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陳景潤:向哥德巴赫猜想進軍

2016-04-29 00:00:00
科學導報 2016年11期

1 享受數學之美

1933年5月22日,陳景潤生于福建省福州市。他從小是個瘦弱、內向的孩子,卻獨獨愛上了數學。

在福州英華中學讀書時,陳景潤有幸聆聽了從清華大學調來的一名很有學問的數學教師沈元講課。他給同學們講了一道世界數學難題:“大約在200年前,一位名叫哥德巴赫的德國數學家提出了‘任何一個大于4的偶數均可表示兩個素數之和’,簡稱‘1+1’。他一生也沒證明出來,便給俄國圣彼得堡的數學家歐拉寫信,請他幫助證明這道難題。歐拉接到信后,就著手計算。他費盡了腦筋,直到離開人世,也沒有證明出來。之后,哥德巴赫帶著一生的遺憾也離開了人世,卻留下了這道數學難題。200多年來,這個哥德巴赫猜想之謎吸引了眾多的數學家,從而使它成為世界數學界一大懸案。”老師講到這里還打了一個有趣的比喻,數學是自然科學皇后,“哥德巴赫猜想”則是皇后王冠上的明珠!這引人入勝的故事給陳景潤留下了深刻的印象,“哥德巴赫猜想”像磁石一般吸引著陳景潤。

從此,陳景潤開始了摘取數學皇冠上的明珠的艱辛歷程,演算數學題占去了他大部分的時間,枯燥無味的代數方程式使他充滿了幸福感。陳景潤成名之后,曾在一篇文章中談到,上大學的時候,他非常享受那種把數、理、化的概念、公式、定理融會貫通、信手拈來的感覺。

2 摘取數學皇冠

1953年,陳景潤畢業于廈門大學數學系,曾被留校,當了一名圖書館的資料員,除整理圖書資料外,還擔負著為數學系學生批改作業的工作,盡管時間緊張、工作繁忙,他仍然堅持不懈地鉆研數學科學。陳景潤對數學論有濃厚的興趣,利用一切可以利用的時間系統地閱讀了我國著名數學家華羅庚有關數學的專著。他把像磚頭那么厚的書一頁頁拆下來,整整讀了30多遍,幾乎達到了滾瓜爛熟的地步,這也為他日后證明哥德巴赫猜想奠定了堅實的基礎。

陳景潤為了能直接閱讀外國資料,掌握最新信息,在繼續學習英語的同時,又攻讀了俄語、德語、法語、日語、意大利語和西班牙語。學習這些外語對一個數學家來說已是一個驚人突破,但對陳景潤來說只是萬里長征邁出的第一步。

1957年,由于對數論中一系列問題的出色研究,受到華羅庚的重視,陳景潤被調到中國科學院數學研究所工作。作為新的起點,他更加刻苦鉆研。20世紀50年代,陳景潤對高斯圓內格點問題、球內格點問題、塔里問題與華林問題的以往結果,作出了重要改進。20世紀60年代后,他又對篩法及其有關重要問題,進行廣泛深入的研究。

經過10多年的推算,1973年,陳景潤發表了著名論文《大偶數表為一個素數與不超過兩個素數乘積之和》(即“1+2”),其中證明了兩個結論。這兩個結論把200多年來人們未曾解決的哥德巴赫猜想的證明大大推進一步。論文的發表受到世界數學界和著名數學家的高度重視和稱贊。英國數學家哈伯斯坦和德國數學家黎希特把陳景潤的論文寫進數學書中,稱為“陳氏定理”。其后,他對上述定理又作了改進,并于1979年初完成論文《算術級數中的最小素數》。他的研究成果至今還在哥德巴赫猜想的研究領域保持著領先地位。

隨后,陳景潤又在組合數學與現代經濟管理、尖端技術和人類密切關系等方面進行了深入的研究和探討。他先后在國內外報刊上發表了科學論文70余篇,并有《數學趣味談》《組合數學》等著作。1979年,應美國普林斯頓高等研究院之邀前往講學與訪問,受到外國同行的廣泛關注。1981年,陳景潤當選為中科院學部委員。

陳景潤在數學領域里的研究碩果累累,他寫成的論文《典型域上的多元復變函數論》于1957年1月獲國家發明一等獎,并先后出版了中、俄、英文版專著;1957年出版了《數論導引》;1959年萊比錫首先用德文出版了《指數和的估計及其在數論中的應用》,又先后出版了俄文版和中文版;1963年他和他的學生萬哲先合寫的《典型群》一書出版。他發起創建了計算機技術研究所,也是中國最早主張研制電子計算機的科學家之一。陳景潤還曾獲國家自然科學獎一等獎、何梁何利基金獎、華羅庚數學獎等多項獎勵。

3 燃燒生命之火

陳景潤把做好攻克哥德巴赫猜想(“1+1”)的外圍工作,形象地比喻為是“搭梯子”。“搭梯子”何其容易?只有搭好人生的梯子,才有可能搭好科研攻關的梯子。在“搭梯子”的漫長歲月里,陳景潤做過多少題目,真是算不清了。

為了使自己夢想成真,陳景潤不管是酷暑還是嚴冬,在那不足6平方米的斗室里,借一盞昏暗的煤油燈,伏在床板上,用一支筆,食不知味、夜不能眠、潛心鉆研,耗去了幾麻袋用于計算的草稿紙。在圖書室看書時,管理員喊下班了,他一點也不知道,等到肚子餓了才想到吃飯,他匆匆向外走去,結果是“鐵將軍”把門。他笑了笑,又轉身回到書庫,重新鉆進了書的海洋。他走路也是邊想邊走,有一次他碰到路旁的大樹上,連忙道歉,可是并沒有反應,他仔細一看,才知道自己碰的是一棵茂盛的白楊樹。

1985年,陳景潤身患重病,當時,他在中日友好醫院住院治療。他從小就多病,各種疾病像影子似地尾隨著他,或許是病久了,司空見慣,也就不當一回事了。他哪像住院,隨身帶去了書、各種資料,病房成了工作室,日日夜夜,仍在不停地計算、推理,時常工作到第二天凌晨四五點鐘。令許多醫生護士驚訝的是,幾乎是打了個通宵的陳景潤,第二天早晨,精神仍是很好。有時,他擔心醫生來查房,便“故伎重演”打開手電,躲在被窩里看書。陳景潤以燃燒自己生命之火的代價,希冀能搭起一座通往風光綺麗的峰巔的梯子。

1996年3月19日下午1時10分,陳景潤在北京醫院去世,享年63歲。他為科學事業做出的最后一次奉獻是:捐獻遺體供醫學解剖。

1998年3月,《陳景潤文集》出版。1999年10月,經國際小天體命名委員會批準,中國科學院北京天文臺施密特CCD小行星項目組發現的一顆小行星被命名為“陳景潤星”。

對于陳景潤的貢獻,中國的數學家們有過這樣一句表述:陳景潤是在挑戰解析數論領域250年來全世界智力極限的總和。中國改革開放總設計師鄧小平曾經這樣意味深長地告訴人們:“像陳景潤這樣的科學家,中國有一千個就了不得。”

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