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現(xiàn)代名人故事語言學(xué)家周海中的數(shù)學(xué)情懷

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  導(dǎo)讀:周海中1955年10月生于廣東雷州,祖籍廣西合浦。民盟成員。他1983年畢業(yè)于廣州外國語學(xué)院(現(xiàn)為廣東外語外貿(mào)大學(xué)),現(xiàn)任廣州中山大學(xué)教授.

  《周易》有言“天行健,君子以自強(qiáng)不息”,成為許多仁人志士奮勇拼搏的金玉良言。語言學(xué)家周海中教授就是一位潛心科研、自強(qiáng)不息、奮斗不止的學(xué)者。而作為一名語言學(xué)家,他對數(shù)學(xué)卻有著一種難以割舍的情懷。

  周海中出生于廣東省雷州市的一個中學(xué)教師家庭。父親和母親早年都畢業(yè)于廣西大學(xué)中文系,外祖父曾經(jīng)是廣西大學(xué)中文系教授;然而,他偏偏酷愛數(shù)學(xué)。其實周海中讀小學(xué)時只對天文和地理感興趣,但由于條件的限制,如沒有望遠(yuǎn)鏡等,身為中學(xué)校長的父親就培養(yǎng)他對數(shù)學(xué)的興趣,因為學(xué)數(shù)學(xué)有筆有紙、勤動腦筋就可以了。在知識廣博的父親引導(dǎo)下,他終于對數(shù)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣,從而使他與數(shù)字、符號等結(jié)下了不解之緣。

  ““””時期的初中與高中都是兩年制。初中還沒畢業(yè),周海中就自學(xué)完解放前出版的《范氏大代數(shù)》;讀高中時,他又自學(xué)了““””前重慶大學(xué)、北京師范大學(xué)等校編寫的高等數(shù)學(xué)教材。這些數(shù)學(xué)書籍多數(shù)是從收破爛者那里買來的,也有熟人送的。高二時他獲得全校數(shù)學(xué)比賽第一名;由于數(shù)學(xué)方面的才能出眾,1973年高中畢業(yè)后他當(dāng)了南興中學(xué)的高二數(shù)學(xué)代課教師。后因“知識青年”必須“上山下鄉(xiāng)”,1974年他到了農(nóng)村插隊落戶。

  在鄉(xiāng)下,周海中一面積極參加生產(chǎn)勞動,一面“見縫插針”地擠出時間來自學(xué)數(shù)論、數(shù)理邏輯等,甚至在勞動的間隙也不忘掏出稿紙演算。每次演算所耗費的稿紙之多,竟能將一碟小咸魚煮熟。1976年春節(jié),周海中送外祖母去南寧,在南寧的舊書店里他買了由華羅庚編著的《數(shù)論導(dǎo)引》。他對書中提到的梅森素數(shù)特別感興趣;從那時起,他就努力攀登這座數(shù)學(xué)高峰。為了能看懂一本英文版的數(shù)學(xué)著作,他又開始自學(xué)英語,其記單詞方法就是背張其春、蔡文縈合編的《簡明英漢詞典》。

  雖然周海中對數(shù)學(xué)癡迷,但歷史卻和他開了一個不小的玩笑。1977年國家恢復(fù)高考,他取得了數(shù)學(xué)正題和附加題滿分的好成績,而且加試英語也獲得好成績,但由于““””中被打成“走資派”的父親尚未“平反”,他報考北京某名牌大學(xué)當(dāng)時屬于機(jī)密專業(yè)的計算數(shù)學(xué)的愿望落空了,但卻被廣東外語外貿(mào)大學(xué)英文學(xué)院錄取。當(dāng)時的他感到十分懊惱和苦悶,還因此得了神經(jīng)衰弱而回家休學(xué)一年。后來在父母親和朋友們的開導(dǎo)和勸慰下,周海中重返廣外。他一面學(xué)習(xí)英語專業(yè)課程,一面又自學(xué)起模糊數(shù)學(xué)來,并得到了著名數(shù)學(xué)家汪培莊的鼓勵和指點。寒暑假他也不曾回家探親,而在校集中精力專攻梅森素數(shù);他的做法得到父母親的支持和老師同學(xué)們的理解。命運的不公反倒練就了他剛強(qiáng)堅韌的性格。“功夫不負(fù)有心人”,在廣外學(xué)習(xí)期間,他已經(jīng)在學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了12篇有關(guān)英語和數(shù)學(xué)的論文。

  為了有一個較好的研究數(shù)學(xué)的環(huán)境,周海中1983年大學(xué)畢業(yè)時就申請到中山大學(xué)工作。鑒于他當(dāng)年的數(shù)學(xué)高考成績以及在校期間發(fā)表的科研成果,中山大學(xué)同意他來任教;從此他當(dāng)上一名講授公共英語課的教師。在教學(xué)之余,他常去數(shù)學(xué)系資料室看書,周末和寒暑假就在宿舍潛心研究數(shù)學(xué)難題,尤其是梅森素數(shù)。

  什么是梅森素數(shù)?2300年前,古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得用反證法證明素數(shù)有無窮多個,并提出一些素數(shù)可寫成“2p-1”的形式,這里的指數(shù)p也是一個素數(shù)。這種特殊形式的素數(shù)具有許多獨特的性質(zhì)和無窮的魅力,千百年來一直吸引著眾多的數(shù)學(xué)家,如費馬、笛卡爾、萊布尼茲、哥德巴赫、歐拉、高斯、哈代、圖靈、埃爾德什等和無數(shù)的業(yè)余數(shù)學(xué)愛好者對它進(jìn)行探究。而17世紀(jì)法國數(shù)學(xué)家、法蘭西科學(xué)院奠基人馬林·梅森是其中成果較為卓著的一位,因此后人將“2p-1”型的素數(shù)稱為“梅森素數(shù)”。迄今為止,人類僅發(fā)現(xiàn)47個梅森素數(shù)。這種素數(shù)珍奇而迷人,因此被人們譽為“數(shù)海明珠”。梅森素數(shù)歷來是數(shù)論研究的一項重要內(nèi)容,也是當(dāng)今科學(xué)探索的熱點和難點之一。

  然而對人們來講,梅森素數(shù)卻仍然是個謎。梅森素數(shù)的個數(shù)是不是無窮的?梅森素數(shù)有什么分布規(guī)律?從已發(fā)現(xiàn)的梅森素數(shù)來看,它在正整數(shù)中的分布時疏時密、極不規(guī)則,因此研究梅森素數(shù)的分布規(guī)律,尤其是個數(shù)問題似乎比尋找新的梅森素數(shù)更為困難。雖然英、法、德、美等國的數(shù)學(xué)家曾提出過關(guān)于梅森素數(shù)分布的猜測,但他們的猜測有一個共同點,就是都以近似表達(dá)式給出,其結(jié)果與實際情況的接近程度難如人意。因當(dāng)時國內(nèi)有關(guān)這方面的資料十分匱乏,加之沒有計算機(jī),所以周海中的探究在初期就困難重重,有過無數(shù)次的失敗,但他并不氣餒。他曾經(jīng)嘗試過用篩理論、解析數(shù)論、數(shù)值計算、復(fù)變函數(shù)等方法,但所得出的結(jié)果也都是近似表達(dá)式。突然有一天,他想到了“費馬數(shù)”的形式,這為他后來解決梅森素數(shù)分布這一難題找到了突破口。

  牛頓說過:“沒有大膽的猜測,就作不出偉大的發(fā)現(xiàn)。”1992年2月,周海中大膽地提出了梅森素數(shù)分布的猜測,并給出它的精確表達(dá)式。《科學(xué)》雜志有一篇文章指出:這一成果為人們探究梅森素數(shù)提供了方便,是素數(shù)研究的一項重大突破。后來這項重要成果被國際上命名為“周氏猜測”。美籍挪威數(shù)論大師、菲爾茨獎和沃爾夫獎得主阿特勒·塞爾伯格認(rèn)為周氏猜測具有創(chuàng)新性,開創(chuàng)了富于啟發(fā)性的新方法;其創(chuàng)新性還表現(xiàn)在揭示新的規(guī)律上。我國著名數(shù)學(xué)家張景中認(rèn)為周氏猜測揭示了數(shù)學(xué)之美。近年來這一猜測受到關(guān)注和好評,而且在一些數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)文化和數(shù)學(xué)難題的書籍中都有介紹。

  周海中在梅森素數(shù)的探究過程中曾經(jīng)得到過華羅庚、柯召、潘承洞、潘承彪、梁之舜等著名數(shù)學(xué)家的鼓勵或指點,數(shù)論專家黎百恬為他的公式簡化提出了很好的建議。順帶一提:周氏猜測至今沒有解決,但許多專家認(rèn)為它是正確的可能性很大。

  近年來周海中把自己的科研目標(biāo)主要放在數(shù)學(xué)與語言學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的交叉研究方面。他與國外學(xué)者合作,共同探究機(jī)譯系統(tǒng)的研發(fā)、宇宙語言的設(shè)計、近地小行星運行的數(shù)學(xué)模型等。值得一提的是:為了自由自在地從事科研工作,周海中從來不申請課題或項目,而是自己花錢來探究他覺得有興趣、有意義的學(xué)術(shù)問題。他認(rèn)為做學(xué)問、搞研究,要耐得住寂寞和清貧,要有平和的心態(tài);不要急于求成,更不要為名利所累。

  周海中說,“數(shù)學(xué),作為一門研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué),在當(dāng)代除了自身不斷發(fā)展和完善外,被應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣泛。而我作為一名數(shù)學(xué)愛好者,今后會在數(shù)學(xué)的某些應(yīng)用領(lǐng)域作些探究,希望能對社會有所貢獻(xiàn)”。這就是一位語言學(xué)家的數(shù)學(xué)情懷和奮斗精神。

現(xiàn)代名人故事語言學(xué)家周海中的數(shù)學(xué)情懷

導(dǎo)讀:周海中1955年10月生于廣東雷州,祖籍廣西合浦。民盟成員。他1983年畢業(yè)于廣州外國語學(xué)院(現(xiàn)為廣東外語外貿(mào)大學(xué)),現(xiàn)任廣州中山大學(xué)教授. 《周易》有言天行健,君子以自強(qiáng)不息,成為許多仁人志士奮勇拼搏的金玉良言。語言學(xué)家周海
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