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佩雷尔曼:谜一般的数学怪才

科普小知识2022-07-16 14:12:00
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如果我们拉伸苹果表面的橡皮筋,我们既不能打破它,也不能让它离开苹果表面,让它慢慢移动并收缩到一个点。另一方面,如果我们想象相同的橡胶带在胎面上以正确的方向拉伸,没有办法在不破坏橡胶带或胎面的情况下将其收缩到一点点。大约一百年前,庞加莱已经知道二维球体本质上可以用单一连通性来表征。他提出了三维球体(四维空间中距离原点单位距离的所有点)的对应问题。这个问题立刻变得极其困难,从此数学家们一直在为之奋斗。这就是所谓的庞加莱猜想。

一位数学史家曾这样描述亨利·庞加莱,他生于1854年:“有些人生来就是为了证明天才的存在。每次我见到亨利,我都会听到这个讨厌的声音。”庞加莱作为数学家的伟大不在于他解决了多少问题,而在于他提出了许多具有开创性意义和基础的大问题。庞加莱推测这是其中之一。

这个数学猜想似乎一目了然?但是数学不能凭感觉证明一个猜想,这需要严格的数学推理和逻辑推理。一个多世纪以来,无数科学家绞尽脑汁,甚至用一生来证明这一点,但他们失败了。

佩雷尔曼:谜一般的数学怪才

教学中的佩雷尔曼(网络图)

在2002年和2003年,一位名叫佩雷尔曼的数学家在网站上发表了三篇论文,并成功破解了庞加莱猜想——数学七大难题之一。这一事件震惊了整个数学界。专家认为,这个难题的解决方案可能会在物理学和其他领域有“令人兴奋”的应用,帮助科学家理解宇宙的形状。后来,佩雷尔曼被邀请到麻省理工学院、纽约大学和哥伦比亚大学等著名大学进行巡回演讲,受到学术界和媒体的广泛好评。2004年,斯卡罗夫数学研究所推荐他当选为俄罗斯科学院成员,但他拒绝了。第二年,他辞去了研究所的职务。从那以后,他就一直在无中生有,没有任何踪迹。

谁是佩雷尔曼?

1966年6月13日,佩雷尔曼出生在苏联圣彼得堡(前列宁格勒)的一个犹太家庭。我父亲是电子工程师,我母亲是小学数学老师。普通的父母不能给他提供优越的物质生活条件,但却给他一个聪明好学的头脑。

对佩雷尔曼来说,他的童年在4岁时结束。当他的同龄人玩得开心的时候,他,这个对数字感兴趣的人,正在吃小学数学课本。“他是个奇怪的孩子,我从未见过他和孩子们在院子里玩耍,”佩雷尔曼的邻居迪莫菲耶夫娜回忆道。“他对孩子的疯狂没有兴趣。其他孩子都在踢足球,但他要么去读书,要么和父亲一起下棋或玩纵横字谜游戏。”

1982年,佩雷尔曼进入圣彼得堡第239中学,这是一所具有数学和物理教学特色的学校。他被录取后仅三个月,就参加了国际数学奥林匹克竞赛并获得了金牌。当时,这位16岁的天才少年获得了42分中的最高分。这个结果还没有被其他人超越。获奖一个月后,这位数学天才收到了美国一所大学的邀请,向他提供慷慨的奖学金。美国人那时就知道这个天才有着不可估量的未来。然而,他拒绝了去美国学习的邀请。

佩雷尔曼:谜一般的数学怪才

生活中的佩雷尔曼(网络图)

高中毕业后,佩雷尔曼未经考试就进入了圣彼得堡大学数学系。大二时,他选择了微分几何,这是数学中最复杂的研究方向。回想起他的大学时代,他的同学们都用同样的方式描述他:他像外星人一样聪明,对自己的专业非常精通。他愿意在学习上帮助每个人。一位名叫乔治·诺维奇的同学回忆道:“他只是按照自己喜欢的方式生活。他对自己的外表漠不关心。他经常带着装满书的破包,穿着破旧的衣服,不剪长发。他不抽烟也不喝酒。他是个好男孩。在大学的几年里,他和我们除了数学什么也没说。虽然我们周围都是这一领域的优秀人才,但毫无疑问,他更出色。”另一个同学艾兰西娅说,“他是一个有爱心的人。有一次,我看见他牵着一个盲人的手穿过马路,离学校大门不远,这给我留下了深刻的印象。”

1987年,佩雷尔曼作为斯卡洛夫数学研究所的研究生被苏联科学院录取。1989年获得博士学位后,他留在了该研究所。周末,他回家帮助他的中学妹妹埃琳娜学习数学。晚上,他拉小提琴,他的姐姐唱歌跳舞,他的父母是他们的观众。四口之家很幸福。据他母亲的好朋友伊凡诺娃说,“他们的父母对他们的孩子期望不高。他们只希望自己诚实、努力工作、幸福生活。”我姐姐后来成为了一名数学家,在瑞典著名的卡罗琳医学院从事生物统计学工作。

苏联解体后,许多犹太人移民到以色列。1991年底,佩雷尔曼的父亲和妹妹也加入了移民行列。然而,他的母亲决心不离开俄罗斯。这一事件对他打击很大。从那以后,他把自己封闭起来,并决心永远不离开他的母亲。

佩雷尔曼:谜一般的数学怪才

不妥协的佩雷尔曼(网络图)

佩雷尔曼于1993年作为访问学者来到美国。在美国逗留期间,他解决了许多数学问题,包括著名的“灵魂猜想”。他的成就吸引了美国数学界的注意。他被许多著名的大学聘用,比如加州大学、斯坦福大学、麻省理工学院和普林斯顿大学,以高薪聘请他任教,但所有这些大学都被他拒绝了。一年后,他回到斯库洛夫数学研究所工作。据佩雷尔曼的同事艾维迪说,“虽然他有点古怪,但他对别人很友好。他对朋友和同事非常友好。然而,当他得知一些人滥用研究所的研究基金时,他非常生气。他鄙视那些做出学术伪装的人。”由于他在数学方面的成就,欧洲数学协会于1996年授予他“杰出数学家奖”,但他拒绝了。

这证明庞加莱的猜想很快将佩雷尔曼公之于众,但他似乎不喜欢与媒体打交道。据说一些记者想给他拍照,但他大声阻止了他们。他也对《自然》和《科学》等著名杂志的采访不屑一顾。

"我认为我说的任何话都不会引起公众的兴趣。"佩雷尔曼说,“我不想说这是因为我重视我的隐私,或者我只是想隐藏我做的任何事情。这里没有最高机密。我只是觉得公众对我不感兴趣。”他坚称自己不值得如此关注,并对这笔意外之财不感兴趣。

在2006年8月于西班牙马德里举行的国际数学会议上,国际数学联合会(IMU)决定将菲茨奖(即“数学诺贝尔奖”)授予佩雷尔曼。然而,面对这巨大的荣誉,他选择了拒绝。他也拒绝接受千年数学奖。聚精会神地学习,对名利漠不关心,真诚待人,不留痕迹,这是佩雷尔曼给同事们最深刻的印象。