张益堂的数学之旅

未知数学家的好奇心和坚持带来根本性突破

一年前的四月,编辑们数学由该研究所和普林斯顿大学共同出版的杂志,收到了一封电子邮件,其中有一位不知名数学家的投稿。"质数间有界间隙"作者Yitang张他是新罕布什尔大学的兼职教授,立即引起了编辑和数学学院教授的注意。这篇论文是由当时访问该研究所的数学家评议的,三周后,论文以异乎寻常的加快速度被接受。

“他不是一个以前做过很多事情的人,”他说彼得Sarnak他是数学学院的教授。“没有人认识他。多亏了裁判程序,早在报纸听说之前,该研究所就已经有了很多共鸣。他的结果是惊人的。”

在他提交论文一个月后,他的研究结果发表在了《中国科学院学报》上《纽约时报》,“解开质数之谜”,以及随后的出版物。张定理涉及到孪生素数猜想,它断言有无限个质数只差两个数。这样的配对在数轴的开头更为频繁,而在较大的数字中则较少。

张的结果并没有证明存在无限个孪生素数;相反,它给出了一个有限的上界——7000万——在这个上界内,质数对之间的间隔无限经常地存在。他的工作依赖于研究所教师和成员的研究结果,特别是Bombieri-Vinogradov定理命名的部分原因Enrico Bombieri,该学院名誉教授。去年秋天,张立即被邀请做了一场题为“等差数列中质数的分布及其应用”的讲座,并接受了春季学期会员的邀请。

Bombieri- vinogradov定理的深度扩展已经通过Bombieri和前研究所成员Henryk Iwaniec和John Friedlander以及Étienne Fouvry的努力得到了发展。萨尔纳克说:“但延长时间不够灵活,无法大规模使用。”“张勇让它在技术上具有灵活性,以一种引人注目的方式应用于有边界的缝隙。”

在巧妙而持久的努力下,张继科结合了皮埃尔Deligne他对Bombieri-Vinogradov定理进行了深入的推广,并由前成员进行了工作丹尼尔GoldstonJanos Pintz,杰姆Yildirim在有界间隙上。

“我很早就知道这个(双素数)问题,那时我还是上海的一名小学生,”张说。“我对很多数学问题都很感兴趣,不仅是这个,还有很多数论问题,当然还有质数。”

“在那个时候,很难找到一个受过大学教育的人,”张说。“很难找到一本书。”他没有上过初中或高中,而是用革命前从当地一所高中收集的书籍自学数学。

后来他考上了北京大学,在那里他是一名优秀学生,获得了学士和硕士学位。萨尔纳克说:“我在中国见到了他的导师,导师为他感到非常自豪,他说张朝阳是他毕业那一年最有前途的学生。”“我认为,他一直被认为很有才华,但他的不同寻常之处在于,他不做增量式的事情。他非常专注于数学,他不会被其他事情分心。他非常专注。”

张在普渡大学获得了博士学位,1999年,他搬到了新罕布什尔州,他的一些北京大学的同学在那里工作,并帮助他找到了一份工作。他曾做过会计,也在赛百味(Subway)三明治店工作过。

“我是为数学而生的,”张说。“多年来,情况并不容易,但我没有放弃。我只是继续前进,继续前进。好奇心是最重要的——正是它使数学成为我生活中不可或缺的一部分。”

张花了三年时间研究有界间隙问题。2012年7月3日,他在科罗拉多州拜访一个朋友家时,取得了重大突破。“我试着让它真正成为一个假期。我没有带任何书、笔记、纸张,也没有带电脑。我不用笔,”张说。“但我还是无法完全摆脱这种感觉。有时我还是会去想这一点,这一个小缺口。我们怎么过河呢?”当他正等着去听朋友指挥的交响乐音乐会时,他走进后院开始找鹿。“有时候会有很多鹿,”张说。 “I didn’t see any deer, but I got the idea.”

他花了八个多月的时间才把它提交给《编年史》。他说他并不觉得很兴奋;他感到平静。“我花了很多时间检查所有的细节,简化了很多很多点,”张说。“有人问我,‘你在那段时间能睡觉吗?’我说,‘是的,我睡得很好。’”

他认识的人都不懂这个作品,所以除了他自己,没有人能帮他检查。他写完后等了两个月才提交。张说:“我告诉自己,我应该非常小心,仔细检查所有事情。”“这花了很长时间。”

他没有料到他的论文这么快就被接受了。在被录取的第二天,他收到了许多电子邮件,随后是邀请函。“我接受了一些邀请,”张说,“但我想做的是尽量保持安静,过一种非常安静、非常平静的生活。”

在研究所,张一直在研究一个非常困难的问题,与零的间距黎曼ζ函数,如果解决了这个问题,将会有惊人的应用。萨尔纳克说:“许多人都在研究这个问题,并认为他们已经解决了这个问题,但它非常难以捉摸。”他说:“张磊已经研究了很多年。他已经证明了他能够以一种非常顽固的方式坚持某件事,这就是做这样的事情所需要的。他从不放弃。他喜欢一个人工作,而研修所是他这样做的理想环境。”

与此同时,张的有界间隙定理已经用更基本的方式证明了吗詹姆斯·梅纳德他是蒙特利尔大学的博士后。他的证明主要是基于Selberg筛最近的方面Selberg学校里的教授。梅纳德在春季访问了国际会计学会,就他的研究结果举办了一个名为“质数之间的小差距”的研讨会。萨尔纳克说:“所以这是另一个冲击。“就质数之间的差距而言,梅纳德的工作在不同的层面上同样引人注目,尽管张的工作非常壮观。第一个总是最重要的。张的突破首先被用于这种有界间隙的背景下,它将被用于许多其他方面。这是一个非常基本的定理。”

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