写在前面
37年前,作家徐迟的一篇报告文学《哥德巴赫猜想》,让数学家陈景润成为家喻户晓的人物,哥德巴赫猜想这个数学命题也就成为人们热议的话题。值得注意的是,当时数学界虽然把陈景润的研究成果称为“陈氏定理”,但也只是称其为“人类目前最接近解决哥德巴赫猜想的一个弱哥猜证明”。也就是说,陈景润尚未完全攻克哥德巴赫猜想。虽差一步之遥,却如隔天堑。
今天,一位名不见经传的青年学者罗莫宣称自己“接过陈景润前辈尚未完成的使命”“完成了哥德巴赫猜想的证明”,这应该是中国甚至是世界数学界的一件大事。然而,继论文在《数学学习与研究》的学术刊物上发表后,除了《深圳晚报》有一个很谨慎的消息报道外,在数学界和社会上几乎没有什么反响。显然,在数学家们看来,攻克哥德巴赫猜想这个世界数学史上最尖端的难题,岂是一个非数学科班的后生小子能够完成的。数学家们虽然不会轻视任何一位宣称已完成猜想证明的人,但会因看上去确属低概率事件而不屑或不愿意花时间、花精力去关注他们的研究成果,更谈不上积极地去证明和判断该研究成果的科学性,于是干脆不予理睬,故而形成了现在这种“集体失语”状态。
其实,数学家们如果能认真听听这位后生的心声,也许能在一定程度上改变观念和看法。罗莫曾坦诚而又深情地写道:“笔者并未掌握当代最先进的数学工具,也并非在数学集大成的基础上才有新发现。笔者只是在思路上误打误撞而有了些新的领悟,继而直觉到数学发展的很多领域,其各自边际是完全相通的”。“笔者深知,每一位读者的内心深处都隐居着尊贵的明师。因此希望每个文字都能得到您心中明师的优美回应”。“数学并非仅是专家学者们所特有的奢侈品,它既阳春白雪,也很下里巴人。数学就像空气一样,是日用而不自知的存在”。“在数学的因陀罗网中,你中有我我中有你,所以笔者需要你,没有你就不能照见自己,也不能照见远方。偶尔在心海里发现了一些五彩斑斓的贝壳,就特别地渴望分享出去,希望借助您回应的慧光,照见未知的边际”。
当你读完这段话,相信你无论是数学专家,还是普通民众,都很难视而不见,无动于衷。这位青年学者对数学本质的认识,对数学研究的理解和联想,令人拍案惊叹。罗莫除了致力于攻克哥德巴赫猜想,还相继对30多个世界未解的重大数论难题进行证明,并计划将研究成果结集出版,请我为他的《数学底层引擎相邻论和重合法》一书谈谈自己作为一位老学者的看法。我深知自己不是数学专家,没有资格评论他的数学研究成果。可是面对他的诚恳和期待的目光,我忽然感到有一种不可抗拒的冲动和责任。因为我意识到,科学是开放的,欢迎一切热爱科学、有志于科学研究的人走进它的殿堂。如何对待一位青年学者及其研究成果,已经不仅仅是数学专业的问题,它关系到科学精神的弘扬,关系到科学研究的环境和气场,甚至关系到我国能否把握世界科学前沿的契机。于是,我欣然写下了上面这一段“写在前面”的话。这不是什么序言,而是一位老学者对后学的鼓励,或者说是对学界的一种呼唤和建议,希望借此能引起数学界和社会大众对这本书的作者及其研究成果的更多关注。
我自知要精准地描述一位数学研究者所完成的一系列伟大发现,是一件非常不容易的事情。为了让思想交流者们有更多的交集,我们就从最近世界数学共同体比较关注的几位数学大咖说起。
数学江湖,寂静多年。2013年终于有个年满花甲的张益唐一石击破水中天,谁说数学探索只是年轻人的事!在美国普渡大学任教的华人数学家张益唐把孪生素数猜想推进了一大步,将范围从原来在大海里打捞缩小到了在池塘里围捕。尽管孪生素数猜想原题依然没有获证,但似乎已近在咫尺。不过圈内人还是泼冷水:总是隔靴搔痒式地挠挠那些弱猜想,丝毫不能撼动原题猜想的破解进程。就在数学界大咖们追随张益唐猛刷下确界而无法继续推进时,深圳数论学者罗莫跳过数学分析的老路子,不按常规招式出牌,硬是拿下了孪生素数猜想原题的文本证明。与他完成证明哥猜一样,他用相邻论直接证明了差值为2的间隔素数具有无穷对。他不仅把千年未决的世纪大难题孪生素数问题给解决了,还一口气拿下了30多个数论猜想的证明,其中就包括安德鲁·怀尔斯所证明的费马大定理。2015年8月第15期的《数学学习与研究》上刊登了罗莫的数论文章《费马猜想及其一般化推广(比尔猜想)的简洁证明》。
令人瞠目结舌的是,他是用精简、几乎初等的方法完成证明的,哪像安德鲁·怀尔斯这位数学大佬,一整就是几百页。说实话,就凭其200页的一个问题证明稿,我对怀尔斯只有膜拜敬仰的份。可我内心深处,还是盼着能见到费马提到过的那个美妙证明,那个据说多点书页空白就能完全写下的美妙证明。如今这个美妙证明还真是千呼万唤出来了,这位深圳数论学家不仅拿下了费马大定理的简洁证明,还顺带证明了比尔猜想。怀尔斯手持“模形式”的利剑和“椭圆曲线”的盾牌没有撼动比尔猜想,却被业余高手“扫地僧”打趴下了,数学界的大咖小咖们一定想知道,他使的到底是“如意金箍棒”还是“骑自行车也能上月亮”?
也许业余数学家同业余数学家相互之间更心灵相通,哪怕需要古今穿越,这个美妙证明就这样心心相印给了400年后中国深圳这位名不见经传的数学业余高手。我们来看下他的故事,如今他已过四十,虽说四十之前就已完成了哥德巴赫猜想的证明,但那时候数学界还不知道他,故菲尔茨数学奖跟他是无缘了。他的业余程度之高跟费马有得一拼,费马当年的正业是法官,人家好歹跟逻辑推理打交道,而罗莫,来自汉语言文学专业,新闻记者一枚,一直在深圳新闻界待着,不过没待出什么名堂来,10多年前在《深圳文化报》《深圳商报》做过文字编辑,还在一家金融科技类的杂志做过主编。后来还获得经济类硕士学位,但仍然跟数学专业无关,如果凭此就认为他仅仅是个文青,那就看走眼了。
若干年前初出茅庐的他就以一篇《周递论与结构下的自由》的哲学论文参加过首届深圳文稿竞价并入围,但最终未遇知音,哪像当年孙武手捧“兵法十三篇”下山,很快就有国王级别的人相中。但他没有白写,他所关心的内容与他后来的数学发现不无关系。康托尔说:“数学的本质是自由。”而素数的核心思想就是周递关系,素数经过几道合数周期后,递增一个1,产生了新素数,而后又继续进入合数周期,然后又递增一个1,又产生新的素数,如此不断迭代推进,就有了无穷素数。也就是说,他的数学发现其实老早就已经有了。他对数学的真正研究始于6年前,那时他作为深圳公务员国学教育的教授,师承并思考中国传统哲学,这给了他一个启发,东方古老的传统心性之学既然如此通透,一定也可以打通那些千年未决的数学世纪大难题,于是他开始尝试证明一些著名数学猜想。
任何一门学问都是向所有人开放的,如果把希望压在少数专家身上,这门学问就会枯死,因此有业余者加入对这门学问是幸事。历史上优秀的学问大都是业余者未成名前创建的,明朝唐寅的画那么好,但他是个业余画家。往往无立场牵绊,思想才更自由。历史上哪有吃公饷搞非功利研究的,举家食粥酒常赊的倒是不少,费马、曹雪芹、伽罗瓦、拉马努金(Ramanujan),他们的最高成果往往都是成名前作为业余高手时完成的。这一点倒是同朗兰兹纲领很契合,利用跨界寻找灵感来解决难题。这个行业来不得半丁点侥幸和自我封闭,想掩耳盗铃根本行不通,因为人家压根儿无须眼睛看,无须耳朵听,直接心灵感应用逻辑秒杀,想遮遮掩掩是不行的。艺术创作尚可自我欣赏,数学发现没有孤独清高的位置,要么正确,要么打回原形。
罗莫首先思考的是图论问题四色猜想,该数学问题可充分调动形象思维。他渐渐发现要思考它,要解决它,就要跨入数学的另一个分支——数论。要文本证明四色猜想,就要追溯到哥德巴赫猜想成立。这一点,罗莫同很多数学家不同,一般数学家遇到了难题,多半会放弃而去证明一个相对更弱的命题,从而迂回包抄,罗莫走的是一条逆袭的道路,若此路不通,须仰赖一条更艰难的大道,那么他就会选择直奔更艰难的大道,而不是抄小道企图绕过去。数学中的反问题思考多半如此。于是他向哥德巴赫猜想进军了。
2013年初,他的一篇证明哥德巴赫猜想的论文在《数学学习与研究》上发表了,《深圳晚报》做了追踪报道。虽说这篇论文还不够严谨,但核心的思路和框架是完全可行的,这些数学家可以接受。但要引起世界数学共同体的广泛关注和探讨,还得需要时间。
再过了一年,数学界对他的哥猜证明继续保持缄默。一个好的数学工具,一旦被认知,一定会引起该领域的爆炸式发展,在未获得广泛认可前,他只能用这样的数学新工具一个一个自己去攻克更多的数学猜想,这样单个人的收获会更多。还真是这样。他用他发现的洛书定理以及相邻论,一口气证明了三十几个世界未解猜想。在他看来,其实很想早点罢手的,多留点会下金蛋的母鸡给数学家们下金蛋。只要数学界理解他的数学新工具了,那么很多猜想就用不着他去证明了,这个多米诺骨牌就会激活世界科学共同体中的一块新领地,继而原工具创建者意想不到的很多问题就会纷纷自动倒下,新一轮数学发展的历史使命也就能够早点完成。
笔者是在深大教外国语文学的,研究中外文学比较,对罗莫的文理跨界思考有些感同身受。不同领域的碰撞有利于激活创意,看到新问题。数学具有所有学科神经中枢的地位,数论更甚。我想说的是,了解些数学前沿思想,想必不会浪费您的宝贵时间,理解了,您大可踩在前人的肩膀上狂奔。原来数学还可以这样思考,而数学思想最具普适性,不受时空束缚,这让您多了件法宝不是,况且还是核武器级别的兵器。
罗莫声称该数学工具能解决的数学问题有:哥德巴赫猜想、孪生素数猜想、四色猜想、费马猜想、比尔猜想、阿廷猜想(Artin's Conjecture)、卡塔兰猜想、黎曼猜想、NP完全问题、梅森素数猜想(Mersenne prime Conjecture)、ABC猜想、考拉兹猜想、皮莱猜想、六度空间理论、蜂巢猜想、庞加莱猜想、克拉梅尔猜想(Cramér Conjecture)、n生素数猜想、强伯特兰猜想、波文猜想、吉尔布雷斯猜想、杰波夫猜想(Jabov Conjecture)、布罗卡尔猜想(Brocard Conjecture)、奥波曼猜想(Opperman Conjecture)、勒让德猜想(Legendre Conjecture)、不可约丢番图多项式皆可表无穷素数猜想、四胞胎素数猜想、素数-斐波那契数猜想、素数-三角数猜想、素数-形素数猜想等。以上每一个猜想,都可谓是数学界的大问题。这些证明经专家审读,暂无发现明显纰漏,但在表达形式上还可以更完善。可见他所发现的数学工具完全是重量级的,若想在数论领域做出点成绩的,劝君还是提前关注些好。尽管注重自己思考,少看人家的东西,是优秀数学家的特有品质,但毕竟吾尝终日而思矣,不如须臾之所学也。在人类已有成果面前,一起携手共进,才是每个探索者的福音。
这些猜想的证明过程,我也无法精准概括,得看他这本即将出版的《数学底层引擎相邻论和重合法》,它集结了以上猜想的所有纯数学文本证明。顺便提醒下,如果没有安贫乐道的心理准备,千万别去招惹,纯数学真是最无用的东西。当年欧几里得(Euclid)教几何,是自己倒贴钱招生的:“过来听我课吧,我给你银子。”后来欧几里得穷了,教不起书了,不过还真有很争气的学生,“老师,我愿意出银子学几何。”说到几何,自问人生几何,除了选择几何,又有几何选择。宇宙是数字天球,人生又何尝不是。数者被数,生生不息,不知数数者有几许?被数有限,数者无穷,被数因数者无穷而无穷。数据有限,算法无穷,数据因算法无穷而无穷。生命的本质就是一股自强不息的数流。日用而不自知的东西,最珍贵,也最普通。生命意义从知无穷开始。罗莫说,他就像一只永不停摆滴答作响数数的时钟,反观自数最为关键。这就是数学人罗莫给我的印象,今涂抹成篇,送予有缘。
深圳大学教授 吴俊忠
2015年8月1日于深圳