17歲高中生解開困擾數學家27年難題,因張益唐「入坑」數論


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17歲高中生解開困擾數學家27年難題,因張益唐「入坑」數論

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Pine 魚羊 發自 凹非寺
量子位 | 公眾號 QbitAI

只因在電視上多看了一眼數學家張益唐的紀錄片,中學生開始沉迷數論 , 還獨立發表了一篇“博士級別”數學論文 。
解決的數學問題,還是曾難住3位正經數學家整整27年的那種 。
當這3位數學家中的卡爾·波梅蘭斯(Carl Pomerance)本人 , 看到這篇出自17歲少年之手的論文時,也不禁感慨:
這是一篇會讓任何一位數學家都為之自豪的論文 。

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△圖源:Quantamagazine
少年名叫丹尼爾·拉森(Daniel Larsen) 。
就在今年,他這篇有關卡邁克爾數的論文,已經正式發表在《國際數學研究通告》上,還為他贏得了10萬美元(約合人民幣72萬元)獎學金 。
他本人也告別高中生活,成為了麻省理工學院數學專業的大一新生 。
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事實上,丹尼爾本人在家鄉早已是小有名氣的“神童”:
一家子都是數學家,他本人13歲就在《紐約時報》上發表過填字游戲 , 是這個項目史上最年輕作者 。
看上去一路順風順水 , 但在與外界交流時,他卻說,自己做啥都“像是在掙扎” 。
還自曝:喜歡走捷徑 。
因張益唐“入坑”數論,屢挫屢戰
正如開頭所說 , 丹尼爾和數論的緣分,始于一部有關張益唐的紀錄片 。
張益唐是傳奇美籍華裔數學家,因“孿生素數猜想”一舉成名 。但在功成名就之前,張益唐的經歷可謂半生潦倒:
博士畢業后因未拿到導師推薦信,學術道路坎坷,甚至不得不靠快餐店收銀員等工作糊口 。
但即便如此 , 張益唐也并未放棄對數論的鉆研,直到58歲終于大器晚成 。
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△張益唐,圖源:北京大學招生網
或許正是這種對數論的執著觸動了丹尼爾 。他開始抑制不住地在腦海中不斷思考數論 。
一開始,他同樣把目光瞄向了“孿生素數猜想”:張益唐的成果首次證明了存在無窮多對間隔有限的質數,但他證明的間隔是7000萬,這個數字仍可以進一步縮小 。
陶哲軒和今年的新晉菲爾茲獎得主詹姆斯·梅納德,就都做過這方面的工作 。
雖然只是一名中學生,丹尼爾還是試圖通過閱讀張益唐、陶哲軒和梅納德在這一問題上發表的論文,搞清楚背后的數學原理 。
但最終他不得不承認:
這對我來說幾乎是不可能的 。他們的論文太復雜了 。

盡管如此 , 丹尼爾并沒有被當場勸退 。相反,他一頭扎進了數論論文的海洋,堅持尋找能激發他靈感的那一個“巨人的肩膀” 。
終于在2021年2月,17歲的丹尼爾·拉森和卡邁克爾數邂逅了 。
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△圖源:THE SOCIETY FOR SCIENCE
300小時攻克數論難題
卡邁克爾數的定義是:
一個正合數n , 對于所有跟n互質的整數b,b^n-b都是n的倍數,那么n就是一個卡邁克爾數 。
根據費馬小定理,所有質數都具備這種特質,因此卡邁克爾數又被稱為“偽質數” 。

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