中南大學(xué)學(xué)生劉嘉憶攻克數(shù)學(xué)難題“西塔潘的猜想”

2011-10-12 11:00?來源 新民晚報

中南大學(xué)學(xué)生劉嘉憶攻克世界數(shù)學(xué)難題“西塔潘的猜想”，中國科學(xué)院李邦河等3名院士分別向教育部寫信推薦，請予破格錄取中南大學(xué)大四學(xué)生劉嘉憶為研究生，并建議教育部有關(guān)部門立即采取特殊措施，加強(qiáng)對其學(xué)術(shù)方面的培養(yǎng)。一個名不見經(jīng)傳的中南大學(xué)學(xué)生劉嘉憶為何引起科技界前輩如此關(guān)注？這緣于近年劉嘉憶通過潛心研究攻克了一個多年未解的國際數(shù)學(xué)難題。

劉嘉憶證明西塔潘的猜想

數(shù)理邏輯是研究推理的數(shù)學(xué)分支，也稱符號邏輯。在計算機(jī)科學(xué)和人們的生活中，數(shù)理邏輯發(fā)揮著重要的理論指導(dǎo)作用。

2010年8月，酷愛數(shù)理邏輯的劉嘉憶在自學(xué)反推數(shù)學(xué)的時候，發(fā)現(xiàn)海內(nèi)外不少學(xué)者都在進(jìn)行反推數(shù)學(xué)中的拉姆齊二染色定理的證明論強(qiáng)度的研究。這是由英國數(shù)理邏輯學(xué)家西塔潘于上個世紀(jì)90年代提出的一個猜想，10多年來許多研究者一直努力都沒有解決。

同年10月的一天，劉嘉憶突然想到利用之前用到的一個方法稍作修改便可以證明這一結(jié)論，連夜將這一證明寫出來，投給了數(shù)理邏輯國際權(quán)威雜志《符號邏輯雜志》。

今年5月，由北京大學(xué)、南京大學(xué)和浙江師范大學(xué)聯(lián)合舉辦的邏輯學(xué)術(shù)會議在浙江師范大學(xué)舉行，還是大三學(xué)生的劉嘉憶應(yīng)邀報告了他對拉姆齊二染色定理的證明論強(qiáng)度的研究。劉嘉憶的報告給這一懸而未決的公開問題一個否定式的回答，徹底解決了西塔潘的猜想。

《符號邏輯雜志》的主編、邏輯學(xué)專家、芝加哥大學(xué)數(shù)學(xué)系鄧尼斯·漢斯杰弗德看到論文后給劉嘉憶寫信：“我是過去眾多研究該問題而無果者之一，看到這一問題的最終解決感到非常高興，特別是如你給出的如此漂亮的證明，請接受我對你令人贊嘆的驚奇的成果的祝賀！”

論文審稿人、芝加哥大學(xué)博士達(dá)米爾·扎法洛夫也認(rèn)為：“這是一個重要的結(jié)果，過去20多年許多著名科研工作者在這方面努力。該問題的研究促進(jìn)了反推數(shù)學(xué)和計算性理論方面的研究。”

9月16日，美國芝加哥大學(xué)數(shù)理邏輯學(xué)術(shù)會議上，云集來自歐美的許多數(shù)理邏輯專家、學(xué)者。劉嘉憶作為亞洲高校唯一一位代表在會上作了40分鐘報告。他在數(shù)理邏輯方面的研究成果，讓與會專家、學(xué)者對這位來自中國的“80后”投上贊許的目光。

中南大學(xué)劉嘉憶簡歷

單薄的身子，略顯蒼白的臉上架著一副眼鏡，不時而至的羞澀表情，這是記者8日在中南大學(xué)校園見到劉嘉憶時的第一印象。

“我能走到今天這一步，只是運氣比別人好些。”面對記者的探究，劉嘉憶淡淡地說。

祖籍大連的劉嘉憶，父親在當(dāng)?shù)匾患覈蠛笄诓块T工作，母親在一家企業(yè)任工程師。他告訴記者，父母并沒有給予他數(shù)學(xué)方面的遺傳基因和教育，自己上小學(xué)時也沒有對數(shù)學(xué)表現(xiàn)出特別的愛好。

“如果要說我與同齡人有什么不同的話，那就是我對數(shù)學(xué)的特別關(guān)注。”劉嘉憶說，“上初中時，一些同學(xué)還在為數(shù)學(xué)教科書上的習(xí)題抓耳撓腮時，我就開始自學(xué)數(shù)論了。”

數(shù)論指研究整數(shù)性質(zhì)的一門理論。劉嘉憶說，當(dāng)時，對其他同學(xué)來說，看初等數(shù)論中的整除理論、同余理論、連分?jǐn)?shù)理論像是在看“天書”，而他卻學(xué)得津津有味。

2008年，劉嘉憶以優(yōu)異成績考上中南大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)與計算技術(shù)學(xué)院。按說，有了扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，劉嘉憶應(yīng)該嶄露頭角，但每次數(shù)學(xué)考試，他的成績并不拔尖。

對此，劉嘉憶解釋說：“這只怪我馬虎慣了。考試中，我的演算過程太亂、解答不太標(biāo)準(zhǔn)，都影響分?jǐn)?shù)。”而他的同學(xué)則認(rèn)為，劉嘉憶當(dāng)時在數(shù)學(xué)領(lǐng)域涉獵范圍十分廣泛，不太在意學(xué)校的每次考試，不愿顯山露水。

劉嘉憶的同學(xué)高濤說，在課堂上，他并沒有表現(xiàn)得與眾不同，但每到課余時間，他就會去圖書館，一回來，準(zhǔn)會帶上一大堆全英文數(shù)學(xué)書籍，常常看到深夜。同學(xué)問他題目，發(fā)現(xiàn)他的思路與他人不一樣，還會用更簡單的方法來計算或解釋。“我們當(dāng)時都知道他對數(shù)學(xué)鉆得很深。”高濤說。

大二時，劉嘉憶開始學(xué)習(xí)數(shù)理邏輯。數(shù)理邏輯是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的一個不可缺少的組成部分。相對其他數(shù)學(xué)課程，他對此表現(xiàn)出特別的偏愛。他的任課老師也看出了他的不一般，給予他許多指導(dǎo)和鼓勵。何偉教授在組合學(xué)課程中提及拉姆齊二染色定理——這正是劉嘉憶幾個月來冥想苦思的問題。從此，他更堅定了攻克這個難題的信心。

“其實，我在思考這個命題時好像靈光一現(xiàn)，論證倒沒有花費太多的時間。”劉嘉憶說，“如果一定要總結(jié)點什么，可能與我平時的積累有關(guān)吧。”

劉嘉憶 論文

劉嘉憶的成功無疑給中南大學(xué)師生以莫大鼓舞。數(shù)學(xué)科學(xué)與計算技術(shù)學(xué)院院長劉再明告訴記者，為了讓劉嘉憶盡快進(jìn)入該領(lǐng)域的學(xué)習(xí)和研究工作，學(xué)校決定讓他提前畢業(yè)，并立即錄取為碩博連讀的研究生或直接攻讀博士學(xué)位。今年7月，著名數(shù)學(xué)家、中南大學(xué)博導(dǎo)侯振挺教授了解劉嘉憶的情況后，千方百計為他創(chuàng)造條件，鼓勵他參加有代表性的學(xué)術(shù)會議，并收他為徒，共同探討學(xué)術(shù)問題。

劉嘉憶向記者坦言，除了數(shù)學(xué)，他還喜歡物理，但他權(quán)衡了一下，物理需要做大量的試驗，需要成本，對一個學(xué)生來說還沒那么多資金。他還喜歡心理學(xué)，他曾設(shè)計了一組關(guān)于認(rèn)知的心理實驗，然而他更熱衷于數(shù)理邏輯。他說這些等到他40歲以后再來做，40歲以前要攻數(shù)學(xué)。

前不久，劉嘉憶投給《美國數(shù)學(xué)會匯刊》的論文也獲得威士康星大學(xué)、伯克利大學(xué)等幾位教授很高的評價，有望在不久的將來公開發(fā)表。

編輯： 溫州視線