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赵益华:甘做数学“金字塔”的奠基石

校对: 责编: 终审: 时间:2014-04-29 阅读:

赵益华教授天生就是为数学而生的。除了数学,赵教授几乎没有时间关注别的事情,在他简陋的家里,除了电脑和电视,没有别的家具,各种书籍摆了一地,因为他没有时间买书柜。两台电脑一台用来查资料,一台用来处理数据,电视就是看看新闻和科学探索频道。“您有什么业余爱好呢?”

  “研究数学就是我最大的爱好。”赵教授抚摩着他的数学著作就像抚摸心爱的宝贝。

  “每天都研究数学不会觉得枯燥么?

  “数学是多么有趣的事啊,怎么会枯燥呢?”赵益华教授像个小孩笑眯了眼。    

 苦心专研  20年攻世界难题

65岁的赵益华教授,还记得在武大读数学系时,一位数学家给他们讲的一道世界数学难题:“大约在200年前,一位名叫哥德巴赫的德国数学家提出了‘任何一个偶数均可表示两个素数之和’,简称11。他一生也没证明出来,便给俄国圣彼得堡的数学家欧拉写信,请他帮助证明这道难题。欧拉接到信后,就着手计算。他费尽了脑筋,直到离开人世,也没有证明出来。之后,哥德巴赫带着一生的遗憾也离开了人世,却留下了这道数学难题。200多年来,这个哥德巴赫猜想之谜吸引了众多的数学家,从而使它成为世界数学界一大悬案”。老师讲到这里还打了一个有趣的比喻,数学是自然科学皇后,数论就是皇后的王冠,“哥德巴赫猜想”则是皇后王冠上的宝石!这引人入胜的故事给赵益华留下了深刻的印象,“哥德巴赫猜想”像磁石一般吸引着赵益华。从此,赵益华开始了探寻王冠上的宝石的艰辛历程……

1969年,赵益华毕业后开始了教学生涯,在教学和研究数学的过程中,赵教授也走了不少弯路,譬如他花了很大精力研究三等分角的问题,后来终于发现是不可能的。在无数次碰壁和失败后,赵益华教授终于发现“整个数学大厦就是建立在数论上,真正研究数学的人就是要研究数论——数学的皇后。经过了五年的准备工作后,1993年赵益华老师开始了他的研究生涯。为了使自己梦想成真,赵益华不管是酷暑还是严冬,在那几平方米的斗室里,食不知味,夜不能眠,潜心钻研,光是计算的草稿纸就足足装了几麻袋。在研究数论的过程中,赵益华从来都没有节假日,一般都要工作到凌晨两点才去休息,经常通宵达旦的熬夜,困了就抽一支烟,然后继续奋战。虽然白天还要备课,教课,修改作业等常规工作量也很大,但是他始终都坚持钻研数论,从不停息。

十年磨一剑,一朝破壁出。一直埋头于数论的赵教授,在研究准素数的过程中,竟发现了素数是有规律,而他原创的准素数理论竟能推出“哥德巴赫猜想“!赵益华教授竟真的摘取了数学皇冠上的宝石!

赵益华的准素数理论究竟怎样能论证出哥德巴赫猜想的呢?

赵益华拿出几十年心血凝成厚厚一本《准素数论及应用》翻给笔者看,其核心的理论“素数对称性’定理,即对于不小于2的正整数M,以M为中心数,至少存在一对对称的素数。譬如正整数50,就有397两个素数以它 对。而3+97=50×2,这样很容易就可推出哥德巴赫猜想(任何一个偶数均可表示两个素数之和)了,因为这两个对称的素数相加必为一个偶数2M

700多页100万字的《准素数论及应用》中,赵益华创造和总结了20个素数的原理和10个素数的应用,解决了美国当代数论学家阿波斯托尔提出的12个素数未解问题中的3个世界数学难题。每个原理推理证明逻辑严密,公式简洁,定理严谨,语言表达深入简出,高中水平都能看懂。
淡泊名利  甘为金字塔奠基

记者边翻看书边惊叹于找出这些定理的灵感来自哪里,赵教授诚实地说,“主要还是靠勤钻研,发现其中的规律。”

为了研究正整数的分布规律,他每天都在稿纸上写写划划,有时还把纸贴在墙上,一抬头就可以看那些数字。功夫不负有心人,他发现素数的个位数字都是1379,就把个位数字是1379的命名为准素数;然后又发现从7开始排列,每30个数就是一个周期,7-36,37-66……他终于找到了一个有规律的排列图,并命名为‘金魔方’图。赵益华兴奋的不得了,把对面的墙上都画成“金魔方”图,痴迷地看着它55夜没睡觉,在亢奋中进行推理论证。后来,终于又发现了更加奇妙的“金字塔”图,它就是“准素数对称性”的雏形,“金字塔”的每一横列、纵列、甚至斜列都是有规律的,而且一个大的“金字塔”里套着许许多多的小“金字塔”,就像真正的埃及金字塔一样有无穷谜的吸引着赵益华去探索。

 赵益华教授不相信灵感,他认为灵感是在研究中产生的。由于每天都写划那些数字、公式,有时一闭上眼睛,就会有好多数字、公式在面前跳舞。在发现“金魔方”图的前一夜,赵教授做了一个梦,梦见自己和诸葛亮羽扇纶巾,坐而论道,谈论一幅图,上面密密麻麻全是数字……醒来就发现了“金魔方图”,跟梦里一模一样。赵教授不迷信,他坚持唯物辩证法,认为素数的规律也是客观存在的,只是大家没发现而已。这也是赵益华坚信能破解哥德巴赫猜想的原因。

《准素数理论及应用》受到三位数学家推荐,他们认为“准素数理论是新的数学理论,此前的书籍中从未出现过,具有原创性和创新性。而且书中的各个结论证明都十分严密,经过反复推敲,均未发现实质性的错误和矛盾。《准素数论及其应用》的编辑表示,这本书确实涉及哥德巴赫猜想。出版前,他们曾将书稿交给中国科学院数学研究所从事数论研究的专家审核,但鉴于该所每年收到的哥迷稿件甚多,研究所难以接审,也无法证伪。“由于没有还得到权威机构的认证,我的理论在全国影响还不是很大,但我坚信总有一天人们会发现它的。我欢迎大家来证伪,因为我相信没有人能证伪。”赵教授诚恳而坚定地说。

赵益华教授并不在乎自己的理论影响有多大,也不为学陈景润摘取数学皇冠上的宝石而出名,苦心研究数学是因为数学是一门非常重要的自然科学,其作用就在于在研究过程中不断的发现新问题,产生新的方法和理论来推动数学的发展以及世界的进步。开朗乐观心态积极的赵教授露出笑眯眯慈祥和蔼的招牌笑容。“我不是为了摘取数学皇冠的宝石,我甘愿为数论‘金字塔’做奠基石。”
老骥伏枥  丹心热血沃新花

赵益华教授长期从事数学基础理论的研究,在数学基础的教学领域和数学基础理论的研究领域都卓有成就,曾出版过《几何问题的证明技巧》,《微积分习题详解》等著作,发表《准素数的概念和性质》,《准素数性质的应用》等论文多篇。现在的赵教授依然是工作到凌晨两点,除了教学,大部分的时间都交给了数学基础理论的研究。

鹤发银丝映日月,丹心热血沃新花。退休的赵益华教授仍然发挥余热,担任武科大中南分校的数学教授。每周最多时有16节课,赵教授总是细心备课,200多人的大课堂,赵教授每次布置的作业总是一一仔细批改,对不交作业的同学,赵教授总是一一登记,并对他们苦口婆心劝导,“这虽然给我增加了负担,但全是为你们负责,你们交了作业,学到知识会对自己有好处。”对于不爱学习的学生,赵教授耐心告诉他们学习数学的重要性,“数学是其他一切科学的基础,生活中处处离不开数学。想做高级的工作,做大的贡献,就要学好数学。”

高数是一门比较枯燥比较复杂的课,也是大学逃课率最高的一门课,中南分校蔡督导感到奇怪的是:别的课缺课的学生比较多,可赵教授课堂上学生却很齐。学生为什么如此喜欢上赵教授的课呢?原来,赵益华教授在备课、授课的方法上也狠下了一番功夫。赵教授针对不同的教学内容,采用不同的教学方法,他总结了28种教学方法:启发式、比较法、磨刀砍柴法、先备后用法、渲染法、列表法……更重要的是,赵教授授课非常仔细清楚,“只要你开始听,一节节地听,都能跟上来。”赵教授讲课时用到以前的知识,都会把这个老的知识点再讲一遍,有时还会讲到中学的知识。如讲线性方程组,就会把加减消元、二元消元等知识都重新过一遍,把知识都串联起来,学生就很容易听懂了。

赵益华教授很重视培养学生的创新意识,这与中南分校注重素质教育是分不开的。遇到一个数学知识,赵教授会先讲以前的方法,再将创新方法,如将迭代法,赵教授就会先讲Newton迭代法,再讲最新的雅各布迭代法,和学生一起探究新方法的优点,并鼓励学生大胆改进更新的方法。赵教授认为创新包括两个方面:一是方法的创新,可以教授新方法,培养学生创新意识;更高一层的是创造新理论,如“准素数理论”就是后者。但赵教授并不提倡学生像他一样研究数论,学生还是要打基础,完成现有的学习任务,在学有余力的前提下,可以和赵教授切磋切磋。

 问到赵教授下一步的打算,他不乏诙谐地说,“为了等这本书出版,等得我头发也少了1/3,牙也掉了2/3,书出来就觉得人顿时轻松了起来,也平静下来。接下来我会继续写准素数论第二卷、第三卷……我没有时间关注别的事,有人认为买车买房是快乐的事,我却认为研究数学是最快乐的事,能为人类做贡献就是最有意思的!”乐天派的人总是有点可爱的孩子气,赵教授天真的语言却令人深思。(作者 陆艺 姚雅丽)(完)