生平
安德魯·懷爾斯(Andrew Wiles)(公元1953年4月11日─)是當(dāng)代有名的英國數(shù)學(xué)家。 1974年畢業(yè)于牛津大學(xué)默頓學(xué)院。 1977年在劍橋大學(xué)克萊爾學(xué)院獲博士學(xué)位。其后任克萊爾學(xué)院初級(jí)研究員及哈佛大學(xué)助理教授。 1981年到美國普林斯頓高等研究院任研究員。 1982年任普林斯頓大學(xué)(Princeton University)教授, 1988─1990年任牛津大學(xué)皇家學(xué)會(huì)研究教授。 1989年當(dāng)選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。 1994年以后任普林斯頓大學(xué)歐根u2027希金斯(Eugene Higgins)講座教授。
貢獻(xiàn)
懷爾斯對(duì)數(shù)學(xué)的最大貢獻(xiàn)是證明了歷時(shí)350多年的、著名的費(fèi)馬猜想。 在此之前,他于1977年和科茨(Coates)共同證明了橢圓曲線中最重要的猜想──伯奇─斯溫耐頓─代爾(Birch-Swinnerton-Dyer)猜想的特殊情形(即對(duì)于具有復(fù)數(shù)乘法的橢圓曲線);1984年和馬祖爾(Mazur)一起證明了巖澤理論中的主猜想。在這些工作的基礎(chǔ)上,他于1994年通過證明半穩(wěn)定的橢圓曲線的谷山─志村─韋伊猜想,從而完全證明了費(fèi)馬最后定理。
獎(jiǎng)項(xiàng)
1996年當(dāng)選為美國國家科學(xué)院外籍院士并獲該科學(xué)院數(shù)學(xué)獎(jiǎng); 1996年還獲歐洲的奧斯特洛夫斯基獎(jiǎng)和瑞典科學(xué)院舍克獎(jiǎng)、法國的費(fèi)馬獎(jiǎng); 1997年獲美國數(shù)學(xué)會(huì)科爾獎(jiǎng), 1997年最終獲得1908年沃爾夫斯科爾(Wolfskehl)為解決費(fèi)馬猜想而設(shè)置的10萬馬克獎(jiǎng)金。 由于他在費(fèi)馬最后定理方面的成就又獲1996年度沃爾夫獎(jiǎng),以及1998年國際數(shù)學(xué)家大會(huì)頒發(fā)的特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。于9月3日赴我國香港領(lǐng)取2005年度邵逸夫獎(jiǎng),該獎(jiǎng)項(xiàng)表彰他為最終解決費(fèi)馬大定理而做出的巨大貢獻(xiàn)。
解答數(shù)學(xué)大問題
費(fèi)馬大定理 為了尋求費(fèi)馬大定理的解答,三個(gè)多世紀(jì)以來,一代又一代的數(shù)學(xué)家們前赴后繼,卻壯志未酬。1995年,美國普林斯頓大學(xué)的安德魯·懷爾斯教授經(jīng)過8年的孤軍奮戰(zhàn),用130頁長的篇幅證明了費(fèi)馬大定理。懷爾斯成為整個(gè)數(shù)學(xué)界的英雄。 費(fèi)馬大定理提出的問題非常簡單,它是用一個(gè)每個(gè)中學(xué)生都熟悉的數(shù)學(xué)定理——畢達(dá)哥拉斯定理——來表達(dá)的。2000多年前誕生的畢達(dá)哥拉斯定理說:在一個(gè)直角三角形中,斜邊的平方等于兩直角邊的平方之和。即X2+Y2=Z2。大約在公元1637年前后 ,當(dāng)費(fèi)馬在研究畢達(dá)哥拉斯方程時(shí),他寫下一個(gè)方程,非常類似于畢達(dá)哥拉斯方程:Xn+Yn=Zn,當(dāng)n大于2時(shí),這個(gè)方程沒有任何整數(shù)解。費(fèi)馬在《算術(shù)》這本書的靠近問題8的頁邊處記下這個(gè)結(jié)論的同時(shí)又寫下一個(gè)附加的評(píng)注:“對(duì)此,我確信已發(fā)現(xiàn)一個(gè)美妙的證法,這里的空白太小,寫不下。”這就是數(shù)學(xué)史上著名的費(fèi)馬大定理或稱費(fèi)馬最后的定理。費(fèi)馬制造了一個(gè)數(shù)學(xué)史上最深?yuàn)W的謎。 在物理學(xué)、化學(xué)或生物學(xué)中,還沒有任何問題可以敘述得如此簡單和清晰,卻長久不解。E·T·貝爾(Eric Temple Bell)在他的《大問題》(The Last Problem)一書中寫到,文明世界也許在費(fèi)馬大定理得以解決之前就已走到了盡頭。證明費(fèi)馬大定理成為數(shù)論中最值得為之奮斗的事。 初識(shí)“大問題” 安德魯·懷爾斯1953年出生在英國劍橋,父親是一位工程學(xué)教授。少年時(shí)代的懷爾斯已著迷于數(shù)學(xué)了。他在后來的回憶中寫到:“在學(xué)校里我喜歡做題目,我把它們帶回家,編寫成我自己的新題目。不過我以前找到的最好的題目是在我們社區(qū)的圖書館里發(fā)現(xiàn)的。”一天,小懷爾斯在彌爾頓街上的圖書館看見了一本書,這本書只有一個(gè)問題而沒有解答,懷爾斯被吸引住了。這就是E·T·貝爾寫的《大問題》。它敘述了費(fèi)馬大定理的歷史,這個(gè)定理讓一個(gè)又一個(gè)的數(shù)學(xué)家望而生畏,在長達(dá)300多年的時(shí)間里沒有人能解決它。懷爾斯30多年后回憶起被引向費(fèi)馬大定理時(shí)的感覺:“它看上去如此簡單,但歷史上所有的大數(shù)學(xué)家都未能解決它。這里正擺著我——一個(gè)10歲的孩子——能理解的問題,從那個(gè)時(shí)刻起,我知道我永遠(yuǎn)不會(huì)放棄它。我必須解決它! 懷爾斯1974年從牛津大學(xué)的Merton學(xué)院獲得數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位,之后進(jìn)入劍橋大學(xué)Clare學(xué)院做博士。在研究生階段,懷爾斯并沒有從事費(fèi)馬大定理研究。他說:“研究費(fèi)馬可能帶來的問題是:你花費(fèi)了多年的時(shí)間而最終一事無成。我的導(dǎo)師約翰·科茨(John Coates)正在研究橢圓曲線的Iwasawa理論,我開始跟隨他工作! 科茨說:“我記得一位同事告訴我,他有一個(gè)非常好的、剛完成數(shù)學(xué)學(xué)士榮譽(yù)學(xué)位第三部考試的學(xué)生,他催促我收其為學(xué)生。我非常榮幸有安德魯這樣的學(xué)生。即使從對(duì)研究生的要求來看,他也有很深刻的思想,非常清楚他將是一個(gè)做大事情的數(shù)學(xué)家。當(dāng)然,任何研究生在那個(gè)階段直接開始研究費(fèi)馬大定理是不可能的,即使對(duì)資歷很深的數(shù)學(xué)家來說,它也太困難了。”科茨的責(zé)任是為懷爾斯找到某種至少能使他在今后三年里有興趣去研究的問題。他說:“我認(rèn)為研究生導(dǎo)師能為學(xué)生做的一切就是設(shè)法把他推向一個(gè)富有成果的方向。當(dāng)然,不能保證它一定是一個(gè)富有成果的研究方向,但是也許年長的數(shù)學(xué)家在這個(gè)過程中能做的一件事是使用他的常識(shí)、他對(duì)好領(lǐng)域的直覺。然后,學(xué)生能在這個(gè)方向上有多大成績就是他自己的事了! 科茨決定懷爾斯應(yīng)該研究數(shù)學(xué)中稱為橢圓曲線的領(lǐng)域。這個(gè)決定成為懷爾斯職業(yè)生涯中的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),橢圓方程的研究是他實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的工具。 孤獨(dú)的戰(zhàn)士 1980年懷爾斯在劍橋大學(xué)取得博士學(xué)位后來到了美國普林斯頓大學(xué),并成為這所大學(xué)的教授。在科茨的指導(dǎo)下,懷爾斯或許比世界上其他人都更懂得橢圓方程,他已經(jīng)成為一個(gè)著名的數(shù)論學(xué)家,但他清楚地意識(shí)到,即使以他廣博的基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)學(xué)修養(yǎng),證明費(fèi)馬大定理的任務(wù)也是極為艱巨的。 在懷爾斯的費(fèi)馬大定理的證明中,核心是證明“谷山-志村猜想”,該猜想在兩個(gè)非常不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域間建立了一座新的橋梁。“那是1986年夏末的一個(gè)傍晚,我正在一個(gè)朋友家中啜飲冰茶。談話間他隨意告訴我,肯·里貝特已經(jīng)證明了谷山-志村猜想與費(fèi)馬大定理間的聯(lián)系。我感到極大的震動(dòng)。我記得那個(gè)時(shí)刻,那個(gè)改變我生命歷程的時(shí)刻,因?yàn)檫@意味著為了證明費(fèi)馬大定理,我必須做的一切就是證明谷山-志村猜想……我十分清楚我應(yīng)該回家去研究谷山-志村猜想。”懷爾斯望見了一條實(shí)現(xiàn)他童年夢(mèng)想的道路。 20世紀(jì)初,有人問偉大的數(shù)學(xué)家大衛(wèi)·希爾伯特為什么不去嘗試證明費(fèi)馬大定理,他回答說:“在開始著手之前,我必須用3年的時(shí)間作深入的研究,而我沒有那么多的時(shí)間浪費(fèi)在一件可能會(huì)失敗的事情上!睉褷査怪,為了找到證明,他必須全身心地投入到這個(gè)問題中,但是與希爾伯特不一樣,他愿意冒這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)。 懷爾斯作了一個(gè)重大的決定:要完全獨(dú)立和保密地進(jìn)行研究。他說:“我意識(shí)到與費(fèi)馬大定理有關(guān)的任何事情都會(huì)引起太多人的興趣。你確實(shí)不可能很多年都使自己精力集中,除非你的專心不被他人分散,而這一點(diǎn)會(huì)因旁觀者太多而做不到。”懷爾斯放棄了所有與證明費(fèi)馬大定理無直接關(guān)系的工作,任何時(shí)候只要可能他就回到家里工作,在家里的頂樓書房里他開始了通過谷山-志村猜想來證明費(fèi)馬大定理的戰(zhàn)斗。 這是一場長達(dá)7年的持久戰(zhàn),這期間只有他的妻子知道他在證明費(fèi)馬大定理。 歡呼與等待 經(jīng)過7年的努力,懷爾斯完成了谷山-志村猜想的證明。作為一個(gè)結(jié)果,他也證明了費(fèi)馬大定理,F(xiàn)在是向世界公布的時(shí)候了。1993年6月底,有一個(gè)重要的會(huì)議要在劍橋大學(xué)的牛頓研究所舉行。懷爾斯決定利用這個(gè)機(jī)會(huì)向一群杰出的聽眾宣布他的工作。他選擇在牛頓研究所宣布的另外一個(gè)主要原因是劍橋是他的家鄉(xiāng),他曾經(jīng)是那里的一名研究生。1993年6月23日,牛頓研究所舉行了20世紀(jì)最重要的一次數(shù)學(xué)講座。兩百名數(shù)學(xué)家聆聽了這一演講,但他們之中只有四分之一的人完全懂得黑板上的希臘字母和代數(shù)式所表達(dá)的意思。其余的人來這里是為了見證他們所期待的一個(gè)真正具有意義的時(shí)刻。演講者是安德魯·懷爾斯。懷爾斯回憶起演講最后時(shí)刻的情景:“雖然新聞界已經(jīng)刮起有關(guān)演講的風(fēng)聲,很幸運(yùn)他們沒有來聽演講。但是聽眾中有人拍攝了演講結(jié)束時(shí)的鏡頭,研究所所長肯定事先就準(zhǔn)備了一瓶香檳酒。當(dāng)我宣讀證明時(shí),會(huì)場上保持著特別莊重的寂靜,當(dāng)我寫完費(fèi)馬大定理的證明時(shí),我說:u2018我想我就在這里結(jié)束u2019,會(huì)場上爆發(fā)出一陣持久的鼓掌聲! 《紐約時(shí)報(bào)》在頭版以《終于歡呼“我發(fā)現(xiàn)了!”,久遠(yuǎn)的數(shù)學(xué)之謎獲解》為題報(bào)道費(fèi)馬大定理被證明的消息。一夜之間,懷爾斯成為世界上最著名的數(shù)學(xué)家,也是唯一的數(shù)學(xué)家!度宋铩冯s志將懷爾斯與戴安娜王妃一起列為“本年度25位最具魅力者”。最有創(chuàng)意的贊美來自一家國際制衣大公司,他們邀請(qǐng)這位溫文爾雅的天才作他們新系列男裝的模特。 當(dāng)懷爾斯成為媒體報(bào)道的中心時(shí),認(rèn)真核對(duì)這個(gè)證明的工作也在進(jìn)行?茖W(xué)的程序要求任何數(shù)學(xué)家將完整的手稿送交一個(gè)有聲望的刊物,然后這個(gè)刊物的編輯將它送交一組審稿人,審稿人的職責(zé)是進(jìn)行逐行的審查證明。懷爾斯將手稿投到《數(shù)學(xué)發(fā)明》,整整一個(gè)夏天他焦急地等待審稿人的意見,并祈求能得到他們的祝福?墒,證明的一個(gè)缺陷被發(fā)現(xiàn)了。 我的心靈歸于平靜 由于懷爾斯的論文涉及到大量的數(shù)學(xué)方法,編輯巴里·梅休爾決定不像通常那樣指定2-3個(gè)審稿人,而是6個(gè)審稿人。200頁的證明被分成6章,每位審稿人負(fù)責(zé)其中一章。懷爾斯在此期間中斷了他的工作,以處理審稿人在電子郵件中提出的問題,他自信這些問題不會(huì)給他造成很大的麻煩。尼克·凱茲負(fù)責(zé)審查第3章,1993年8月23日,他發(fā)現(xiàn)了證明中的一個(gè)小缺陷。數(shù)學(xué)的絕對(duì)主義要求懷爾斯無可懷疑地證明他的方法中的每一步都行得通。懷爾斯以為這又是一個(gè)小問題,補(bǔ)救的辦法可能就在近旁,可是6個(gè)多月過去了,錯(cuò)誤仍未改正,懷爾斯面臨絕境,他準(zhǔn)備承認(rèn)失敗。他向同事彼得·薩克說明自己的情況,薩克向他暗示困難的一部分在于他缺少一個(gè)能夠和他討論問題并且可信賴的人。經(jīng)過長時(shí)間的考慮后,懷爾斯決定邀請(qǐng)劍橋大學(xué)的講師理查德·泰勒到普林斯頓和他一起工作。 泰勒1994年1月份到普林斯頓,可是到了9月,依然沒有結(jié)果,他們準(zhǔn)備放棄了。泰勒鼓勵(lì)他們?cè)賵?jiān)持一個(gè)月。懷爾斯決定在9月底作最后一次檢查。9月19日,一個(gè)星期一的早晨,懷爾斯發(fā)現(xiàn)了問題的答案,他敘述了這一時(shí)刻:“突然間,不可思議地,我有了一個(gè)難以置信的發(fā)現(xiàn)。這是我的事業(yè)中最重要的時(shí)刻,我不會(huì)再有這樣的經(jīng)歷……它的美是如此地難以形容;它又是如此簡單和優(yōu)美。20多分鐘的時(shí)間我呆望它不敢相信。然后白天我到系里轉(zhuǎn)了一圈,又回到桌子旁看看它是否還在——它還在那里。” 這是少年時(shí)代的夢(mèng)想和8年潛心努力的終極,懷爾斯終于向世界證明了他的才能。世界不再懷疑這一次的證明了。這兩篇論文總共有130頁,是歷史上核查得最徹底的數(shù)學(xué)稿件,它們發(fā)表在1995年5月的《數(shù)學(xué)年刊》上。懷爾斯再一次出現(xiàn)在《紐約時(shí)報(bào)》的頭版上,標(biāo)題是《數(shù)學(xué)家稱經(jīng)典之謎已解決》。約翰·科茨說:“用數(shù)學(xué)的術(shù)語來說,這個(gè)最終的證明可與分裂原子或發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)相比,對(duì)費(fèi)馬大定理的證明是人類智力活動(dòng)的一曲凱歌,同時(shí),不能忽視的事實(shí)是它一下子就使數(shù)學(xué)發(fā)生了革命性的變化。對(duì)我說來,安德魯成果的美和魅力在于它是走向代數(shù)數(shù)論的巨大的一步! 聲望和榮譽(yù)紛至沓來。1995年,懷爾斯獲得瑞典皇家學(xué)會(huì)頒發(fā)的Schock數(shù)學(xué)獎(jiǎng),1996年,他獲得沃爾夫獎(jiǎng),并當(dāng)選為美國科學(xué)院外籍院士。 懷爾斯說:“……再?zèng)]有別的問題能像費(fèi)馬大定理一樣對(duì)我有同樣的意義。我擁有如此少有的特權(quán),在我的成年時(shí)期實(shí)現(xiàn)我童年的夢(mèng)想……那段特殊漫長的探索已經(jīng)結(jié)束了,我的心已歸于平靜!
