高中成績一般,22歲卻成爲最年輕教授!揭祕數學天才劉路

曾幾何時,他是奧數班的掉隊生,那個同學眼中講話滿口機械味的理科「怪人」,學習成績一般般,他的人生幾乎沒有任何值得驕傲的時刻,不過是個普普通通形同路人的小孩。

一切的改變都只因為兩個字:「專注」。

“我認為最好的學習方法是興趣,只要有興趣,就能迎難而上。不要太注重分數和結果。”劉路說,高中時他常會因為做出別人沒有做出的題,或因為解題方法比較新穎受表揚,就會覺得很開心,這是數學帶來的樂趣。

高中成績一般,22歲卻成為最年輕教授!揭秘數學天才劉路

“劉嘉憶”是劉路向國外雜誌投稿時用的名字。1989年生,祖籍大連,父親在國有企業後勤部門工作,母親是一家企業的工程師,良好的家庭環境培養了他對理工科尤其是數學的熱愛。

自認為“父母並沒有給予他數學方面的遺傳基因和教育,自己上小學時也沒有對數學表現出特別的愛好。”“如果要說我與同齡人有什麼不同之處的話,那就是我對數學的特別關注。”,“上初中時,一些同學還在為數學教科書上的習題抓耳撓腮時,我就開始自學數論了。”數論就是指研究整數性質的一門理論。劉嘉憶說,當時,對其他同學來說,看初等數論中的整除理論、同餘理論、連分數理論像是在看“天書”,而他卻學得津津有味。

劉路自小就愛好數學、物理等自然學科。在大連格致中學讀初中時,劉路讀完了《古今數學思想集》的前兩冊,這套書一共4冊,全面論述了數學思想的歷史來源。

2005年,劉路從大連格致中學畢業後,進入大連育明高中學習,在育明高中,劉路的名字常常在班級成績單的兩端出現,好的時候能排名班級十幾名,差的時候倒數七八名。劉路的數學成績並不是很突出,文科比較薄弱。"老實講,我從來沒想過,自己能取得這麼大的成就。 "不善言辭的劉路說,數學對他而言,是一種興趣,他對愛好的追求甚至有些偏執。曾任劉路高中班主任的田巨坤說,劉路讀高二時,曾經在課堂上偷看一本厚厚的書。當時,田巨坤還以為劉路在看小說。可走近一看,劉路竟然在自學大學高等數學教材。此時,劉路才承認,已經自學完成了所有高中數學課程。

2008年,在他的高考志願表上,從一本到三本,他全部只填寫了數學專業,因為對他來說,將興趣進行到底,學習自己最喜歡的專業,才是最幸福的。父母對他的考試成績從沒有過多要求,因此他從未因成績受到懲罰或獲得獎勵。這種家庭教育方式,恰好培養了他淡然處之的性格。

高中成績一般,22歲卻成為最年輕教授!揭秘數學天才劉路

2008年,劉嘉憶以優異的成績考上中南大學數學科學與計算技術學院。按說,有了紮實的數學基礎,劉嘉憶應該在同學面前嶄露頭角,但每次數學考試,他的成績並不拔尖。在學校裡,他每天進出入圖書館,每日在寢室閱讀從圖書館借的全英文數學書籍,一直讀到深夜。同學問他題目,發現他的思路與他人不一樣,還會用更簡單的方法來計算或解釋。

大二,劉路開始研究數理邏輯。數理邏輯是數學基礎的一個不可缺少的組成部分。相對其他數學課程,他對此表現出特別的偏愛。他的任課老師也看出了他的不一般,給予他許多指導和鼓勵。何偉教授在組合學課程中提及拉姆齊二染色定理——這正是劉嘉憶幾個月來冥想苦思的問題。從此,他更堅定了攻克這個難題的信心。

2010年8月,酷愛數理邏輯的劉嘉憶在自學反推數學的時候,第一次接觸到這個問題,並在閱讀大量文獻時發現,海內外不少學者都在進行反推數學中的拉姆齊二染色定理的證明論強度的研究。這是由英國數理邏輯學家西塔潘於上個世紀90年代提出的一個猜想,10多年來許多著名研究者一直努力都沒有解決。

同年10月的一天,劉嘉憶突然想到利用之前用到的一個方法稍作修改便可以證明這一結論,連夜將這一證明寫出來,投給了數理邏輯國際權威雜誌《符號邏輯雜誌》。

一個月後,劉路收到漢斯傑弗德發來的E-mail:"我是過去眾多研究該問題而無果者之一,看到這一問題最終解決感到非常高興,特別是你的證明如此漂亮,請接受我對你的研究成果的祝賀! "芝加哥大學博士達米爾·扎法洛夫認為:"這是一個重要的結果,促進了反推數學和計算性理論方面的研究。 "

2010年,中南大學宣佈劉路證明了英國數理邏輯學者西塔潘(英語:David Seetapun)提出的西塔潘猜想。其論文名為"RT_2^2 does not imply WKL_0",發表在《符號邏輯雜誌》(Journal of Symbolic Logic)2012年第二期609-602頁。“其實,我在思考這個命題時好像靈光一現,論證倒沒有花費太多的時間。”劉嘉憶說,“如果一定要總結點什麼,可能與我平時的積累有關吧。”

2011年5月,由北京大學、南京大學和浙江師範大學聯合舉辦的邏輯學術會議在浙江師範大學舉行,還是大三學生的劉嘉憶應邀參加了這次會議,報告了他對目前反推數學中的拉姆齊二染色定理的證明論強度的研究。劉嘉憶的報告給這一懸而未決的公開問題一個肯定的回答,徹底解決了西塔潘的猜想。

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2011年7月,中南大學博士生導師侯振挺教授瞭解劉嘉憶的情況後,千方百計為他創造條件,鼓勵他參加有代表性的學術會議,並收他為徒,共同探討學術問題。

中國科學院院士李邦河、丁夏畦、林群得知劉嘉憶的成就後,分別向教育部有關部門負責同志寫信推薦。在信中他們說,劉嘉憶同學在大三的時候就已經獨立解決了重要的數學難題,可見他是難得一見的傑出數學人才。

2011年9月16日,美國芝加哥大學數理邏輯學術會議邀請12位專家、學者作學術報告,劉嘉憶作為亞洲高校唯一一位代表在會上作了40分鐘報告。

2012年,為了讓劉嘉憶儘快進入該領域的學習和研究工作,中南大學決定立即錄取為碩、博連讀的研究生或直接攻讀博士學位。

2012年3月20日,中南大學校長張堯學宣佈破格聘任攻克國際數學難題的在讀學生劉路為中南大學正教授級研究員。根據校方規定,劉路獲得100萬元的獎勵,其中50萬元用於改善科研條件,50萬元用於改善生活條件,並由學校推薦其參加國家“青年千人計劃”的評選。

高中成績一般,22歲卻成為最年輕教授!揭秘數學天才劉路

2014年其論文《避免計算——閉集上的所有成員》最近在國際數學權威雜誌《美國數學學會會刊》發表。 主要將原來用於解決"西塔潘猜想"的方法進行推廣並應用到其他問題中,其間,根據審稿人的意見進行了兩次大的修改,去年年底被《美國數學學會會刊》接受。《美國數學學會會刊》雜誌評審認為:作者在前一篇論文中,證明了RT2不蘊含WKL0,從而解決反推數學中最懸而未決的問題之一。這篇論文是前一篇論文的續接,作者改進了前一篇論文中的技術,並將結論從不蘊含WKL0推廣到更弱的系統WWKL0,同時給出了涉及反推數學和算法隨機性理論的一些結果的新的證明,不僅僅是提供一個巧妙的證明而是發明了一個全新的技術,更深入地闡述了這個技術的基本原理和它的應用,該技術完全能夠給數個領域帶來更多的結果,廣泛引起了數理邏輯數個領域的專家們的興趣,是計算理論和相關領域近年來最重要的貢獻之一。

高中成績一般,22歲卻成為最年輕教授!揭秘數學天才劉路

劉路不墨守成規,但凡喜歡做的事,都會堅持。 "我對科學的熱愛是天然的,幾乎沒有任何功利心。我跟著自己的感覺走,並沒有過多地考慮前途、命運和後果。對於我來說,學習數學就是一種玩。 "劉路說,在大學校園,也面對各種壓力,比如升學的壓力,就業的壓力,他覺得自己比較好的一點就是對這些都看得比較淡,"我一直以來都只做我喜歡做的事情,我喜歡數學,所以我覺得自己能夠靜下心來做些研究。 "

劉嘉憶坦言,除了數學,還喜歡物理,但他權衡了一下,物理需要做大量的試驗,需要成本,對一個學生來說還沒那麼多資金。他還喜歡心理學,他曾設計了一組關於認知的心理實驗,然而他更熱衷於數理邏輯。他說這些等到他40歲以後再來做,40歲以前要攻數學。

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