证明哥德巴赫猜想的陈景润
陈景润雕像
1978年1月,第一期《人民文学》发表了徐迟的报告文学《哥德巴赫猜想》。
至今整整40年了。光阴荏苒,流逝的是时间,沉淀的是国人对陈景润由衷的敬佩、仰慕和无尽的思念。
颠沛求学
陈景润,1933年5月22日生于胪雷村的一户普通人家。幼年居住在仓山东尤街的一号老屋。
父亲是邮局职员,非常忙碌;母亲是一个善良的操劳过度的妇女,一共生了十二个孩子,只活了六个,陈景润排行老三。父母忙于生计,顾不上一个个地去疼爱。陈景润记事的时候,抗日战争爆发。日本鬼子打进福建,他幼小的心灵时常受到惊慌和迷惘的折磨。入小学后,由于瘦削、弱小,总是受人欺负。他习惯了拳脚,从不讨饶。13岁那年,母亲去世。1944年冬天,日本鬼子第二次攻占福州,举家迁往三元,一路颠簸染上了肺炎。陈景润在《回忆我的中学时代》一文中写道:“当时学校设在山上一座破庙里,外面下雨,教室里也跟着漏雨。大批爱国人士被捕入狱,集市物价暴涨……”“像大多数农村孩子一样,童年的我最大的一个梦想就是好好念书、上大学、做一个有出息的人。”
1945年2月升入三元县立初级中学。1947年1月,上初三之前随父亲返回福州。在三元四年,他带着病痛刻苦学习,取得骄人的成绩。他曾写道,“成绩是画笔,勾画出了当年生性活泼的我,我能唱能跳,分数最低的是劳作,我的一双小手可不巧啊!”
1938-1948年,陈景润先后在福州市三一小学、三元县小学、三元县立初中、福州市三一中学及英华中学就读。在那兵荒马乱的年代,频繁更换学校,颠沛流离的求学之路,让陈景润过早地体味到了生活的无奈与艰辛,也培养了他坚忍不拔的性格。他曾说:“我读小学的时候,老师对我说好好读书,长大去参军打日本鬼子,我那时就想长大参军、保家卫国。”在人们印象中,他一直喜欢军人,喜欢军装。
一个人的性格形成和个性培养,很大程度上来自于青少年时代的教育与自我塑造。陈景润读初中时,有幸遇到钻研数学的启蒙老师陆宗授,使他迷上数学,每天晚上都要演算数学习题,不把题解出来绝不去睡觉。特别是,沈元老师让他第一次接触了“哥德巴赫猜想”。其实,哥德巴赫猜想的命题十分简单,小学生也理解:“仼何一个大偶数都是两个素数之和,比如,6=1+5,20=3+17。或者较为准确表述为,任何一个大于2的偶数都是两个素数之和(表示为1+1);仼何一个大于5的奇数都是三个素数之和。”这是1742年6月7日哥德巴赫给欧拉的一封信。6月30日,欧拉给哥德巴赫回信,表示“猜想”是对的,但他也无法加以证明。此后,有许多数学家对一个个的偶数进行了演算,一直算到了3亿多,还是正确的,但证明是正确的,十分困难。沈元老师在学生中讲了这道“猜想”难题,说是,200多年来,多少科学家企图给这个偶数和奇数猜想证明,但都沒成功。老师说:“自然科学的皇后是数学。数学的皇冠是数论。哥德巴赫猜想,则是皇冠上的明珠。”
那时,“猜想”难题在年仅16岁的陈景润心里播下了种子,确定了奋斗目标。但他同时记住沈老师说的一句话:“要做成一件大事是不容易的,要花费很多心血,忍受许多辛苦,如果想轻而易举地证明一道举世闻名的数学难题,那无异于想骑自行车到月球上去。”从此,他每天除了读书还是读书。
福州解放那年,他上高中三年级。因为交不起学费,在家自学。高中没有毕业,以同等学力报考,考上了厦门大学。
陈景润与家人
艰辛追梦
陈景润厦门大学数学系毕业后,分配到北京四中教书。后经当时厦门大学的校长王亚南推荐,回到厦大数学系任助教。那时,他每天过着寝室、教室、图书室“三点一线”式生活。
1956年,23岁的陈景润发表一篇题为《关于塔(G.Tarry)问题》的论文,受到华罗庚的称赞欣赏,应邀到北京参加当年8月召开的全国数学论文报告会。“塔内问题”改进了华罗庚在《堆垒素数论》中的结果,显示了杰出的数学才华。次年,陈景润被调往中国科学院数学所工作,短短几年间,他又在圆内整点问题、球内整点问题、华林问题、三维除数问题等方面都取得了突破性的进展。
陈景润回忆在中科院工作的日子时说:“我从一个学校图书资料室的狭小天地走出来,突然置身于全国名家高手云集的专门研究机构,眼界大开,如鱼得水。在数学所党委的直接领导下,在华罗庚教授的亲切指导和帮助下,我在这里充分领略了当时世界上最先进的数论研究成果,使我耳目一新。当时数学所多次举行数论讨论,经过一番苦战,我先后写出了多篇论文。这些成果也凝结着华老的心血,他为我操了不少心,并亲自为我修改论文。我每前进一步都是同华老的帮助和指导分不开的。正是华老的教导和熏陶,激励我逐步地走到解析数论前沿的。他是培养我成长的恩师。”
事情的发展出乎华罗庚的预料,他感到由衷的喜悦。1955年和1957年,王元先后证明了哥德巴赫猜想中的“3+4”和“2+3”;1962年,山东大学的潘承洞与苏联数学家巴尔巴恩分别独立证明了“1+5”;1963年,潘承洞又证明了“1+4”。1965年,陈景润在中国科学院数学研究所写成了《大偶数表示一个素数及一个不超过2个素数的乘积之和》论文。1966年,陈景润在《科学通报》上宣布他证明了“1+2”。文章发表后,立马引起全世界数学家的广泛关注。被公认是对哥德巴赫猜想研究的重大贡献,是筛法理论的光辉顶点。国际著名英国数学家哈伯斯坦将陈景润的成就写进书中,并命名它为“陈氏定理”。
那时,陈景润还住在中关村88号楼单身宿舍,一个6平方米的旧小房间里。更让人觉得不可思议的是,1965年,布赫斯塔勃等证明(1+3)用的是大型高速计算机,陈景润证明(1+2)是独自一个人,用三麻袋多的草稿纸完全手工计算。
当时他将“1+2”证明全文投给《中国科学》,送交闵嗣鹤和王元审查。最熟悉这方面工作的人是王元和潘承洞,但那时,彼此都不敢来往,王元只能独立审查。王元说:“因为这是个大结果,为了慎重起见,我就叫陈景润从早晨到晚上给我讲了三天,有不懂的地方就在黑板上给我解释,讲完了,我确信这个证明是无误的。”审稿意见的签署是如此困难,那时搞纯理论研究被看成搞封建主义、资本主义……“如果支持‘1+2’发表,轻则受到批判,戴上‘复辟封资修’‘反攻倒算’等帽子,重则后果难测。不支持呢,让这样为中华民族争光的数学成果埋没掉,良心上过不去。”王元说,“经过反复思考,我决定支持‘1+2’尽快发表,在‘审稿意见’上写下‘未发现证明有错误。’”闵嗣鹤也支持发表。于是,“1+2”的详细证明终于在1973年3月15日出版的《中国科学》上全文发表。陈景润在这篇论文中写了感谢华罗庚、闵嗣鹤和王元对他的鼓励帮助。
当时,闵嗣鹤对陈景润说:“去年人家证明(1+3)是用了大型的、高速的电子计算机,而你证明(1+2)完全靠自己运算,难怪论文写得长了,太长了。”陈景润也认为自己证明太复杂了,写了两百多页的稿子。数学论文的要求是(一)正确性,(二)简洁性。譬如从北京城里走到颐和园那样,可有许多条路,要选择一条最准确无错误,又最短最好的道路。我那个长篇论文是没有错误,但走了远路,绕了点儿道……”
陈景润又开始了简化证明过程。然而,正当他着手修改长篇论文这个当口,“文化大革命”开始了。老一辈的数学家受到了冲击,陈景润也被认为是成天钻研学问,不关心政治走白专道路的典型。他挣扎着生活,简直不成样子。他阅读,他演算,他思考,健康状况却越来越糟糕,但他从不说。白天在图书馆的小书库角落里,夜晚在煤油灯底下埋头研究。他说:“自从我到数学研究所以来,在严师、名家和组织的培养、教育、熏陶下,我是一个劲儿钻研。怎么还能干别的事?不这样怎么对得起党?在世界数学的数论方面三十多道难题中,我攻了六七道难题,推进了它们的解决。这是我的必不可少的锻炼和必不可少的准备。然后我才能向哥德巴赫猜想挺进。为此,我已经耗尽了我的心血”“我的成果又必须表现在这样的一篇论文中,虽然是专业性质的论文,文字是比较简单的;尽管是相对地严密的,又必须是绝对精确的。若干地方就是属于哲学领域的了。所以我考虑了又考虑,计算了又计算,核对了又核对,改了又改,改个没完。我不记得我究竟改了多少遍?科学的态度应当是最严格的,必须是最严格的。所以我的工作停不下来。我不能停止……”那时,他废寝忘食,昼夜不舍,潜心思考,探测精蕴,进行了大量的运算。一心一意地搞数学,眼窝凹陷了。面颊上也出现了肺结核的红晕。喉头炎严重,咳嗽不停。腹胀、腹痛,难以忍受。有时已人事不知了,却还记挂着数字和符号。1979年,陈景润受邀首次出访美国,为了节省时间,每天的伙食就是牛奶煮面条加鸡蛋。四个月之后,陈景润飞回北京,带回了在美国做研究工作节省下来的7500美元,并全部捐献给了国家,表现了他对祖国的赤子情怀。
法国数学大师安德烈·韦伊对陈景润的精神非常钦佩、称赞道:“陈景润先生做的每一项工作,都好像是在喜马拉雅山山巅上行走,危险,但是一旦成功,必定影响世人”。
永远的怀念
陈景润,这个世界有名的数学家,这个终其一生证明了(1+2)的人,并不像有些人的第一反应那样,是什么“学痴,怪人,不谙世事,组织包办婚姻,没有生活自理能力……”他的妻子由昆说:“先生是个心胸非常大的人,根本不屑也无暇计较”“我敬仰他的品质、人格和精神,他确实是个值得爱的男人。”两人相识时,陈景润45岁,由昆27岁。陈景润是誉满天下的数学家,在解放军309医院疗养,由昆是从武汉来这里进修的医生。相爱后,陈景润曾说他对由昆一见钟情,和由昆共同生活的16年,是陈景润一生中最平静、温馨的时光。2005年3月,陈景润的手稿捐献给中国革命博物馆,由昆在捐赠仪式上说,这应该是“1+2”论文手稿的最佳归宿,是对景润先生逝世两周年的最好纪念。
今天人们也不会忘记摘取数学皇冠上明珠的陈景润。其实,从被选调到数学所以来,他在数学领域里的研究硕果累累,哥德巴赫猜想“1+2”的证明只是其中一个。他的论文《典型域上的多元复变函数论》1957年1月获国家发明一等奖,并出版了中、俄、英文版专著;1957年出版《数论导引》;1959年莱比锡首先用德文出版《指数和的估计及其在数论中的应用》,后又出版了俄文和中文版;1963年他和他的学生万哲先合写《典型群》出版。他发起创建了计算机技术研究所,也是中国最早主张研制电子计算机的科学家之一。1998年,应江西教育出版社之邀,王元和潘承洞共同收集了陈景润在各个时期的主要论文,编辑出版了《陈景润文集》。由此可见,陈景润不但在数学领域有极高的天分,在科学领域也具有远见卓识的眼光。
1999年10月26日,“陈景润星”命名仪式在北京人民大会堂举行。这是中国科学院北京天文观测中心施密特CCD小行星项目组,发现的国际永久编号“7681”的小行星。为了纪念这位伟大的数学家,把这颗小行星命名为“陈景润星”。1996年,陈景润去世。他的墓碑是“1+2”的造型,“1”是红色的,代表赤诚之心;“2”是白色的,代表洁白的一生;下面一部分是灰色和黑色的,代表他这一生所受的苦难。
陈景润在攻关