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为什么他是破解西塔潘猜想的人

发布时间:2011年10月25日 05:45 | 进入复兴论坛 | 来源:潇湘晨报


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刘路说破解西塔潘猜想时“好像灵光一现”。图/记者邵骁歆

  家人不擅长数学,小时候也没有特别培养;高中数学成绩不拔尖,还是奥数班里的“掉队生”;大学专业成绩“一般般”,并无名师专门指导。——22岁的中南大学本科生刘路,破解了数理逻辑难题西塔潘猜想。

  10月17日上午,中南大学的一间教室里,响起了热烈的掌声。刘路顺利通过论文答辩,成为一名直博生。他从座位上站起来,向众位老师鞠了个躬,脸上露出腼腆的笑容。

  刘路的成长之路,引发了人们对教育和学术的思考。

  本报记者王欢 长沙报道

  A

  高中奥数班掉队

  刘路破解了西塔潘猜想,这让他的父母有些意外。

  刘路的父亲高中学历,在大连一家公司做后勤;母亲上过大学,现在是一家起重机公司的工程师。他们不擅长数学,长辈里也没有人表现出特别的数学才能。

  刘路的父亲说,他们并没有特意在数学方面培养儿子,刘路小时候报过奥数班,但也没有表现出特别的兴趣和天分。

  在他的印象中,儿子是在初二那年突然迷上数学的,“周末把房门一关,就闷在屋里看书做题,带他出去玩都不愿去。”

  对孩子的教育,刘路的父母认为“没必要太多干涉”。“我们从不给他挑课外书籍,哪怕很小的时候,都是我们带他去书店,然后他自己选。小时候,他对自然类书籍比较感兴趣,初中是奥数书。”刘路的母亲说。

  他们也很少对儿子提出成绩要求,“他考多少分就是多少分,我们从没指责过他,奖励也只是偶尔。”

  刘路考高中的成绩就不是很理想,虽然进了省重点大连育明高中,但高一被分在A3班(A1最好,A2其次)。——时任高一A3班班主任兼数学老师庄笙说,这是扩招的班级。

  庄笙发现刘路与其他同学不同,“他思路敏捷而独特,解题步骤和思考方式往往出人意料。”

  庄笙说,“刘路是当时咱们班理工科成绩较好的学生,很多次考试都遥遥领先。”但刘路偏科严重,“文科成绩一出来,他就不行了,要掉队了。”

  高一上学期结束后,理工科成绩出色的刘路去了A1班——分科之后的理科实验班。

  “我对他没什么特别的印象……他当时并不引人关注。”刘路高三时的数学老师、育明中学奥数班主教练佟伟东说。

  “我们学校每年都组建奥数班,从高一一直训练到高三,刘路是高三才进来的。 ”佟伟东说,刘路的数学成绩并不拔尖,“顶多中等偏上吧。”

  后来,由于学习难度加大,刘路掉队并退出了奥数班。佟伟东说,“他的考试成绩不理想,做题总是看不到步骤,结果出来得莫名其妙,但是中学的考试试卷都是按步骤来算分的。”

  不过,佟伟东也认为刘路“跟其他孩子不同”,“他会在他感兴趣的一个问题上长时间钻研、思考,不追求分数甚至结果。”而更多孩子则“总是急着做出结果来,不会做的就去翻标准答案,而不是自己独立思考”。

  B

  大学成绩“一般般”

  2008年,刘路参加了高考,成绩是575分,超出辽宁重点本科分数线56分。他第一志愿报了大连理工大学数学专业,最终被第二志愿——中南大学数学科学与计算技术学院应用数学专业录取。

  佟伟东说,包括刘路在内,当年成绩“中等偏上”、奥数班掉队的学生,很多都选择了数学专业,而很多数学成绩顶尖的学生选择了其他专业,“这让我觉得有些意外”。

  觉得意外的还有刘路的父母,“数学是个冷门专业,不好找工作,我们希望他报个自动化控制之类好就业的,但他不听。”

  刘路“喜欢自作主张”,还体现在改名上。“当初取名刘路,就是叫着顺口,但他觉得太普通,还女生气,执意要改。论文要求实名制,就想顺便把之前‘刘嘉忆’这个笔名正式更名,可他已经成年,又不能改了。”刘路的母亲有些无奈。

  当年8月,18岁的刘路沿京广线一路南下。他拖着两个行李箱子,走进了中南大学。

  大学里,刘路成了寝室里唯一的“学术型学生”。

  刘路的室友刘洋说,“在寝室,他跟我们沟通不多,一般都是在看书,上英文网站,下载英文资料,打游戏的时间很少很少。没在寝室的话就是泡图书馆。经常会为一个数学问题饭不按时吃,觉也不按时睡,最晚的时候凌晨两三点都搞过,然后第二天很早又不见了,找老师去了。”

  “他又很严谨。”刘洋说,刘路会在便条纸上把一天要做的事情写下来。他还经常锻炼身体,跑步和游泳都很棒,运动会拿过400米和1000米冠军,“不像其他的大学生,打打游戏,生活比较懒散。”

  不过,虽然喜欢数学,但跟高中一样,刘路的专业成绩“分数一般般”,“不特别差,但也不算好”,所以他没拿过奖学金。

  “这只怪我马虎惯了。考试中,我的演算过程太乱、解答不太标准,都影响分数。”刘路解释。

  刘路说,他仰慕著名数学家、中南大学博士生导师侯振挺已久,却因为自己本科生的身份,没有机会接近。

  今年7月的一天,刘路像往常一样打开邮箱,看到一封侯振挺发给自己的邮件,这让他意外而欣喜。

  这源于刘路解决了一个多年来困扰数理逻辑界的难题——西塔潘猜想。

  C

  破解“西塔潘猜想”

  “西塔潘猜想”由英国数理逻辑学家西塔潘于1990年代提出。它涉及反推数学中“拉姆齐二染色定理”和“弱寇妮定理”的证明论强度问题。西塔潘猜测,“拉姆齐二染色定理”的证明论强度强于“弱寇妮定理”。

  数理逻辑专家、芝加哥大学博士达米尔·扎法洛夫说,过去二十多年来,许多著名科研工作者都试图破解西塔潘猜想,但未能如愿。

  2010年8月,酷爱数理逻辑的刘路在自学反推数学的时候,第一次接触西塔潘猜想。之后,他阅读了大量相关文献,兴趣越发浓厚。

  9月的一天,他研究另外一个问题时,发现可尝试用反推的手法来寻找西塔潘猜想不能被验证的例子,但没有成功。一天,他“突发奇想”:如果在之前的想法上再改进一点点,就很有可能得出证明。

  刘路说,他当时“心脏快蹦到嗓子眼了”,于是连夜把这一证明写了出来,并将它投给了数理逻辑国际权威杂志《符号逻辑》,署名“刘嘉忆”。

  不过,刘路长时间没有收到回音。

  “要论证结论是否正确,需要花很多精力,加上投稿的人很多,杂志的编辑们如果不确定,就不会过多理会。”南京大学数学系博士生导师、数理逻辑专家丁德成教授说。

  丁德成透露,他的学生、新加坡国际大学教授庄志达今年访美,接触到《符号逻辑》杂志主编、逻辑学专家邓尼斯·汉斯杰弗德教授。邓尼斯问庄志达是否知道中南大学大三学生刘加一(音),庄志达于是特意给老师打了个电话,让老师留意。

  “我一听,这名字还挺熟悉!今年2月份的时候,他给我发过电子邮件,说是要报考我的研究生。”丁德成说,因为年纪大带不动研究生,他当时婉拒了刘路。

  在二人的交流中,丁德成了解到刘路对西塔潘猜想有所研究,而庄志达的电话,促使他邀请刘路参加5月份在浙江师范大学召开的逻辑学术会议。

  刘路如期赴会并做了报告。他的报告,否定了西塔潘猜想(即“拉姆齐二染色定理”的证明论强度不强于“弱寇妮定理”)。丁德成等与会专家,也认为“这个论证极有可能是正确的”,之后丁德成委托庄志达给邓尼斯发邮件,“麻烦杂志那边好好看一下。”

  6月份,邓尼斯给刘路发来论文评审意见,信中说,“我是过去众多研究该问题而无果者之一,看到这一问题的最终解决感到非常高兴,特别如你给出的如此漂亮的证明,请接受我对你令人赞叹的惊奇的成果的祝贺。”他又邀请刘路参加了9月16日在美国芝加哥大学举行的数理逻辑学术会议。

  达米尔·扎法洛夫也认为,“这是一个重要的结果”,“该问题的研究促进了反推数学和计算理论的研究”。

  D

  数学领域“长考”者

  7月初,侯振挺拜访了丁德成,并得知了“刘嘉忆”。在给“刘嘉忆”发邮件后,他找到了刘路。

  之后,侯振挺又将刘路引荐给了中国科学院李邦河、丁夏畦、林群3位院士。

  院士们表示,尽管与著名的“哥德巴赫猜想”相比,“西塔潘猜想”的分量并不突出,但一名大学生能够破解国际数学猜想,已属难得。

  “关键是这样的人才,会自己找问题,需要借此反思我们的应试教育,‘学生不会提出问题’。”李邦河说。

  3位院士分别向教育部写信推荐,请予破格录取刘路为研究生,并建议教育部有关部门立即采取特殊措施,加强对其学术方面的培养。

  中南大学校长黄伯云了解此事后,批示刘路硕博连读;校党委书记高文兵也提出,要为刘路的成长创造一切可能的条件。之后,校方决定让侯振挺收刘路为徒。

  赞誉纷至沓来,刘路似乎很淡定。

  “其实,我在思考这个命题时好像灵光一现,论证倒没有花费太多的时间。”刘路说,“如果一定要总结点什么,可能与我平时的积累有关吧。”

  从事数学教学30多年的佟伟东认为,刘路能破解西塔潘猜想,是因为他具有“长考”(围棋术语,长时间思索后才下一着棋)的品质,“能对感兴趣的事物长时间思考,不功利,最终获得‘顿悟’的可能。”

  佟伟东还认为,“这个课题之所以多年无人破解,是因为大家都习惯了用传统方式去思考,从正面入手”,而刘路“能换一个角度,进行反推”。

  不过,他也给刘路“泼了冷水”。“如果他直接考研究生的话,按照他解题的习惯和目前的考核体制,考不上也有可能”,佟伟东说。

  最近,中南大学拟定了一个培养方案,主要内容有让刘路提前毕业并直博、成立指导教师小组、送他出国留学等。

  10月17日,刘路通过论文答辩,成为中南大学2012级直博生,这比正常程序提前了大半年。

  侯振挺和刘路成立了一个讨论组,首先从数理逻辑中的“模型论”开始讨论。侯振挺说,他打算让刘路从寝室搬出来,跟他的另一个学生一起住,这样更方便指导。

  中南大学数学科学与计算技术学院院长刘再明说,刘路引发了中南大学乃至整个教育界、学术界的思考,在自主招生、学术创新、人才培养等方面,学校已经准备启动新的机制和措施,让更多的刘路出现在大家的视野当中。