這段時間,有很多二十多歲成大學博導的新聞,比如28歲女博士李琳獲聘大學教授博導,90後博士劉惠穎獲聘中南大學社會學系特聘教授。但是如果要說起來,最轟動的還要屬多年前的劉路了,直接被學校允許提前畢業,直接碩博連讀,22歲破格成為中南大學教授級研究員,這個紀錄至今還沒有誰打破。
中學“學渣”,大三卻僅用2月證明西塔潘猜想
1989年,劉路出生於大連,父親在國有企業後勤部門工作,母親是壹家企業的工程師,良好的家庭環境培養了他對理工科尤其是數學的熱愛。
劉路的中學成績並不算很好,只能算壹般,甚至有時候在老師眼裏是標準的”學渣“。
因為整個年級600多人,劉路考過500多名,他熱愛學習,但是劉路覺得為考試做過多的準備沒什麽太大的意義,所以劉路並不會不會為考試刻意去做特別的準備,所以考試成績隨機性很大,他最好的時候是高中開學第壹次考試,考過30幾名,越考到最後,越覺得有些厭煩,所以就越考越差。。
我中考的時候那次排名在我們高中都是500多名,後來就是,考試的話,後來因為考試次數越來越多,然後可能就,可能是有些厭煩,對這個,然後考試的名次是越來越靠後的。
。。。
我個人覺得我學習是刻苦,但是要看哪方面,為考試做準備是壹方面,學習又是另壹回事兒,我覺得為考試做過多的準備沒什麽太大的意義,所以我通常情況下,我不會為考試刻意去做特別的準備。——劉路
劉路壹直以來對於數學十分專註,劉路念小學時曾學過奧數,學得不算太好,但他至今認為“奧數不是個壞東西,至少能鍛煉人的思維能力”。在初中的時候,他就已經開始自學數論了。他在數學上壹直以來都具有創新性的思維,思路敏捷而獨特,解題步驟和思考方式往往出人意料。
2008年,劉路參加高考,這次發揮卻非常不錯,成功考取了中南大學,熱愛數學的他選擇了應用數學專業這個專業,卻遭到了父母的反對,在父母的眼裏,學數學的話不太好找工作,再壹個如果學純數學應該是成績比較好的才適合學數學,父母覺得成績壹般的劉路不適合學這個,沒有數學家的天賦。
在大學的劉路壹開始也並沒有什麽亮眼的表現,除了因為想要出國留學而英語成績突出之外,其他成績在學院都壹般般。
2010年,劉路還是中南大學數學科學與計算技術學院的大二學生,這壹年的8月,他開始自學反推數學。通俗地說,反推數學是數理邏輯的壹個小分支,通常數學大致是從公理到定理的研究,而反推數學則恰好相反,是從定理到公理的研究。
這個時候,劉路接觸到了拉姆齊二染色定理,這是屬於組合數學中的壹個定理,,拉姆齊(Ramsey)定理是要解決以下的問題:要找這樣壹個最小的數n,使得n個人中必定有k個人相識或l個人互不相識。這是在拉姆齊在論文On
a Problem in Formal Logic(《形式邏輯上的壹個問題》提出的。
那西塔潘猜想就涉及到反推數學,在反推數學中,
研究的其實是二階算術的五大系統(RCA0, WKL0, ACA0, ATR0,和Π11-CA0)以及它們的強度 關系,從 1970
年代創立以來,直到 2000 年,反推數學的主要結果都是把數學定理歸類到五大系統中去。
二階算術是刻畫自然數理論的二階形式理論。這裏還涉及到另外壹個定理,叫柯尼希定理,這是壹個與質心系下能量有關的定理。其文字表述是:質點系的總動能等於質心的動能,加上各質點相對於質心平動坐標系運動所具有的動能。
那麽,其中RCA
0 , WKL 0 , ACA 0 這些都屬於二階算術的子系統,那麽WKL 0 是基本系統 RCA 0 添加弱柯尼希定理的系統,而 RCA 0
添加拉姆齊二染色定理的系統被稱為 RT? 2。經過若幹數學家的研究,他們發現了壹些子系統間存在強弱的比較關系:和 RT? 2 形式接近的
RT? 2 比 ACA 0 要強(其實壹樣),而 RT? 2 則不比 ACA 0 強等等
而著名數學家英國數理邏輯學家西塔潘在壹篇論文《On
the Strength of Ramsey’s Theorem》中發現WKL_0並不強於 RT? 2 ,於是他猜測可能 RT? 2 要強於
WKL 0 。這就誕生理著名的西塔潘猜想,它在反推數學上還有計算理論中具有很重要的地位。這個定理誕生十幾年,壹直沒有人證實。
劉路在接觸到西塔潘猜想之後,整整花了兩個月的時間研究,當時他還在做別的題目,這些題目也都和西塔潘猜想有千絲萬縷的關系。2010年10月的壹天,才剛剛大二的劉路突然想到,利用之前用到的壹個方法稍作修改就可以證明西塔潘猜想。然後他花了壹周的時間寫論文,然後用了非常長的時間去修改論文。
劉路對國際數學界十幾年來懸而未決的“西塔潘猜想”給出了否定的答案。他將證明過程用英文寫出來後,投給了美國芝加哥大學主辦的《符號邏輯期刊》。
2011年,劉路的論文在雜誌上登載,該雜誌的主編在向劉路表示祝賀的同時,也邀請他於當年9月前往美國芝加哥大學,參加數理邏輯學術會議並做專題報告,劉路也成為這次會議上惟壹壹名來自亞洲高校的參與者。
「我是過去眾多研究該問題的無果者之壹,看到這壹問題最終被妳解決,感到非常高興——特別是妳的證明如此漂亮,請接受我對妳研究成果的祝賀!」
大二花費2個月證明世界性數學難題,大三論文研究成功發表,這就是劉路。
著名數學家收為學生,三大院士致信中央
劉路破解了世界性難題的消息很快傳遍了國內,2011年7月初,著名數學家、中南大學博士生導師侯振挺教授專程拜訪南京大學數學系博士生導師、數理邏輯專家丁德成教授,與他探討壹些數學問題。丁教授很興奮地告訴侯教授,“妳們中南大學出了個好學生,他叫劉嘉憶!”(劉路投稿的時候用的劉嘉憶的名字)之後介紹了這個學生在數理邏輯領域的研究成果。
侯教授聽後,立即打電話和學院了解了劉路的情況,他第二天從外地趕回長沙,當晚就請劉路吃飯,考查了劉路的學術水平後,他連夜給中國科學院李邦河、丁夏畦、林群3位院士介紹了劉路的情況,請3位院士分別致信教育部,申請破格錄取劉路為碩博連讀生。
李邦河在微分拓撲、低維拓撲、偏微分方程、廣義函數、非標準分析以及代數幾何和代數機械化等方面均取得了重要成果或重大突破。丁夏畦則長期以來從事偏微分方程和函數空間等方面的研究,林群主要從事計算數學、有限元分析研究,是提出積分方程超收斂的作者之壹。
他們三個都是全國著名的數學家,在聽完了侯振挺的介紹之後,得知中國數學界出了這樣壹個少年天才,也特別高興,立馬致信教育部,讓劉路提前畢業,破格錄取劉路為碩博連讀生。並建議教育部有關部門立即采取特殊措施,加強對其學術方面的培養。
因此中南大學決定讓他提前大學畢業,並立即錄取為碩、博連讀的研究生或直接攻讀博士學位,中南大學還獎勵了劉路100萬元,其中50萬元用於改善科研條件,50萬元用於改善生活條件。
劉路在接受采訪的時候,被記者問及錢怎麽花,劉路脫口而出買房子,在當時被網友抨擊,劉路被利欲消磨了數學的大腦,但劉路的想法很簡單,只因為計算過個人所得稅,發現買房子是繳稅最少、最劃算的。
而侯振挺教授也千方百計為他創造條件,鼓勵他參加有代表性的學術會議,並立即收他為博士生,***同探討學術問題。
而當記者問及劉路是如何破解西塔潘猜想時候,劉路表示:
我做這個問題的時候,我不是說看著這個問題,我就是想要解決它,我當時完全沒有註意這個問題,而是在想別的壹些問題,再想別的問題的時候,然後發現了壹些方法,然後後來才,然後又突然發現自己發明了這個方法可以用來解決壹些其它的猜想,是這樣的壹個過程。
當然別的專家,肯定做研究的時候也是做,它不可能說十幾年,或者是整整幾年都壹直盯著這個問題,他可能也是壹會兒換這個、壹會兒換那個問題,然後在這個過程中,應該是像這樣的問題沒有人會去,很少有人會專門盯著這個問題去做。
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這個我覺得真的沒有什麽,真的說不出來這個為什麽,那為什麽,為什麽JK羅琳就寫出《哈利波特》,這個怎麽說呢,真的沒法去說。
2012年,劉路被破格聘請為正教授級研究員,創造了中國最年輕教授的紀錄。
數學家在工作的時候都是靠直覺的,它表面上看那些東西都是很枯燥、很冗長,但是在數學家的頭腦中很快就會完成,他們的頭腦中都是形成了壹些東西的時候,並不是嚴謹的,壹步壹步的,都是靠壹些直覺,都是靠不嚴格的直覺去進行推理的。
——劉路對數學家的理解,他不認同學習數學就需要嚴謹這樣的言論。
重新出發,選擇全新的挑戰領域
劉路在破解了西塔潘猜想之後,並沒有執著在數理邏輯領域探索,他將數據挖掘作為了自己新的目標,數據挖掘是指從大量的數據中通過算法搜索隱藏於其中信息的過程。數據挖掘通常與計算機科學有關,並通過統計、在線分析處理、情報檢索、機器學習、專家系統(依靠過去的經驗法則)和模式識別等諸多方法來實現上述目標。
其實繼續沿著數理邏輯這條路走下去對於劉路來說,是最佳選擇,因為他已經在這個領域取得了成績,在這個領域他會更加輕松。劉路認為,數理邏輯是純數學,在實際應用當中沒有什麽應用,以前雖然對計算機的發展曾經壹度起到過很大的應用。但是在實際應用方面也不是特別的突出。
劉路和自己導師
劉路自己也想趁年輕多學點知識也好,再學壹些別的領域的知識,在各個領域裏面都去嘗試壹下,而不是壹直地去做數理邏輯方面的研究,正如他壹開始選擇學習純數學壹樣。
劉路講解自己解答西塔潘猜想的思路
即便我在這個領域奮鬥了壹生,也沒有做出我想要做到的那種成果的話,我會比較奧惱,但是我不會後悔我這樣的選擇,是,我不會後悔這樣的選擇。 因為我覺得做自己喜歡的事情是最主要的。
劉路是壹個很沈下心的壹個人,並沒有被聲譽束縛,熱愛邏輯、追求程序的理科生特點,在劉路身上表現得淋漓盡致,在他介紹蛙泳技巧時,會來壹句“根據能量守恒定律……”;在解釋交通事故時,壹般人說“行駛中的車子”,他習慣說“運動中的車子”;有人起興問他,如果可以,想擁有《哈利波特》中的哪項魔法?他不肯回答,執意要先定壹個框架,“壹般解答數學題都需要壹個框架……”
2014年,劉路的全新論文《避免計算——閉集上的所有成員》在國際數學權威雜誌《美國數學學會會刊》發表。這篇論文成為了劉路回擊網友指責他是「學術騙子」,抨擊他被功名所腐蝕或壓垮的最強利器。
該雜誌評審認為,作者“發明了壹個全新的技術……是計算理論和相關領域近年來最重要的貢獻之壹”。
從數理邏輯跨界到計算機,劉路在短短2年的時間裏依然取得了突破,劉路壹直在他人生的路上創造著屬於他的奇跡。
壹個人擁有愛好是最重要的,劉路壹直以來都堅定自己數學的夢想,這是他成功的最重要原因,而身為父母,學會培養孩子自主、自律學習的習慣,同時也積極引導孩子擁有自己的目標與愛好,並且尊重鼓勵孩子的愛好。
劉路的父母雖然反對劉路學習數學,卻沒有強加幹涉,這就給了劉路自由選擇人生機會。
很多人即使缺少攀登珠穆朗瑪峰頂的天賦,但他們也會創造屬於他的奇跡,關鍵是看家長懂不懂得去尊重且鼓勵孩子的愛好。
有些時候,對於目標和愛好的執著追求,而不計較結果,反而會取得更多的收獲:
劉路會在感興趣的壹個問題上長時間鉆研、思考,不追求分數甚至結果。而更多孩子則總是急著做出結果來,不會做的就去翻標準答案,而不是自己獨立思考。