1993年6月,英国剑桥牛顿研究所。

安德鲁·怀尔斯在连续三天的演讲结束时,写下最后一行公式,宣布自己证明了费马大定理。

这个困扰数学界三百多年的问题,似乎终于有了答案。

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怀尔斯第一次知道费马大定理时,只有10岁。

它的表述很简单:当整数n大于2时,方程xⁿ+yⁿ=zⁿ不存在正整数解。

一个孩子能够看懂的问题,却让无数数学家束手无策。

怀尔斯被它深深吸引,证明费马大定理也成了他的童年梦想。

但成为职业数学家后,他反而放下了这个问题。

因为当时几乎没有新的研究入口,许多杰出数学家都曾在这里耗费多年。

怀尔斯明白,只有热情,没有方法,坚持很可能只是原地重复。

他转而研究椭圆曲线、伽罗瓦表示和数论中的其他问题。

多年后,这些当初看起来像是在“绕路”的研究积累,反而成了他完成证明的关键。

20世纪80年代,数学家发现,费马大定理可以与谷山—志村猜想联系起来。只要证明一类椭圆曲线具有“模性”,费马大定理就会随之成立。

怀尔斯听到这个消息后,立即决定重新挑战童年的问题。

为了不受外界干扰,他在普林斯顿大学担任教授期间,选择了长达7年的隐秘研究。

他几乎放下了其他无关课题,白天完成教学工作,回家后便独自进入顶楼书房,在一页页公式中反复推演。

除了妻子和极少数同行,几乎没有人知道他正在研究什么。

开始时,他没有完整路线,甚至不知道答案会来自数学的哪个方向。

前几年,他所做的大部分工作不是取得突破,而是不断尝试、失败,再排除错误道路。

一个方向可能研究一两年,最后才发现无法继续;找到一点线索,又要重新学习另一套理论。

1993年6月,怀尔斯在剑桥牛顿研究所连续进行了三次讲座,并在最后展示了费马大定理的证明,震惊世界。

然而,论文审查很快发现,证明中关于欧拉系统的论证存在一个关键漏洞。

如果漏洞无法修补,七年的工作就可能付诸东流……

怀尔斯重新回到书桌前,最初以为只需几周,但几个月过去,所有方案都失败了。

随后的14个月,成为他科研生涯中最煎熬的时期。

此前没有人知道他在做什么;如今全世界都在等待结果,而他自己却不知道证明是否还能成立。

直到1994年9月,在几近放弃的边缘,怀尔斯重新检查一条早期使用过、后来被放弃的道路。

他突然意识到:这条旧方法虽然不能独立完成证明,却可以与后来建立的新方法结合。

两条曾经失败的道路,最终补上了彼此的缺口

1995年,完整证明正式发表,并为他赢得了2016年阿贝尔奖与2024年基础科学终身成就奖。

怀尔斯不仅解决了费马大定理,也推动椭圆曲线、模形式和伽罗瓦表示之间建立了更加深刻的联系。

他后来把攻克前沿数学难题的过程形容为“探索一座黑暗的大宅”。

进入第一个房间时,四周一片漆黑。研究者只能在黑暗中不断碰撞、摸索,可能花上一两年,才逐渐弄清家具的位置。终于,在某个时刻,他找到了灯的开关。

灯亮的瞬间,房间里的结构全部变得清晰。

但这并不意味着研究结束了。

因为打开一扇门后,面前往往又是下一个黑暗的房间。

所谓灵感并不是凭空降临,而是长期摸索之后,研究者终于理解了自己身处的空间。

真正艰难的,也不是某一次计算,而是在长时间看不到答案、无法确定方向时,仍愿意留在问题面前。

因此,怀尔斯建议青年学者,在博士或博士后阶段,切忌一开始就盲目挑战百年难题。

年轻研究者首先需要选择那些能够在一两年内取得成果的课题,从中学习如何面对困惑、建立数学直觉,并积累继续研究的信心。

只有当一个人具备了成熟的判断力,也能够承受长期没有进展的压力后,才适合逐步转向更加宏大和长远的目标。

因为数学家最重要的能力,不只是解决问题。

更重要的是判断哪个房间值得进入,并在黑暗中不断碰壁时,依然相信那里存在一盏尚未找到的灯。