、文学、哲学,还是政治无一例外。如果谁被考问难住了,其水平也就可以确定了。在哈代那聪明、高效率的头脑中,所有的事情都是有条不紊的。 那天晚上在休息室里,哈代一定要弄清我是否是一名还过得去的板球运动员,别的他什么也不关心。最后他像孩子般地坦然笑了:通过我们之间的交谈,他充满了信心,毕竟菲南尔球场(学校的板球场)下一季度可以利用起来了。 正如我与劳合-乔治(LloydGeorge)的相识应该归功于他对颅相学的爱好一样,我与哈代的友谊应归功于我花了太多的青春在板球上,我不知其教益所在,但他给我带来了好运,这是我一生中与知识分子的最珍贵的友谊。正如我刚才所提到的,他的头脑聪明而高效,以至于在他的眼中,其他人似乎都显得有点糊涂、平淡和慌乱。他不是爱因斯坦或拉瑟福德(Rutherford)那样的大天才,凭着他一向清晰的头脑,他说,天才一词他无论如何配不上,充其量他也只在一个短时期内可称得上世界上第五位最纯正的数学家。他的人品如他的头脑一样绝妙、坦率,他总是宣传说,他的朋友和合作者利特伍德(Littlewood)是比他更有才华的数学家,他的门徒拉曼纽扬(Ramanujan)才真正具有一个大数学家所具有的天才素质(尽管是狭义的,但并不需要精确定义)。 当哈代谈到这些朋友的时候,大家都认为他低估了自己。的确,他人品高尚,从无忌妒之心;但是我认为如果谁不接受他对自己的评价,谁就误解了他的品质。我倾向于相信他在《一个数学家的辩白》中的论点,即既谦虚又自负:当我失望地却又不得不听那些浮夸而令人厌倦的谈话时,我就会对自己说:我做了一件你从未曾做过的事,那就是与利特伍德和拉曼纽扬在某种平等条件下的合作。 无论如何,哈代在数学界的排名只能留给数学史专家了(尽管这是不可能的,因为他的许多优秀的研究都是与人合作的)。但有一点,哈代比爱因斯坦、拉瑟福德或其他任何大天才都要杰出,那就是任何脑力工作,重要的、不重要的或十足的游戏,他都可以使其成为艺术。我认为,正是上帝恩赐给他的这一天赋,才给了他从事脑力工作的乐趣,尽管哈代本人可能没有意识到这一点。当《一个数学家的辩白》第一次出版时,格雷厄姆格林(GrahamGreene)在一篇书评中写到,本书及其亨利詹姆斯的注解是对一个具有创造性的艺术家的素质的最精彩的描述。回忆一下哈代对所有他周围人的影响,我相信这是千真万确的。 哈代于1877年出生于一个中层职员家庭。父亲是肯兰莱学校的会计和美术教师,后来就职于一所不大的私立学校;母亲是林肯教师进修学院的教师,双亲都很有才华,特别是具有较高的数学素养。生在这样的家庭,哈代自然遗传了很多数学基因。与爱因斯坦不同的是,他在孩提时代就表现出超人的数学天赋:还在哑哑学语的时候就有极高的智商(I.Q.);两小时就可以写出亿位数;去教堂做礼拜时,他把圣歌中的数字进行因数分解,以此为乐。从那时起他就喜欢与数字打交道,这一嗜好导致了后来发生在拉曼纽扬病床上的传奇故事。尽管这一故事已众所周知,但我不得不再次重述。 孩提时代的哈代受到良好的启蒙教育,受维多利亚文化的熏陶很深。他的父母似乎有点守旧,但非常善良。能在这样一个维多利亚家庭中度过童年,无疑他是非常幸运的,尽管智力教育受到过分的苛求。他有两个与众不同之处。首先,他很小(不到12岁)就有极高的自性。他的父母知道他聪颖过人,而他也的确如此,在班上他所有课程都名列第一,但由此也带来他最厌倦的事情:他必须站到台前接受颁奖。有一次我们共进晚餐时,他对我说,他常常试图故意做错答案,以免受这种无法忍受的折磨,但这种蓄谋的错误总是太小,每次他还是不得不去领奖。 年龄稍大一点,他的自觉意识有所丧失,变得极具挑战性。正如他在《一个数学家的辩白》中所言,我不记得在孩提时代对数学有过强烈的爱好,这种数学家的素质我也许具备,但我并不觉得十分惊人。我对数学的兴趣是基于应付考试和争取奖学金的需要:我必须战胜其他同学!这似乎成了我决策的动力。遗憾的是,他不得不生活在过于棘手的世界中,他的脸皮太薄,不能有效地保护自己,因而不得不努力强化自我意识,但后来他有时又犯一意孤行的毛病;另一方面,这也使他坦率正直,勇于反省,能够用肯定、简洁的语言作出自我评价,这些与爱因斯坦截然不同。爱因斯坦常常不得不抑制自我意识,使自己保持理智状态来研究外面的世界。 我相信这种矛盾或紧张的性格是导致他行为古怪反常的原因。他是典型的反自恋主义者,他不能忍受被人拍照。据我所知,他一生只照过五次快照。他的房间不能有任何能照得见人的玻璃,连剃须用的镜子也不例外。他住进旅馆的第一件事就是用毛巾把所有的镜子都罩起来。这种行为即使对一个长相古怪的人也属反常,何况他相貌比普通人都漂亮,这种举动更显得古怪。当然,自恋与反自恋都无法改变自己在外人眼中的相貌。 这一行为看起来有些古怪,实际上也确实如此。不过,他与爱因斯坦确有一些差异。与爱因斯坦相处很久的人如因菲尔德(Infeld)发现与爱因斯坦相处时间越长,越感到爱因斯坦古怪,我确信我也会有同感。而哈代则相反,他的行为之古怪也与众不同,似乎是某一类上层建筑导致了这种性格。但这种性格与常人仍有类同之处,只是他更加怪癖一些。 儿童时代哈代的另一与众不同之处是更加务实,他要除去一生中所有事业上的障碍。哈代凭着他对数学无限的忠贞、执著,无人可以与他相提并论。他知道特权的优越性,也知道他曾经拥有它。他的家庭并不富裕,仅靠教师的微薄收入,但他受到了19世纪英格兰最好的教育。这种特殊的精神财富在这个国家永远比其他财富更有意义。奖学金总是为杰出者而设的,关键是如何赢得它,小哈代连微小的失去奖学金的几率也没有尽管有不少小威尔斯(Wells)或小爱因斯坦。从12岁起他就不得不参与竞争,他的天才也受到了人们的关注。 事实上,由于他在肯兰莱时数学上取得的一些成绩,12岁那年他在温切斯特获得了一个奖学金。温切斯特在当时及后来相当长一段时间内是英格兰数学方面最好的学校。(附带说一下,人们会惊讶现在是否还有哪所学校能如此灵活?)他一年级在那里学习数学,他的成绩是拔尖的。后来,他承认当时在那里受到了极好的教育,但学习是被迫的。他不喜欢这所学校,但喜欢它所开设的课程。与所有公立的维多利亚学校一样,温切斯特非常简陋,有一年冬天他差一点送了命。他羡慕寄住在别人家的利特伍德,他是圣保罗学校的走读生,也羡慕在其他制度较松的普通学校的朋友们。他离开温切斯特以后再也没有走进那所学校。庆幸的是他终于离开了它,走上了正确的人生路,申请到了三一学院的公开奖学金。 他对温切斯特有一种奇特的怨情:他天生是一个球类运动员,有一双光彩夺目的眼睛。50岁时他常常能够打败大学网球亚军,60岁时我还看见他在板球场上令人吃惊地击球。遗憾的是,他在温切斯特从未受过正规训练,他的打球方法不大正确。他觉得,如果能够受到正规训练的话,他一定会成为一个优秀的板球击球手,即使不是一流的,也不会差很远。就像他对自己的所有评价一样,我相信他的话非常正确。奇怪的是,维多利亚高级比赛居然漏选了这样一位天才选手。我猜想无人会想到应在高级学者中寻找运动选手,这是多幼稚、愚蠢而又保守的想法。 对于他那个时代来说,一个温切斯特学院的毕业生进入新学院是很自然的,这对他的学术生涯不应该产生明显的影响(尽管他一直对牛津比剑桥更钟爱一些,他如果在牛津呆一辈子,我们中的有些人就会失去结识他的机会)。但他决定进三一学院,其理由被他在《一个数学家的辩白》中幽默而不加掩饰地解释为:我的思想发生变化是在我15岁的时候(这种变化方式很特别)。有一本名叫《三一学院的一个年轻人》的书,署名为阿伦圣奥宾(实际上是弗朗西丝马歇尔夫人),是一套有关剑桥生活丛书中的一本书中有两名主人公,第一主人公叫弗劳尔斯,他几乎是完美的化身;第二主人公布朗很有些女人气质。弗劳尔斯和布朗在大学生活中遇到很多妨碍学习的情况弗劳尔斯摆脱了所有这些麻烦,成为数学学位考试的第二名和年级第一名,自然得到了一个奖学金(正如我当时所假设的那样)。而布朗则失败了,辜负了父母的期望,开始酗酒。有一次,在暴风雨中他处于醉酒后的狂乱状态,被牧师的祷文拯救出来。他连普通学位都难以拿到,最后成为一名传教士。这些不愉快的事 情并没有影响他们间的友谊,当布朗第一次在高级职员休息室里喝着葡萄酒、吃着核桃仁的时候,弗劳尔斯对他的行为大惑不解,们却充满着爱怜之情。 现在弗劳尔斯是一个非常正直的研究员(迄今为止阿伦圣奥宾所能找到的一个),然而,就连我这个思想单纯的人也不认为他是聪明人。如果他能作出这些成绩,我为什么不能?给我印象最深的是休息室的最后一幕,它使我着了迷,从那时起,直到我得到三一研究基金为止,对我来说,数学就等同于三一研究基金。 22岁时,他在剑桥数学荣誉学位第二部分考试中荣获第一名,并得到了三一研究基金。在耶期间,有两个小插曲。一个是宗教方面的,表现为高素质的维多利亚处理方法。哈代决定我认为他在离开温切斯特以前就有此念头不相信上帝。对于他来说,这是一个黑门分明的决定,如他脑海里的所有其他概念一样明确。礼拜仪式在三一学垸是强制性的。毫无疑问,哈代以他特有的迟疑的口吻告诉教长说,他不能虔诚地参加礼拜。教长是个自命不凡的小官吏,坚持要哈代写信告诉他的父母。教长知道他的父母是正统的宗教信徒,而哈代更加清楚,这一消息会使他父母非常痛苦对于70年后的我们是无法想象这一痛苦的。 哈代与他的良心抗争着,他不能世俗地放弃这一决定。他甚至不善处世到这种程度:去求教于一些老于世故的人,诸如乔治特里维廉(GeorgeTrevelyan)和德斯蒙德麦卡锡(DesmondMacCarthy)等,他认为他们会知道怎样处理这类事,这是有一天下午在菲南尔球场他抱怨此事时告诉我的。最后他终于给父母写了信。部分是由于这件事,他对宗教一直持怀疑态度,并愈来愈甚:他拒绝参加任何学院的礼拜,即使是正式公务(如选举院长),他也不迁就。他的朋友中也有牧师、教士,但上帝是他的敌人。所有这些有一个19世纪的声音在说:或许有谁错了,但对于哈代,不要用他的话反驳他。 他仍然大吵大闹地嬉戏。记得在30年代的一天,我看见他正为一个小的胜利而得意。故事发生在贵族学院举行的一场比赛,绅士队对公子队。这是早上的一场比赛,太阳正照在屋顶上。有一个面对着托儿所顶端的击球手抱怨说,不知从哪儿来的反光照花了他的双眼。裁判员疑惑地四处寻找反光源:汽车?不。窗户?场地的那一端一个窗户也没有。最后,带着胜利的喜悦,一个裁判终于找到了反光源反光来自于一个高大的牧师胸前佩戴的一个大十字架。裁判彬彬有礼地要他摘掉十字架,哈代在一旁魔鬼般地笑弯了腰。午饭时,他顾不上吃饭,忙着给他的教士朋友写明信片(明信片和电报是他最喜爱的通信方式)。 在与上帝及其代理人的战斗中,胜利并不总是属于哈代。大约在同一时期,五月的一个安静而可爱的傍晚,在菲南尔球场,6点钟的报时乐声穿过大地。真不幸,哈代简洁地说,我生活中一部分最快乐的时光在罗马天主教堂的钟声中度过了。 他大学期间的第二个小烦恼是学术上的。自从牛顿以后,在整个土9世纪,剑桥就被旧的数学荣誉学位考试制度所控制。英国人在考试竞争中总是比其他国家的人更有优势(也许除了中国人以外)。这些考试的设立是基于传统的评判标准,在考试形式上明显地显示出呆板。附带说一句,现在这种现象依然存在。当然,数学荣誉学位考试的荣耀是不可否认的。考试题目机械地看很难但不幸的是,无法通过考试来发现考生的数学想象力、洞察力或作为一个有创造性的数学家所应具备的其他素质。考试优胜者(英文为Wtanglers,数学学位考试一等荣誉学位获得者,这一术语仍沿用至今)是基于考试成绩,并严格按分数次序选拔的。如果某人的成绩为最优名列一等第一名的话,学院会举行庆祝活动,一二名或第三名立即被选为研究员。 这些都遵循着英国传统的习惯。它只有一个缺点,正如哈代以他敏锐的洞察力所指出的。当他成为一个著名的数学家后不久,他与他坚定的伙伴利特伍德一起致力于废除这一制度时就指出了这一缺点:它使英国严肃的数学一百多年来一直停滞不前。 哈代来到三一学院的第一学期还能跟上这一体系。他被训练为一匹赛马,在数学题目的领域里赛跑,还在19岁时,他就知道这是毫无意义的。他被送到一个有名的教师那里学习,多数有潜力成为数学学位考试最优名列一等第一名的考生都被送到他那儿。这个教师知道所有考生的障碍,知道所有考官的出题风格,而对于课程本身并不感兴趣。对于这种体系,要是换上年轻的爱因斯坦就一定会反抗:要么离开剑桥,要么在以后的三年里根本不做正规作业。但哈代生在更守旧的英国环境中(有优点,也有缺点)。在考虑更换为历史专业时,他想到了找一个真正的数学家来教他。哈代在《一个数学家的辩白》中对他深表称颂:我的眼界最初是由乐甫(Love)教授打开的,他只教了我几学期,却使我对分析的严谨概念有了最初的了解。我从乐甫教授那儿获益最大的是他建议我读乔丹(Jordan)著名的《分析教程》(乐甫教授毕竟首先是一名应用数学家),我永远也不会忘记这部著作所给予我的震撼,不会忘记那本书对我这一代数学工作者的激励。读了这部著作,我第一次懂得了数学的真谛;也是从那时起,我走上了一个真正的数学家的道路,对数学树立了正确的目标,产生了真诚的激情。 1898年,他在数学学位考试中获得第四名。他常常承认,这一结果当时使他有点恼怒.他是一个很有潜力的竞争者,尽管这种考试很荒谬,但他认为冠军应该属于他。1900年,他参加了数学荣誉学位第二部分考试,这是更权威的考试,他取得了应该属于他的好成绩,并获得奖学金。 从那时起,他的前途实际上就注定了。他很清楚他的目标是要把严密性引入英国的数学分析中。他没有偏离他认为是生活中最大的永久的快乐的研究。不用担心他应该做什么,无论是他自己还是别人对他的聪明才智都深信不疑。他23岁就被选人皇家学会。 哈代是那个时代的幸?儿:他不用思虑自己的前?,从23岁起他就拥有一个男人所需要的安逸,也有足够花的钱。在20世纪初,三一学院的单身教师是很惬意的,但哈代用钱很谨慎,不得已的钱他才花(有时是特殊的目的,如50英里的的士费);可花可不花的钱,无论世俗舆论如何,他也绝不会花。他只做他愿意做的事,放纵自己的怪僻。他生活在世界上最优秀的知识分子圈子中GE摩尔、怀特海、罗素、特里维廉以及三一学院的高级圈子,艺术家布卢姆斯伯里(B1oomsbury)也很快加入了三一学术圈(实际上,哈代很早就与布卢姆斯伯里私交甚好,兴趣相投)。在这个杰出人物的圈子中,哈代是最卓越的青年人之一,并且,在非正式场合,他最无拘无束。 现在我可以告诉你我后面要说的内容:哈代一直到老都保持着一个才华横溢的青年人的生活热忱和精神境界,娱乐、兴趣也都保持着一个剑桥年轻教师的热情。但是,与许多直到60岁还保持青春活力的老年人一样,他晚年的最后几年终究失去了这种活力。 当然,哈代大多数时候比我们大多数人都要快乐。他的朋友广泛得令人吃惊,这些朋友都必须通过他的私人考试:他们必须具备他称之为螺旋的素质(这是一个板球术语,只可意会不可言传:它暗喻某种婉转或精明的处事方法。对于当今社会名流,麦克米伦和肯尼迪可以打高分,而丘吉尔和艾森豪威尔则不及格)。但他很宽容、诚实、生气勃勃,含蓄地溺爱着他的朋友们。有一天早上我不得已去看他。早上一直是他做数学研究的保留时间,他正坐在书桌前,用一手俊秀的字体写着什么。我低声说了一些陈腐的客套话,希望我没有打扰他。他突然明白了我的意思,露出诡秘的笑容说:就像你应该已注意到的,答案是你打扰了我。当然,我通常很高兴见到你,16年来,我们彼此非常了解,他从未说过比这更动感情的话,除了在他临终时他说盼望我再来看他以外。 我相信他的大多数好朋友都与我有同感。但是在他一生中,也有过二三次另一种朋友关系,这种关系只是强烈的、吸引人的感情,是崇高的而非肉体的。我知道的一次是为一个小伙子,这个小伙子的性格与他自己一样脆弱。我相信其他几次也一样,尽管只是偶尔从他的谈话中捕捉到的几句信息。对于许多像我这一代人来说,这种关系既不满足也不可能实现,而且,除非认为这是想当然的,谁也不会理解哈代这样的人的气质(这种人很少,但也不像犀牛那么稀少),即使是他那个时代的剑桥人。他没有得到应有的满足,我们大多数人也无法帮助他得到这种满足。他知道自己与众不同,但这并没有使他感到不快。他的精神世界是他自己的,且非常富有。不幸的事最后发生了:除了他忠诚的妹妹以外,再也无人接近他。他在《一个数学家的辩白》(除了它所有高尚的精神以外,此书是一本令人绝望的悲哀的书)中带着讥讽的禁欲主义观点说,一个创造性的人已经失去了创造的能力和欲望,这的确很令人惋惜,但在这种情况下,他已不在乎任何事情,所以为他操心是愚蠢的。这就是他处理数学以外的个人生活的态度,只有数学才是他存在的理由。在与他交往时很容易忘记这些,就像在爱因斯坦的伦理感情中很容易忘掉他存在的正当理由是寻求物理定律一样。但他们两人从来没有忘记一点,这就是他们生活的核心所在,从年轻开始一直到死。 与爱因斯坦不同,哈代没有很快使自己闻名。他于19001911年发表的早期文章很有分量,足以使他进入皇家学会,赢得国际声望,但他并不看重这些。这不是虚伪的谦虚,而是大师的英明判断:他知道哪些工作有价值,哪些工作无价值。 1911年他开始了与利特伍德35年的合作,1913年他发现了拉曼纽扬,又开始了另一次合作。他的主要工作都是在这两人合作下进行的,多数是与利特伍德合作,这是数学史上最著名的合作。据我所知,迄今为止还没有任何一个科学,或其他领域的创造性活动像他们这么成功。他们合作发表了近一百篇文章,很多都是布拉德曼级(Bradmanclass)的。在哈代的晚年,与他接触不多、也很少打板球的数学家们坚持对哈代的最高评价是霍布斯级(Hobbsclass),其实不然。这很勉强,刚好他的宠物也叫霍布斯,他不得不更改荣誉的次序。我曾经收到他一张明信片,大约是1938年的,上面写道:布拉德曼级超过了古往今来所有的击球手,如果阿基米德、牛顿和高斯仍在霍布斯级的话,我必须承认超过他们的可能性。这一等级我很难想象,最好从现在起进入布拉德曼级。 对于整整一代人来说,哈代-利特伍德主宰了英国的纯数学,也在很大程度上上宰了世界的纯数学。数学家们告诉我,他们在多大程度上改变了数学分析的发展进程现在还很难说,也很难预料在今后的l00年中他们的上作有多大的影响,但其不朽的价值是毫无疑问的。 正如我前面所说的,他们的合作一直是最伟大的,但是没有人知道他们是如何合作的,除非利特伍德告诉我们,否则无人会知晓。我已经提到过哈代对利特伍德的评价:他是两个合作者中能力更强的一个。哈代曾经写道,他知道没有其他人能够拥有这样的心灵、技术和才智的合作。利特伍德一直是一个比哈代更平常的人,他与哈代一样风趣,但似乎比哈代社会经验更丰富一些,他从不像哈代那样擅长于精妙的学术宣传,所以很少在学术圈的中心出现。这导致欧洲数学家们开玩笑说,哈代创造了利特伍德,以便在他们的某一定理证明有误时替哈代受过。实际上,利特伍德的个性至少与哈代一样倔强。 从表面上看,他们两人都不像是容易合作的伙伴,很难想象最初是谁先提出合作建议的。当然他们当中必定有一人先提出来,但没有人能够看出他们是如何安排的。他们合作的大部分时间并不在同一大学,据报道,哈拉尔德玻尔(HaraldBohr)(尼尔斯玻尔的弟弟,他本人是一个优秀的数学家)曾说他们合作的一个原则是:如果一人写信给另一人,收信人没有任何义务回复,甚至可以拒不拆信。 对此我无法作任何评论。多年来,哈代与我的谈话涉及到几乎所有能想象得到的方面,除了合作。当然,他曾经说这是他的创造生涯中很幸运的事情,他提起利特伍德时用词与我前面所描述的一样,但他从不暗示他们的合作细节。我对数学懂得不多,无法理解他们的文章,但我学会了他们的一些语言。如果他无意中说出了任何有关他们合作的方法,我想我绝不会漏掉它们。我可以很肯定地说,秘密对他来说并非独特,但对大多数人来说似乎至关重要在于深思熟虑。 关于他发现拉曼纽扬,根本无秘密可言。他曾写道,这是他生活中一个传奇的小故事。无论如何,这是一个令人钦佩的故事,一个几乎让所有人(只有两个例外)信任的故事。1913年初的一个早上,在他早餐桌上的一大堆信件中,他发现了一个污皱的大信封,上面盖有印度邮戳。打开信封,里面有几页陈旧的纸,字迹不像英国人的手笔,满页都是符号。他浏览了一下信,无动于衷。这时他36岁,已经是世界著名的数学家,他发现著名的数学家们常常会碰到一些狂热者,他已经习惯于收到陌生人的手稿:证明金字塔的智慧预言,犹太长老的启示,或培根设在被认为是莎士比亚的作品中的密码。 所以,哈代对此比任何事都感到厌烦。他浏览了一下信,信是用不通顺的英语写的,署名为一个不认识的印度人。信中要求哈代对这些数学发现发表自己的观点。手稿上似乎都是定理,多数看起来杂乱无章或异想天开,有一两个已经是众所周知的,看上去却像是他刚发现的,没有任何证明。哈代不仅感到厌烦,而且恼怒,这看起来像一个荒谬的欺诈行为。他把信稿丢到一边,继续他一天的日常工作程序。他一生中一直都没改变这一程序,所以也许有必要重述它:早餐时他先阅读《泰晤士报》,如果有澳大利亚板球赛事的话,他会最先看此消息,并用心揣摩。 哈代的一位朋友梅纳德凯恩斯(MaynardKeynes)也是数学大师,有一次曾数落哈代:假如哈代每天花半小时像关注板球赛事那样研究股票市场行情,他早就轻而易举发财了。 然而,从上午9点到下午1点,除非有课,他都倾心于数学研究。他常常说,对于一个数学家来说,每天四小时创造性的工作差不多是极限。午餐在餐厅,他吃得很少。午饭后,他慢跑到学校网球场打一下网球(如果在夏天,他会散步到菲南尔球场看板球),然后再溜达回他的房间。那一天,尽管程序没有改变,但内在进展与预料的有差异。打完球后回来,他的脑子不断被那份印度手稿所困扰:杂乱的定理,他以前从未见过也未想象过的定理,一个欺诈天才?这个问题盘旋在他的脑海中。因为是哈代的脑袋,这个问题特别简练而清楚:写信人作为一个欺诈天才比一个未发现的数学天才可能性更大吗?显然,答案是否定的。回到三一学院的房间后,他又看了一下信稿,并带信给利特伍德(可能是由信使传的信,但肯定不是打电话,因为他对电话就像对所有的机械装置包括自来水笔一样,十分不信任),说吃完饭后他们必须讨论一下。 吃完饭后,通常有片刻休息,哈代喜欢来一葡萄酒。但是,除了阿伦圣奥宾的狂乐曾唤起他富有青春活力的想象外,他发现自己并不是真的喜欢逗留在休息室里吃水果、喝葡萄酒。但利特伍德喜欢这种场合,所以他们在休息室休息了一会儿。约9点钟时,他们准时回到了哈代的房间,摊开信稿。 我真希望当时能在场目睹他们的讨论:哈代,集清醒、理智、高傲于一身(他很英国化,但争论时显示出拉丁人独特的性格);利特伍德,富于想象、活力、幽默,显然讨论没有花太长时间,午夜12点以前,他们就肯定地认为,手稿的作者是个天才。这是那晚他们所能作的最肯定的判断,只是在后来哈代断定拉曼纽扬在自然数学天才中,本可与高斯和欧拉相提并论,但由于他受教育的欠缺,加之他在数学历史舞台出世太晚,不可能作出像高斯和欧拉那么重大的贡献。 凡事说起来容易,上述判断应该早有大数学家们得出来了,但我要提到,有两个没在故事中出现的人物是不值得称赞的。出于骑士气质,哈代在所有关于拉曼纽扬的谈话和文章中都隐瞒了这一点。这两个人已经死了好多年了,所以现在是说出真相的时候了:很简单,哈代不是第一个收到拉曼纽扬的手稿的著名数学家,在这之前还有两位,都是英国人,学术声望极高,他们都把手稿退了回去,没有任何评论。拉曼纽扬出名以后,我想历史不会记载他们所说的任何话,如果有谁知道了这些也会对他们暗表同情。 第二天哈代就开始行动起来,他认为必须把拉曼纽扬带到英国来。经费不是一个主要问题,三一学院对支持非正统的天才有很好的政策学院几年后对卡皮查(Kapitsa)也做了同样的支持一旦哈代做了决定,人事机构就无法阻挡拉曼纽扬,但是他们需要某些非人事方面的支持。 后来才知道拉曼纽扬是马德拉斯的一个穷职员,与妻子住在一起,一年只有20镑的收入。他是一个婆罗门教徒,通常严格按宗教仪式办事,他母亲则更加严格,他似乎不可能打破禁规越洋过海。幸好他母亲最崇拜纳马卡尔(Namakkal)女神,一天早上,拉曼纽扬的母亲宣布了一个惊人的消息:她头天晚上做了一个梦,梦中她看见她儿子在一个大礼堂里坐在一群欧洲人中间,纳马卡尔女神命令她不要阻挡她儿子为实现他的人生目标所作的奋斗。为拉曼纽扬写传记的印度作家说,这使所有关心他的人吃惊。 1914年拉曼纽扬到达英国。以下是哈代对拉曼纽扬的考察结果(尽管在这方面我不能相信他的洞察力):虽然冲破等级禁锢非常困难,拉曼纽扬并不信奉神学教条,除了一点模糊的行善行为以外,不比哈代更虔诚。但他肯定相信宗教仪式,当他就职于三一学院时他在四年内成为该学院的研究员根本没有阿伦圣奥宾的享乐,哈代常常发现他举行仪式般地换上伊斯兰教徒穿的宽松裤,在他自己的房间里非常蹩脚地炒素菜。 他们的合作是一个神奇的动人故事。哈代没有忘记他是在面对一个天才,但这个天才即使在数学方面也几乎没受到正规训练。拉曼纽扬没能进人马德拉斯大学是因为他英语没通过入学考试。按哈代的说法,这位印度人总是和蔼可亲,性情很好。但可以肯定,他对哈代超出数学范围的谈话几乎不懂。他听哈代说话时似乎总带着耐心的微笑,面容友善、亲切,但即使是谈论数学,由于他们受教育程度不同,用词也就有差异。拉曼纽扬是自学的,他对现代学术意义上的严谨一无所知,在某种程度上他不知道什么叫证明。有一次哈代喝醉酒以后曾经写道,如果拉曼纽扬能受到更好的教育,将少一点拉曼纽扬的特性。当他清醒以后,他说那些话是胡说,应该说如果拉曼纽扬受到了更好的教育,他将会比现在更出色。实际上,尽管拉曼纽扬已是温切斯特奖学金候选人,哈代还是不得不对他进行一些正规的数学教育。哈代说这是拉曼纽扬生活中最独一无二的经历:对于一个对数学有最深刻的洞察力、但从没有从正规书本上接触过大多数内容的人来说,现代数学看起来像什么呢? 无论怎样,他们合作发表了最高档次的五篇文章,哈代在文章中显示出极高的独创性(他们合作的细节比哈代一利特伍德合作更为人知一些)。慷慨和想象在这一次完全得到回报。 这是一个进取向上的故事,一旦有了好的开端,就会继续取得更大的成功。值得记住的是,英国给了拉曼纽扬可能给的最高荣誉:皇家学会在他30岁时选他为院士(对一个数学家来说,是非常年轻的),三一学院也在同一年选他为研究员,他是一人获得这两个称号的第一个印度人。对此他很感激,但不久他就病了。在战争年代,要把他转到一个气候较好的地方是很困难的。 当拉曼纽扬病重躺在普特尼的医院时,哈代常常去看他。正是在哈代探视他的一次途中发生了出租马车车号的小故事。哈代到普特尼乘的是出租马车,这是他经常选择的交通工具。哈代每次走进拉曼纽扬的病房时,总不善于恰当地开始谈话。这次他可能一句问候语也没有,第一句话就是:我想我的出租马车车号是1729,这对我来说似乎是一个很不吉利的数字。拉曼纽扬回答道:不,哈代!不,哈代!这是一个很有趣的数,它是能够以两种方式表达为两个立方数的和的最小数。 这件事是哈代所记载的,一定是准确的。哈代是最诚实的人,而且,可能还没有人发现这个数的奥秘。 拉曼纽扬在战后两年回到马德拉斯后死于肺结核。正如哈代在《一个数学家的辩白》中所写的,在他的数学家名单中:伽罗瓦(Galois)21岁去世,阿贝尔(Abel)27岁去世,拉纽扬33岁去世,黎曼40岁我不知道有哪一个重要的数学进展是由一个年过半百的人创始的。 如果没有与拉曼纽扬的合作,19141918年的战争对哈代的创伤会更重。尽管如此,它仍然给哈代留下了一个伤口,且这个伤口在二次大战中又被破开了。他一生都持激进观点,他的激进主义似乎染上了世纪转折期的启蒙色彩,对我们这一代人来说,有时就像呼吸了更轻柔、纯真的空气,而我们并未察觉。 与他的爱德华七世时代的知识界朋友一样,他对德国有强烈的感情。德国毕竟是19世纪的教育先驱,向东欧、俄国、美国等国家传授了研究风气。其实,哈代很少研究德国文学或德国哲学,他的品味太古典。但在很多方面,他认为德国文化,包括社会福利制度,比他自己的国家更发达。 与爱因斯坦不同,哈代对威廉统治下的德国的亲身感受不多,而爱因斯坦则在政治上受到残酷的迫害。而且,哈代是很实在的人,如果他对德国的感激之情不胜于他自己的国家的话,他似乎自觉没有人性。在这一时期,有一个很令人高兴的小故事:德国最伟大的数学家之一希尔伯特听说哈代住在三一学院一套不特别令人满意的套房里(实际上他住在惠韦尔院),再三斟酌以后便写信提醒院长,指出哈代不仅是三一学院也是英国最优秀的数学家,因而应住最好的房间。 所以,哈代,像罗素和剑桥高层知识界的很多人一样,认为战争不应该打起来。而且,由于他对英国政治家根深蒂固的不信任,认为错方在英国。他对这一观点有很严密的理性推论,因而找不到否定这一观点的充分理由。事实上,他自愿要求为德比计划服务,但由于健康原因被拒绝了。而他在三一学院越来越感到孤独,因为多数人都是好斗的。 罗素在过分复杂的情况下被校方解雇了(哈代为了使自己在另一场战争中好受一些,25年后才写下了当时的细节),哈代要好的朋友都远离他去参加了战争,利特伍德正在皇家炮兵部队作为陆军少尉从事弹道学研究。由于他心甘情愿保持中立,四年战争后他仍然是一名陆军少尉。哈代与他之间的合作受到了干扰,尽管没有完全中断。在学院同事间的激烈的争吵中,是拉曼纽扬的工作给哈代带来了安慰。 我有时想,哈代对他的同事们不够公平。由于在战争年代,有的人相当疯狂,但有些人仍长期忍受痛苦企图维持社交礼节。不管怎样,他们选举他的弟子拉曼纽扬正是学术正义占了上风。 而哈代那时仅仅与参加选举的一些人简单地交谈,而不是所有的人。 他仍然很不愉快,一旦条件许可,他就离开剑桥。1919年他在牛津得到了一个职位,立刻享受到他一生中最快乐的时光。他与拉曼纽扬和利特伍德的合作已取得了巨大成功,但现在他与利特伍德的合作更上升到最高层次,用牛顿的话说,是处在他发明的全盛期,这时他四十出头.这对于一个数学家来说异常地晚了。 这种创造激情来得如此之晚使他感到永恒的青春涌动,这对他来说比大多数人都重要。他像年轻人一样充满活力,他网球比以前打得更多,技艺稳步提高(网球是一项昂贵的运动,它要花费一个教授收入的相当一部分),他多次访问美国的大学,并爱上了这个国家;他是那个时代几乎同样喜爱美国和苏联的少数几个英国人之一;他无疑是惟一一个给板球委员们写信、认真地提出其中一个比赛规则应作技术改正的英国人。20年代对他和他那一代大多数自由人上来说是一场灾难,他恨不得把战争的痛苦全扫进历史。 他在新学院像在家一样舒适、自在,而他在剑桥却从未有过这种感觉。温暖的,家乡似的牛津气候很适合他。正是在那儿,在当时还很小但很亲切的学院里,他完善了他自己的谈话风格。放学后总有人渴望听他谈话,这些人可以接受他的占怪,他们认为他不仅是一个伟大、善良的人,而且待人热情。如果他想玩对话游戏,或实地(尽管古怪)板球游戏,他们都乐于奉陪,对他表现出异常亲切,富有人情味的关怀。尽管他以前也受到人们的赞扬和尊敬,仉没到如此程度。 有件事似乎很可笑:几乎没有人注意到哈代的房间里有一幅很大的列宁照片。哈代的激进主义不是那么有组织的,但是真的,如前所述,他出生在一个知识分子家庭,几乎一生都生活在资产阶级阶层,但实际上他的行为更像一个贵族成员,或更确切地说像一个浪漫主义贵族。他的这种处世态度也许是受了他的朋友罗素的影响,但多数是天生固有的。在他那胆怯的性格里,他对此根本不在乎。 没有任何庇护,他与那些贫穷的、不幸和胆怯的、受种族歧视的人(发现拉曼纽扬是他命运的象征性事件)相处得很好,与那些他称之为大瓶底基础的人相比,他更喜欢前者。大瓶底一词的来源更基于心理学而不是解剖学,在19世纪三一学院有一句有名的格言是亚当塞奇威克(AdamSedgwick)说的:在这个世界如果没有一个大瓶底谁也不可能成功。对哈代来说,大瓶底意味着自信的、兴旺的、帝国主义的资产阶级英国人,他们包括大多数主教、校长、法官及所有的政治家,惟独劳合-乔治除外。 为了表示对国家的忠诚,哈代接受了一个公益事业职务。l9241926年两年间,他是科学工作者协会的理事长,他讥讽地说这是一个奇怪的选择,是世界上最不实用的职业中最不实用的成员。但对于重要的事情,他不是形同虚设,他会审慎地站出来处理。很久以后,当我回来与弗兰克卡辛(FrankCousins)一起工作时,我只有两个可靠的朋友,他和GH哈代,他们主持了工会运动的领导工作,我为此感到非常高兴。 尽管20年代的夏季,牛津的气候不是异常宜人,但也足够舒适,使人不解的是他为何要回剑桥。1931年他终于回去了。我分析有两个原因。第一个也是决定性的,他是一个伟大的科学家,剑桥在当时仍是英国的数学中心,那里的高级数学讲座教授对一个科学家来说才是最合适的地方。第二个是古怪的原因,他考虑到年纪越来越大,尽管牛津学院温暖而富有人情味,但对老人是冷酷的:如果他仍在新学院,一旦到了退休年龄他就得马上离开教授的办公室;而如果他回到三一学院,他可以终生在位直至去世,这也是影响他的重要因素。 当他回到剑桥时也就是我开始认识他的时候他正处在辉煌期的余辉中。他仍然很快乐,富有创造性,虽不如20年代,但仍足以使他觉得创造潜力还在。他精神饱满如在新学院一样,所以我们有幸看到他几乎处在最佳期。 当我们成为好朋友以后,在冬天,每两周我们就要分别在各自的学院里一起共进晚餐。夏天,我们则同意在板球场聚会。除非特殊情况,早上他仍然做数学研究,中餐以后他才到菲南尔球场。他喜欢沿着煤渣路大步、沉重地慢跑(他稍稍有些瘦,即使在五十多岁快六十岁仍身体灵活,打网球),低着头,头发、领带、运动衫、草稿纸随风飘扬,引起了大家的注意。那里来了一位希腊诗人,他将超过我。一次当哈代经过记分牌时一位喝彩的农夫说。 哈代走到他最喜欢的地方,亭子的对面,那里他可以得到太阳的每一束光他是一个向日迷。为了使太阳发光,即使在晴朗的五月下午,他也带着一个他所称的反上帝电池到那儿去。电池的组成是:三四件运动衫、他妹妹的伞、一个装了数学手稿(如博士论文)的文章袋、一篇他为皇家学会审查的文章,或一些荣誉学位考试答案等。他会对一个熟人解释说,上帝相信哈代预计到天气会变化,为了给他一个工作的机会,反向地安排天空仍晴朗无云。 他在那儿坐下了。在长长的下午,他为了观看板球取乐,希望阳光明媚,且有一个同伴与他同乐。球艺、战术、动作美这对他是最大的吸引力。我不想试着解释这些,除非懂得板球的语言,否则无法表达其意义。就像哈代的某些经典格言是无法解释的一样,除非你懂得板球术语或数学理论,最好是两者皆通。幸好对于我们大多数朋友来说,他还具有普通人的幽默。 他可能是第一个否认他自己有特别的心理洞察力的人,但实际上他是最聪明的人,具有敏锐的观察力,且阅读广泛,也具有普通人的特性身体强健、待人宽容、好讽刺人、绝对无虚荣心。他精神道德上的正直是少见的(我怀疑有谁能够比他更正直),他对自命不凡、伪善的道德极端厌恶。现在,板球这个最美丽的运动比赛也大多穿上了伪善的外衣,球队精神最终被假设为:应该争取零分让对方赢,而不应该得100分让对方输(一个像哈代一样纯真公正的杰出的板球手有一次曾婉转地说他从没有此念头)。这种特殊的社会因素唤起了哈代荒谬的想法,他总是用一个平衡系列格言来回答解释问题。例如: 板球是惟一的一种正方10人对抗对方11人的比赛。如果你上场时神经紧张,那么没有任 何东西能够鼓起你的勇气来看着另一人下场。 如果他的听众们运气好,他们还可听到与板球无关的评论,就像他写的文章一样锐利。 在《一个数学家的辩白》中有更多典型的例子,下面列举几个:表达一个大多数人的观点决不值得一个天才来做。根据定义,有多得很的人可以做这件事。 当我还是一个大学生时,可能会有人如果他非常不正统建议托尔斯泰作为一个作家来到乔治梅瑞狄斯(GeorgeMeredith)的身边;但是,毫无疑问,没有其他人可能这样做。(这是讨论关于陶醉的方式时说的,值得一提的是他生活在几代剑桥人最辉煌的时期。) 无论为了何种严肃的目的,智力是很不重要的礼物。 年轻人应该骄傲自大,但决不能愚笨。[当某人企图说服他《芬尼根的觉醒》(FinnegansWake)是最后的文学杰作时所说。] 有时一个人不得不说他的困难,但应该说得尽量简洁,好像别人已经知道一样。 他看板球时通常每球必看,但偶尔兴趣也会减退,随后他会要求我们玩挑选球队的游戏:骗子队、棍棒队、伪诗人队、惹人厌烦队、名字以HA开头的队(1号和2号是Hadrian和Hannibal)、名字以SN开头的队、三一的全日制队、基督院的全日制队,等等。我不擅长这种游戏:即让人选择一个名字以SN开头的著名人物队。三一队占绝对优势克拉克麦克斯韦(ClerkMaxwell)、拜伦(Byron)、萨克雷(Thackeray)、丁尼生(Tennyson)等人的位置不确定;而基督院队弥尔顿和达尔文打头很强,但从第三号开始就不行了。 他还有另一个喜爱的娱乐。给昨晚我们遇见的男子分类。他说,于是某人在每个分类中被记为100号。分类是哈代很久以来发明和定义的:刻板的、苍白的(一个刻板的人不一定是苍白的人,但所有苍白的人毫无例外地应考虑为刻板的人),迟钝的、老白兰地的螺旋的,等等。刻板的、苍白的和迟钝的是不解自明的(威灵顿公爵刻板和苍白都是100分,迟钝为零分)。老白兰地是从一个神话人物而来,他说他从不喝任何饮料,除了老白兰地。因此,由此推论,老白兰地表示一种古怪的、深奥的但在情理之中的爱好。作为一种特性(这是哈代的观点,也是作为一个作者的观点,尽管不是我的观点),普鲁斯特得到了老白兰地最高分,FA林德曼(后来的彻威尔勋爵)也一样可得到高分。 夏天过去了。在一个最短的剑桥假日过后,就是大学比赛。要安排在伦敦见他总是不容易,因为,如我前面提到的,他对机械的玩意儿有一种病态的怀疑(他从不用手表),特别是电话。在他的三一学院的办公室里或圣乔治广场的套房里,他常常用一种不赞成的和稍带一点儿凶恶的声音说:如果你想用电话,隔壁房间有一部。有一次在紧急情况下他不得不拨通我的电话,愤怒的声音传到我耳朵里,我不会听你说一句话,所以我讲完以后立刻就会把话筒挂断。你一定得在今晚9至10点钟之间到我这里来,非常重要,随后电话就被挂断了。 他仍然准时到达了大学比赛地点,每年这时是他才智最焕发的时候。他被朋友们包围在中间,这些朋友有先生也有女士。他非常放松,没有羞怯感。他成为所有人注意的中心,但他并不讨厌这一点。有时从四分之一英里外还可听到这里的笑声。 在那些快乐的晚年时光里,他做的每一件事都是情愿的、有序的,这是他的一种风格。板球是一种优美、有序的游戏,这正是他发现它形式美的原因,我听说,他的数学,包括他最后的创造性工作也具备这同样的审美要求。我已经得出了这样的印象:我相信他在非公开场合非常健谈,在一定程度上这无疑是正确的。但是,在他称为不平常的场合(指对每一个参加者都很重要的场合),他也是一个严肃、专注的听众。我在同一时期通过各种机会认识的其他著名人物中,威尔斯总的来说是一个比人们预料的还要差的听众;拉瑟福德要好得多;劳合-乔治一直是最好的听众之一。哈代不像劳合-乔治那样,从他人的言谈中获得印象和知识,但他的头脑受他人支配。在我准备写《教士》的前几年,他听到了这一消息,就盘问我,使我对他谈了很多。他提出了一些好的建议。我希望他读过这本书,我想他会喜欢它的。不管怎样,这本书我是献给他的。 在《一个数学家的辩白》的结尾他讨论了其他一些问题。有一个问题是长期争论的,有时争论的双方都很气愤。在第二次世界大战期间我们都很暴躁,但是如我稍后要说的,各人有不同的观点。对于他的观点我没有半点曲解。尽管我们隔着感情的鸿沟,无论如何,在理智上他能够理解我所说的,我与他的任何争论都是如此。 在30年代他仍以他自己的方式过着年轻人似的生活,但这种生活突然破碎了。1939年他患了冠状动脉血栓,痊愈后,网球、壁球这些他喜爱的体育活动对他不再适宜。战争使他更觉压抑,就像第一次世界大战一样。对他来说这些是连成一串的精神炮弹,我们都不知所措。当事态明了、国家可以得到挽救时,他仍不能为战争服务,哪怕比在1914年他所做的更多一点。他的一个最好的朋友悲惨地死去了,而且我认为毫无疑问这些不幸是有内在联系的在他六十多岁时,他那作为数学家的创造力终于离开了他。 这就是为什么《一个数学家的辩白》一书,如果逐字认真阅读的话可以发现,是一本捕猎悲哀的书。是的,它措辞巧妙、锐利,充溢着高超的智力精神;是的,水晶般的清晰和正直仍在那儿;是的,它是一个创造性艺术家的实证。但是,此书以不充分的淡泊的方式,表达了他对以前属于他而再也不会回来的创造力的深切的痛惜。我不知道有什么作品能与这本书相比,部分原因是大多数人只知道文学作品对痛惜的表达,无法体验哈代的语言。几乎没有一个作者认为自己的作品其结局是绝对完美的。 在那些年里,我无法估计他为他的年轻人式的生活所付出的代价。这就像看见一个杰出的运动员,多年以其年轻和技艺而骄傲,比我们大家都要年轻和快乐得多,突然必须接受失去这一礼物的事实。碰见曾经杰出的用他们的话说已经下了山的运动员是很普通的事:很快他们的脚步就变得沉重起来(通常目光更呆板),比赛再也不能实现。温布利大球场是一个可怕的地方,人群拥向那里是为了看其他人,那是很多运动员的观点。哈代不这样认为,他的想法有些绝望。他的身体已经复原得可以在网上击球10分钟,或打三一滚木球(用一套复杂的精制球具)。但通常很难唤起他的兴趣三四年前他对每件事的兴趣都如此高涨?以至有时我们都疲倦了。谁也不能厌烦一直是他的一句格言。你可以感到恐怖或憎恶,但不能厌烦。当然,现在他经常就是那样,纯属厌烦。 正是由于那个原因,他的一些朋友,包括我,鼓励他写罗素和三一学院在1914-1918年战争期间的故事。不了解哈代有多么消沉的人认为,整个事件早已过去,没有必要再现。事实上,这使他快活得于什么都可以。这本书只在私下传阅,从来没有公开发表。这是一个遗憾,因为它是对科学历史的一个小补充。 我这样说服他是因为我想要他写另一本书,他在情绪好转一些后答应了我。这本书叫做《椭圆形球场上的一天》,内容是他花了一整天时间看板球,阐述他对球赛、人性、往事、一般生活的观点和缅怀,这将是一本由古怪人写的小小的经典作,但它没有写成。 在那些最后的年月里,我无法给他很大的帮助。战争年代我被卷入白厅(英国政府),我全神贯注地工作,经常很疲倦,到剑桥去必须努力才能实现。但我不得不悔恨地承认应该比我实际做的作更大的努力,在我们之间,虽然感情上确实没有冷淡,但有了一些间隙。在整个战争期间,他把帕克(Parker)的套间租给了我黑暗、破烂的套间,外面是圣乔治广场花园。但他不喜欢我对战争如此全身心地投入,他认为人们不应该全身心地投入到军事行动中,他从不问我的工作,他不想谈论战争;而我,在我这一方,表现得太急躁,没有足够成熟的考虑。不管怎样,我认为,我做这件工作不是儿戏。由于我必须做这件工作,我就应该有最大的兴趣,这不是借口。 战争结束时我没有回到剑桥。1946年我去看了他几次,他的身体仍然很差,机能已经衰退,走几码路以后就气喘,演出结束后长时间快乐的散步已经永远不可能了:我不得不叫的士送他回三一学院的家。他很高兴我已经回去写书:对一个认真的人来说创造才是惟一的生活目的。至于他自己,他渴望能够重新过一次创造性的生活,那种以前曾经有过的生活。但他自己的生活已经结束了。 我没布确切地引用他的语言,这种做法与他人不相同,我想忘记他的话,也曾试图用一种善意的反话曲解他的意思。所以我从没有确切地记住他的话,总想把它用作我自己修饰的词藻。 1947年的初夏,我正坐在早餐桌前,电话响了,是哈代的妹妹打来的:他病得很重,问我能否立刻到剑桥去,我能否先打电话给三一学院?我没有时间领会第二句话的意义,但我照办了。那天早上在三一学院门房里找到一张她的便条:要我到唐纳德罗们逊(DonaldRobertson)的房间去,他将在那里等我。 唐纳德罗伯逊是希腊文教授,哈代的亲密朋友。他是爱德华七世时代剑桥的又一位高层次、自由、优秀的成员。附带地说,他是称呼哈代基督教名的几个人之一,他静静静地迎接我。窗外是风和日丽的早晨。他说: 你应该知道哈罗德企图自杀。 是的,他脱离了危险,现在他还好,如果这是恰当的用词。但唐纳德以不太直率的方式像哈代似的直接说,可惜这个企图失败了。哈代的健康状况越来越差:他在任何悄况下都不会活很长,即使足从他的房间走到厅里也成了他的负担。他作了一个完全深思熟虑的选择,这样活着他无法忍受,这种生命毫无意义,他收集了足够的巴比土盐酸,试图做一件彻底的工作,于是服了太多。 我很喜欢唐纳德罗伯逊,但我只在晚会上以及三一学院的高桌晚餐』:见过他,这是第一次我们有机会亲切地交淡。他说,凭着绅士风度,我应该尽可能经常来看哈代,这是很难的,但却是应尽的义务,这种状况可能不会维持很久。我们都感到痛苦,我跟他说了声再见,以后再也没有见过他。 在伊大林疗养所,哈代躺在床亡。由于药物引起呕吐,他将头撞在厕所的洗脸盆上。他喜欢自嘲:他把事悄搞得一团糟,有人搞得更糟吗?我不得不进人嘲笑人的游戏。我第一次感觉到自己不太喜欢嘲笑人,但我得演戏。我谈了一些著名的自杀失败故事:第二次世界大战中的德国将军们怎么样?贝克(Beck)、斯塔普纳盖(Stulpnagel),他们这方面都是有名的不合格者。听我自己讲这些事情真是稀奇古怪,非常难以理解的是,这似乎使他振奋起来。 从那以后,我每星期至少要去剑桥一次,我惧怕每一次访问,但他很早就说过盼望着看见我。他说话很少,几于每次我听见他谈的都是关于死:他要得到它,他不惧怕它,哪有惧怕不存在之理?他的理智的禁欲主义又回来了,他不会再做自杀的傻事,他不擅长干这事。我准备好了等待,带着可能使他痛苦的不一致性像他圈子的大多数人一样,他在某种程度上相信理智,这是我认为的不理智他显示出对他的症状的好奇的怀疑。他一直研究他的踝关节水肿:今天是胖得大一些还是小一些? 当然,多数情况下我不得不谈论板球,这是他惟一的安慰。我不得不装出对这一游戏非常热心的样子,而实际上我再也没这种感觉,在30年代这种感觉就已经冷淡下来,除非为了使他高兴。现在我不得不像我上中学时一样认真研究板球赛事。他自己不能阅读,但如果我欺骗他的话他总能识破。有时,他的高兴劲儿会持续几分钟,但如果我不能想出另一个问题或新闻,他就会躺在那儿,显示出人将快死时的那种可怕的孤寂。 有一两次我曾试图使他振奋:即使是一次冒险,是否值得我们一起再去看一次板球比赛?我的境况比过去要好些,我说。我准备把他送上的士,这是他过去熟悉的交通工具,到任何一个他喜欢的网球场去,他听到后快活起来。他说我照看的是一个死人,我说我已作好了准备。他知道,我也知道,他的死就是几个月内的事,我看到他有一个下午非常高兴。但第二次我去看他时他丧气而恼怒地摇摇头。不,他不能试,没有试的意义。 不得不谈论板球,我感到非常艰难。他的妹妹更难,这位聪明、美丽的妇人一生没有嫁人,很多时间都在照看他。用与他不同的幽默技巧,她收集了每一条她能找到的板球新闻片断,尽管她从来不懂有关板球的知识。 有一两次闹出了讽刺性的仁爱喜剧性事件。他死之前两三个星期,听说皇家学会要给他最高的荣誉:科普利勋章。他露出了恶魔般的笑容,这是我在那几个月里第一次看见他完全露出神采。现在我知道我马上就要结束一生了,当人们给你最高荣誉的时候,就是确切下结论的时候。 从那以后,我想我又去看了他两次,最后一次是在他逝世前四五天。有一个印度的板球队在澳大利亚表演,我们谈论了他们的事情。 在那个星期他对妹妹说:如果我知道我会在今天死去,我想我仍然要听板球赛事。 他每天都有类似的事情。那个星期每天晚上她离开他之前,都要读一章剑桥大学板球历史给他听。他一生中听到的最后一句话就在这本书某一章里面,因为他是在清早突然逝世的。 CP斯诺博士 注:①在英国的教会学院宿舍,通常每周举行一次高桌晚餐,晚餐邀请一些著名人物做客, 舍监(通常是牧师等)、客人们坐在台上的桌子上,所以称高桌晚餐。译者 ②高桌晚餐时坐在高桌上的人通常都要穿教会的黑袍。译者 1 如果一个数学家发现自己在写关于数学的东西,他会感到很忧伤的。因为数学家的工作是做实事,比如证明新定理,使数学有所发展,而不是谈论自己或别的数学家干了些什么。 政治家蔑视时事评论家;画家蔑视艺术评论家;生理学家、物理学家或数学家一般都有类似的感觉。做事者对评论者的蔑视是最深刻的,总的来看也是最合理的。解释、评论、鉴赏是次等工作。 我曾与豪斯曼(Housman)有过几次认真的交谈,我能记得其中有一次我们争论过上述看法。豪斯曼在他所作的题为《诗歌的名与实》的报告中,曾非常坚决地否定他是个批评家。而在我看来,他的这种否定方式是异常偏执的。在报告中,他还表达了对文学批评的赞赏态度。这些都令我大惑不解。 在此报告的开头,他引用了22年前在一次演讲中的一段话: 我不能说文学批评是否为上帝从他的珍宝库中拿出来赐予我们的最好礼物,但是,好像上帝是这样认为的。因为在赠送这一礼物时,上帝的态度肯定是极为审慎、郑重的。与遍地丛生的草莓相比,演说家和诗人是稀罕的;但与哈雷彗星的回归相比,他们就平常得多。而文学评论家可就不那么平常了。 接着他写道:在这22年中,我在一些方面取得了进步,而在另一些方面退步了。但是,我的进步还没使我达到成为一名文学评论家的程度,而我的退步也没有使我幻想自己已经成了一名文学评论家。 我曾认为,一位伟大学者和高雅诗人写出这些话来未免可悲。过了几个星期,我在餐厅见他就在我身旁时,便大胆地跟他说了自己的想法。我问他,他的意思是否真的希望人们非常认真地对待他说的话。我还问他,在他看来评论家与学者及诗人的生活是否可以相提并论。整个晚餐时间我们都在争论这些问题。我认为最终他还是赞成了我的看法。看来对这样一个不再反驳我的人,我没必要宣扬我所获得的胜辩。但是最后,他对第一个问题的回答是也许不完全是,而对第二个问题的回答则是大概不是。 对豪斯曼的感觉或许尚有令人怀疑之处,而且我也并不希望宣称他是站在我这边了。然而作为科学家的感觉是毋庸置疑的,我有着完全一致的感觉。假如那时我发现自己正在写的不是数学,而是有关数学的什么东西,那就是在声明弱点,为此我理所当然地会受到更年轻、更富有朝气的数学家的蔑视。现在我写书来谈论关于数学的问题,是因为我也和其他的年过六十岁的数学家一样,不再有新思想,也不再有精力和耐心来继续有效地进行自己的专业工作。 2 我建议对数学进行辩解。也许有人会跟我说这根本没必要,因为,不论原因如何,目前还没有哪一种学科被公认为比数学更有用、更值得称颂的。这或许是真实的。实际上,由于有了爱因斯坦的惊人成就,星体天文学与原子物理学可能已成为普遍高度评价的科学。数学家现在不必认为自己在自卫,因为他不会遭到像布拉德雷(Bradley)在他的值得钦佩的形而? 学辩护词中所描绘的那种对抗的处境,那次卓有成效的捍卫使一部介绍形而上学的书《现象与实在》(AppearenceReality)得以完成。 布拉德雷说,有人会对一个形而上学家说,形而上学知识整体而言是不可能的;即使在某种程度上是可能的,实际上它也决不是名副其实的知识。形而上学家还会听人说:同样的问题,同样的争论,同样的彻底失败。为什么还不放弃这种知识?难道再也没有别的事值得你付出劳动丁吗?没有人会愚蠢到用同样语言讨论数学问题。数学的大部分真理都是显而易见的;数学的实际运用,如在桥梁、蒸汽机和发电机等正冲击着人们迟钝的想象。没有必要说服公众让他们相信数学是有用的。 这一切都以其独特的方式让数学家感到欣慰,而真正的数学家几乎不可能对此感到满足。任何一个真正的数学家一定会体会到,数学的真正美名并不是基于这些粗略的成就,数学之所以享有普遍的美名很大程度上是基于无知与混乱,因此,仍有必要对它进行更合理的辩解。不管如何,我有意来试试。我想这种辩解比起布拉德雷的艰难的辩白来,任务该会简单些。 接着我要问:数学为什么值得人们进行认真的研究?一个数学家用一生的时间从事这些工作的充足理由是什么?像人们希望一个数学家所回答的那样,在多数情况下,我会这么回答:我认为数学研究值得做,而且以数学家为职业的理由是充分的。但是同时我也要说:我对数学的辩护也是为我自己辩护。我的辩解在一定程度上是利己的。因为假如我真的把自己看作是一名失败的数学家,我就不认为对自己所研究的学科进行辩解是件值得做的事了。 在辩护中带着某种程度的利己主义的态度是难免的,我想,对这一点是用不着辩解的。我认为谦卑的人做不出优秀的工作。比方说,在任何一个学科里,教授的首要职责之一就是对自己这一学科的重要性以及自己本人在这一学科的重要性进行一点夸大。假如一个人总在问自己:我所做的事是值得做的吗?以及我做这个合适吗?这都会使自己永远无能而且也让别人泄气。这种人该把眼睛闭上一会儿,更多地考虑自己的学科和自己本人的情况,而不是更多地考虑学科与自己所应得的报酬。这不太困难,因为更加困难的是依靠紧闭眼睛来使自己的学科与自己本人不受他人所嘲笑。 3 一个人在开始为自己的生活和活动的合理性进行辩解时,必须要认清两个问题。第一是他所做的工作是否值得做;第二则是他为什么要做这一工作,而并不在乎其价值。第一个问题常常很难且答案让人失望。而大多数人会觉得回答第二个问题却是十分容易的。如果这些人是诚实的话,他们通常会采取两种形式中的一种。第二种形式仅仅是第一种形式的更简略的变形。而第一种形式是我们需要考虑的惟一形式。 我之所以做我的事,因为这事是,而且是惟一的一件我完全可以做好的事。我是个律师,或者是一个股票经纪人,或者是一个职业板球手,这都是因为我对这一特别的工作有些真正的才能。我做律师,是因为我伶牙俐齿,而且对法律之微妙感兴趣;我做股票经纪人,是因为我对股市行情的判断迅速而准确;我做职业板球手,是因为我挥拍非同一般地好。有人说,我做个诗人或数学家也许更好,但不幸的是,我并没有才能做这样的工作。 我并不认为大多数人能够做出上述那样的辩解,因为多数人什么工作也做不好。可是只要这种辩解说得振振有词,它就很难反驳,事实上只有少数人能进行这样的辩解:也许只有5%或10%的人可做得不错。而只有极少数人可做得真正好。而能做好两件事的人只有寥寥无几的了。假如一个人有真正的才能,他就应该乐于牺牲几乎所有的一切,以充分发挥自己的才能。 约翰逊(Johnson)博士赞成这一观点,他说:当我告诉他,我看过约翰逊(与他同名的人)骑在三匹马上,他说:先生,这样的人应得到鼓励,因为他的表演显示了人类的能力限度 同样地,他会赞扬登山者,海泅渡者,闭目下棋者。至于我的?法,我也是将这些能力统统视为非常不一般的成绩。我甚至还称道魔术家和口技者;当阿廖欣(Alekhine)和布拉德曼(Bradman)在决定破记录时,假如他们失败了,我会极为失望的。在这种情况下,约翰逊博士同我与公众的感觉是一样的。正像WJ特纳(Turner)曾说过的一句实话那样:只有那些自以为博学的人(令人产生不悦之感之称谓),才不去赞扬真正的名家。 当然我们不能不考虑到以上两种工作之间价值上的不同。我宁愿做一个小说家或画家,而不愿成为政治家或诸如此类的人物。事实上,尽管有很多成名之路,但我们大部分人会因其甚为有害而宁可拒绝走这样的路。但是这种价值的不同,很少会改变一个人的择业范围,因为这种职业的选择是受着人们生就的能力限度的制约的。诗集比板球更有价值,但假如布拉德曼放弃板球去写二流小诗(我想,他不大可能会写得更好)的话,他一定是个傻瓜。假如他的板球打得并不那么超众,而诗歌却还写得好些,那么对他来说选择就更加困难了。我不知道自己是成为特朗普尔(Trumper)①还是布鲁克(Brooke)②。值得庆幸的是像这种左右为难的情况很少出现。 我还想补充说一点,他们特别不可能指望自己成为数学家。人们常常过分夸大数学家与其他人的思维过程的不同。但不容否认的是,对一个数学家来说,他的天赋是他诸多特殊才能中的一方面。数学家们作为一个阶层,并不因一般的能力和多才多艺而格外超群出众。假如一个人成为任何意义上的真正的数学家,那么,可以说他的数学百分之九十九会比他能做的任何其他事都好得多。而假如他为了做其他领域的普通工作,而放弃了任何一次发挥自己才能的适宜的机会,那么他就是愚蠢的。这样的牺牲,只有在经济需要或年龄条件变化的情况下才是情有可原的。 4 在这里,我最好还是谈谈年龄问题,这是因为对数学家来说,年龄问题格外重要。数学家们都不应该忘记这一点:比起其他技艺或科学,数学更是年轻人的工作。举一个相对低微阶层的例子来作个浅显的说明:皇家学会的人选者的平均年龄以数学家为最小。 当然,我们还会找到比这更有力的实例。比如,我们可以考察作为世界最著名的三大数学家之一的牛顿的经历。牛顿是在50岁时放弃数学的。其实,在这之前很久他就已经对数学失去了热情。40岁时,他已毫不怀疑地认识到他的富有创新精神的时期已经过去了。他所有的最伟大的思想,包括流数术和万有引力原理是他在1666年建立的学说,而当时他只有24岁。正如他曾叙述的:在那些日子里,我处于富有创造力的最初期,那时比以后的任何时期都更加一心一意地把数学和哲学挂在心上。在40岁以前他有过不少重大发现(椭圆形天体运行轨道就是他在37岁时发现的)。而其后,他再没有作出过什么发现,而只是对原有的论文做些润色工作,使之完美化而已。 伽罗瓦21岁去世,阿贝尔27岁去世,拉曼纽扬33岁去世,黎曼40岁去世。也有些人确实是在较晚时取得伟大成就的,高斯就是在55岁时才发表了他的微分几何学的重要论文(但在十年前他就已经形成了他的基本思想)。我还不知道有哪一个重要的数学进展是由一个年过半百的人创始的。假如一个年长的人对数学不感兴趣而放弃了它,这种损失不论对数学本身还是他本人来说,都不十分严重。 另一方面,如果这样的人不放弃数学,那么所获得的利益也并不可能更富有实质性的意义。有关一些数学家放弃数学以后的情况记录都不特别令人欣慰。牛顿成了一个能干的造币厂主(这时他没与任何人吵架)。班乐卫(Painleve)是个不成功的法国总理。拉普拉斯(Laplace)的政治生涯却是极不光彩的,他的情况几乎算不上是一个合适的实例,因为他在政治生涯中的坏名声不是他的无能,而是因为他不诚实所造成的,而且他也向来没真正地放弃数学。的确很难找到一例事实来说明一个放弃了数学研究的一流的数学家却又在别的什么学科领域里取得了一流成就帕斯加(Pascal)看来是最好的一例。也许会有这样一些年轻人,放弃了数学研究之后又东山再起成为一流数学家了,可惜我还从未听说过这样的真正可信的实例。而上述一切,全都产生于我的十分有限的经历。我所认识的每个有真才实学的年轻数学家都是潜心于数学研究的,他们忠诚于数学研究,也不乏雄心壮志,只是缺少充实的数学知识;他们已全部认识到:假如有什么通往能带来任何殊荣的人生之路的话,这条路就是数学研究之路。 5 另外还有一种形式的回答,即我所称之为标准辩解的低调变辞。我可能会只用几句话来简略表述它。 没什么事我可以做得格外地好。我之所以做我的事,是因为它进入了我的生活之路,我的确从来未有机会做别的什么事。我也把这一辩解看作是重要的辩解而接受。确实,大多数人什么事也做不好。因此,他们选择什么职业也无关紧要。这确实没什么更多好说的。这是个最终的明确回答,但这几乎不可能是一个具有自尊心的人所作的回答;我想象得出我们没有一个人会对这样的回答感到满意。 6 现在应该考虑在3我所谈到的问题了。这个问题比第二个问题难得多。数学,即我和其他的数学家所认为的数学这一学科,是否值得研究?假如值得,理由是什么? 我一直在回顾着我的一篇讲稿的头几页(那是我于1920年在牛津大学就职时的首次演讲)。在那几页中我写到了有关对数学进行辩解的要点。这种辩解是不够的(只写了不足两页纸),而且其文体风格现在看来并不使我感到特别自豪(我想,这可能是我用当时想象为牛津风格写成的第一篇论文)。但是我仍然觉得,不论它需要怎样改进,它还是包含了问题的实质。这里我愿重新把原来说过的话拿来作为全面讨论的前言。 (1)首先我要强调数学的无害性。也就是说,即使数学研究无利可图,但它也绝对是无害而清白的职业。我坚持这一点,当然它需要大量的扩展和解释。 数学真的是无利可图吗?显然,在某种意义上并非如此。比如,它为不少的人带来了很大的快乐。然而我是从更狭隘的意义上来考虑所谓利益的。数学是否有用,是否像化学和生理学等其他科学那样有直截了当的用途?这并不是一个容易回答或无可争议的问题。尽管有一些数学家和大多数外行会毫无疑问地作出肯定的回答,但我最终的回答还会是否定的。那么数学是无害的吗?对此,回答也是不确定的。在某种意义上我宁可回避这个问题。其理由是它提出了科学对战争的影响问题。例如,化学在这方面显然是有害的,那么是否可以说数学在同样的意义上是无害的?以后我一定回头再来谈这两个问题。 (2)当时我还接着说宇宙的范围很大,所以,如果我们在浪费着自己的时间,那么浪费大学里几位名家、教授的生命决不会带来了不起的大灾大难。这里我或许像是要采取或故意装出虚伪的谦卑态度,而这种态度是我刚刚所反对的。我确信,这种态度并不是我真正意愿中的态度,我是企图用一句话把我在3里所谈的冗长的内容概括出来。我在想,我们这些名家、教授确实没有多少才能,而我们应尽可能地充分发挥运用这些才能才是。 (3)最后(以一些对我来说如今读起来仍感夸张的修辞),我强调了数学成就的持久性即使我们所做的工作也许很少,但都有着某种持久性的特点;我们所完成的任何事情,无论是一本诗集还是一条几何定理,只要能引起哪怕是最微小的但却是永久的兴趣,也就意味着已经做出了完全超出大部分人的能力的事情。 我还写道在古代与现代研究有冲突的今天,对于某一门研究来说,一定存在某些值得一谈的东西,而这种研究并非始于毕达哥拉斯,也不会止于爱因斯坦,但它却是所有研究学科中最古老的,也是最早轻的。 所有这一切都是言过其实的,但在我看来,其实质仍包含着真理,对此,我可以马上进行扩展,同时又不致过早涉及我所留下的其他没有回答的问题。 7 我会设想我是在为那些现在和过去都满怀雄心壮志的人写这本书的。一个人的首要任务,进一步说,一个年轻人的首要任务是能显示雄心壮志。雄心是一种可以合情合理地以许多形式表现出的一种宏大高尚的志向。阿提拉(Attila)和拿破仑的野心中就有某种高尚的志向,但最高尚的雄心壮志是在自己身后留下某种永存的价值' 这平坦的沙滩上, 海洋与大地间, 我该建起或写些什么, 来阻止夜幕的降临? 告诉我神秘的字符, 去喝退那汹涌的波涛, 告诉我时间党潜ぃ? 去规划那更久的白昼。 雄心是世上几乎所有最佳工作成果的驱动力。特别要指出的是:实际上,一切为人类谋幸福的重大贡献都是由具有雄心壮志的人所作出的。举两个著名的例子吧,利斯特(Lister)和巴斯德(Pasteur)不就是这样的有雄心壮志的人吗?还有,不像以上两位那么显赫的另外几位,吉勒特(Gillette)和威利特(Willett),近期有谁比得上他俩对人类所作的贡献呢? 生理学为我们提供的实例特别适宜,原因就在于这门学科对于人类所具有的益处是如此显然。我们必须提防一种在科学辩解者中所常见的谬论,那就是认为从事着对人类有益的工作的人,在做这项工作时一直想着自己的工作对人类有益。比方说,生理学家有着特别高尚的精神。事实上,一个生理学家可能确实乐意记得他的工作是为人类造福的,但是使之产生力量,受到鼓舞去做这项工作的动机与那些一流学者与数学家进行研究工作时的动机是没什么区别的。 有很多高尚的动机驱使人们进行某项研究。在这些动机中,最为重要的有三种。首先(因此必一事无成)是理智的好奇心,也就是对了解真理的渴望。其次是对自己专业工作的自豪? ,只有工作才能使自己得以满足的那种渴望。任何自尊的数学家,当他的工作与其才能不相称时,耻辱感会压倒一切。最后一个就是雄心壮志,期望得到名声、地位甚至随之而来的权力和金钱。当你的工作为他人造了福,又解脱了别人的痛苦时,你可能会自我感觉良好,但这不会是你为什么做那个工作的原因。所以,假如一个数学家,或者一个化学家,或者甚至是一个生理学家真的对我说他的工作的动力是缘于要为人类造福的愿望,我不会相信他(假使我真的相信他也并不会认为他真的有什么了不起)。在他的动机中居支配地位的就是我已叙述过的。而且可以肯定,任何一个体面的人都没有必要为有这些动机而感到耻辱。 8 假如理智的好奇心、对专业工作的自豪感和雄心壮志是在研究工作中占支配地位的动机的话,那么,毫无疑问,没有哪个人比一个数学家有更好的机会来满足这些条件了。数学家的研究学科是所有学科中最令人好奇的。没有哪门学科中的真理会像数学那样奇异。数学是最精细与最富有魅力的技艺,而且数学研究提供了展示真正的专业技能的机会。最后我还要说的是,正如历史所充分证明的那样,不论数学内在的本质价值何在,其成就是一切成就中最持久的。 我们可以从半古文明中看到这一点。巴比伦和亚述的文明已毁灭,汉谟拉比(Hammurabi)、萨尔贡(Sargon)和尼布甲尼撒(Nebuchadnezzar)也都空有其名了,但巴比伦数学依然令人感兴趣。巴比伦的60进制仍用于天文学中。当然希腊的情况是更有说服力的例证。 对我们来说希腊人是最早而且至今仍是真正的数学家。东方的数学可能是满足兴趣和好奇,而古希腊的数学则是实实在在的。希腊人率先使用了能被现代数学家所理解的数学语言。正如利特伍德曾对我说过的,希腊数学家们在校时并不是聪明的乖学生,也不是奖学金的候选人,而是另一所学院的研究员。因而希腊数学是不朽的,甚至比希腊的文学还要持久。当爱斯奇里斯(Aeschylus)被遗忘时,阿基米德仍将为人们铭记,因为语言文字会消亡,而数学的思想却永不会死亡。不朽这个词可能不太高明,不过也许数学家与它的含义最投缘了。 数学家不必因将来会对其不公而煞有介事地忧心仲忡。不朽通常很荒唐,也很残酷:我们中很少有人愿意选择做奥格(Og)③、安厄尼厄斯(Ananias)④、加利奥(Gallio)⑤。甚至于在数学界,历史有时也会开奇怪的玩笑:罗尔(Rolle)在初等微积分学教科书中很有名气.倒好像罗尔是位与牛顿齐名的数学家;法里(Farey)弄不懂14年前由哈罗斯(Haros)论证得天衣无缝的定理,然而他却永垂不朽;五位可敬的挪威人的名字至今仍长存于阿贝尔的《生活》一书中,仅仅是因为一种对他们国家最伟大的人物造成了伤害的愚蠢的尽职行为。不过,就总体而言,科学史还是公平的,数学史尤其如此。没有任何其他学科像数学那样形成了清楚而一致的评判标准。为人们所铭记的数学家中绝大多数足名剐其实的。如果能用现钞评估的话,数学的名誉将是最稳定义最可靠的投资。 9 所有这些都使大学教师们深感宽慰,对数学教授们来说更足如此。律师、政客、商人们有时声称,学术生涯大多为那些谨小慎微、胸无大志的人所从事,这些人在乎的主要是舒适和稳定,这种责备毫无道理。大学教师们舍弃了许多东西,特别是舍弃了赚大钱的机会 一个教授一年很难挣上2000英镑;工作的稳定性自然是决定舍弃赚大钱机会的因素之一,但这并不是豪斯曼不愿成为西蒙(Simon)爵士或比布冉克(Beaverbrook)贵族的原因。豪斯曼拒绝些职业是因为他理想远大,是因为他不屑于成为一个20年后就被人遗忘的人。 然而,牺牲所有这些利益,一个人会感到多么痛苦。我仍记得伯特兰罗素(BertrandRussell)曾对我讲述过一个骇人的梦;他正在大学图书馆的最高一层,一个图书管理员正在书架间走来走去,提着一个巨大无比的桶,把书一本又一本地拿下,扫一眼,然后重新放回书架,或是丢进桶里。最后他发现了三卷书,辨认出是《数学原理》最后残存的复印本。他拿下其中一卷,翻了几页,似乎被那些怪异的符号迷惑了片刻,然后合上书,在自己手上掂掂,迟疑不决 10 数学家,就像画家、诗人一样,都是模式的创制者。要说数学家的模式比画家、诗人的模式更长久,那是因为数学家的模式由思想组成,而画家以形状和色彩创制模式,诗人则以言语和文字造型。一幅画或许蕴含着某种意境,但通常是平凡而无关紧要的;比较之下,诗意要重要得多,不过,像豪斯曼坚持认为的那样,人们习以为常地夸大了诗意的重要性。他说:我难以确信存在诗意之类的东西诗歌并不在于表述了什么,而在于怎样表述。 倾江海之水, 洗不净帝王身上的膏香御气。 还能有比这更好的诗句吗?但就诗意而言,还能有比这更平庸、荒唐的吗?意境的贫乏似乎并不影响言辞这种模式的优美,另一方面,数学家除了思想之外别无他物,因而数学家的模式更能持久,因为思想不会像语言那样快地变成陈词滥调。 正像画家和诗人的模式一样,数学家的模式也必须是优美的;正像色彩和文字一样,数学家的思想也必须和谐一致。优美是第一关:丑陋的数学在世上无永存之地。此处我不得不提到一个错误的概念,一个至今仍广泛传播的概念(尽管比20年前情况要好些),这就是怀特海德所称的书呆子,即热爱数学,并欣赏数学美,这是每代人中只局限于几个怪人的偏执狂。 如今很难找到一个对数学的美学魅力无动于衷的知识分子了。可能很难定义数学的美,但任何一种美都是如此我们也许不甚明了所谓一首诗歌的优美,但这并不妨碍我们在阅读中鉴赏。霍格本(Hogben)教授极力贬低数学美,但即便是他也不敢冒然否认数学美这一事实。毫无疑问,数学对于某些人有一种淡然的非自然的吸引力这种数学中的美学魅力对于这些寥寥无几的人来说,很可能是真实的。不过,他同样指出,这些人是寥寥无几的,而且他们感到淡然(他们的确相当可笑,在小小的所谓大学城里住着,避开广阔的部空间的清新的微风),在这些话中,霍格本此话只不过在附和怀特海所称的书呆子了。 然而事实却是:没有比数学更为普及的学科了。所有的人都有一些数学鉴赏力,正如所有的人都能欣赏一首悦耳的曲调;对数学真正感兴趣的人很可能比对音乐感兴趣的要多。表面看来可能与此相反,但解释起来毫不费劲。音乐可以刺激大众的感情,而数学无能为力;不懂音乐只是有些掉面子,而所有的人都如此害怕数学这个名称,以至于每个人都由衷地强调自己没有数学细胞。 一个小小的反驳就足以揭示书呆子的荒谬。每一个文明国度都有成千上万的棋手(俄国,这部分人是受教育群体的全部);每个棋手都能品味、欣赏一场棋赛或一个棋类布局.然而,一个布局问题简而言之就是一次纯数学的练习(整场比赛可能不是,因为心理也会起作),每一个赞叹棋类布局的人,实际上是在为数学的美而喝彩,尽管这种优美相比而言是较低档次的。棋类布局问题是数学的赞美曲。 再降低一点,不过面向更广泛的大众,我们可以从桥牌,或更低一些,从通俗报刊上的智力游戏中学到同样的内容,几乎所有这类游戏的空前流行,都归功于基础数学的吸引力。 优秀的智力游戏创制者,像杜德尼(Dudeney)和卡里班(Caliban)所用的技巧除此之外别无其他。他们清楚自己的业务,公众需要的无非是小小的智力刺激,别的任何东西都没有数学那样的刺激性。 还要补充一点,世上没有什么事情比发现或再发现一条真正的数学定理更能使知名人士(和那些轻视数学的人)快乐得多。H斯潘塞在他的自传中重新发表了一条他20岁时证明了有关圆方面的定理(他却不知道柏拉图在2000多年前就已论证了该定理),索迪(Soddy)教授是新近更惊人的例子(不过他的定理倒真正是他自己的)。⑥ ①特朗普尔;澳大利亚板球运动员。 ②布鲁克:英国诗人。 ③奥格:《圣经》中的Bashan之子,在位六十余年。 ④安厄尼厄斯:《圣经》中人物。 ⑤加利奥:罗马官员,政治家,哲学家,作家塞内加的长兄。 ⑥见他关于六球链(Hexlet)的通信,《自然》,137~139卷,(1936~1937年)。 11 尽管棋类布局问题是真正的数学,但一定程度上它仅是琐碎的数学,尽管棋类布局充满机智,复杂诱人,尽管棋的走步富有创意,又出人意料,但它还是缺少了某些必要的东西。棋类布局问题无足轻重,最好的数学不仅仅优美,而且严肃或者说重要,不过这个词有些模棱两可,而严肃恰巧更好地表达了我想指明的东西。 我并未考虑到数学的实用效果,稍后我将回到这一论题。目前,我只想说,从粗俗的意味上讲,棋类布局问题毫无用处,同样地,大多数最好的数学也是如此;数学极少有实用价值,而这实用的极少数,相对来讲还较乏味。数学定理的严肃性不在于其通常微不足道的实用效果,而在于它涉及的数学概念的意义。可以粗略地说,如果一数学概念同大量形形色色的其他数学概念有一种自然而鲜明的联系,那么这种数学概念便是有意义的,这样,一条严肃的数学定理,即一条与有意义的概念相联系的定理,很可能引发数学本身甚至其他学科的大步前进。没有一个棋类布局问题能影响科学思想的普遍发展;毕达哥拉斯、牛顿、爱因斯坦都改变了各自所处时代的整个科学的前进方向。 当然,一个定理的严肃性并不在于其后果,后果不过是其严肃性的证据。莎士比亚对英语语言的发展产生了巨大的影响,而奥特维(Otway)的影响几近于无,但这并不能说明?什么莎士比亚是比奥特维更好的诗人。莎士比亚更好,是因为他写下了更多更好的诗篇。就像奥特维的诗劣于莎士比亚的诗一样,棋类布局问题地位较数学低,不是因为其后果,而在于其内容。 还有一点我稍后将阐明。倒不是因为这点没有趣味,而是因为它较难,也因为讨论美学的严肃性我还不够格。数学定理的美很大程度上依赖于其严肃性,而诗句的优美在某种程度上还依赖于诗歌所含思想的重要性。上文中我曾摘引了莎翁的两行诗来例证词语格律的纯粹的优美;不过下面这一行可能更优美:结束了生命的热浪,他安然地进入梦乡。 格调完美,主题明确,音调铿锵,因而我们的情感被更深地激荡了。既然在诗歌中,意境对造型的确至关重要。自然地,数学更是如此,这个问题不再详究。 12 行文至此,要想再有所进展,我就必须提供为每个数学家公认为第一流的真正的数学定理的例证,然而此处,我却因我写的东西产生的种种约束被缚住了手脚。一方面,例子必须非常简单,没有专门数学知识的读者也能读懂,无需预先解释,读者就能跟得上清楚的阐述,跟上例子。这些限制就排除了数学中许多最优美的定理,像费马(Fermat)的二平方定理或二次互反律。另一方面,我的例证必须来源于纯正的数学,也就是专职数学家所从事的数学,这一限制又排除了大量的相对易于理解的定理,因为这些易于理解的定理虽易懂,却与逻辑和数学哲学相涉。 别无选择,我只得又回到希腊数学,这里我将阐述并证明两条著名的希腊数学定理。这两条定理从思想到运算都很简单,同时,毫无疑问,又是最高层次的。每一条定理都如同刚发现之日一样清新,一样举足轻重2000年来它们一直保持着青春。再次,稍有理解力的读者可以在一小时之内掌握全部的论述和证明。 1.其中第一个是欧几里得(Euclid)⑦关于存在无限多个素数的证明。素数,或称质数是指下列数字: 2,3,5,7,l1,13,17,19,23,29(A) 这些数字不能再分解为更小因子的整数,如37和317是素数。所有整数都由素数相乘而得, 666=23337 任何一个本身不是素数的数(非质数)至少可以被一个素数(通常可被分解为几个素数)整除。要证明素数无穷尽,也就是要证明数列(A)无穷。 先假设(A)是有限的,且 2,3,5P 是全部素数的序列(P是最大的素数);在这一假设下,让我们来考察数Q,Q定义为 Q=(235P)+l 显然Q不能被2,3,5,P中的任何数整除,因为相除时余数为1。由于不是素数的数总能被某一素数整除,而Q不能被任一素数整除,所以Q是素数。因而,总有一个素数(可能就是Q)任一素数大,这与P是最大的素数的假设相矛盾,因此原假设不成立,即没有比P更大的素数的假设不成立。 这种证明方法称为归谬法,这一为欧几里得甚爱的归谬法⑧,是数学家们最好的武器之一。这一着比象棋中开局舍子的任何一种着数高明得多:棋手或许会牺牲一卒或一个棋子, 而数学家舍掉的是整局。 13 2.第二个例子是毕达哥拉斯⑨关于根2(2)的无理性的证明。 有理数是一个分数a/b,其中a、b均为整数。我们假定a和b没有公因子,如果有的话,我们可以把它消掉。根2是无理数,也可以表述为2不能以(a/b)平方的形式表示,也就是说,方程 a2=2b2(B) 不能被两个没有公因子的整数a、b所满足。这是一个纯算术运算定理,无需任何无理数方面的知识,也不依赖于有关无理数性质的任何理论。 再用归谬法来证明。先假设上式(B)成立,a和b是没有公因子的整数。根据(B)式,a方应是偶数(因为2b方能被2整除),因此a也是偶数(因为奇数的平方是奇数)。如果a是偶数,那么 a=2c(C) 其中c为整数,因此有 2b2=a2=(2c)2=4c2 即 b2=2c2 因此b方是偶数,b也是偶数(理由同上)。这就是说,a和b都是偶数,因此有公因子2,这与假设矛盾,所以假设不成立。 从毕达哥拉斯的定理可推出正方形的对角线与边长不可通约(也就是说对角线与边之比不是有理数,或者说,没有一个公共的单位,使对角线和边长可同为其整数倍)。若以边长作为长度单位,对角线的长度没为d,则由毕达哥拉斯的勾股定理⑩ d2=12+12=2 故d不是有理数。 还可以从任何人都能理解其含义的数学理论中引用许多精彩的定理。例如一个所谓算术基本定理:任一整数都可以惟一方式分解为素数的乘积,名副其实。如666=23337,此外没有别的分解方式了:666不可能等于21129,或者等于l389,或等于1773(不用相乘其结果也显而易见)。这一定理是高等算术的基础,证明过程虽不困难,却需要一定的功底,而且非职业数学家读起来可能会感到乏味。 另一著名的优美的定理是费马的二平方定理。素数(特殊素数2除外)可以归为两组数.一组为 5,13,17,29,37,41 这些数被4相除时余数为1;另一组为 3,7,11,19,23,31 这些数被4相除时余数为3。 任一属于第一组的素数都可表示成两个整数的平方和。如 5=12+2213=22+32 17=12+229=22+52 而3,7,11,19都不能表示成如上形式(读者可自己检验),这就是费马定理,非常公正地被视为最完美的定理之一。可惜,没有相当专业数学知识的人难以理解其论证过程。 集合论中也有许多优美的定理,像康托(Cantor)的连续的不可数定理。这里的困难是相反的,只要掌握了所使用的语言,证明并不困难,但必须进行适当的解释,才能把这条定理的意思弄明白。不必再赘述更多的例子了,上文给出的例子是些测试,对上述例子不能理解的读者很可能难以欣赏任何数学的东西。 我认为数学家是概念的造型者,美和严肃是评价其造型的标准。难以相信,能理解上述两个定理的人会否认它们符合美与严肃的标准。拿上述例子与杜德尼最机智的智力游戏或与象棋大师们编排出的最妙的棋类布局问题相比,本文例子在美与严肃两方面的优势是一目了然的:毋庸只置疑,其间有层次的差别它们更加严肃,也更加美丽。我们能否更准确地说明它们的优势所在吗? 14 首先,这两个数学定理在严肃性方面的优势是显而易见、绝对的。象棋布局问题是把一些想法巧妙但很有限度地交织而成的结果,它们在根本上差别不大,而且对外几乎没有任何影响:即使象棋没有发明,我们也会产生同样的思想方法。而欧几里德和毕达哥拉斯的定理影响很大,甚至在数学之外,也对人们的思想产生了深刻的影响。 欧几里德定理对算术的整个结构都至关重要。素数是算术组成的原料;欧氏定理确保了这种原料的充足性,但毕氏定理有更广泛的运用,它也提供了更好的课题。 首先,我们应看到毕达哥拉斯的论证有深远的扩展性,可以在不作原则性改变的基础上适用于无理数的范畴。我们可以用类似泰特托斯(Theaetetus)的方法证明根3,根5,根7,根11,根13,根17是无理数,或者超过他的方法证明4根3和4根7是无理数㈠。 欧氏定理告诉我们,有足够多的材料对整数构造一个条理分明的算术体系。毕氏定理及其扩展则告诉我们,即使我们构造出这种算术体系,也不能满足我们的需要,还会有许许多多的量要我们考虑,而这些量是整数的算术无法度量的,最明显的例子就是正方形的对角线 。这个发现的极端重要性立刻被希腊数学家注意到了,他们起初假设(我猜想是按惯例)同种类的量都是可以公度的,例如任何两个长度都是某一共同单位的倍数。他们由此建立了一个基于此种假设基础上的比例理论。毕氏的发现暴露这个理论基础的薄弱性,从而使欧多克斯(Eudoxus)建立了更深刻的理论。这个理论在《原本》的第五章中有详细叙述,被许多现代数学家誉为希腊数学的最优秀成就。这个理论在数学思维上是很前沿的,可以称作无理数理论的先河,它导致了数学分析的革命,对近代哲学也有很大影响。 两个定理的严肃性是毫无疑问的。所以值得一提的是二者都不具实用性。在实际运用中我们只会用到相对小的数,只有天文学和量子物理涉及到大数。它们即使与最抽象的纯粹数学相比,实用性也大不了多少。我不知道工程师通常要求的最高精度是多少,10位数恐怕会太高。那么 3.14159265(值保留8位小数)是两数之比,即 (314159265)/(100000000) 也才9位数。小于1000000000的素数有50847478个,这对工程师来说也太多了,即使不要其他素数,他也满足了。欧氏定理先谈到这里。而就毕氏的理论来说,我们都知道,显然工程师们对无理数不感兴趣,因为他们工作中只涉及近似值,而所有的近似值都是有理数。 15 一个严肃的定理是一个包含着有意义的概念的定理,因此我有必要进一步分析一下数学概念有意义的特性。这项工作有些难度,而且很难说我作的分析有价值。当目睹一个有意义的概念时,我们是一眼能识别的,就像看我的那两个标准定理中的有意义的概念一样。但具备这种识别能力需高深的数学知识和长期从事数学研究工作的经验。因此我必须尝试一些数学分析,也应该有可能发掘一些具有说服力的成果。至少有两个特性是至关重要的,即一定的普遍性和一定的深刻性。但何为普遍、何为深刻还不能明确给出解释。 一个有意义的数学概念,一条严肃的数学定理从下述意义上被认为是普遍的。数学概念应该是许多数学构造的要素,应能应用于许多不同种定理的证明。这种定理即使一开始是以相当特殊的形式提出(如毕氏定理),它也应能被广泛地扩展,成为与其同类型定理的典型。证明中所揭示的关系本来应该联系着许多不同的数学概念。所有这一切都还比较模糊,存在许多疑点。但显而易见的是,如果一个定理明显缺乏这些特征,这个定理就不可能是严肃的。为说明我的观点,我只需从浩瀚的代数海洋中抽取几例。下面是从劳斯鲍尔的《数学游戏》(MathematicalRecreations)㈡摘取的两例。 (a)只有8712和9801是能表示成它们的反置数的整数倍的四位数。 8712=42178,9801=9l089 小于10000的其他数不具有这个性质。 (b)大于1的数中只有四个数等于它们组成数字的立方和,这四个数是153、370、37l、4 07。 153=13+53+33370=33+73+03 371=33+73+13407=43+03+73 这些实例看来多少有点奇怪,也只有外行或业余爱好者对此有兴趣。对一个数学家来说,它毫无价值,它的证明既不难懂,也不有趣,只是需要花许多时间去尝试。这些定理是不严肃的,其原因之一(也许不是重要原因)是因为其表达和证据都太局限,不具有明显的普遍性。 16 普遍性是一个模糊而又危险的词,我们得留心不要让其占据太多的篇幅。它广泛应用于数学及有关数学的著作中。其中有一种特别的情形,它虽与我们今天的论题无关,但逻辑学家对它推崇备至。从这个意义上说,所有的数学理论都同等地和完全地是普遍的。 怀特海曾说:数学的确定性取决于它完全抽象的普遍性。㈢当我们假设2+3=5时,就假设了一种存在于三种事物间的关系。这些事物并不是苹果或便土,或者任何一种特定的东西,而只是事物,任何事物都行。这种表达式的意义完全独立于具体事物的个别性。在完全抽象意义的基础上,所有的数学对象、实在、关系,如2,3,5,+,=或所有包含它们的数学命题,在完全抽象的意义下都是普遍的。实际上怀特海的话未免多余,因为在此意义上讲,普遍性就是抽象性。 普遍性的意义举足轻重,逻辑学家强调它不无道理。因为它传达的是一个真理,很多本该清楚了解它意义的人却常常忘记。如经常有天文学家或者物理学家宣称他发现了证明物理世界必须以一种特殊方式运行的数学证据。所有这些言论,只从字面理解,绝对是无稽之谈。就像不可能用数学去证明明天会发生日食一样。因为日食以及其他的物理现象并不是数学世界的组成部分。我想所有的天文学家该不会否认这一点吧?但是另一方面他们也确实可能正确预测日食的发生。 很明显,这种普遍性与我们的讨论无关。我们要寻找的是存在于各种数学定理之间的普遍性上的差别。在怀特海看来,普遍性是相同的。所以本书15中的(a)和(b)这种小定理也和欧几里德、毕氏定理一样抽象和普遍,所以也等同于象棋布局。对象棋来说,不管棋子什么颜色、什么形状,棋手们都不会认为有什么不同,只有外行才会考虑到与棋盘的搭配问题。棋盘和棋子只是用来刺激我们思维的工具,与真正的下棋对奕相比,就好比黑板、粉笔之于数学课中的定理关系。 我们现在要寻找的并不是这种存在于所有数学定理中的普遍性,而是在15中提及的更晦涩难懂的那种普遍性。对此种普遍性也不宜强调过分(像怀特海一样的逻辑学家们倾向于这样做)。现代数学的卓越成就并不仅仅是普遍性的微妙的堆砌㈣,虽然这种堆砌是现代数学的巨大成就。在任何一种高水平的定理中,都存在一定的普遍性。但如果普遍性太泛也就会导致枯燥乏味,那就成了每个事物都是它而不是别的。其实事物间的区别与其共性一样使人着迷。我们选择朋友并不是因为他们具备人类的所有优点,而是因为他们有其本身的特点。在数学中道理亦然。因此我可以毫不夸张地引用怀特海的话来证明我的观点:被适当的特殊性所制约的广泛的普遍性,才是富有成果的概念。㈤ 17 一个有意义的定理必须具备的第二个特性就是深刻性。其概念也不易定义,它与难度有关,深刻的思想往往难以掌握,但二者也并不完全一样。毕氏定理及推广所蕴含的概念有一定的深度,但现代数学家绝不会认为它难懂。相反,一个定理可能极为肤浅,但却难以证明如丢番图(Diophantus)的有关求方程整数解的定理。 数学理论好像分层分布,每一层的内部以及与上下层之间由错综复杂的关系网连接起来。层越往下,理论就越深,也就越难懂。因此无理数概念比有理数深,同样,毕氏定理比欧氏定理深刻。 如果注意整数之间或者任何一特定层次上的其他一些对象集合之间的关系,就会发觉有些关系一目了然,如,不需下一层次概念的任何知识,我们就可以识别并证明整数的性质。因此证明欧氏定理只用整数就行了。但整数有些定理是不能一眼看清的,还得通过挖掘和考虑深一层次的知识才能证明。 我们在素数理论中容易发现这种例子。欧氏定理重要但不深刻,我们不需用任何比可除性更深刻的概念证明素数无限。 当取得了答案后,心中又不免萌生新的问题。素数无穷,但这种无穷的素数究竟如何分布?假定有一个很大的数N,如10的80次方或10的10次方的10次方㈥,其中有多少个小于N的素数㈦。当我们问这些问题时,就发现自己的思维处在不同的层次了。我们可以用超出想象的精确性来回答这问题,只是要深入一步,不用整数,而用现代函数理论的最有力武器来解决。所以回答我们这个问题的定理比欧氏定理深刻得多。 例子是不胜枚举的。但深刻性甚至对一个能识别它的数学家来说也是不易说清的,因此我也不妄想还有什么妙语能解开读者的迷惑。 18 在11节中我对比了象棋和真正的数问题,其中有一点尚未涉及。如今我们想当然认为真正的数学定理就实质内容、严肃性与重要性而言,是无与伦比的。对训练有素的天才来说,事物的美中也无不蕴含数学的奥妙,只是这种奥妙更难于言传。由于棋类布局问题的主要缺点就是微不足道,而这方面的对比交织着一些美学上的评价,同时也使这种评价受到妨碍,在欧几里得和毕达哥拉斯的定理中我们能如何区分出纯美学特征呢?我不敢妄加评论,只略述一下我的观点。 在两个定理中(当然也包括证明),有一种高度的意外性、必然性和有机性。证明形式颇为奇怪,使用的工具与之达到的结果相比显然过于简单。但结论中没有任何疏漏,证明中的细节也不繁琐,一行一个个步骤。许多只有专职数学家。才能理解的更难的定理,其证明也一样简明。在证明数学定理时不需要很多情况,因为列举情况实际是数学论据的较为呆板的形式。数学证明应当如星座般清晰、明了,而不应像银河里的星束分散而模糊。 棋类布局问题也有意外性和一定的有机性。当然至关重要的是走棋要出奇制胜,每一颗棋都应尽其用。美学的效应是累积的,出了关键一着,下一着应变化多样,且每个变化都应有相应的反应(除非问题很简单,不是真正引人人胜)。如果P-B5(5下标),那么Kt(t下标)-R6(6下标);如果那么;如果那么,如果没有多种不同的答案? 其美中效果将会是单调、乏味的。这些都是地地道道的数学,有其自身的优点,但它仅仅是列举证明(而且这些情况之间并没有根本的不同)㈧,真正的数学家对此往往不屑一顾。 我想用棋子自身的感受来加强我的论证。必庸置疑,一个象棋大师,一个重大游戏、比赛的参与者,从心理上是很鄙视用纯粹的数学知识去下棋的,他们积累了不少经验,在紧要关头总能显露身手,不管他怎么走,我头脑里已储存了对付的方法。象棋首先是心理上的较量,而不仅仅是一些数学小定理的积累。 19 我现在必须回到我的小津讲演上,对在6小尚未谈及的问题作一些说明。从以上论述中者可以看到,我只对把数学当作一种创造性艺术感兴趣,但有很多问题还值得考虑,尤其是数学的实用性,它曾引起许多争议。此外还有必要检查一下数学是否真如我在牛津演讲中提到的那样百利而无一害,如果科学或艺术的发展能增加资源、方便人类,或增加人们情感上的愉悦,那么我们就可以认为它们是有用的。医学和生理学能减轻病痛,所以是有用的;工程设计能建筑高楼、桥梁,从而提高生活水平(当然工程设计也会带来害处,但此处暂不涉及),所以也是有用的。依此来看,数学也必然是有用的,工程师如没有数学基础是无法进行工程设计的,数学也正开始运用于生理学中。因此我们有为数学作辩护的依据,虽说并不完备,但值得去钻研。数学应用的更高层次,即运用于各种创造性艺术中,将与我们的研究无关。数学如同诗歌、音乐一样,能训练并陶冶人的性情,所以对数学家或数学爱好者来说,沉迷于其中,其乐也融融。不过,如从这方面去论证数学的用处,只不过是更为详尽地重复我的老话,而现在要考虑的应是数学的原始的应用。 20 这一切似乎是不言而喻的,但就这样也有不少争议,因为大多数有用的学科对我们中的多数人来说往往是学而无用的。生理学家和工程师对社会功用不小,但对常人来说,生理学和工程学并无多大用处(尽管他们的学习也许会基于其他原因),就我自己来说,我从未发现我拥有的纯数学之外的科学知识给我带来过些微的益处。 事实上我们不得不诧异,科学知识给普通人带来的实用价值是如此之小,如此乏味,而且毫无特色,其价值似乎与其在外的功用名声成反比。如果在简单的算术上反应快,是会很有用的;懂一点法语、德语,懂一点历史、地理或经济学知识也会是有用的;但仅懂一点化学、物理或生理学,在日常生活中却毫无用处。不用知道气体的组成我们便可以知道它会燃烧;汽车坏了我们自然送到修车厂去;胃不舒服会去看医生或去药店买药。我们的生活要么自有其规律操纵,要么需要各行各业人的帮助。 然而,这只是枝节问题,一个教育的问题,只有教师们对它感兴趣,因为他们必须说服那些为自己孩子的有用的教育而喋喋不休的父母们。当然,我们说生理学有用,并非鼓吹大多数人去学习生理学,但如有一定数量的专家致力于生理学的发展、研究,将会使绝大多数人受益。重要的问题是,数学的有用性究竟能延及多远?哪些数学领域有用性最强?怎样才能仅仅以这种有用性为理由,来为认真的数学研究,即数学家们所理解的数学研究进行辩护? ⑦见《原本》第九章第二十节。很多定理的真正作者在《原本》中未注明,但似乎没有特别的理由否认这是欧几里得自己发现的定理。 ⑧证明也可以不用归谬法,一些学校的逻辑学家则更钟爱归谬法。 ⑨传统上这一证明归功于毕达哥拉斯,但可以肯定这是他的学派的一个成果。欧几里得提出这个定理时,其形式更一般(《原本》第十章第九节)。 ⑩欧几里得,《原本》,第一章第四十七节。 ㈠见哈代和赖特的《数的理论导引》(IntroductiontoTheoryofNumbers)第四章,那里讨论了毕达哥拉斯定理的不同的推广形式,以及有关泰特托斯的历史悬案。 ㈡第11版,1939(HSM柯斯特修订)。 ㈢《科学与现代世界》,33页。 ㈣《科学与现代世界》,44页。 ㈤《科学与现代世界》,46页。 ㈥据推论宇宙的质子数大约为10的80次方。如果将10的10次方的10次方写出来,将占据50000本一般篇幅的书。 ㈦我在14中已提到过,小于1000000000的素数数量是50847478个,但这只是我们确实所知的范围。 ㈧我相信,如果所考虑的问题中,一个类型有形形色色的变化,那么列举证明现在也认为有其价值。 21 我将作出的结论到这里似乎是显而易见的了,所以我先武断地将它表述出来,再对之详述。不可否认,初等数学中的很大一部分我用的初等一词是职业数学家使用的那种意思,它包括诸如有关微积分等应用知识是具有一定使用价值的。数学中的这些部分整体来说是比较枯燥的,它们是最乏美学价值的部分。真正的数学家所研究的真正的数学,如费马、欧拉、高斯和阿贝尔所研究的数学,几乎是完全无用的。(这一点对实用数学和纯数学来说都是如此。)以实用性为标尺来衡量一个天才数学家的工作是不可能的。 但是这里我要纠正一个错误概念。有人认为纯数学家以其工作的无用性为荣㈨,并宣称他们的工作没有实际应用价值。这种念头是基于高斯的一句不谨慎的话,其大意是:如果数学是科学中的皇后,那么数论由于其极端无用性而成为数学中的皇后我从没能找到这话的确切引用。我敢肯定高斯的原话(如果真的是他说的)被很粗鲁地曲解了。如果数论能够被应用于任何实用的、显赫的目的,如果它能像物理甚至化学那样直接增加人类的欢乐和减少人类的痛苦,那么高斯或其他数学家决不会愚蠢到为这种应用哀叹或后悔。但是科学可为善服务,也可为恶助纣(特别是在战争时期),这样高斯和另一些数学家就应该庆幸有一种科学,就是他们的科学,由于其远离人类日常的活动而保留了其纯洁性。 22 还有一个错误概念需要反驳。人们很自然地认为纯数学和应用数学的实用性有很大差别,这是一个假象:这两种数学之间有很大的差别(这一点我将在下面详述),但并没对它们的实用性有很大影响。 纯数学和应用数学的区别在哪里?对于这个问题数学界有统一而明确的答案,在我的答案中丝毫没有有悖于正规的说法,但有一些需要事先阐明。 下面的两节可能带有一些哲学味,但不会很深,且对我的论点也不是必不可少的。但我在叙述中将常用到一些词,这些词有明显的哲学含义,如果我不解释为什么及怎么用这些词的话,读者也许会感到困惑的。 我经常用到真正的这个形容词,就像日常生活中用到它一样。我说到过真正的数学、真正的数学家,就像我会说真正的诗和真正的诗人一样,而且会继续这么用它。但我将会用到另一个词实在(reality),它却有两个含义。 首先,我将谈到物理实在,这里我用的是一般意义上的词义。对于物理实在我指的是物质世界,昼与夜,地震和日食,也就是物理科学所描绘的世界。 我敢说直到现在,没有读者会对我的语言感到困难,但我马上要进入困难的领域了。有另一种实在性,我把它叫做数学实在,对于它的本质在数学界和哲学界都没有统一的认识。一些人认为它是精神的,某种意义上我们构造了它;另一些人则认为它是外在的,独立于我们。一个人如果能对数学实在给出一个令人信服的解释,他将可以解决形而上学中大多数难题。如果他的解释中也包括了物理实在,这些难题就都解决了。 即使我有这个能力,我也不愿在这里讨论这个问题。但为了避免小误解,我还是要申明一下我的立场。我相信数学实在存在于我们之外,我们的任务是去发现或观察它,并且,我们所证明的定理,我们夸耀称之为创造物的,只不过是我们观察记录而已。自柏拉图以来很多享有盛誉的哲学家都持有此观点,虽然形式各异。我采用的语言对持有这种看法的人来说是很自然的,读者若不喜欢这种哲学概念可改变这种语言,这对我的结论影响甚微。 23 纯数学和应用数学间最大的差异也许表现在几何学方面。纯几何学㈩包括很多分支,如射影几何、欧几里得几何、非欧几何,等等。每一种几何都是一种模型,即概念构成的造型,应该按照各个独特造型的意义和美加以鉴别。几何是一幅图像,是很多方面的合成品,也是数学实在的一部分,并且是一个不完全的复本(然而,在其范围内又是准确的复本)。但是现在对我们最重要的一点是:纯几何学无论如何也不能描写物理世界的时空实体,因为地震和日食不是数学概念。 这些话对于外行来说可能有点矛盾,但对于一个几何学家来说则是真理,我可以举一个形象的例子来加以说明。假如我作一个有关几何学的讲座,例如普通的欧几里得几何,我会在黑板上画一些图形,一些直线、圆或椭圆的草图来激发听众的想象。显然,我画图的质量不会对我所证明的定理有什么影响,图形的作用只是将我的意思明白地传达给听众,如果我已做到这一点,那么让技巧高超的画师来重画一遍是毫无必要的,它们只是辅助教学的工具,不是讲座的实质内容。 让我们再进一步。我讲课的教室是物理世界的一部分,有其固定的形状。对于这种形状以及对于物理世界的一般形状的研究本身就是科学,可称之为物理几何。假设现在有一个高功率的发电机,或一个巨大的引力体搬进教室,物理学家就会告诉我们教室的几何结构已改变,它的整个物理造型已经轻微但确实被改变了。那么我所证明的定理是否也变得错误了?我的求证当然是没受影响的,这就像莎翁的剧作不会由于读者不小心将茶泼在某一页上而改变一样。剧本是独立于所印刷的纸张的,纯几何也是独立于教室或物理世界的其他部分的。 这是纯数学家的观点。应用数学家、数学物理学家自然是另一种看法,因为物理世界(含有其结构和形状)已经在他脑中先人为主了,对于这种形状我们不能像描述纯几何学那样确且描绘,但是我们能说出几点名堂来。我们可以精确或粗略地描绘出它的组成部分之间的关系,并把这种关系与某些纯几何体系的组成间精确的关系作一个比较,这样我们也许可以找出两种关系间的相似之处,那么我们面前就会有一幅符合物理世界的事实的图来。几何学家给物理学家提供了一整套可供选择的图形,这当中可能某一幅图比其他的更符合事实,于是提供这幅图的几何学就成了应用数学家最重要的几何学。我可以补充一句,即使是纯数学家也会对这种几何学更加欣赏,因为还没有哪个数学家纯到对物理世界毫无兴趣的地步。但是,一旦他屈服于这种诱惑,他就放弃了他纯数学的立场。 24 这里自然会使人想起我的另一番议论,物理学家会觉得它是自相矛盾的,尽管这种自相矛盾比起18年前已轻微得多。我将用我在1922年于英国科学促进协会A组讲演中几乎一样的语言来描述它,那时我的听众绝大多数是物理学家,为此我的话可能带有一点挑衅的意味,但我还是坚持了我的立场。 我一开始就说数学家和物理学家之间见解的差异也许并不如一般人认为的那么大。我认为最重要的一点是,数学家与实在的联系更直接一些。这似乎是自相矛盾的,因为正是物理学家们在研究所谓实在的那些客体,但人们稍加思索就能说明:物理实在,不管它是什么,很少或没有一般意义上被本能地赋予实在的属性。一把椅子也许是一堆旋转电子的集合体,也许是上帝脑海中的一个想法,这两种描述都有可取之处,但没有一种是与通常意义下的实在完全相符。 我接着说道,无论物理学家还是哲学家都未曾对物质实在作出有说服力的解释,也没有解释物理学家如何从大量混乱的事实或感觉开始来建造他所称的实在的物体结构的。我们并不能说我们知道物理的研究题材是什么,但这并不妨碍我们大致理解一个物理学家想干什么:他想用一些确定的、有序的抽象关系系统,来将他面临的原始的、无条理的事实现象重新联系起来,而这种系统他只能从数学家那里获得。 另一方面,数学家也在研究他自己的数学实在,对这种实在,正如我在22节中所说,我持实在论而非唯心论观点。在任何情况下(这是我主要的观点)这种数学的实在论观点比物理实在似乎更合理一些,因为数学的客体更接近他们所被看到的。一把椅子或一颗星星一点都不像它们看起来的那样,我们对之想得越多,感觉的迷雾就越会使它的轮廓模糊不清。但是2和317与感觉无关,我们观察得越仔细,它们的性质就越清晰。也许现代物理学最适合于唯心主义哲学框架我不相信这一点,但有些著名的物理学家是这么说的。纯数学在我看来倒是唯心主义的绊脚石:317是个素数,并不因为我们是这样认为,或是我们的思想是以某种特定的方式形成,而是因为它原本如此(原本如此有着重号),因为数学实在就是这样建立的。 25 纯数学和应用数学的这些差异对它们本身很重要,但与我们关于数学实用性的讨论毫无关系。我21中曾谈到过费马和其他一些伟大的数学家的真正的数学,具有永恒美学价值的数学,如最好的希腊数学。它们之所以永恒,是因为其中的精华就像文学中的精英部分,在几千年后还能引起千万人强烈的满足感。这些数学家基本上都是纯数学家(当然那时候两者的差异要比现在小得多),但我考虑的不仅是纯数学方面。我把麦克斯韦、爱因斯坦,《Eddington》和迪拉克都算在真正的数学家之列。现在应用数学最伟大的成就就是相对论和量子力学,而这些领域现在无论在哪方面都几乎像数论一样是无用的,在应用数学中像在纯数学中一样,或多或少地有用的恰恰是其中最令人乏味的和最基本的部分。时间会改变这一切。无人预见到矩阵、集合论和其他纯数学理论在现代物理学中的应用,也许一些高雅的应用数学会以想不到的方式变得有用,但是迄今为止,无论在哪一学科,实际生命是由平凡和枯燥组成的。 我还记得6顿举的一个有关有用的科学不吸引人的有趣例子。英国科学促进协会在利兹举办过一个会议,举办者以为会员们可能会想听一些科学在厚毛纺工业方面的应用,但出于这个目的的讲座和展示都彻底失败了。看起来与会者(无论是否利兹居民)都想得到娱乐,但厚毛纺完全不是一个有趣的话题。这些讲座参加者寥寥无几,而有关相对论或素数的理论却受到了听众的欢迎。 26 数学中的哪些部分是有用的? 首先,中小学里大部分数学是有用的,如算术、初等代数、初等欧氏几何、初等微积分计算。但专家所学的一部分数学应排除在外,如投影几何。在应用数学中,力学基础是有用的(中学所教的电学应归于物理学)。 其次,大学数学中相当一部分是有用的,它大部分实际上是中学数学更完备的发展,一部分物理化的学科如电学和流体力学也是有用的。同时我们必须认识到知识的储备总是好事情,最实际的数学家的知识如果仅限于对他有用的那一点点的话,可能会遇到严重障碍,因此我们各方面都应懂一些。但我们总的结论是,这种数学只是当一个高级工程师或一个现代物理学家需要时才会有用,也就是说,这些数学没有特别的美学价值。欧几里得几何中那些死板乏味的部分是有用的我们并不想要平行公理,或比例理论,或正五边形的构造。 于是我们得到一个很有趣的结论,就是纯数学整体上明显比应用数学有用。纯数学家似乎在实用方面和美学方面都占优势。最有用的是技术。而数学技术主要是通过纯数学来传播的。 我希望我不需要表白我不是在贬低数学物理,它是一门辉煌的、也有许多问题的学科,充满了最棒的想象。但一个普通的应用数学家的处境不是有点可怜吗?如果他想有用些,他就不得不单调乏味地工作,也不能够给他的想象力以充裕的空间。想象的宇宙比这个构造拙劣的现实世界美丽得多,而且一个应用数学家的想象力创造出的最精美的产品往往一出来就被否定了,理由粗鲁而充分:它们不符合事实。 总结论已经明白无误了。如果我们暂时同意说,有用的知识就是现在或不远的将来对人类的物质享受有贡献的知识,而与纯粹的智力满足无关,那么高等数学的大部分就都是无用的了。现代几何、现代代数、数论、集合论、函数论、相对论、量子力学没有一样能达到这个标准,也没有一个数学家的价值可以以此标准衡量。如果以此为标准,那么阿贝尔、黎曼、庞加莱都虚度此生,他们对人类享乐毫无建树,没有他们地球依然是个乐园。 27 也许有人反对说我关于用处的概念太狭窄,我只将其定义为快乐和舒适,而忽略其社会效应,而后者是近年来一些作者抱着各不相同的观感都非常强调的问题。如怀特海说到数学知识在人们生活中,在日常工作中,在社会组织中的巨大作用,霍格本(他对我和其他数学家所说的数学是无动于衷的,不像怀特海那样心领神会)说:如果没有数学这种大小和次序的规则,我们就不可能建造一个充满快乐、无人受穷挨饿的合理社会。 我买在不能相信这种辫辞会给数学家们带来多大的安慰。这两位作者的语言都过于夸大其词了,而且,他们俩也都忽视了非常明显的区别。由于霍格本被公认不是一名数学家,所以上述情况对他是很自然的。他指的数学,实质上是他所理解的数学,我们将这种数学称之为中学数学。这种数学有许多用处,我承认这些用处,而且,如果我们高兴的话,也可以称之为数学的社会性。霍格本将许多令人感兴趣的魅力用于数学发现的历史。正是这一点使这本书获得声望。因为正是这本书才使霍格本帮助了许多从来不是,而且将来也不会成为数学家的人。读者搞明白了数学中还有他们未曾料到的东西。但是,霍格本对于真正的数学几乎一窍不通(这一点凡是阅读过霍格本对毕达哥拉斯的定理,或欧几里德以及因斯坦的有关论述的任何人也能马上这么说),更不用说什么心领神会了(这一点他不辞劳苦地要表现)。真正的数学对他来说仅仅是一个让人瞧不起的科目。 数学家怀特海的问题倒不是他不了解或不赞同这一有关数学的概念,但是在他对数学的狂热中却忽略了他所十分了解的那些特征。那种对人们的日常爱好和社会体制有巨大影响的不是怀特海的数学,而是霍格本的数学。而由一般人用于平常事物的数学是微不足道的,经济学家或社会学家们所利用的数学根本够不上学术水准。怀特海的数学也许深深影响了天文学和物理学,而且对哲学的影响也是相当可观的(一种有价值的思想总会影响另一种有价值的思想)。然而对于别的东西几乎没什么影响了。这种巨大影响一般并不是对普通人而言,而是对像怀特海本人那样的人而言的。 28 有两类数学,即真正数学家的数学和我将称之为不重要的数学。我之所以这样称谓,是没有比这更合适的词了。这种不重要的数学由推崇它的霍格本及其学派中的其他作者提出许多论据加以辩护。而真正的数学却得不到这样的辩护,而且,对这样的数学要是能够给予辩护的话,也是被当作一门艺术来加以辩护的。这种观点丝毫没什么荒谬或不寻常,因为它是数学家们所普遍认同的。 但是我们仍有另外一个问题要考虑。我们已得出结论,那就是,大体说来,不重要的数学是有用的,而真正的数学基本上不是有用的;从某种意义上来说,不重要的数学的确有益,而真正的数学却不然。但是,我们仍需问:是否两种数学中有一种有害?如果认为任何一种数学在和平时期有许多危害,这也许是令人感到不合情理,所以我们不得不考虑数学对战争的影响,现在,辩论这些问题很难不带偏见,所以我本不想谈的,然而,有些讨论看来是在所难免的,幸而这种讨论没必要搞很长时间。 有一个令人欣慰的结论让一个真正的数学家坦然,那就是,真正的数学对战争没有影响。迄今尚未有人发现数论或相对论用于任何战争目的,而且看来今后许多年也不大可能有这种情况。确实,应用数学有许多分支。例如弹道学和空气动力学。这类学科是因为战争而特发展起来的,它们需要相当精密的技术,也许这样一来,就很难将它们视为不重要的数学,但它们全都不可能拥有真正的数学那样的头衔。它们令人厌恶,而且极其枯燥,即使是利特伍德也不可能使弹道学成为让人崇敬的学科,别人就更无能为力了。因此,一个真正的数学家是问心无愧的;他的工作的价值是无可非议的。正如我在牛津大学曾讲述的那样,数学研究是一个无害而清白的职业。 在另一方面,不重要的数学在现代战争中有许多应用。例如:枪支专家和飞机设计师在工作中是离不开数学的。而这些应用所产生的一般影响是清清楚楚的。数学(假如不像物理和化学那样明显)对现代化、科学化的战争起了推波助澜的作用。 由于对现代化、科学化战争存在着两种截然相反的观点,数学的作用并不像人们想象的那么简单。首要的也是最明显的观点是,科学对战争的影响是:它加剧了战争的恐怖性。从前只有少数参战的人会领略到战争所带来的痛苦,而现在这种痛苦殃及其他的群体。而霍尔丹却在他的著作《化学战争的防御》⑴中阐述了另外一种截然相反而又无懈可击的观点。他认为现代战争不像科学发展以前时代的战争那样恐怖。他认为原子弹可能比刺刀更仁慈,催泪瓦斯和芥子气也许是军事科学所设计出的最人道的武器。他还认为:传统的看法只是缺乏深思熟虑的感情用事⑵而已。还应强调,由科学所带来的风险的平等性可能体现在长远的利益中,也就是说一个文官的生命与一名土兵的生命是等价的,女人与男人的生命也是等价的。什么都比将凶残行为集中到一个特殊群体要好。总之,战争全面展开得越快越好。 我并不清楚以上的观点中哪一个更接近于真理,这是一个急需解决而又令人兴奋的问题。但我没有必要在这里来阐明,这一问题只与不重要的数学有联系,捍卫它是霍格本的事,而不是我的事。这个问题对霍格本的数学也可能是点麻烦,而对我的情况却毫无影响。 实际上,不管怎么说,因为真正的数学在战争中总有用武之地,所以还有更多情况要阐述。当世界疯狂时,一个数学家可以在数学中发现一种无与伦比的镇定剂。在所有的艺术和科学之中,数学是最严肃而且也是最细微的。同时,数学家在所有的人里应该是最容易超脱于人世的。正如罗素曾说过的那样:至少一种冲动与不安可以从沉闷而乏味的现实中得以解脱。很遗憾,这里必须提出一个非常严格的限制条件这样一位数学家一定不能太老了。因为数学是一种创造性学科而不是默想的学科。没有任何人在他失去能力或者不再有创造愿望时还可以从数学这一学科中获得慰藉。而这种失去能力与创造愿望的情况可能会很快地在一个数学家身上发生。这是很可悲的,但在这种情况下,他也就不是什么重要的角色了,也用不着为他操心了。 29 在这里我愿意用更具个性的方式来概括我的结论。开始我就说过,任何一个为自己的主张辩护的人都会发现他是在为自己辩护。因此作为一名职业数学家,我自然也是在为自己作某种辩护,而这一结论部分可称为我的自传的一部分。 我从不记得除了曾经想成为一名数学家以外,还想做什么。很显然,我的才能是在这一方面的。而且我的父母也从不怀疑我在这方面的天赋。我不记得在孩提时代对数学有过强烈的爱好,这种数学家的素质我也许具备,但我并不觉得十分惊人。我对数学的兴趣是基于应付考试和争取奖学金的需要,我必须战胜其他同学!这似乎成了我决策的动力。 我的思想抱负发生急剧变化是在15岁的时候(这种变化方式很特别)。有一本名叫《三一学院成员》的书,作者是阿伦圣奥宾⑶,是一套有关剑桥生活丛书中的一本。这本书写得并不好。我认为这本书写得比玛丽科雷利(MarieCorelli)所写的大部分书都差。但由于它是一本能激起一个聪明男孩想象力的书,所以也算不得一本完全坏的书。书中有两名主人公。第一主人公名叫费劳尔斯,他几乎是完美的化身。第二主人公布朗,很有些女人气质。费劳尔斯和布朗在大学生活中遇到很多妨碍学习的危险情况,其中最糟糕的是贝伦敦(Bellenden)姐妹在切斯特顿⑷开设的一家赌场。这对姐妹年轻迷人且又极端邪恶。费劳尔摆脱了所有这些麻烦,成为数学学位考试的第二名和年级第一名,自然得到了一个奖学金(假如我当时所假设的那样);而布朗则失败了,辜负了父母的期望,开始酗酒。有一次,在暴雨中他处于醉酒后的狂乱状态,被牧师的祈祷文拯救出来。他连普通学位都难以拿到,最后成为一名传教士。这些不愉快的事情并没有影响他们间的友谊,当布朗第一次在高级职员休息室喝着葡萄酒、吃着核桃仁的时候,费劳尔斯对他的行为大惑不解,但却充满着爱怜之情。 现在弗劳尔斯是一个非常正直的研究员(迄今为止阿伦圣奥宾所能找到的一个)。然而,就连我这个思想单纯的人也不认为他是聪明人。如果他能作出这些成绩,我为什么不能?给我印象最深的是休息室的最后一幕,它使我着了迷,从那时起,直到我得到三一学院成员资格为止,对我来说,数学就等同于三一学院成员资格。 进入剑桥大学以后,我立刻发觉,学位奖学金意味着创造性的工作,而我每形成一种确定的研究思想都要花很长时间。像每一个未来数学家一样,我在读中学时,就觉得自己常常可以比老师做得更好;甚至在剑桥大学时,我也觉得有时能比老师做得更好一些,当然不像在中学叫那么经常罢了。但是,尽管当时我获得了剑桥的荣誉学位,对于我花费很大精力所研究的学科,我确实是无知的;而且我仍认为从根本上来讲,数学是一门竞争的学科。我的眼界最初是由乐甫教授打开的,他只教了我几个学期的课,却使我对分析的严醛概念有了最初的了解。我从乐甫教授处获益最大的是他建议我读乔丹的著名的《分析教程》(Coursdanalyse)。我永远也不会忘记这部著作所给予我的震撼,不会忘记那本书对我这一代数学家的激励。读了这部著作我才第一次懂得了数学的真谛;也是从那时起我走上了一个真正的数学家的道路,对数学树立了正确的目标,对数学有了真正的热情。 在这以后的十年里,我写了大量论文,但都无足轻重。在我的记忆中,我所满意的只不过四五篇。我的真止的职业危机是在后来的10年或12年出现的。在1911年我与利特伍德开始进行长期的合作。再是在1913年,我认识了拉曼纽扬。从那时起,我的所有成就便注定与他们不可分割,而且很明显,我与他们的合作是我一牛中有决定意义的事件。当我失望地却又不得不听那些浮夸而令人厌倦的谈话时,我就会对自己说:我做了件你们从未曾做过的事.那就是与利特伍德和拉曼纽扬在某种平等条件下的合作。与他们相比我显得尤其不成熟。当我成为牛津大学教授时,我处于四十刚出头的最佳时期。但就是从那时起,我的命运每况愈下,这种情况在老年人尤其是老年数学家当中是常见的。一个数学家也许可以在60岁时依然胜任上作,但不能指望他们产生创造性的思想。 坦率地说,我的有价值的生活已经结束,而且我小再可能做出什么事来有意识地增加我的生活价值。要沉住气是很困难的,但我认为这是一种成功。我已获得了与我的能力相匹配的人所应得到的奖励。我拥有了一系列令人欣慰而高贵的职位。对于大学里的较为单调乏味的生活,我并不感到烦恼,虽然我讨厌教书,但还是从事少量的教学工作,这种工作几乎完全是在指导我的研究工作。我喜欢演讲,而且曾经为一些出类拔萃的班级做了很多讲座。我始终都有闲暇来进行研究工作,这些研究已成为我一生中永恒的享受。我感到自己很容易与他人合作,而且已与两个很特殊的数学家进行了多方面的合作,这使我为数学作出的贡献大大超出了我本来的期望。像其他数学家一样,我也曾遭到许多次失败,但没有哪一次失败是过分严重而令我感到特别沮丧的。假如在我只有20岁时,让我过这种淡泊的生活,我也会毫不犹豫地接受它的。 听起来也许很可笑,我认为自己可以做得更好。我没有语言和艺术方面的才能,而且对于科学实验也不太感兴趣。也许我本来可以成为一个说得过去的哲学家,但绝不会是那种具有创新头脑的哲学家。我自认为我或许可以成为一名好律师;可新闻业只是一种职业,它不属于哪种学术领域,而我对自己在学术领域的机会是充满着信心的。所以,如果以人们一般所说的成功来作为评判适合什么职业的标准的话,那么我正适合做一名数学家。 如果我想要的是一种相当舒适和快乐的生活,那么我的选择就是正确的。但是那些律师、证券经纪人和出版商们常常也过着舒适而愉快的生活。要搞明白更富的人们生存的世界是怎样的,这是很困难的。那么是否可以说我的生活比他们的生活更有意义呢?对我来说,可能答案是惟一的,那就是:是的。如果答案是惟一的,那么答案的理由也是惟一的。 我从未做过任何一件有用的事。我的新发现未曾,且将来也不大可能为世界增加哪怕是最小限度的舒适感,不论是直接的还是间接的,也不管是善意的还足恶意的,都做不到这一点。我也曾培训过其他数学家,但这些人与我是同样类型的数学家,他们所做的工作也同我做的工作一样没有用处。若是以实用的标准来作评判的话,我的数学生命的价值是零;从数学之外看来,我的价值无论如何也是微不足道的。我只有一种机会免被判断为完全微不足道,那就是人们可能判定我已做出了一些有创造价值的工作.我不否认,我已做了一些创造性的工作,问题是它们的价值怎样。 对于我的一生,或者说任何一个与我类似的数学家的情况是:我所做的工作扩充了知识,并且帮助他人在这座知识的大厦上添砖加瓦;而这些添加部分与伟大的数学家们的创新,或任何其他大大小小艺术家们的作品的价值的不同仅仅在于程度而不在于种类。这些数学家和艺术家都在死后留下了某种纪念物。 ㈨我曾经因有这种观点而被指责。我有一次曾说一种科学只有当它强调社会财富的不均衡性,或直接促使人类生活的毁灭,才是有用的,这句话写于1915年,几次被别人引用(或由于反对我)。这句话显然是有意识的夸大其词,尽管当时就可能言之成理的。 ㈩为了讨论的目的,我们必须把数学家所谓的解析几何称做纯几何。 ⑴JBC霍尔丹,Callinicus:化学战争的防御(1924)。 ⑵我并不想通过这个滥用的词来揭示这个问题;这个词在描述感情不平衡的特定状态也许会 很有用。当然,许多人都把感情用事当作骂人话来错误地指责宽宏大量的情感。而把 实事求是当作借口,用来掩饰自己的蛮不讲理。 ⑶阿伦圣奥宾就是弗朗西丝马歇尔夫人,马修马歇尔的妻子。 ⑷实际上切斯特顿缺少形象生动的特征。 后记 布劳德教授和斯诺博士都曾对我说过,假如我能在科学所引发的益处和邪恶之间找到平衡的话,我就不再会为科学对战争的影响而苦恼。这样一来,当我想到数学影响时,除了想到那些纯粹是毁灭性的影响外,我还必须记住科学还有着许多重要的有益影响。所以(为了写后边这一点)我必须记住: (a)只有通过科学方法,全人类的战争组织才可能形成; (b)科学大大加强了战争的宣传威力,这一威力全是用于邪恶的。 (c)科学使中立成为不可能或失去意义,因此战争爆发后,不再可能存在充满安宁的世外桃源。 当然,所有这些观点都是倾向于反对科学的,另外一方面,即使我们把这种观点最大限度地压缩,也几乎难以支持以下的观点:由科学带来的恶肯定不重于善。比方说,假如每场战争中有一千万人丧生的话,那么科学的作用仍然是:它可以使人的平均寿命延长。总而言之,我写的28节,是过于多愁善感了。 我并不想反驳这些批评的公正性。但是因为我在序言中所陈述过的那些理由,在我的书中不会再遇到这些批评了,对此我感到满意。 斯诺博士也对8所谈的内容作了有趣的论证。即使我们承认下述观点:阿基米德将被人们记得,而埃斯库罗斯却被人们遗忘。难道我们不觉得数学的声誉是否仍然太微不足道了?我们仅仅从埃斯库罗斯(当然还有莎士比亚或托尔斯泰)的著作中,可以对作家本人的情况有所了解,然而阿基米德和欧多克斯留给后人的只是他们的名字而已。 当我们在特拉法尔加广场路过尔逊将军纪念碑时,JM洛马斯(Lomas)先生更加形像地阐述了这一观点,假如真的能把我的雕像塑在伦敦纪念碑上的话,我是希望这座碑高耸入云,以至于人们见不到雕像了呢,还是希望纪念碑矮得可以使人们对雕像一目了然呢?我会选择前一种,而斯诺博士可能会选择后一种。 译毛虹仲玉光余学工 江苏人民出版社1999年 ISBN-7-214-02522-1/G780 OCR:海小呆 译者的话 本书是哈代、维纳和怀特海三位世界著名数学家的回忆和思考。 英国数学家(GH哈代(18771947)是本世纪最伟大的数学思想家,素数理论的绝对权威。作为数学知识和思想的传授者,哈代也是剑桥大学最受听众欢迎的数学教授。 《一个数学家的辩白》成书于哈代自称才思枯竭之下只好向旁人讲述数学发明的魅力和乐趣之际。然而评论家公认该文是用最优雅的语言对数学真谛最完美的揭示。 为该文作序者CP斯诺博士以《两种文化与科学革命》享誉学术界。他认为科学与文化是相通的,不同的知识领域是完全可以交流的,斯诺笔下的哈代就是一位举止古怪,但在不同领域均有不凡建树的天才。 美国神童数学家N维纳(1894-1964)是20世纪的数学大师之一,以控制论科学创始人闻名。在学术界,曾拜罗素和希尔伯特为师的维纳也是公认的科学多面手。他主张改进和加强数学与工程,医学和物理科学之间的合作,并亲身实践,成果斐然。 《数学与神童》选自维纳的回忆录。作者用非专专业语言阐述了自己的智力发展过程,并披露了众多科学家鲜为人知的工作和生活方式。从中读者可以把握维纳从神童到大师的成功轨迹。 众所周知,怀特海(]86l-1947)是位集哲学家、数学家和教育家于一身的通才。他与罗索合著的《数学原理》标志着人类逻辑思维的空前进步,被称为永久性的学术名著。作为教育理论家,怀特海德智体综合发展的教育思想早已获得世人背遍认同。 《科学的起源》选自怀特海的哲学名著《科学与近代世界》,重点阐述1719世纪期间科学发展影响西方文明进程的诸多方面。怀特海的结论之一便是一个时代的思潮,是由社会的有教养阶层中实际占统治地位的宇宙观所决定的。这显然与我们熟知的观念有较大的差异。仁者见仁,相信读者自有公断。 还是让我们立足于从前辈们的文字中发现那些勇于追求真理、不断开拓新领域的科学精神吧! 译者
个人分类: 科苑记事|18843 次阅读|1 个评论

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-23 20:05

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部