譯作——柯爾莫哥洛夫,我們之中的天才(4):研究風(fēng)格

本文譯自В. М. Тихомиров教授(英文作Tikhomirov,中文作季霍米洛夫,approximation theory方向)為他的老師,數(shù)學(xué)大師柯爾莫戈洛夫?qū)懙募o(jì)念文章《Гений, живший среди нас》,原是俄文。Тихомиров教授寫得非常生動(dòng)。

文中名字,【安德烈·尼古拉耶維奇】即柯爾莫戈洛夫(有時(shí)也譯作“柯爾莫哥洛夫”)。


柯爾莫戈洛夫大師

柯爾莫戈洛夫,我們之中的天才:研究風(fēng)格
是時(shí)候再次回到柯爾莫戈洛夫的科學(xué)生涯并討論他的創(chuàng)造方式的一些特點(diǎn),這在許多方面促成了極其重要的科學(xué)學(xué)派的創(chuàng)建。事情可以在比較中呈現(xiàn),下面我想將柯爾莫戈洛夫的創(chuàng)作特點(diǎn)與其杰出同事和同時(shí)代人的創(chuàng)作方式進(jìn)行比較。

記得有次柯爾莫戈洛夫跟我們談?wù)摰秸l是當(dāng)代最偉大的數(shù)學(xué)家。談話中,大家發(fā)現(xiàn)試圖糾纏于任何一個(gè)名字都是徒勞的:他們無法達(dá)成一致。最偉大數(shù)學(xué)家的集合,相對(duì)較小但很明確:如果你問誰是最偉大的一百位或最偉大的兩位數(shù)學(xué)家,他們會(huì)給出大致相同的名字。后來在我和朋友的交談中,這個(gè)話題不止一次涉及(尤其是在我們年輕的時(shí)候)。誰是居于首位的 - 柯爾莫戈洛夫,維諾格拉多夫(I. M. Vinogradov,我國(guó)的華羅庚先生非常尊重他,兩人交情很深),伯恩斯坦(SN Bernshtein),彼得羅夫斯基(I. G. Petrovsky),L. 龐特里亞金(S. Pontryagin),蓋爾方德(I. M. Gelfand)。 這只是蘇聯(lián)時(shí)期的我國(guó)數(shù)學(xué)家。我當(dāng)然承認(rèn)可以添加我國(guó)其他的偉大數(shù)學(xué)家名字。讓我們?cè)谶@個(gè)名單上稍作糾結(jié),先只添加上希爾伯特的名字——他是20世紀(jì)前三分之一年代最重要的數(shù)學(xué)家,柯爾莫戈洛夫高度尊重他,并親自將其衷心地寫入了《蘇聯(lián)大百科全書》。 (許多其他外國(guó)數(shù)學(xué)家的名字也會(huì)在列我們的名單 -包括 Hadamard、Brouwer、G. Weil、G?del、Siegel、E. Cartan、A. Cartan、Lebesgue、Levy 等)

柯爾莫戈洛夫的創(chuàng)作方式與上述所有數(shù)學(xué)家之間有一個(gè)根本區(qū)別。蓋爾方德曾在一次談話中說:“數(shù)學(xué)是一場(chǎng)馬拉松?!边@是一個(gè)深刻的思考。毫無疑問,蓋爾方德本人和上面列出的所有其他數(shù)學(xué)家都是“馬拉松運(yùn)動(dòng)員”。 柯爾莫戈洛夫則屬于不同類型的科學(xué)家(但是,除了他本人,我不知道還有像他這樣的人)。安德烈·尼古拉耶維奇當(dāng)然也是一名“馬拉松運(yùn)動(dòng)員”,但在途中主要是一名沖刺的“短跑運(yùn)動(dòng)員”。

這是什么意思呢?多年來,無論是在文章還是在個(gè)人談話中,柯爾莫戈洛夫常引用數(shù)學(xué)家Delone的一句話。Delone曾在奧林匹克競(jìng)賽閉幕時(shí)在小學(xué)生面前發(fā)言說,數(shù)學(xué)家的工作與奧林匹克數(shù)學(xué)競(jìng)賽參與者的工作不同,解決一個(gè)奧林匹克問題需要大約一個(gè)小時(shí),但要解決一個(gè)真正的、深?yuàn)W的數(shù)學(xué)問題需要 5000 個(gè)小時(shí)。這個(gè)值——5000 小時(shí)——表征了馬拉松數(shù)學(xué)家的工作特點(diǎn)。

然而,每當(dāng)談到他自己時(shí),安德烈·尼古拉耶維奇就表現(xiàn)出明顯的尷尬。他無法做到這個(gè)”著名的“ 5000 小時(shí)。在一次采訪中,他說:“在我的整個(gè)科研生涯中,完全忘我、不受其他一切事物影響的工作,我大約可以持續(xù)工作一周,最多可能是兩周,但沒法更多了?!贝蠹s四十年前,我第一次聽到類似的事情:在課上,他提到了一個(gè)小得多的數(shù)字——對(duì)構(gòu)造一個(gè)傅里葉級(jí)數(shù)幾乎處處發(fā)散的例子進(jìn)行了連續(xù)3天的思考,最后得以突然的領(lǐng)悟。早期他稱這個(gè)結(jié)果是他已有成果中技術(shù)上最困難的。后天,柯爾莫哥洛夫?qū)⑺夹g(shù)上最難的結(jié)果選為后來導(dǎo)致希爾伯特13問題解的定理,同時(shí)提到了兩周的不懈思考。

我們看出,這些例子反映了安德烈·尼古拉耶維奇的獨(dú)特風(fēng)格。他知道如何在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)集中巨大的能量。這種能量的積累引起了強(qiáng)大的效應(yīng),在問題看似堅(jiān)不可摧的堡壘墻壁上打開巨大的裂縫,引領(lǐng)數(shù)十名,有時(shí)是數(shù)百名、數(shù)千名研究人員沖到那里。而柯爾莫戈洛夫自己卻離開了這后續(xù)的一切,他的思緒已經(jīng)轉(zhuǎn)向了其他目標(biāo)。這在我眼前發(fā)生了很多次。也許從這個(gè)角度去瀏覽柯爾莫戈洛夫的整個(gè)創(chuàng)作過程會(huì)很有趣。

在亞歷山德羅夫課程的影響下,柯爾莫戈洛夫在描述集合論方面完成了第一項(xiàng)重要工作。 他意識(shí)到可以將亞歷山德羅夫的主要思想(構(gòu)造了 A-set )與 Suslin(證明了 A-set 比 B-set 更廣) 的主要思想相結(jié)合,這奠定了集合運(yùn)算理論的基礎(chǔ)。 他的導(dǎo)師魯津(Luzin)當(dāng)時(shí)沒有理解這篇文章,因此它的第一部分在七年后——1928 年才發(fā)表(第二部分于1987年作為附錄發(fā)表在柯爾莫戈洛夫選集第三卷中)。安德烈·尼古拉耶維奇沒有在這個(gè)問題繼續(xù)寫文章。隨后該理論變得非?;钴S,安德烈·尼古拉耶維奇的工作理所當(dāng)然地成了源泉之一。

接下來是柯爾莫戈洛夫科研初期的最大發(fā)現(xiàn)——他構(gòu)造了一個(gè)傅立葉級(jí)數(shù)幾乎處處發(fā)散的可測(cè)函數(shù)(我們剛剛提到過)。 柯爾莫戈洛夫研究三角和正交級(jí)數(shù)理論有一段時(shí)間,但轉(zhuǎn)而他的興趣轉(zhuǎn)向了概率論(他與辛欽密切合作了幾年)。在 1930 年代初期,他的努力以完成兩部具基本重要性的著作而告終:論文《論概率論的分析方法》和專著《概率論的基本概念》。除了這些“馬拉松”成果之外,還有一些“沖刺”的業(yè)績(jī)——特別是他在數(shù)理邏輯方面的研究、他在數(shù)理統(tǒng)計(jì)和拓?fù)浞矫娴慕艹龉ぷ鳎ㄆ渲兴c美國(guó)代數(shù)拓?fù)鋵W(xué)家Alexander同時(shí)獨(dú)立地引入了最重要的拓?fù)涓拍睢吧贤{(diào)”)。這一切都發(fā)生在 30 年代。這里還有他關(guān)于近似理論的兩篇簡(jiǎn)短論文,它們?yōu)樾碌幕痉较?、開映射下增加維數(shù)問題的解決方案以及其他一些成果奠定了基礎(chǔ)。 1930 年代末和 1940 年代初他致力于湍流理論。這些研究也有“馬拉松”的成分。

在 40 年代,柯爾莫戈洛夫建立了射擊理論(這里有“馬拉松”成分),并為所謂的分支過程理論奠定了基礎(chǔ)(這也許是“沖刺”的成就)。

回到50 年代。一個(gè)突然的偉大洞察,導(dǎo)致了 KAM 理論的誕生。而安德烈·尼古拉耶維奇本人僅在《蘇聯(lián)科學(xué)院學(xué)報(bào)》上發(fā)表了兩篇短文,組織了一個(gè)力學(xué)數(shù)學(xué)專題討論班,并做了阿姆斯特丹世界數(shù)學(xué)家大會(huì)的閉幕報(bào)告。 1955 年,信息論開始引起他的興趣。但同時(shí)期他“偶然地”幾乎徹底解決了希爾伯特第13個(gè)問題(當(dāng)然也是以艱辛的壓力為代價(jià)的):他證明了任何四個(gè)或更多變量的連續(xù)函數(shù)都可以表示為三個(gè)變量的連續(xù)函數(shù)的疊加。再一次,他沒有繼續(xù)研究問題的最終解決方案。而把這個(gè)問題留給了他的學(xué)生阿諾爾德(當(dāng)時(shí)才大三)解決。

…… 1957 年夏天的一天,我到達(dá)科馬羅夫卡(Komarovka,在那里柯爾莫戈洛夫和亞歷山德羅夫有一棟鄉(xiāng)間小舍),柯爾莫戈洛夫老師告訴我:前一天,在思考解決希爾伯特第 13 個(gè)問題的構(gòu)造時(shí),他突然恍然大悟,找到了一種異常簡(jiǎn)單的新方法來解決這個(gè)問題,加強(qiáng)了阿諾德的結(jié)果。我到的時(shí)候,準(zhǔn)備投給《蘇聯(lián)科學(xué)院學(xué)報(bào)》一份短文已經(jīng)寫好了!同樣的事情也發(fā)生在動(dòng)力系統(tǒng)的馮諾依曼問題上(這個(gè)問題已經(jīng)存在了二十多年,所有動(dòng)力系統(tǒng)專家都想解決掉它),即譜是否是動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)完備表征。另一次也是發(fā)生在我訪問科馬羅夫卡,安德烈·尼古拉耶維奇突然說:“熵是一個(gè)不變量,僅靠譜是不夠的?!贝祟D悟再次導(dǎo)致了突破,數(shù)名研究人員沖進(jìn)了缺口,其中不乏一流的數(shù)學(xué)家;正如經(jīng)常發(fā)生的那樣,柯爾莫戈洛夫則將自己限制在一篇《蘇聯(lián)科學(xué)院學(xué)報(bào)》論文中,僅作出第一步突破,然后拂身而去。下面是另一個(gè)例子。有一天,安德烈·尼古拉耶維奇和我要去列寧格勒參加一個(gè)會(huì)議。晚上我們?cè)隈R車的走廊里談?wù)摬煌氖虑椤M蝗凰嬖V我他剛剛想到了這個(gè)想法(就在那里,在一次談話中?。┰诰€性拓?fù)淇臻g的線性映射下,熵也可以是不變的。很快又寫了一篇短文,很多數(shù)學(xué)家再次對(duì)這個(gè)話題感興趣,在我的記憶中,之后柯爾莫戈洛夫老師甚至從未想過這個(gè)領(lǐng)域?qū)l(fā)生了什么。

我們?nèi)菀装l(fā)現(xiàn),柯爾莫戈洛夫與上面列出的“最偉大”的數(shù)學(xué)家中的任何一位都少有相似之處。與柯爾莫哥洛夫形成最鮮明對(duì)比的是希爾伯特。由于柯爾莫戈洛夫的創(chuàng)造性天才的“沖刺”特征,他設(shè)法打穿開拓了大量難題和領(lǐng)域。在我之前寫的一篇關(guān)于安德烈·尼古拉耶維奇的文章中,我列出了數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、人文學(xué)科的大約四十個(gè)領(lǐng)域,他在這些領(lǐng)域都留下了基本的印記(雖然仍沒有用盡他創(chuàng)造的一切)。幾乎在任何子學(xué)科,安德烈·尼古拉耶維奇的研究都是先驅(qū)行的工作,包含了基本理論的創(chuàng)造,而新領(lǐng)域剩余的完善工作則留給了門徒和追隨者。作為比對(duì),希爾伯特對(duì)純數(shù)學(xué)八個(gè)主題全神貫注地研究了很多年,有時(shí)甚至是幾十年,試圖“找到基礎(chǔ)、根源、核心”。 伯恩斯坦、維諾格拉多夫、彼得羅夫斯基、龐特里亞金的研究風(fēng)格跟希爾伯特是相似的。 (一個(gè)特例是蓋爾方德:他總是和同事合作,我們所列的其他科學(xué)家都是單獨(dú)工作。和柯爾莫戈洛夫一樣,蓋爾方德研究了很多領(lǐng)域,他是一個(gè)毋庸置疑的“馬拉松運(yùn)動(dòng)員”。)

綜上所述,柯爾莫戈洛夫總是會(huì)產(chǎn)生大量的想法,這些想法滋養(yǎng)了與他一起工作的學(xué)生。事實(shí)上,安德烈·尼古拉耶維奇通常不和他的學(xué)生”一起“工作:他并沒有按照”指導(dǎo)“這個(gè)詞普遍接受的的意義來教他們。他只是播撒問題、假設(shè),分享想法、方法——在科馬羅夫卡小舍的講座、散步、喝茶時(shí)……這些高屋建瓴的問題,往往不僅是一個(gè)數(shù)學(xué)意義上的難題,而蘊(yùn)含了更廣遠(yuǎn)的科學(xué)(或哲學(xué))意義。如果一個(gè)門徒踏上了其中一條路,那么他自己就能繼續(xù)精進(jìn)下去,不會(huì)輕言”一切都已經(jīng)解決了“……

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