刘嘉忆证明的猜想 大三生刘嘉忆解出“西塔潘的猜想”(图)
日前,中国科学院李邦河等3名院士分别向教育部写信,请予破格录取中南大学大四学生刘嘉忆为研究生,并建议教育部加强对其学术方面的培养。一个名不见经传的学子为何引起科技界前辈如此关注?这缘于刘嘉忆攻克了一个多年未解的国际数学难题。
漂亮的证明
数理逻辑是研究推理的数学分支,也称符号逻辑。在计算机科学和人们的生活中,数理逻辑发挥着重要的理论指导作用。2010年8月,酷爱数理逻辑的刘嘉忆在自学反推数学的时候,发现海内外不少学者都在进行反推数学中的拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究。
这是由英国数理逻辑学家西塔潘于上个世纪90年代提出的一个猜想,十多年来一直没有解决。同年10月的一天,刘嘉忆突然想到利用之前用到的一个方法稍作修改便可以证明这一结论,连夜将这一证明写出来,投给了数理逻辑国际权威杂志《符号逻辑杂志》。他给出了一个否定式的回答,彻底解决了西塔潘的猜想。
《符号逻辑杂志》的主编、逻辑学专家、芝加哥大学数学系邓尼斯·汉斯杰弗德给刘嘉忆写信:“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,特别是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!”论文审稿人、芝加哥大学博士达米尔·扎法洛夫也认为:“该问题的研究促进了反推数学和计算性理论方面的研究。”
9月16日,美国芝加哥大学数理逻辑学术会议上,云集了来自欧美的许多数理逻辑专家、学者。刘嘉忆作为亚洲高校唯一一位代表在会上作了40分钟报告。
考试“马虎” ,解题只因“特别关注”
单薄的身子,略显苍白的脸上架着一副眼镜,不时而至的羞涩表情,这是记者在中南大学校园见到刘嘉忆时的第一印象。“我能走到今天这一步,只是运气比别人好些。”刘嘉忆淡淡地说。
祖籍大连的刘嘉忆,父亲在当地一家国企后勤部门工作,母亲在一家企业任工程师,并没有给予他数学方面的遗传基因和教育,他上小学时也没有对数学表现出特别的爱好。
“要说我与同龄人有什么不同的话,那就是我对数学的特别关注。”刘嘉忆说,“上初中时,一些同学还在为数学教科书上的习题抓耳挠腮时,我就开始自学数论了。”对其他同学来说,看初等数论中的整除理论、同余理论、连分数理论像是在看“天书”,而他却学得津津有味。
2008年,刘嘉忆以优异成绩考上中南大学数学科学与计算技术学院。但每次数学考试,他的成绩并不拔尖。“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。”他的同学则认为,刘嘉忆涉猎范围十分广泛,不太在意学校的每次考试,不愿显山露水。
刘嘉忆的同学高涛说,每到课余时间,他就会去图书馆借来一大堆全英文数学书籍,常常看到深夜。同学问他题目,发现他会用更简单的方法来计算或解释。“我们当时都知道他对数学钻得很深。”
大二时,刘嘉忆开始学习数理逻辑并对此表现出特别的偏爱。任课老师看出了他的不一般,给予他许多指导和鼓励。何伟教授在组合学课程中提及拉姆齐二染色定理这正是刘嘉忆几个月来冥想苦思的问题,使他更坚定了攻克这个难题的信心。
“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。”刘嘉忆说,“如果一定要总结点什么,可能与我平时的积累有关吧。”
40岁前后的计划
刘嘉忆的成功无疑给中南大学师生以莫大鼓舞。数学科学与计算技术学院院长刘再明告诉记者,为了让刘嘉忆尽快进入该领域的学习和研究工作,学校决定让他提前毕业,并立即录取为硕博连读的研究生或直接攻读博士学位。今年7月,著名数学家、中南大学博导侯振挺教授收他为徒,共同探讨学术问题,千方百计为他创造条件参加有代表性的学术会议。
刘嘉忆坦言,除了数学,他还喜欢物理,但物理需要做大量的试验,需要成本。他还喜欢心理学,他曾设计了一组关于认知的心理实验。然而他更热衷于数理逻辑,他说其他的等到40岁以后再来做,40岁以前要攻数学。
前不久,刘嘉忆投给《美国数学会汇刊》的论文也获得威斯康辛大学、伯克利大学等几位教授很高的评价,有望在不久的将来公开发表。
