智商比爱因斯坦、霍金更高的数学天才:陶哲轩的传奇成长故事

从幼年开始,他就被“天才”、“神童”、“叹为观止”、“难以置信”等与神奇相关的词语包围:两岁就用积木教更大的孩子如何数数;9岁开始学大学数学课程;13岁成为国际数学奥林匹克(IMO)迄今最年轻的金牌获得者;20岁获普林斯顿大学博士学位;24岁成为正教授;31岁获被誉为“数学界诺贝尔奖”的菲尔兹奖。

所到之处,他会受到摇滚歌星一样的礼遇;他被看作世界上最强大的“数学智囊”;当其他数学家被问题卡住时,他是他们眼中最佳“救火员”和最好的合作者。

他就是陶哲轩,世界顶尖华裔数学家。

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然而,这就是陶哲轩?

在他的朋友看来,即使没有荣誉满身,他仍是一个快乐的精灵,时时刻刻神采飞扬、活力四射。在他身上,总有一个好奇孩子的影子,有着机灵的眼睛、纯净的笑容。他言行中的睿智谦逊、文雅坦诚,像三月的阳光灿烂在和煦的春风中。

在他自己看来,长大之后最看中的是生命中的快乐,可以忘却的是所谓的“神童”称号,不可忘却的是从一名天才少年成长为卓越数学家所经历的坎坷与付出。

家庭

1972年,出生于上海、毕业于香港大学的父亲陶象国和母亲梁蕙兰从香港移民到了澳大利亚,居住在风景优美的南部港口都市阿得雷德。来澳之前,陶象国是一名儿科医生,在校期间就是物理和数学专业高材生的梁蕙兰,大学毕业后曾做过中学数学教师。1975年7月17日,在来到澳大利亚3年后,他们有了自己的第一个孩子——陶哲轩,他们亲昵地叫他Terry。从此,为了抚养孩子,梁蕙兰不再工作。陶哲轩会说广东话。但他只到过香港和大陆两次。一次是两岁时跟父母到香港旅行,而另外一次是2009年12月参加丘成桐中学数学奖比赛而到中国大陆。

陶哲轩还有两个弟弟,其中一位有自闭症,是澳大利亚的国际象棋冠军,并且拥有非凡的音乐才能。这两个弟弟同时参加了1995年多伦多国际奥数。他们解题时采用同样的方法,得到同样的分数,最终双双获得铜牌。

私立小学

陶哲轩两岁时,父母就发现了他在数学方面的早慧,对数字非常着迷,还试图教别的孩子用数字积木进行计算。于是,他3岁半时被送进一所私立小学。然而,尽管智力明显超常,但他却不懂得如何与比自己大两岁的孩子相处,而学校的老师面对这种状况也束手无策。

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幼儿园

几星期后,父母明智地将小哲轩送回了幼儿园。陶象国夫妇从这次失败经历中吸取的一个宝贵教训是:培养孩子一定要和孩子的天分同步,太快太慢都不是好事。幼儿园里有陶哲轩的同龄人。但在幼儿园的一年半时间里,他由母亲指导,自学了几乎全部的小学数学课程。母亲更多是对他进行启发,而不是进行填鸭式的教育。而陶哲轩更喜欢的也似乎是自学,他贪婪地阅读了许多数学书。陶象国夫妇还开始阅读天才教育的书籍,并且加入了南澳大利亚天才儿童协会。陶哲轩也因此结识了其他的天才儿童。他们决心无论付出多少,都要造就这个有天分的孩子的成功。

再入小学

5岁生日过后,陶哲轩再次迈进了小学的大门。这一次,父母考察当地很多学校后,最终选择了离家2英里外的一所公立学校。这所小学的校长答应他们,为陶哲轩提供灵活的教育方案。刚进校时,陶哲轩和二年级孩子一起学习大多数课程,数学课则与5年级孩子一起上。

7岁时,陶哲轩开始自学微积分。“这不是我们逼他看的,是他自己感兴趣。”陶象国说。而小学校长也意识到小学数学课程已经无法满足陶哲轩的需要,在与陶象国夫妇讨论之后,他成功地说服附近一所中学的校长,让陶哲轩每天去中学听一两堂数学课。不久,小哲轩出了自己的第一本书,内容是关于用Basic程序计算完全数。

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中学

陶哲轩8岁半升入中学。8岁零10个月时,陶哲轩曾参加一项数学才能测试,得了760分的高分。在美国,十七八岁的学生中只有1%能够达到750分,而8 岁的孩子里面还没有人超过700分。9岁半时,他有三分之一时间在离家不远的弗林德斯大学学习数学和物理。他开始以出色的数学竞技考试成绩频频引起轰动。

这期间,美国约翰·霍普金斯大学的一位教授将陶象国夫妇和陶哲轩邀请到美国,游历了三个星期。夫妇俩曾请教费弗曼和其他数学家,陶哲轩是否真的是天才。“还好我们做了肯定答复,否则今天我们会觉得自己是傻瓜。”费弗曼回忆说。

一年后,陶象国夫妇面临一个重大抉择:陶哲轩什么时候升入大学?格罗斯教授在她的论文中写道,陶哲轩的智商介于220至230之间,如此高的智商百万人中才会有一个,他也完全有能力在12岁生日前读完大学课程,打破当时最年轻大学毕业生的记录。

但陶哲轩的父母觉得没有必要仅仅为了一个所谓的记录就让孩子提前升入大学,希望他在科学、哲学、艺术等各个方面打下更坚实的基础。让他对数学的热爱随着心智的成熟而慢慢炽烈,孩子将来的前景才会更加广阔。

此外,陶象国认为,让陶哲轩在中学阶段多呆3年,同时先进修一部分大学课程,等到升入大学以后,他才可以有更多的时间去做一些自己感兴趣的事情,去创造性地思考问题。

陶哲轩的数学生涯也并非一帆风顺。9岁多时,他未能入选澳大利亚队,去参加国际数学奥林匹克竞赛。

但接下来三年中,他先后三次代表澳大利亚参赛,分别获得铜牌、银牌和金牌。他在1988年获得金牌时,尚不满 13岁,这一纪录至今无人打破。

尽管有掩饰不住的天赋,小哲轩仍像其他孩子一样透着稚气,还有很多的烦恼。比如,他有爱咬圆珠笔笔头的坏习惯,有时会发脾气,常常丢三落四。他的一位老师说:“Terry过去常常刚学了阅读和拼写课程之后,就跑过来上数学课。他在一个个教室之间跑来跑去的,经常在每处都落下点什么。一天他跑过来,两手空空,这回可是丢了不少东西。这孩子几乎要哭出来了:‘我什么东西都找不着!’”

在父母的帮助下,他克服了很多坏毛病,老师的谆谆教导也让他受益匪浅。一位高中时教他“普通常识”课程的老师让他印象深刻。有几次,小哲轩抱怨生活不容易,因为自己总得在不同的教室间跑来跑去,人们总是期待他知道这个知道那个,甚至弟弟还在他的东西上乱涂乱画。那位老师告诉他:“澳大利亚一位前总理说过,人生原本不易。”她教导小哲轩,人们都会在生活的某些方面获得某种成功,更多的却是被烦恼和失败的情绪围绕,但是,应当多想些乐观的方面,把挫折看作是给自己上了一课,挫折会给未来增添希望。小哲轩将这些话深深记在了心里。

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大学

陶哲轩14岁时正式进入他中学时去听课的弗林德斯大学,16岁获得该校荣誉理科学位,仅一年后就取得了硕士学位。17岁时,他来到美国,开始攀登数学高峰,在普林斯顿大学师从沃尔夫奖获得者埃利亚斯·施泰因,21岁获得博士学位,24岁成为加州大学洛杉矶分校的终身数学教授。 据《探索》报道,33岁的陶哲轩是美国研究成果最多、最受尊敬的数学家之一。

在陶哲轩的研究生涯里,他被数学界公认为是调和分析、偏微分方程、组合数学、解析数论、算术数论等接近10个重要数学研究领域里的大师级年轻高手,这些方向都是数学发展中极热的生长点。

此外,他的研究领域还涉及工科,在照相机的压缩传感原理(调和分析在实际中的应用)方面获得了突破性成果。曾经很长一段时间,每天早晨,他和加州科技研究所的以马利·坎迪斯教授在幼儿园碰头,他们的孩子在同一所幼儿园,送孩子是他们每天的第一项工作。随后他们一起去研究所,共同开展这项军队极想用于勘测,而工程师可以由此开发出用于核磁共振成像、天文仪器和数码相机领域更尖端、更有效的成像技术的研究。

陶哲轩另一项著名的成果是与本·格林合作用质数级数解决了一个由欧几里得提出的与“孪生质数”相关的猜想:一些质数数列间等差,如3、7、11之间,均差4;而数列中下一个数15则不是质数。这个已经有2300年历史的数学悬案,强烈吸引了他的兴趣,他与同伴甚至证明了即使在无穷大的质数数列中,也能找到这样的等差数列段,这个发现被命名为“格林—陶定理”。

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如今,他定居在美国阳光明媚的南加州。妻子劳拉是他任教不久后班上听他课的一位小她3岁的韩国女孩,现在是美国国家航空和宇宙航行局动力推进实验室的一名工程师。

儿子威廉与父亲一样,从小就表现出了对数学的天赋与兴趣,但陶哲轩并不想逼儿子跟自己一样将来也做数学家。他认为,除了数学,这个世界还有很多不同而且有趣的东西。也许,相对遗传给儿子天赋,他更希望像自己的父亲一样,把儿子的快乐放在最重要的位置。

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对于自己走过的数学之路,陶哲轩这样总结:“当我是小学生时,形式运算的抽象美及其令人惊叹的、通过简单法则的重复而得出非凡结果的能力吸引了我;当我是高中生时,通过竞赛,我把数学当作一项运动,并享受解答设计巧妙的数学趣味题和揭开每一个奥妙的‘窍门’时的快乐;当我是大学生时,接触到构成现代数学核心的丰富、深刻、迷人的理论和体系,使我顿起敬畏之心;当我是研究生时,我为拥有自己的研究课题而感到骄傲,并从对以前未解决的问题提供原始性证明的过程中得到无与伦比的满足。直到开始作为一名研究型数学家的职业生涯后,我才开始理解隐藏在现代数学理论和问题背后的直觉力及原动力……直到最近,当我了解了足够多的数学领域后,才开始理解整个现代数学的努力方向及其与科学和其他学科的联系。”

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