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他橫掃數學大獎卻不屑一顧,把自己活成了數學界的迷


他橫掃數學大獎卻不屑一顧,把自己活成了數學界的迷


「千禧年大獎難題」,是美國克雷數學研究所於2000年公布的七個數學難題,每一道題都對應著100萬美金的獎勵。

這吸引了大量數學家前來挑戰,解出隨意一題,必然名利雙收。

但這神壇上的「石中劍」,卻在2010年時感受到了一絲尷尬。


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克雷數學研究所成立的大會現場


2010年,數學家發生一場大地震——千禧年難題之一龐加萊猜想被一位名不見經傳的數學天才解開。

一般來說,這樣的大喜事,解題者主動要求100萬獎金也不過分。

但是克雷數學研究所上上下下卻憂心仲仲,這位數學家可是個「怪人」。

據數學家的鄰居說,他們家最近蟑螂為患,看來沒空管領獎這點瑣事了。


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數學界沒人不認得這位數學怪人,格里戈里·佩雷爾曼(Grigori Yakovlevich Perelman)。

2006年,他拒絕了數學界最高獎菲爾茲獎已經轟動世界。

他對新聞記者解釋過,「我對金錢或是名氣不感興趣,我不想像動物園裡的動物一樣展出,我也不是數學的英雄,我甚至不是那麼成功。」

由他說出這句話,沒有誰會覺得他太端著,畢竟解決一個「普通的數學問題」算得了什麼英雄?


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格里戈里·佩雷爾曼


這次普通的解題開始於1995年,這年他29歲。

那年,佩雷爾曼看了一眼「龐加萊猜想」,淡淡地說道:「我能解決這個問題。」

他隨後回到俄羅斯生活,在斯捷克洛夫研究所工作。

在這裡他可以全身心地放飛自我,沉浸在自己的數學世界裡。


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偶爾也上街放飛自我


「龐加萊猜想」在當時已經相當有名。

1904年的時候,法國數學家龐加萊提出了這樣一個猜想——

「任一單連通的、封閉的三維流形與三維球面同胚。」

這個猜想屬於數學中的拓撲學,是幾何學的一個分支。

拓撲學之難,可以用一個經典的笑話感受:拓撲學家眼中,咖啡杯和甜甜圈是一樣的。


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龐加萊猜想是難題中的難題。

用一個常見的比喻來說:

伸縮圍繞一個橙子表面的橡皮筋,我們可以既不扯斷它,也不讓它離開表面,使它慢慢移動收縮為一個點。

如果,我們用同樣的要求,在一個甜甜圈表面上收縮橡皮筋,那麼肯定沒辦法讓它收縮成一個點。


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如果是一個橙子,就可以收縮成點

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假設這個「甜甜圈」上的兩根線就是橡皮筋


而數學家要做的,就是證明這個符合直覺的觀點是對的。

也許你覺得這個證明沒有實際價值,但在數學的一個理論運用到現實,本就不像其他學科那麼直觀。

例如我們常說的CT成像技術,它的數學基礎是幾何研究中的Radon變換。


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CT掃描腦部


龐加萊猜想可以說是「追尋宇宙形狀」的數學。

它也許能提供我們探尋宇宙大小的一個思路,乃至一個方法,甚至帶來科學的進步。

當然了,這是我們想展望的未來,而對於數學家來說,「有用」不是唯一的動力,真理才是。


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佩雷爾曼對解決龐加萊猜想的初衷,也確實只有真理,眼裡只有數學。

整整七年,他就像從這個世界消失一般。

除了超市店的售貨員,幾乎再沒有人見過他。

他每次去超市購物,買的永遠都是黑麵包、通心粉和酸奶。

靠著留美期間積攢的幾萬美元,他和母親就這麼生活著。


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2002年11月12日,十多位數學家收到了一封信:


請允許我提醒您關注我在arXiv上發表的論文,該篇論文的編號是math.DG0211159。


摘要:本文中我們提出了一個Ricci流的單調錶示,其不需要曲率假設,在所有維度中都成立。這可以被解釋為某個典型集合的熵。……


祝萬事如意!


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佩雷爾曼的第一個論文預印本

在這封信中,佩雷爾曼並未宣稱自己證明了「龐加萊猜想」,甚至沒有說明自己解決的問題是什麼。

美國數學家邁克爾·安德森收到信件已是午夜,但他當晚通宵達旦看完了信件。

並抄送郵件至另外幾位數學界同行。


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接下來兩年,他又繼續在arXiv網站上傳了第二、三篇論文。

需要注意的是,arXiv是學術界常見的預印本網站,也就是尚未發表的科學文獻的草稿。

佩雷爾曼彷彿沒有意識到自己論文的重要性,只當是草稿處置了。

但這一系列論文仍然引起了巨大的轟動。


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於2003年上傳的第二篇文章


大量同行湧入這個網站一睹這三篇論文。

在一份同行評價的期刊上發表證明,是拿下「千禧年大難題」獎金的條件之一。

不過佩雷爾曼完全沒有發表一下的意思,按理是不能拿獎。

但因為在arXiv上看他論文的同行實在太多了,克雷數學研究所都表示願意修改一下獲獎條件。

這件事也改變了預印本網站的地位,成了與傳統出版物相當的渠道。


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整整兩年時間,沒有同行能夠推翻佩雷爾曼的論文。

這意味著龐加萊猜想被解決了,他果然完成了當年的「淡淡一說」。

2003年4月,他被邀請去美國麻省理工學院講解證明過程。

滿堂數學家聽他一個人講了90分鐘,眼中只有崇拜和尊重。


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麻省理工學院也乘機熱情地伸出終身教授的橄欖枝。

但佩雷爾曼沒有接受,他只是接受了數學的挑戰,以此得到終身教授與他初衷不符。

這是他的原則,向來貫徹的原則:

維護自己心中的秩序,維護數學世界的秩序。


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「我把你們當同行,你們卻想拉我給你幹活」


媒體對「龐加萊猜想」被解決這件事,也是熱切異常。

《紐約時報》發文稱:證明「龐加萊猜想」的佩雷爾曼即將獲得克雷數學研究所提供的100萬美金。

佩雷爾曼對此沒做任何錶態,但接下來事情卻一下子達到了高潮。


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由於佩雷爾曼的巨大貢獻,他成了2006年第25屆菲爾茲獎領獎者之一。

但佩雷爾曼沒有出席,也沒有接受大獎。

他自然也不知道,無人出席的大會現場,他依然贏得了滿堂掌聲。


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菲爾茲獎,數學家心中的聖地,就這樣毫不留情地被拒絕了。

在名利面前,純粹如佩雷爾曼,實在罕見。

這件事自然是當時的大新聞,媒體、吃瓜群眾一片瘋狂。

徒留克雷數學研究所憂心仲仲,經歷著文首那一幕。


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佩雷爾曼萬萬沒有想到,一次簡單地解題給他帶來多少煩心事。

著名學府的邀請函如雪片般飛來。

紐約州立大學石溪分校甚至明言,隨便什麼薪水,一年能出現30天就行。

佩雷爾曼也只得委婉地拒絕:謝謝,您給的條件真的不錯,但我現在不想討論這件事。我得回聖彼得堡教高中生。


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紐約州立大學石溪分校


最終佩雷爾曼不得不選擇換一種生活方式。

2005年,他留下了一封辭職信,信中並未說明離職的緣由。

但這份辭職信確實不必多說什麼理由,再清楚不過了。

現今他在瑞士一家科技公司上班,年進6旬的他沒有結婚陪著他的母親,以一種自由地姿態在生活。


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對於佩雷爾曼的驚世之舉,我們只能用不入俗來形容他。

但他的母親想必是懂他的,他出生在蘇聯,作為一個猶太人活在一個厭惡猶太人的環境下。

但他的母親給了他完整的童年快樂,給了他選擇數學的機會。


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年輕時的美男子佩雷爾曼


他沒有在蘇聯的高壓下,成為意識形態的鬥爭者。

母親的堅定影響著他,也給了他」遺世獨立「的選擇。

這讓他從小就善於數學,16歲在國際奧林匹克數學競賽奪得滿分金牌,26歲解決了困擾數學界20年的難題。

這期間國籍從蘇聯變為俄羅斯,社會巨大的變化,他也堅持熱愛著數學。


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1991年蘇聯解體


如果說生活不去苛待他是不可能的,但他依然堅持研究數學到老。

現在他離開了數學界,但未必離開了數學的世界。

如果真有一方天地叫做數學,在那裡的某座高塔上,一定能見到他在思考著數學的真理。

*參考文獻

春日真人. 《龐加萊猜想:追尋宇宙的形狀》.

田剛. 未來論壇「理解未來」講座北大專場:龐加萊猜想與幾何.

張肇熾.關於世紀難題「龐加萊猜想」被破解[J].高等數學研究,2006(04):127-129.

Russian maths genius Perelman urged to take $1m prize. BBC news.

Brett Forrest. Searching for Grigori Perelman, Russia』s reclusive maths genius. The Telegraph.

Grigory Perelman Biography. Notablebiographies.

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