本報記者 丁佳

北京大學數學科學學院教授宗傳(chuan) 明的辦公室既狹小又簡陋。一張寫(xie) 字台、滿滿一櫃子書(shu) 和兩(liang) 把舊椅子占據了大部分空間，一台用了十幾年的筆記本電腦大概算得上是這裏最現代化的電器了。

事實上，宗傳(chuan) 明連手機都沒有。然而，逼仄的空間和陳舊的設施並未束縛住這位數學家的天馬行空。他將最精確的運算和最複雜的推導都放在了自己的大腦中。

5月4日，純數學領域的權威雜誌《數學進展》發表了宗傳(chuan) 明一篇長達61頁的研究論文。而為(wei) 了這一刻，他整整準備了23年。

一個(ge) 古老的數學問題

先哲的智慧總是讓人驚歎。早在兩(liang) 千多年前，古希臘人就發現了五種正規多麵體(ti) ——正四麵體(ti) 、正六麵體(ti) 、正八麵體(ti) 、正十二麵體(ti) 和正二十麵體(ti) 。人們(men) 將這些正規多麵體(ti) 賦予了靈性，如正四麵體(ti) 代表火，正八麵體(ti) 代表空氣，正二十麵體(ti) 代表水。

公元前三世紀，古希臘哲學家、科學家和教育家亞(ya) 裏士多德斷言，在這五種正規多麵體(ti) 中，正四麵體(ti) 和立方體(ti) 都能砌滿整個(ge) 空間。換句話說，他認為(wei) 用大小一樣的正四麵體(ti) 形狀的磚彼此無縫地相接起來，就能裝滿整個(ge) 空間。

在隨後的一千八百年中，亞(ya) 裏士多德的這一斷言曾多次受到著名學者的質疑。但是，對其錯誤的嚴(yan) 格論證直到16世紀才出現。

“人們(men) 發現，當幾個(ge) 正四麵體(ti) 沿著一條棱圍成一圈時一定會(hui) 產(chan) 生縫隙。”宗傳(chuan) 明告訴《中國科學報》記者，用專(zhuan) 業(ye) 的話說，正四麵體(ti) 的最大堆積密度是小於(yu) 1的。

1900年，被稱為(wei) “數學界無冕之王”的德國數學家希爾伯特在法國巴黎召開的第二屆國際數學家大會(hui) 上作了一次演講。他提出了新世紀數學家應當努力解決(jue) 的23個(ge) 數學問題，著名的費馬猜想、哥德巴赫猜想均在此列。

而基於(yu) 亞(ya) 裏士多德的錯誤和開普勒關(guan) 於(yu) 堆球的猜想，希爾伯特將“確定一個(ge) 給定幾何體(ti) （例如球或者正四麵體(ti) ）的最大堆積（或定向堆積）密度”列入他的第十八個(ge) 問題。

“數學家要有點誌氣”

1991年，在中科院院士王元的支持下，宗傳(chuan) 明坐上火車，曆經7天7夜的長途跋涉，遠赴奧地利首都維也納攻讀博士學位，師從(cong) 當代著名數學家拉夫卡和格魯巴學習(xi) 數的幾何。

起初，年輕的宗傳(chuan) 明並不知道自己該做些什麽(me) ，直到一個(ge) 周五的下午，他來到拉夫卡的辦公室。這位老人告訴他：“一個(ge) 好的科學家要樹立一個(ge) 遠大理想，要有一個(ge) 核心研究問題。問題確定後，要堅持獨立思考，圍繞著核心問題循序漸進，逐步提高水平。不要整天忙於(yu) 讀書(shu) 與(yu) 聽報告，獨立思考是最重要的。”

之後，宗傳(chuan) 明閱讀了大量書(shu) 籍，從(cong) 中確立了他的長遠研究目標：希爾伯特第十八問題。

“我覺得數學家要有點誌氣，不能光挑一些小問題研究，打一槍換一個(ge) 地方。”宗傳(chuan) 明說，“好的數學家都希望能在曆史上留下點什麽(me) ，他們(men) 關(guan) 心的是100年後別人如何評價(jia) 自己。同時，科學也會(hui) 讓民族有光。如果牛頓、愛因斯坦都是中國人，想必現在我們(men) 的腰杆會(hui) 挺得更直。”

幸運女神降臨(lin)

回國工作後，宗傳(chuan) 明得到許多前輩數學家的提攜與(yu) 幫助。這使他下定決(jue) 心要在希爾伯特第十八問題上取得突破，遠則告慰恩師，近則對得起前輩的支持。

宗傳(chuan) 明幾乎每天都在思考這一難題，並動手做了許多幾何模型幫助思考，尋求創新思路。但這畢竟是一個(ge) “令許多傑出數學家競折腰”的問題，六年過去了，仍然沒什麽(me) 實質進展。

2006年，美國普林斯頓大學與(yu) 密歇根大學的兩(liang) 組科學家借助計算機對正四麵體(ti) 的堆積密度展開競賽式研究。而材料學家也開始認識到，基本單元為(wei) 正四麵體(ti) 的納米材料可能具有十分特殊的物理性質，其有望在應用領域大展拳腳。

這使宗傳(chuan) 明感受到巨大的競爭(zheng) 壓力，更讓他深刻地體(ti) 會(hui) 到這一問題的重要性。他謝絕了國際、國內(nei) 的所有邀請並辭掉一些行政事務，開始更加專(zhuan) 注地研究希爾伯特第十八問題。

經曆過無數次的失敗後，2012年8月，宗傳(chuan) 明發現了一個(ge) 巧妙的方法，從(cong) 而在這一著名問題上獲得突破性進展。他證明正四麵體(ti) 的最大平移堆積密度介於(yu) 0.367346……和0.384061……之間，這是人們(men) 對這一問題所取得的第一個(ge) 上界。

“這篇論文投稿後，審稿時間長達一年半。”宗傳(chuan) 明坦言，“到了後期我真的很緊張，因為(wei) 萬(wan) 一中間出了什麽(me) 錯，這20多年的心血就全都白費了。”

這一次，幸運女神終於(yu) 眷顧了他。經過嚴(yan) 苛的審稿後，論文終於(yu) 成功發表，並被歐美同行盛讚為(wei) 一項輝煌的工作。德國著名數學家漢克評價(jia) 稱：“必須承認，我被其中異常複雜的運算和構造嚇壞了——非常讓人敬佩！”

“有些數學家很幸運，找到一個(ge) 著名問題很快就解決(jue) 了。但絕大多數人沒有這麽(me) 好的運氣，他們(men) 需要十幾年乃至幾十年的不懈努力。”談起自己的成功，宗傳(chuan) 明說，“我絕不是天才，隻是比別人更努力一點而已。”

《中國科學報》 (2014-05-14 第4版 綜合)