講座
講座
周五的午后,我提前提交了下午要求完成的物理學(xué)習任務(wù),關(guān)于機械波一維波動(dòng)方程關(guān)于空間坐標x與時(shí)間t兩者二階偏導關(guān)系的證明,還有幾道相關(guān)的習題。這些內容我很久以前就自學(xué)過(guò),因此完成得很快。 我到隔壁班找到瑞秋。 “瑞秋,你還有之前給我的那種雜志嗎?我的一個(gè)朋友….” “她喜歡看這種雜志對嗎?我家里收藏了最近一年的期刊,如果需要,我都可以給你?!闭f(shuō)罷,她遞給我一本雜志,依舊是粉色封面。 我溜到校門(mén)口,盧恩已經(jīng)站在那里等待我了。她站在一輛低調的黑色轎車(chē)旁。 “露娜!這里!”她揮手,小跑著(zhù)迎上來(lái),自然而然地挽住我的手臂,“我們得快點(diǎn),馮·諾伊曼的講座,去晚了恐怕連站位都沒(méi)有了?!?/br> 我將雜志遞給盧恩,”等下講座結束后到我出租屋里看?!?/br> 我們乘坐的轎車(chē)駛過(guò)柏林街頭,最終停在柏林大學(xué)古典主義風(fēng)格的大門(mén)前。報告廳里幾乎已經(jīng)坐滿(mǎn),空氣中彌漫著(zhù)期待、墨水與舊書(shū)卷交織的氣息。我們憑借旁聽(tīng)證,在靠后的位置找到了兩個(gè)相鄰的座位。 馮·諾伊曼年齡大約27歲,棕發(fā)棕眼,從五官特點(diǎn)可以推測有猶太血統,線(xiàn)條柔和卻又不失精明干練。他中等身高,身著(zhù)裁剪精良的西裝。他的眼神銳利靈活,仿佛時(shí)刻進(jìn)行高速的計算。 他直接切入正題:解析數論中關(guān)于素數分布的一些最新進(jìn)展。他的語(yǔ)速很快,思維跳躍性極強,偶爾會(huì )帶上風(fēng)趣的比喻,仿佛默認聽(tīng)眾都擁有與他同頻的大腦。 從黎曼ζ函數講起,談到哈代和李特爾伍德在素數分布理論上的工作,尤其是他們對哥德巴赫猜想弱形式(任何足夠大的奇數都可以表示為三個(gè)素數之和)的推進(jìn)。他引入了“圓法”的基本思想,將數論問(wèn)題轉化為復平面上的積分問(wèn)題。 “因此,我們關(guān)注的是ζ函數在臨界帶內的零點(diǎn)分布,這直接關(guān)系到素數分布的誤差項……” 我跟著(zhù)他的思路。這些內容我在課外閱讀中接觸過(guò)一部分,有些內容甚至觸及了當時(shí)數論研究的前沿。我熟悉ζ函數的概念,也了解素數定理,但哈代和李特爾伍德的“圓法”及其在哥德巴赫猜想上的應用,對我而言是一個(gè)意想不到的視角。它將關(guān)于數的加法結構這種加性數論問(wèn)題與復積分這類(lèi)分析工具聯(lián)系了起來(lái)。 講座中途有一個(gè)簡(jiǎn)短的提問(wèn)環(huán)節。有人問(wèn)及黎曼猜想如果被證明,會(huì )對素數分布的具體形式產(chǎn)生何等影響。馮·諾伊曼的回答既嚴謹又帶著(zhù)他特有的洞察力,描述了在假設黎曼猜想成立的情況下,素數定理誤差項所能達到的最佳可能界。 就在這時(shí),我身邊的盧恩微微舉起了手,她的臉頰因緊張和興奮而泛紅。在馮·諾伊曼頷首示意后,她清晰地問(wèn)道:“諾伊曼博士,請原諒我的問(wèn)題可能不夠深入……您和之前的學(xué)者們花了如此大的精力研究素數,比如它們的分布規律。除了數學(xué)本身的美感之外,理解這些看似隨機的數字背后隱藏的秩序,究竟能幫助我們認識到什么呢?它最終能指向什么更大的圖景嗎?” 馮·諾伊曼似乎對這個(gè)問(wèn)題并不意外,他溫和地笑了笑:“一個(gè)非常好的問(wèn)題,馮·菲舍爾小姐。它觸及了數學(xué)研究的動(dòng)機之一。素數,這些看似頑固地拒絕完美分割的數字,它們是構成所有整數的基本‘原子’。理解它們的分布,就像是物理學(xué)家試圖理解物質(zhì)的基本粒子。這不僅僅是關(guān)于數字本身,更是為了理解‘結構’的本質(zhì)——從最純粹的數學(xué)結構,到可能蘊含在物理世界、甚至更抽象的邏輯宇宙中的深層結構。這種秩序本身,就是一幅宏大的圖景?!?/br> 盧恩點(diǎn)點(diǎn)頭,她坐了下來(lái),輕輕碰了碰我的手臂,低聲道:“結構……就像宇宙的語(yǔ)法規則,對嗎?” “語(yǔ)法規則……”這個(gè)比喻瞬間打開(kāi)了我思維的閘門(mén)。盧恩的問(wèn)題和馮·諾伊曼關(guān)于“結構”的回答,與我腦海中正在盤(pán)旋的“圓法”聯(lián)系了起來(lái)。如果素數分布是某種深層結構的表現,那么“圓法”就是將加法結構與分析結構聯(lián)系起來(lái)的橋梁。這種結構在維度提升時(shí),會(huì )如何變化? 報告廳里安靜了一瞬。我沉浸在剛才的討論激發(fā)的聯(lián)想中,腦海中浮現一個(gè)想法,關(guān)于“圓法”中處理奇異級數時(shí),對不同算術(shù)數列中素數分布均勻性的依賴(lài),以及這種依賴(lài)性在更高維問(wèn)題中可能面臨的挑戰。 “諾伊曼博士,關(guān)于您剛才提到的圓法中奇異級數的收斂性,它強烈依賴(lài)于對模不同整數的素數在算術(shù)數列中分布的假設。這是否意味著(zhù),如果我們考慮更高維的加法問(wèn)題,比如不僅限于兩個(gè)或三個(gè)變量的線(xiàn)性表示,相應的‘奇異積分’或‘奇異結構’會(huì )變得異常復雜,甚至可能無(wú)法有效控制主項和誤差項之間的平衡?” “一個(gè)非常敏銳的問(wèn)題,年輕的小姐?!彼c(diǎn)點(diǎn)頭,“確實(shí),隨著(zhù)變量維度的增加,對應的‘奇異對象’的解析處理會(huì )指數級困難。哈代和李特爾伍德的方法在低維情況下取得了輝煌的成功,但向高維推廣面臨著(zhù)本質(zhì)性的障礙。這涉及到指數和的估計,以及……”他頓了頓,似乎在尋找更通俗的表達,“……本質(zhì)上,是隨機性與結構性的博弈在更高維度上的表現?!?/br> 我所在的不遠處傳來(lái)一個(gè)男聲,他直接加入了對話(huà)。 “沒(méi)錯!而且我認為,這種高維復雜性或許可以從概率數論的角度來(lái)重新詮釋?zhuān)∪绻覀儼阉財敌蛄幸暈槟撤N‘擬隨機’對象,那么高維表示問(wèn)題或許可以轉化為對隨機變量聯(lián)合分布矩的估計問(wèn)題!” 他二十歲出頭,淺棕色的頭發(fā)有些凌亂,眼神熾熱,言語(yǔ)中充滿(mǎn)了跳躍性的思維火花。他的想法很大膽,直接將當時(shí)還處于萌芽階段的概率數論思想引入了進(jìn)來(lái)。 但他隨即補充道:“比如,我們可以考慮素數在模大數下的分布,利用某種中心極限定理的類(lèi)比,甚至借用一點(diǎn)遍歷論的初步思想,來(lái)重新構造奇異級數……” 他提到的“遍歷論”讓我微微蹙眉。遍歷論在當時(shí)主要應用于動(dòng)力系統和統計力學(xué),雖然其核心思想——時(shí)間平均等于空間平均——蘊含著(zhù)深刻的概率內涵,但將其直接、成熟地應用于數論中的素數分布,尤其是具體到“圓法”的框架下,聽(tīng)起來(lái)過(guò)于超前,甚至有些……不嚴謹。他的思維很跳脫,但似乎缺乏足夠的細節來(lái)支撐這個(gè)跨領(lǐng)域的橋梁。 坐在他旁邊的一個(gè)女孩,有著(zhù)亞麻色的披肩長(cháng)發(fā)和灰藍眼眸,輕輕拉了一下他的衣袖,低聲快速說(shuō)了幾句。她的聲音很輕,但我捕捉到了“遍歷論假設過(guò)于理想化”、“目前缺乏對素數序列強混合性的有效估計”等關(guān)鍵詞。 年輕男人愣了一下,隨即拍了拍自己的額頭,恍然大悟般對女孩笑了笑,然后轉向馮·諾伊曼和我們這邊:“抱歉,我太心急了。伊麗莎白提醒得對,直接套用遍歷論目前的工具可能還為時(shí)過(guò)早,素數序列的‘隨機性’遠非那么簡(jiǎn)單。我的意思是,或許我們可以從更基礎的、大偏差理論的角度先入手……” 馮·諾伊曼似乎對這種充滿(mǎn)活力的、即使有些毛糙的思維碰撞習以為常,他簡(jiǎn)單地評論道:“概率思想是理解數論的有力視角,但需要嚴謹的解析工具作為基石。很高興看到這些交叉方向上思考?!?/br> 講座結束后,人群開(kāi)始散去。 “露娜,你聽(tīng)到了嗎?馮·諾伊曼博士稱(chēng)贊了你的問(wèn)題!‘非常敏銳’!你想到那么深入的地方,關(guān)于高維和奇異結構……“ “是你先問(wèn)的問(wèn)題啟發(fā)了我,盧恩?!钪娴恼Z(yǔ)法規則’這個(gè)比喻,讓我立刻想到了不同維度下‘語(yǔ)法’可能發(fā)生的變化。如果沒(méi)有你的切入點(diǎn),我可能還停留在對‘圓法’本身的思考里?!?/br> “但你的理解深刻多了!”盧恩堅持道,然后她的目光轉向剛才那個(gè)插話(huà)的年輕男人,“不過(guò),那個(gè)男生也很有意思,不是嗎?他的想法很跳躍,一下子就扯到了概率和……嗯,遍歷論?雖然聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)冒險,但感覺(jué)很活躍,充滿(mǎn)想象力?!?/br> 我們正低聲交談著(zhù),隨著(zhù)人流慢慢向報告廳外移動(dòng)。那個(gè)淺棕色頭發(fā)的年輕男人和他身邊那位亞麻色長(cháng)發(fā)的女孩擠過(guò)人群,來(lái)到了我們面前。 “打擾一下!”年輕男人臉上帶著(zhù)熱情洋溢的笑容“我是尤爾根·科恩(Jürgen Kein),這位是伊麗莎白·克萊因(Elizabeth Klein)我們在慕尼黑大學(xué)學(xué)習,這段時(shí)間在隨導師來(lái)到柏林交流。剛才你們的提問(wèn)真是太精彩了!對高維推廣困境的直覺(jué)非常精準!請問(wèn)你們是……” 他語(yǔ)速很快,充滿(mǎn)了活力。伊麗莎白·克萊因站在他身旁,帶著(zhù)一種沉靜的溫和,她微笑著(zhù)向我們點(diǎn)頭。 “盧恩·馮·菲舍爾,在柏林大學(xué)數學(xué)系學(xué)習,這位是我的朋友露娜·諾伊曼?!?/br> 尤爾根繼續說(shuō)著(zhù),顯得很興奮:“我和伊麗莎白一直在討論數論和概率方法的交叉領(lǐng)域,聽(tīng)到你們的問(wèn)題,感覺(jué)找到了知音!對了,”他稍微湊近了一點(diǎn),仔細聽(tīng)著(zhù)我尚未完全改變的巴伐利亞口音,“諾伊曼小姐,我聽(tīng)你說(shuō)話(huà)帶點(diǎn)巴伐利亞口音?你也是從慕尼黑來(lái)的嗎?難道之前在慕尼黑大學(xué)參加過(guò)什么活動(dòng)?” 慕尼黑有一些我并不愿意多提的過(guò)去,無(wú)論是母親,是琳達,是利奧,是K,還是那段被視為“怪胎”的時(shí)光。 “叫我露娜就好。是的,我來(lái)自慕尼黑。不過(guò),我的母親認為柏林的學(xué)習氛圍更適合我,也有更多的機會(huì ),于是讓我我轉學(xué)來(lái)這里有一段時(shí)間了?!?/br> 我刻意模糊了“轉學(xué)來(lái)柏林”的原因,將重點(diǎn)放在“目前人在柏林”和“我在此上學(xué)”這兩個(gè)事實(shí)上,避免深入探討慕尼黑的過(guò)去。 “原來(lái)如此!”尤爾根點(diǎn)點(diǎn)頭,他的注意力很快又回到了數學(xué)上,“太好了,柏林真是個(gè)充滿(mǎn)驚喜的地方!能遇到像你這樣有天賦又年輕的后輩……呃,我是說(shuō),同好!希望以后還有機會(huì )交流!我和伊麗莎白通常會(huì )在大學(xué)圖書(shū)館靠近物理書(shū)架的那片區域自習?!?/br> 伊麗莎白也微笑著(zhù)補充道:“是的,歡迎你來(lái)討論。尤爾根雖然想法有時(shí)天馬行空,但他的熱情和直覺(jué)常常能帶來(lái)意想不到的視角?!?/br> “謝謝,有機會(huì )我會(huì )去的。暑假期間我可能會(huì )回到慕尼黑,到時(shí)候期待與你們在慕尼黑的見(jiàn)面和交流”我點(diǎn)頭應允。尤爾根的思維確實(shí)跳躍,甚至有些莽撞,但這種不受束縛的想象力在數學(xué)探索中有時(shí)確實(shí)是寶貴的火花。而伊麗莎白則像是一個(gè)完美的平衡器,冷靜而嚴謹。 簡(jiǎn)單的告別后,他們便隨著(zhù)人流離開(kāi)了。 盧恩看著(zhù)我,眼中帶著(zhù)一絲好奇,但并沒(méi)有追問(wèn)關(guān)于慕尼黑的事情,而是挽起我的胳膊,興致勃勃地說(shuō):“看,露娜,你的才華正在被越來(lái)越多的人看到!我們快回去吧,我都等不及要看那本新雜志了!”