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陶哲轩----数学界的莫扎特

科普小知识2021-07-12 19:55:57
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中国青年31岁获得菲尔兹奖,24岁成为终身数学教授。

“陶哲轩获得了菲尔兹奖章。有了这个“诺贝尔数学奖”,他仍然有许多“第一”、“第二”和“最多”:第一个获得该奖的澳大利亚人,第一个获得该奖的加州大学洛杉矶分校教授,最年轻的菲尔兹奖获得者,以及第二个获得菲尔兹奖的中国数学家,仅次于丘成桐

他因“对局部微分方程、组合数学、调和分析和堆积数论的杰出贡献”而被授予菲茨奖评委们对他的评价是:“陶能很好地解决问题,他的优秀作品在数学的各个领域都有影响。他将纯粹的技术能力与非凡的灵活性相结合,创造了许多让其他数学家感到惊讶的新想法:“为什么其他人以前没有看到这一点?“”

几十年一次的天才

“陶就像莫扎特,数学就像音乐一样流出来,”加州大学洛杉矶分校的约翰·加内特教授说,他对他评价很高。“除了他的个性,他很像莫扎特。陶可能是他这一代人中唯一一个能以这种方式出现的天才。他极具天赋,现在可能是世界上最好的数学家。他能把极其复杂的数学问题分解成非常简单的事情。”

该校物理系系主任、数学教授陈国辉说:“像陶这样的人花了几十年才想出一个。人们总是说我们学校有他是幸运的。他解决问题的跨学科方法就像一个擅长心脏手术的医生做的脑外科手术一样好。再说,他还这么年轻。”

“数论最好的学生都想跟他学,”陈补充道。“人们说我是陶哲轩工作的大学的教学主任。

个性开放的天才

陶哲轩无疑是第一个神童。他两岁时会加减乘除。他七岁开始学习微积分。同年,他进入了高中。到了九岁,陶的微积分水平和大学生一样。11岁时,他开始参加国际数学竞赛。自1986年以来,他连续三年成为国际数学奥林匹克最年轻的参与者,分别获得铜牌、银牌和金牌。1992年,陶进入普林斯顿大学攻读研究生。他21岁获得博士学位,24岁成为加州大学洛杉矶分校的终身数学教授。陶哲轩出生在澳大利亚的阿德莱德,有两个弟弟,他们在音乐和数学方面也很有天赋。他的父母来自中国香港。在接受媒体采访时,他们曾表示,他们允许孩子提前上高中,但不允许他过早上大学,这样陶才能更全面、更健康地发展。

现在31岁的陶哲轩已经写了80多篇论文,和30个人一起工作。他的研究非常开放,涉及许多数学领域。“我在许多领域工作,但我不认为他们彼此没有关系,”他在克雷数学研究所的年度报告中说。“我试图把数学看作一个统一的整体。如果我有机会研究结合多个领域的项目,我会感到特别高兴。”

陶哲轩是第一个从微积分的高级形式调和分析领域研究数学的人。约翰·加内特说,他当时做的代数研究“几乎让人无法理解”。两年前,陶哲轩开始进入其他数学领域,如非线性局部微分方程、几何代数、数论、组合数学和其他完全不同的领域。

解决古希腊问题

此外,从那以后,陶哲轩开始和他的同事们一起解决复杂的数学问题,其中之一就是解决2000年前的一个数学问题,这个问题是古希腊数学家欧几里德留下的。欧几里德认为素数的数量是无限的。2004年,陶哲轩开始与布里斯托尔大学的数学家本·格林合作研究素数。他们证实了素数具有任意长度的算术级数。例如,3、7和11是具有相同距离和长度3的序列的例子。最大质数序列长度为24,每个数字至少包含20位数字。陶哲轩和本格拉林的发现揭示了在素数排列的某个地方,有一个长度为1001000和其他有限值的序列,但是这些序列是无限的。这个结果被《发现》杂志列为年度100个最重要的自然发现之一。

“一些数学家认为解决难题需要太多的努力。开始前不值得读100页。我们的方法是专注于最关键的一点。”陶哲轩说。

至于成功,陶哲轩说:“我没有魔力。我发现了这个问题,并认为它有点类似于我以前做过的事情。我想知道我以前用过的方法是否也可以用在这里。如果这种方法不起作用,我会想些办法让它更容易解决。我会‘玩’这个问题,过一段时间后,我就会知道发生了什么。”

陶说,许多数学家都想直接解决这个问题。“即使他们解决了问题,他们也不一定知道他们是如何做到的,”他说。“在我开始之前,我会考虑我自己的策略,把一个非常复杂的问题分解成许多小问题。我从不满足于解决这个问题。我总是想看看如果做出一些改变会发生什么。”

-采访

陶哲轩:玩数学是一种*

●你是如何开始对数学感兴趣的?这是一种自然的爱好,还是受到一些好老师的影响?

陶哲轩:我父母说我从两岁开始就对数字着迷,我会教其他孩子数数。我记得我年轻时对方程和数学符号的难题非常感兴趣。在大学里,我能够理解数学背后的意义和目的,以及它与现实世界和个人直觉的联系。事实上,比起解决难题和抽象层次,我更喜欢数学的深层含义。

我认为要培养对数学的兴趣,一个人必须有“玩”数学的能力和*,也就是说,为自己设置较少的挑战,这样我就可以把数学当作娱乐来讨论。正式的课堂环境肯定了学习理论和实践,这是掌握一门学科的最佳场所,但不是一个进行实验的好地方。也许更有用的能力是能够在某一点上投资,甚至更可能需要一点固执。如果我不明白我在课堂上学到的一些东西,我不会满足,除非我自己完全明白。如果解释对我来说不够,我会担心,所以我总是花很多时间在非常简单的事情上,直到我能完全理解它们,然后我会继续前进到更困难的水平。

●你如何发现新问题?你怎么知道哪个问题特别有意义?

陶哲轩:当我和其他数学家讨论时,我会发现很多很多问题。我很幸运,我的起源领域——调和分析——与许多其他数学领域(如偏微分方程、应用数学、数论、组合数学、遍历理论等)相关并应用于这些领域。),所以我从不缺少问题。有时我会通过系统地检查某个领域,然后在参考文献中发现漏洞来挖掘问题。例如,我可以通过比较两个完全不同的场(例如两个偏微分方程)然后比较已知的正和负结果来找到问题。

我还将讨论一些一般性和模糊的问题,如“如何在组合问题中最好地分离随机组合?”像这样的问题。我也特别喜欢一些似乎需要复杂先决条件的问题,但事实上,如果使用新方法,它可以设置为最简单的方式,从而避免一些困难。当然,很难找出困难是什么,但在实践中解决问题更容易。