在沖擊哥德巴赫猜想的接力賽中,跑第二棒是22歲的王元

說(shuō)到哥德巴赫猜想,人們都會(huì)想到陳景潤(rùn)。可是大家并不知道,在中國(guó)華羅庚先生早在20世紀(jì)30年代就開(kāi)始研究這個(gè)問(wèn)題了,并寫(xiě)了一批有關(guān)數(shù)論的論文與專(zhuān)專(zhuān)著。早在1953年,他在中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所還組織并領(lǐng)導(dǎo)了“數(shù)論”和“哥德巴赫猜想討論班”。

數(shù)學(xué)家王元出生于浙江蘭溪,原籍江蘇鎮(zhèn)江。1952年畢業(yè)于浙江大學(xué)。中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所研究員。主要從事解析數(shù)論研究。

而他的學(xué)生王元,也是參加這兩個(gè)討論班的成員之一。在沖擊哥德巴赫猜想的接力賽中,跑第二棒是22歲的王元,他經(jīng)過(guò)了四年的努力取得了重要的突破,相繼證明了(3,4),(3,3)與(2,3)。

  

數(shù)學(xué)家王元1930年4月30日生于浙江蘭溪縣,1948年,王元高中畢業(yè)考入浙江英士大學(xué)數(shù)學(xué)系。浙大是我國(guó)老一輩數(shù)學(xué)家陳建功、蘇步青多年執(zhí)教的地方,數(shù)學(xué)教育卓有傳統(tǒng)。二位教授自30年代起就堅(jiān)持辦高年級(jí)學(xué)生讀書(shū)討論班,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立科學(xué)研究的能力極有幫助。浙大的教學(xué)環(huán)境激發(fā)了王元對(duì)數(shù)學(xué)真正的興趣。大學(xué)四年級(jí)時(shí)他在讀書(shū)討論班上報(bào)告了A·E·英哈姆的《素?cái)?shù)分布論》。

1952年,王元從浙江大學(xué)畢業(yè),因成績(jī)名列前茅,被推薦到中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)研究所,一年后又被分配到該所數(shù)論組師從華羅庚先生。在華羅庚指導(dǎo)下研究數(shù)論。從此,他與華先生結(jié)下了不解之緣,風(fēng)風(fēng)雨雨30多年,他自己也成長(zhǎng)為一代著名數(shù)學(xué)家。1980年當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士! 

王元的特點(diǎn)是興趣廣泛,求知欲強(qiáng)。凡是他興趣所及,都肯花費(fèi)時(shí)間刻苦鉆研。開(kāi)始,他喜歡看小說(shuō),不管多厚的本本,他都要想方設(shè)法看完它。

王元對(duì)篩法及哥德巴赫猜想進(jìn)行了深人系統(tǒng)的研究, 在中國(guó)他首先將篩法用于哥德巴赫猜想研究,在數(shù)論方面作出了重大貢獻(xiàn)。經(jīng)過(guò)三年年多的努力,到1956年 ,王元證明了“每個(gè)大偶數(shù)都是不超過(guò)3個(gè)素?cái)?shù)的乘積及1個(gè)不超過(guò)4個(gè)素?cái)?shù)乘積之和”[簡(jiǎn)記作(3,4)],取得了當(dāng)時(shí)國(guó)際上最先進(jìn)的結(jié)果,這是中國(guó)學(xué)者首次在這一研究領(lǐng)域躍居世界領(lǐng)先的地位。其成果為國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)頻繁引用。

王元在在哥德巴赫猜想研究中取得若干卓越成果,相繼證明了 命題{3,4},{3+3},他1957年又證明了{(lán)2,3}。記為2+3,表示的意思是:“每個(gè)充分大的偶數(shù)都是一個(gè)不超過(guò)2個(gè)素?cái)?shù)之積與一個(gè)不超過(guò)3個(gè)素?cái)?shù)之積的和”。其成果為國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)頻繁引用。此時(shí)的王元只有26歲。他回憶自己在沖擊世界難題時(shí)的歲月,“那個(gè)時(shí)候是在打攻堅(jiān)戰(zhàn)嘛,像初生牛犢一樣硬沖,一天可以干16個(gè)小時(shí)的活。我的辦公室和寢室是合一的,工作累了就睡一會(huì)兒,有時(shí)候直接趴在桌上就睡了”。完全是另一種不同的生活。

王元在解析數(shù)論研究獲得成就后,50年代后期他與華羅庚合作開(kāi)始研究數(shù)論在多重積分近似計(jì)算方面的應(yīng)用,1973年證明了用分圓域的獨(dú)立單位系構(gòu)造高維單位立方體的一致分布點(diǎn)貫的一般定理,此方法在理論上和實(shí)用上都獲得了很大成功,被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“華-王方法”;同時(shí)于1981年出版了英譯本《數(shù)論在近似分析中的應(yīng)用》專(zhuān)著,對(duì)此領(lǐng)域的工作作了系統(tǒng)總結(jié),產(chǎn)生了廣泛的國(guó)際影響。

1980年以后開(kāi)拓了代數(shù)數(shù)域上的堆壘數(shù)論的新的探索領(lǐng)域(此系涉及解析代數(shù)數(shù)論中極為困難和基礎(chǔ)性問(wèn)題的精深領(lǐng)域),同時(shí)證明當(dāng)代數(shù)數(shù)域K為全虛域時(shí)定理對(duì)偶數(shù)次型仍成立;此后又在代數(shù)數(shù)域上型(即齊次多項(xiàng)式)的丟番圖不等式組的研究等方面做出了先進(jìn)的工作,并將這一領(lǐng)域的工作總結(jié)成專(zhuān)著《代數(shù)數(shù)域上的丟番圖方程與不等式》。用英文在國(guó)外出版。他共發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇。

是走熟悉的老路,還是另辟新的學(xué)科?

王元先生說(shuō),1958年,我們注意到蘇聯(lián)科學(xué)院1957年工作總結(jié)中提到數(shù)論在多重積分的近似計(jì)算中的應(yīng)用。華羅庚先生提出了用代數(shù)數(shù)論來(lái)研究多重積分的近似計(jì)算。這一問(wèn)題有重要的理論與實(shí)際意義。他要我跟他一起去嘗試。對(duì)華羅庚先生來(lái)說(shuō),開(kāi)辟一個(gè)新的研究方向是經(jīng)常的,他總是不滿足現(xiàn)有的理論和方法,總有很多超前的高瞻遠(yuǎn)矚的思想。但對(duì)我來(lái)說(shuō),則意味著過(guò)去熟悉的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)基本上都用不上了,許多東西要從頭學(xué)起,一切都要另起爐灶了。當(dāng)時(shí),我連最簡(jiǎn)單的連分?jǐn)?shù)也不掌握,如何當(dāng)好他的助手呢?怎么辦?是沿著已經(jīng)熟悉的老路走,還是趁自己年輕的時(shí)候,另辟新路,在另一個(gè)領(lǐng)域也做出貢獻(xiàn)呢?我毅然選擇了后面這條更為艱難曲折的道路。

這個(gè)課題,除需要很多數(shù)學(xué)知識(shí)外,還需要電子計(jì)算機(jī)。不懂,就從頭一點(diǎn)點(diǎn)地學(xué),一點(diǎn)點(diǎn)地將問(wèn)題的研究逐步深入下去。當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)還很少,我們就盡量用筆算。完全不能用筆算時(shí),才用計(jì)算機(jī)算。

從1958年開(kāi)始,王元與華羅庚一起合作從事高維空間積分的數(shù)值積分的近似計(jì)算方法的研究,探索了數(shù)論方法在近似分析中的應(yīng)用,其成果獲1990年陳嘉庚物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng) 。他與華羅庚一起開(kāi)辟了用數(shù)論方法研究多重積分近似計(jì)算的新領(lǐng)域,致力于數(shù)論在近似分析中應(yīng)用的研究,他們?cè)?973年證明的用分圓域的獨(dú)立單位系構(gòu)造高維單位立方體的一致分布點(diǎn)貫的一般定理。他們的方法不僅有嚴(yán)格的理論證明,而且在實(shí)際應(yīng)用中收到良好的效果。這個(gè)方法被國(guó)際學(xué)術(shù)界譽(yù)為“華一王方法”,有廣泛得理論與實(shí)際價(jià)值。

70年代后期他們又對(duì)取得的成果做了系統(tǒng)總結(jié),并寫(xiě)成了專(zhuān)著《數(shù)論在近似分析中的應(yīng)用》(科學(xué)出版社,1979),現(xiàn)已譯成英文由聯(lián)邦德國(guó)的斯普林格出版社出版,產(chǎn)生了廣泛的國(guó)際影響。20世紀(jì)80年代在丟番圖分析方面,王元將施密特定理推廣到任何代數(shù)數(shù)域,即在丟番圖不等式組等方面取得先進(jìn)的成果。1982年,他和陳景潤(rùn),潘承洞共同獲得國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

做完哥德巴赫猜想“2+3”的證明后,王元很清晰地意識(shí)到?jīng)]有大的方法上的突破,在這一問(wèn)題上很難再有進(jìn)展,于是,他想好了退路:這個(gè)成果夠我“用”五年時(shí)間的,五年以后,我做不出來(lái),就去大學(xué)教書(shū)了,哪怕是一所外地的三流大學(xué)。

王元先生說(shuō),做科學(xué)是極端殘酷的,80%的人一輩子默默無(wú)聞沒(méi)有做出來(lái)。其中很多人都要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的“苦悶關(guān)”,做出來(lái)就好了,做不出來(lái)時(shí)人會(huì)有要瘋掉的感受。

 王元不僅是一位在數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域里取得杰出成就的科學(xué)家,通過(guò)數(shù)學(xué)研究,他進(jìn)一步關(guān)注到數(shù)學(xué)的本質(zhì),數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)家在教育、社會(huì)和人類(lèi)發(fā)展中的影響,將數(shù)學(xué)這門(mén)科學(xué)通俗解析,讓大眾感受數(shù)學(xué)中的樂(lè)趣。他將關(guān)于這方面的思考部分匯集在論文集《王元論哥德巴赫猜想》、傳記《華羅庚》、文章匯編在《王元文集》和《華羅庚的數(shù)學(xué)生涯》等書(shū)中。