环球关注:张益唐与“零点猜想”:“猜想”让数学的快乐无片刻停留丨九派时评

时间:2022-11-08 15:51:22 来源: 九派新闻


九派新闻特约评论员 周劼

福尔摩斯是数学家吗?不是。


(资料图片仅供参考)

当他自负地说到:“华生,当你排除一切不可能,剩下的,不管多难以置信,那都是事实。”(《四签名》)他可以勘破世间的真相,却不能证明数学的猜想。

一根小提琴的弦可以被合理地假设成一条无限细的线,它的振动发生在一个平面上。这样的假设起到了降维的作用,从而使得问题变得简单。

很简单,数学的证明本就不是为了发现真相,而是如何满足发现中的“游戏享乐”,按照希尔伯特以来所要求的“严格而完美”的标准,数学的证明是不能依靠穷尽法、排除法、归谬法、反证法等等的。也就是说,证明一条定理、猜想、假设,不能说没有发现反例就是对的,不能说排除掉所有的可能性就只剩一种可能,不能说假如它是对的或错的会有怎样的自相矛盾,也不能说姑且认为它是对的或错的便如何如何。再换句话说,在物理世界中我们明知它是对的,在脑海中我们坚信它是对的,都没用。数学严格而完美的证明只有一条路,以逻辑自洽下的硬核推导去证明它是对的或错的,而且对错之间并非对称,证明错的,一条反例足够;证明对的,千千万万条正例都没用。

自我设限,自废武功,这一点看出了数学的“书生气”,它做的是“结硬寨打呆仗”的功夫,只能步步为营,从正面攻下山头,旁敲侧击、迂回穿插,都属野狐禅。当然也从另外一点看出来,数学里为什么会有那么多还没来得及证明的猜想,让数学家们薅光头发,捻断胡须,凝想成怪,结习成癖,疯魔之间只隔一层窗户纸,无他,猜想和证明不在同一个量级,“猜想”在西城城头羽扇纶巾,焚香抚琴,笑容可掬道一声耶耶耶,“证明”在城下游移不定,进退失据,杂沓慌乱间喊一句走走走。

《悠扬的素数:二百年数学绝唱黎曼假设》一书如此描绘数学家的窘境:数学能够吸引他的原因在于,它是一门创造性的艺术。尤其是黎曼假设这种难题,激发了他挑战的欲望。15岁那年第一次读到黎曼假设后,他便沉溺其中不可自拔。身为经济学家的父亲有一个书库,收藏有大量的数学书。当浏览数学书时,他就被数字的性质吸引住了。他发现,黎曼假设是数论中最深刻且最根本的问题。父亲承诺,如果能解决这个问题就为他买一辆法拉利,这令他热情大增。在他父亲看来,这是使他悬崖勒马的一种无奈之举。(二十年后)他不再有机会赢得法拉利了。

黎曼是有史以来最伟大的数学家之一. 他英年早逝 (1826—1866), 一生中只发表了 9 篇论文

这里隐去了“他”的真实姓名,在于我相信,“他”能泛指那些在黎曼假设、黎曼猜想路上前仆后继的各路数学家,当然包括最新发表论文的张益唐。

11月5日,张益唐有关朗道-西格尔零点猜想的新论文正式在预印本网站arxiv上线。和之前“攻克朗道-西格尔零点猜想”的传言不同,有数论学家表示,这篇111页、满满当当全是表达式的论文,“尚未完整证明朗道-西格尔零点不存在”“现阶段并没有完整解决朗道-西格尔零点猜想”,但论文结果意义重大,使得以前的很多结果从假设性变成了确定性。简言之,他在腊子口两侧的悬崖边,找到了一条可能攀爬登顶的羊肠小道。至于从朗道-西格尔零点猜想到广义黎曼猜想到黎曼猜想,还有山路十八弯。

2022年11月8日,北京大学闵嗣鹤数论研究中心名誉主任张益唐教授带来了“关于朗道-西格尔零点猜想”学术报告

不过,这并不低估张益唐的“创造性的艺术”。数学是符号的游戏,考验的是人类思维的深度与广度,我常常想,物理定律也许有穷尽宇宙洪荒的一天,但数学绝没有无远弗届的一刻,隧道里的一点光亮,照映出更浓郁的黑暗和无边的寒意。如黎曼猜想般数学中悬而未决的大问题,其实超出了个体的极限,不能指望不世出的一个天才毕其功于一役,大家群策群力,才能积小胜为大胜。泰山玉皇顶于云山雾罩中邈不可见,在必经之路上树一块“泰山石敢当”,也是英雄。

世上本没有路,走的人多了就成了路,在路上走的人多了,走着走着也就咂摸出走路的喜悦。何谓数学的魅力?文学中有“富于包孕的片刻”,数学里有“极限”,都是指无限逼近却并不到达的那一刻。文理相通,Q.E.D证明已毕之际,虽是高潮,了无剩义;将证未证之时,才余韵袅袅,耐人寻味,数学的魅力就在于罗兰·巴特所言,未至终点,曲折跌宕方为美,已至终点,一览无遗太无味。行百里半九十才最快乐,普通人爱好的新闻里老是期盼这个定理被证明、那个猜想被解决,其实都是终点看热闹的心态,像观众给运动员加油鼓劲,快点快点,安知走在跑道上的人,耳边回响的不是,慢慢走,欣赏啊。

年轻的朗道与玻尔、海森堡、泡利、伽莫夫等在一起

张益唐最能明白孙悟空被敲三下头后挝耳挠腮,惶恐且喜悦的滋味,他说:朗道-西格尔零点问题,如“大海捞针,最后我也觉得这个针大概是没有了,捞不到了,可还是停不下来。”“这是一种习惯,某种程度我都觉得是不是我得了一种强迫症。就说你想停都停不下来了。一旦真的是完全被吸引住的话,不用刻意怎么样去维持,坦率讲我一天至少思考12个小时以上。”

回到一个大问题:数学里为什么有那么多猜想?“像跑狗场里引诱狗赛跑的电兔子”,那是数学找到的保持魅力的方法——不断抛出猜想、假设,让思想闲不下来,让快乐无片刻停留。

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