智商比愛因斯坦、霍金更高的數學天才:陶哲軒的傳奇成長故事

數學 陶哲軒 愛因斯坦 幼兒園 大學 一起成長2009 2018-11-29

從幼年開始,他就被“天才”、“神童”、“歎為觀止”、“難以置信”等與神奇相關的詞語包圍:兩歲就用積木教更大的孩子如何數數;9歲開始學大學數學課程;13歲成為國際數學奧林匹克(IMO)迄今最年輕的金牌獲得者;20歲獲普林斯頓大學博士學位;24歲成為正教授;31歲獲被譽為“數學界諾貝爾獎”的菲爾茲獎。

所到之處,他會受到搖滾歌星一樣的禮遇;他被看作世界上最強大的“數學智囊”;當其他數學家被問題卡住時,他是他們眼中最佳“救火員”和最好的合作者。

他就是陶哲軒,世界頂尖華裔數學家。

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然而,這就是陶哲軒?

在他的朋友看來,即使沒有榮譽滿身,他仍是一個快樂的精靈,時時刻刻神采飛揚、活力四射。在他身上,總有一個好奇孩子的影子,有著機靈的眼睛、純淨的笑容。他言行中的睿智謙遜、文雅坦誠,像三月的陽光燦爛在和煦的春風中。

在他自己看來,長大之後最看中的是生命中的快樂,可以忘卻的是所謂的“神童”稱號,不可忘卻的是從一名天才少年成長為卓越數學家所經歷的坎坷與付出。

家庭

1972年,出生於上海、畢業於香港大學的父親陶象國和母親樑蕙蘭從香港移民到了澳大利亞,居住在風景優美的南部港口都市阿得雷德。來澳之前,陶象國是一名兒科醫生,在校期間就是物理和數學專業高材生的樑蕙蘭,大學畢業後曾做過中學數學教師。1975年7月17日,在來到澳大利亞3年後,他們有了自己的第一個孩子——陶哲軒,他們親暱地叫他Terry。從此,為了撫養孩子,樑蕙蘭不再工作。陶哲軒會說廣東話。但他只到過香港和大陸兩次。一次是兩歲時跟父母到香港旅行,而另外一次是2009年12月參加丘成桐中學數學獎比賽而到中國大陸。

陶哲軒還有兩個弟弟,其中一位有自閉症,是澳大利亞的國際象棋冠軍,並且擁有非凡的音樂才能。這兩個弟弟同時參加了1995年多倫多國際奧數。他們解題時採用同樣的方法,得到同樣的分數,最終雙雙獲得銅牌。

私立小學

陶哲軒兩歲時,父母就發現了他在數學方面的早慧,對數字非常著迷,還試圖教別的孩子用數字積木進行計算。於是,他3歲半時被送進一所私立小學。然而,儘管智力明顯超常,但他卻不懂得如何與比自己大兩歲的孩子相處,而學校的老師面對這種狀況也束手無策。

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幼兒園

幾星期後,父母明智地將小哲軒送回了幼兒園。陶象國夫婦從這次失敗經歷中吸取的一個寶貴教訓是:培養孩子一定要和孩子的天分同步,太快太慢都不是好事。幼兒園裡有陶哲軒的同齡人。但在幼兒園的一年半時間裡,他由母親指導,自學了幾乎全部的小學數學課程。母親更多是對他進行啟發,而不是進行填鴨式的教育。而陶哲軒更喜歡的也似乎是自學,他貪婪地閱讀了許多數學書。陶象國夫婦還開始閱讀天才教育的書籍,並且加入了南澳大利亞天才兒童協會。陶哲軒也因此結識了其他的天才兒童。他們決心無論付出多少,都要造就這個有天分的孩子的成功。

再入小學

5歲生日過後,陶哲軒再次邁進了小學的大門。這一次,父母考察當地很多學校後,最終選擇了離家2英里外的一所公立學校。這所小學的校長答應他們,為陶哲軒提供靈活的教育方案。剛進校時,陶哲軒和二年級孩子一起學習大多數課程,數學課則與5年級孩子一起上。

7歲時,陶哲軒開始自學微積分。“這不是我們逼他看的,是他自己感興趣。”陶象國說。而小學校長也意識到小學數學課程已經無法滿足陶哲軒的需要,在與陶象國夫婦討論之後,他成功地說服附近一所中學的校長,讓陶哲軒每天去中學聽一兩堂數學課。不久,小哲軒出了自己的第一本書,內容是關於用Basic程序計算完全數。

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中學

陶哲軒8歲半升入中學。8歲零10個月時,陶哲軒曾參加一項數學才能測試,得了760分的高分。在美國,十七八歲的學生中只有1%能夠達到750分,而8 歲的孩子裡面還沒有人超過700分。9歲半時,他有三分之一時間在離家不遠的弗林德斯大學學習數學和物理。他開始以出色的數學競技考試成績頻頻引起轟動。

這期間,美國約翰·霍普金斯大學的一位教授將陶象國夫婦和陶哲軒邀請到美國,遊歷了三個星期。夫婦倆曾請教費弗曼和其他數學家,陶哲軒是否真的是天才。“還好我們做了肯定答覆,否則今天我們會覺得自己是傻瓜。”費弗曼回憶說。

一年後,陶象國夫婦面臨一個重大抉擇:陶哲軒什麼時候升入大學?格羅斯教授在她的論文中寫道,陶哲軒的智商介於220至230之間,如此高的智商百萬人中才會有一個,他也完全有能力在12歲生日前讀完大學課程,打破當時最年輕大學畢業生的記錄。

但陶哲軒的父母覺得沒有必要僅僅為了一個所謂的記錄就讓孩子提前升入大學,希望他在科學、哲學、藝術等各個方面打下更堅實的基礎。讓他對數學的熱愛隨著心智的成熟而慢慢熾烈,孩子將來的前景才會更加廣闊。

此外,陶象國認為,讓陶哲軒在中學階段多呆3年,同時先進修一部分大學課程,等到升入大學以後,他才可以有更多的時間去做一些自己感興趣的事情,去創造性地思考問題。

陶哲軒的數學生涯也並非一帆風順。9歲多時,他未能入選澳大利亞隊,去參加國際數學奧林匹克競賽。

但接下來三年中,他先後三次代表澳大利亞參賽,分別獲得銅牌、銀牌和金牌。他在1988年獲得金牌時,尚不滿 13歲,這一紀錄至今無人打破。

儘管有掩飾不住的天賦,小哲軒仍像其他孩子一樣透著稚氣,還有很多的煩惱。比如,他有愛咬圓珠筆筆頭的壞習慣,有時會發脾氣,常常丟三落四。他的一位老師說:“Terry過去常常剛學了閱讀和拼寫課程之後,就跑過來上數學課。他在一個個教室之間跑來跑去的,經常在每處都落下點什麼。一天他跑過來,兩手空空,這回可是丟了不少東西。這孩子幾乎要哭出來了:‘我什麼東西都找不著!’”

在父母的幫助下,他克服了很多壞毛病,老師的諄諄教導也讓他受益匪淺。一位高中時教他“普通常識”課程的老師讓他印象深刻。有幾次,小哲軒抱怨生活不容易,因為自己總得在不同的教室間跑來跑去,人們總是期待他知道這個知道那個,甚至弟弟還在他的東西上亂塗亂畫。那位老師告訴他:“澳大利亞一位前總理說過,人生原本不易。”她教導小哲軒,人們都會在生活的某些方面獲得某種成功,更多的卻是被煩惱和失敗的情緒圍繞,但是,應當多想些樂觀的方面,把挫折看作是給自己上了一課,挫折會給未來增添希望。小哲軒將這些話深深記在了心裡。

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大學

陶哲軒14歲時正式進入他中學時去聽課的弗林德斯大學,16歲獲得該校榮譽理科學位,僅一年後就取得了碩士學位。17歲時,他來到美國,開始攀登數學高峰,在普林斯頓大學師從沃爾夫獎獲得者埃利亞斯·施泰因,21歲獲得博士學位,24歲成為加州大學洛杉磯分校的終身數學教授。 據《探索》報道,33歲的陶哲軒是美國研究成果最多、最受尊敬的數學家之一。

在陶哲軒的研究生涯裡,他被數學界公認為是調和分析、偏微分方程、組合數學、解析數論、算術數論等接近10個重要數學研究領域裡的大師級年輕高手,這些方向都是數學發展中極熱的生長點。

此外,他的研究領域還涉及工科,在照相機的壓縮傳感原理(調和分析在實際中的應用)方面獲得了突破性成果。曾經很長一段時間,每天早晨,他和加州科技研究所的以馬利·坎迪斯教授在幼兒園碰頭,他們的孩子在同一所幼兒園,送孩子是他們每天的第一項工作。隨後他們一起去研究所,共同開展這項軍隊極想用於勘測,而工程師可以由此開發出用於核磁共振成像、天文儀器和數碼相機領域更尖端、更有效的成像技術的研究。

陶哲軒另一項著名的成果是與本·格林合作用質數級數解決了一個由歐幾里得提出的與“孿生質數”相關的猜想:一些質數數列間等差,如3、7、11之間,均差4;而數列中下一個數15則不是質數。這個已經有2300年曆史的數學懸案,強烈吸引了他的興趣,他與同伴甚至證明了即使在無窮大的質數數列中,也能找到這樣的等差數列段,這個發現被命名為“格林—陶定理”。

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如今,他定居在美國陽光明媚的南加州。妻子勞拉是他任教不久後班上聽他課的一位小她3歲的韓國女孩,現在是美國國家航空和宇宙航行局動力推進實驗室的一名工程師。

兒子威廉與父親一樣,從小就表現出了對數學的天賦與興趣,但陶哲軒並不想逼兒子跟自己一樣將來也做數學家。他認為,除了數學,這個世界還有很多不同而且有趣的東西。也許,相對遺傳給兒子天賦,他更希望像自己的父親一樣,把兒子的快樂放在最重要的位置。

智商比愛因斯坦、霍金更高的數學天才:陶哲軒的傳奇成長故事

對於自己走過的數學之路,陶哲軒這樣總結:“當我是小學生時,形式運算的抽象美及其令人驚歎的、通過簡單法則的重複而得出非凡結果的能力吸引了我;當我是高中生時,通過競賽,我把數學當作一項運動,並享受解答設計巧妙的數學趣味題和揭開每一個奧妙的‘竅門’時的快樂;當我是大學生時,接觸到構成現代數學核心的豐富、深刻、迷人的理論和體系,使我頓起敬畏之心;當我是研究生時,我為擁有自己的研究課題而感到驕傲,並從對以前未解決的問題提供原始性證明的過程中得到無與倫比的滿足。直到開始作為一名研究型數學家的職業生涯後,我才開始理解隱藏在現代數學理論和問題背後的直覺力及原動力……直到最近,當我瞭解了足夠多的數學領域後,才開始理解整個現代數學的努力方向及其與科學和其他學科的聯繫。”

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