一切都被计算在内:数学巨人

最近有很多关于数学家的新闻。从哈佛大学退休回国任教的数学家丘成桐,以及北京大学数学天才少年魏东毅,都引起了公众对数学的极大兴趣。小才华,试图梳理古今中外数学巨擘!(本文仅为本人拙见,非专业,不全面,仅供娱乐!)

私底下,数学大牛分为三个层次:

第一层次是大师,创造理论分支或新领域;

第二层次是大神,发现重要定理,提出永恒的疑问和猜想;

第三层次是英雄,解决著名问题,证明或推翻一个重大猜想。

当然,这些所谓的级别只是为了分类方便,并不完全代表级别。超过这三个层次的人也很厉害,但不能称之为数学家。我们都称他们为数学家吧!

说起数学巨匠,第一个是古希腊数学家毕达哥拉斯。他生活在约公元前580年至约公元前500年,是与老子、孔子、佛陀释迦牟尼同龄的古希腊数学家和哲学家。在那个遥远的时代,毕达哥拉斯不仅研究几何和数论,还提出了毕达哥拉斯定理、三角形内角和、黄金分割、完全数和亲和数、根号二的无理数运算、正多边形等。最重要的是,他提出了一个著名的哲学命题:一切都是数!

一级大师不多,因为数学只有几个分支。

在大师中,欧几里得系统地阐述了几何和数论。他的伟大功绩,不仅在于几千年来几何学造福了各行各业,还在于他开创了一种方法,即“公理化演绎法”,使后世各个学科的科学家受益匪浅。

巨匠还应该包括创立解析几何和二元论的笛卡尔、创立微积分的牛顿和莱布尼茨、创立非欧几何(微分几何)的高斯、罗巴切夫斯基和黎曼、19世纪创立矩阵论的英国数学家亚瑟·凯利、现代计算机之父、博弈论之父冯·诺依曼...

(笛卡尔:我想我是?我思故我在。)

我的认知水平有限,上面的清单肯定是不完整的。肯定有,比如庞加莱,组合拓扑学的创始人,法国数学家。此外,法国数学家伽罗瓦创立了群论。如果他没有在21岁的时候死于决斗,他一定会成为一代宗师。这样传奇的数学天才还有很多,比如32岁就去世的印度数学天才斯里尼瓦瑟·拉马努金等等,这里就不赘述了!

(数学家伽罗瓦)

二级数学大神的水平绝对不比大师们低,只恨他们晚生几十年,很多领域都被前辈开拓了。

比如德国数学家希尔伯特,20世纪最伟大的数学家之一,被后人称为“数学界的亚历山大”。他在代数、几何、积分方程等领域对数学做出了巨大贡献。最为世人所称道的是,希尔伯特在1900年巴黎国际数学家大会上提出了最重要的23个数学问题,激励数学家们克服困难,对现代数学研究产生了深远的影响。

另一个是欧拉,18世纪数学界最杰出的人物之一。他不仅对数学做出了巨大贡献,而且将数学应用到了几乎整个物理学领域。他的教材《力学》、《分析》、《几何与变分法》、《无穷小分析导论》、《微分学原理》、《积分学原理》都是数学中的经典,当然还有著名的欧拉定理。

还有一位大神,被称为“业余数学家之王”的费马。他不仅在解析几何、微积分、概率论等领域做了大量开拓性的工作,他的费马大定理从1637提出到1995,被英国数学家安德鲁·怀尔斯证明。几百年来,不知道难倒了多少数论领域的顶尖数学家。

还有中国人耳熟能详的哥德巴赫。他的工作是德国中学教师,当然也是著名的数学家。36岁的哥德巴赫以1725当选俄罗斯科学院院士。1742年,哥德巴赫写信给欧拉,提出了著名的哥德巴赫猜想,至今未被证明或证伪,被认为是世界三大数学猜想之一。

我国数学家陈景润在解决哥德巴赫猜想方面做出了突出贡献。)

当然,能提出或系统阐述著名数学猜想的数学家,都是大数学家,都是大分的人。很多猜想用了几百年才被后来的英雄们证明,比如庞加莱猜想。但饶是人类智慧和计算机技术发展的高度,仍有许多数学猜想依然神秘诱人。

希尔伯特在巴黎1900国际数学家大会上总结的上述23个最重要的数学问题,都是伟大人物提出的。

还有“千年奖问题”这样的数学故事。2000年5月24日,新千年数学大会在法兰西学院召开。会上,1997菲尔兹奖获得者加沃斯以“数学的重要性”为题发表演讲,提出了七个“千年奖问题”。克莱数学研究所邀请了相关领域的专家对每个问题进行详细阐述。克莱数学研究所为解决每一个“千年奖问题”提供了654.38+0万美元的奖励。当然,任何解决方案都必须在世界知名的数学杂志上发表两年,并得到数学界的普遍认可,才能由克雷数学研究所的科学顾问委员会审查决定是否值得获得百万美元的大奖。

“千年奖问题”的提出者都是大神(具体名字请看官方自己)!因为这些问题都是关于数学基础理论的,这些问题的解决将极大地促进数学理论的发展和应用。

(的杨-米尔斯规范场问题也是千年奖问题之一)

最后列举几个数学英雄!

证明了费马大定理的安德鲁·怀尔斯是数学英雄。他是英国著名数学家,牛津大学教授,美国科学院外籍院士。1986年,他开始证明费马大定理。他放弃了其他一切活动,在梳理相关领域前人工作和基础理论的基础上开始研究。这个过程是曲折的。他曾经忍受了两年多没有进展的孤独,经历了证明审计有漏洞的尴尬。然而,就在他承认漏洞,准备解释自己为什么错的时候,他找到了弥补漏洞的方法,从而完成了证明费马大定理的最后一棒。

最具数学功勋的是俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼,他是第一个解决一个“千年奖问题”的数学家。他把自己关在圣彼得堡简陋的公寓里,独自解决了庞加莱猜想。

在他的成果得到国际数学界的普遍认可后,他拒绝领取654.38+0万美元的奖金,并拒绝出席所有给他颁奖的国际会议。对他来说,数学是上帝最大的奖赏,解决数学问题的快感大于一切荣誉和赞美。所以,他宁愿吃面包住简陋的房间,宁愿挤时间给中学的孩子讲课,也不愿领一个奖:“我得刷刷衣服,深入隐姓埋名”。真是个英雄!

格里戈里·佩雷尔曼破解庞加莱猜想后,还有6个“千年奖难题”,多国数学家正在联合攻关。期待英雄诞生!

剩下的6道题里有黎曼猜想。

1859年,德国数学家黎曼发现素数分布的奥秘在于一个特殊的函数,这个函数后来被称为黎曼泽塔函数。黎曼猜想黎曼ζ函数的所有非平凡零点都分布在复平面上一条叫做“临界线”的特殊直线上。

黎曼猜想如果成立,将具有重大的现实意义。事实上,数学家们已经推导出数百个定理,涉及许多领域,构建了一系列理论并热切地应用它们。

近年来,有人声称黎曼猜想已被证明。2018年9月,英国著名数学家迈克尔·阿提亚(Michael attiya)在第六届海德堡国际数学与计算机科学奖获得者论坛上提出了证明黎曼猜想的“简单想法”。他说,“黎曼猜想是1859年提出的著名问题,至今仍未解决。我将根据冯·诺依曼(1936)、希茨布鲁克(1954)和狄拉克(1928)的相关工作给出使用新方法的简明证明。”

迈克尔·阿蒂亚爵士,年近九十,是阿贝尔奖和菲尔兹奖的获得者。他在数学上的影响是巨大的,但他的“简洁证明”需要接受数学和时间的检验。

希望黎曼猜想早日得到证明。如果黎曼是错的,那么很多正在应用的东西都是错的。那将会是一片混乱!

….

有人曾在晚年问希尔伯特一个问题:如果你能在几百年后复活,你最想做什么?希尔伯特说:不知道黎曼猜想有没有被证明。

数学就是这么迷人,黎曼猜想就是这么神奇!

国际上的数学专家还是很多的,我就不一一列举了。

中国也有很多数学方面的专家,比如中国古代著名数学家刘徽(约225-295)。他的代表作《九章算术笔记》、《岛上计算经》,是中国最珍贵的数学遗产。

祖冲之(429-500)在数学、天文历法和机械制造方面有重大贡献。他在探索刘徽首创的圆周率精确方法的基础上,首次将“圆周率”计算到小数点后第七位,即3.1415926到3.1415927之间,为数学的研究做出了巨大贡献。

秦(1208-1261年),著有《舒舒九章》,其中,一次同余方程组问题的求解、三斜求积技巧和秦算法(高次幂方程正根的数值解法)是具有世界意义的重要贡献。

中国当代著名数学家较多,如:

华,中国现代数学的奠基人。

现代微分几何的先驱陈省身获得了数学终身成就奖——沃尔夫奖!

苏是世界著名的微分几何学家,射影微分几何学派的开创者。

陈景润,数论家,哥德巴赫猜想专家!

丘成桐因为解决了微分几何中的许多重要问题而获得了菲尔数学奖!丘成桐,1949,广东汕头人,同年随父母移居香港。他是美籍华人,国际著名数学家,菲尔兹奖的第一位华人获得者。

当然,提出杨-米尔斯规范场的,提出钱学森轨迹的钱学森……很多人的数学造诣只是被其他光芒掩盖了。

诸如此类,再加上年轻数学天才的出现,当代数学界应该更有才华!

……

啊,数学!你有多神奇,让大师、大神、大英雄在贫困中低头,被梦境萦绕,甚至死不瞑目!