陶哲轩差点没通过博士资格考MoMo酱
陶哲轩的故事,流传的版本通常是这样的:两岁自己学会认数,十岁成为国际数学奥林匹克历史上最年轻的奖牌得主,十三岁拿到金牌,这个纪录至今无人打破。二十岁在普林斯顿拿到博士学位,二十四岁成为加州大学洛杉矶分校的正教授,三十一岁获得菲尔兹奖。每一个数字都在说同一件事:此人不在我们的讨论范围之内。
2020年,《美国数学会通告》刊登了一篇陶哲轩的自述,标题是"A Close Call",一次险些的失败。讲的是这份履历里被省略的一段:博士第二年,他差一点没通过资格考试。
这篇文章后来被选进《The Best Writing on Mathematics 2021》。在一本收录了量子计算、密码学和三体问题的文集里,最让人放不下的,是一个天才讲自己考砸的五页纸。
一个从没学过"怎么学习"的人
陶哲轩最早的童年记忆之一,是外婆擦窗户的时候,他在旁边要求她把洗涤剂涂成数字的形状。小时候他一闹腾,父母就塞给他一本数学练习册,他立刻安静下来,而且是心满意足的那种安静。对他来说数学从来不是功课,是玩具。
也许是因为这个,学校的数学课对他一直太容易了,跳了几级之后还是太容易。老师在黑板上讲他感兴趣的内容,他就自己在下面找别的推导方法,代几个数进去看规律;讲他不感兴趣的,他就和所有无聊的学生一样画画。他不记笔记,也从来没有养成任何系统的学习习惯,考前几天把课本突击一遍,就能对付过去。
这套办法一路管用到大学。他喜欢的课,成绩顶尖;无聊的课,勉强及格,有两门干脆挂掉了。一门是 FORTRAN 编程,他拒绝学 FORTRAN,理由是自己已经会 BASIC 了。这个逻辑相当自洽,除了没能通过考试这一点。另一门是量子力学,老师提前很久就通知,期末要写一篇关于量子力学历史的短文,他完全没理会,直到考试当天。他至今记得自己是流着眼泪被人从考场领出去的。
尽管如此,他还是以全系第一的荣誉学位毕业。他自己在文章里紧接着补了一句:那是一所很小的大学,荣誉项目也很小,数学系那一届的荣誉生总共三个人。
普林斯顿的鬼门关
1992年,陶哲轩进入普林斯顿读博。当时普林斯顿的研究生课程没有作业也没有考试,整个博士阶段真正的关卡只有一个:资格考,学生们叫它 generals。口试,两个多小时,三位教授当面提问,内容五个方向:实分析、复分析、代数,再加两个自选方向。
对绝大多数博士生来说,准备 generals 是头等大事。他们把教科书从头读到尾,组织学习小组,互相模拟考试。系里还有一个传统:每个考完的学生要把自己被问到的问题和当时的回答写下来,留给后来的人练习。甚至有人排小品,演一个由三位最严厉的教授组成的"死亡委员会"如何折磨考生,笑声里都是求生欲。
陶哲轩把这一切基本上都绕过去了。他去上自己喜欢的课,不喜欢的就退掉。那一年他刚刚发现了万维网,于是把早期博士生涯里"多到不好意思说"的时间花在了网上闲逛和宿舍机房的电脑游戏上,经常打到深夜。互联网还没学会推送和短视频,就已经截获了人类最好的数学头脑之一,这件事想想有点悲壮。
自选方向,他挑了调和分析和解析数论。调和分析是他在澳大利亚读硕士时的方向,他觉得分析是自己的强项,于是实分析、复分析、调和分析三门加起来只复习了几天,力气主要花在代数和解析数论上。前前后后,大约两周。他的同学们准备了几个月。
他信心十足地走进了考场。
开局不错。教授们让他讲讲准备好的调和分析,他讲的基本是自己硕士论文的内容,围绕一个叫 T(b)定理的结果。这一段他很熟。
然后教授们离开了他的论文范围,两周的准备立刻见了底。他能模糊地想起领域里的基本结果,但说不准确,给不出证明,也讲不出这个结果有什么用、和什么相关。他在文章里记得很清楚:三位考官的问题越问越简单,越问越简单,是在找一个他终于能答上来的高度。有几分钟,他们手把手地、一步一步地领着他推导拉普拉斯方程的基本解。
在场的是未来调和分析的宗师。拉普拉斯方程的基本解,是这个领域的入门第一课。
考官给他看波动方程传播子的傅里叶乘子,他完全没认出来,一句有意思的话都说不出。问题出在哪里,他自己后来总结得很准:他一直是把调和分析当玩具玩的,玩得很开心,但从来没关心过它在偏微分方程、在复分析里是怎么被使用的。他熟悉这门学问的每一件展品,但不知道它的门通向哪里。
然后,运气救了他。提问转向第二个自选方向,解析数论。三位考官里只有一位是数论出身,而这位教授记错了,以为他报的是代数数论,精心准备的问题全都用不上。临时改问,就只能问最标准的题目:证明素数定理,证明狄利克雷定理。这些他真的准备过,答得很顺。代数部分,没有人准备刁钻的问题,考试很快结束了。
门关上,教授们商议了让他坐立难安的许多分钟。最后的决定是:通过,勉强通过。
他的导师,Elias Stein,二十世纪调和分析的一代宗师,事后温和地向他表达了失望,告诉他以后需要做得更好。陶哲轩说,自己当时处在一种震惊的状态里:这是他人生中第一次,在一场他真心想考好的考试里考砸了。
变化是从那天开始的。他开始认真上课、认真读书,开始听同学和其他教授说话,游戏时间砍了下去。他拼命做 Stein 给的每一道题,想把导师的失望扳回来。并不总是成功:Stein 给他的第一个问题,他到博士毕业五年之后才解决。但博士最后两年,他倾注了此前没有过的努力,写出了一篇像样的论文和一批文章,然后开始了后面的故事。后面的故事大家都知道了。
多年以后回头看,他写道:差点没通过 generals,很可能是当时能发生在我身上最好的事。
这个故事最容易被讲成"天才也需要努力",但那是它最无趣的读法。有两个细节比结论更值得带走。
第一个细节是失败的具体形状。陶哲轩不是败给了难题,是败给了"越问越简单"。他对调和分析的热爱是真的,硕士论文是真的,T(b)定理讲得漂亮也是真的。但玩一门学问,是沿着自己喜欢的方向走;学一门学问,是把它放回它所在的网络里,知道每个定理从哪里来、到哪里去、被谁使用。天赋能让人跳过第二件事很多年,而且跳过得毫无痛感,成绩单上全是优。资格考的真正功能不是淘汰,是安排一次会面:让人在还来得及的时候,和自己的边界见一面。天赋的作用是把这次会面一推再推,推得越晚,见面越尴尬。陶哲轩的幸运在于,他的那次会面来得够早,而且有三位教授在场作证,想赖都赖不掉。
第二个细节藏在文章结尾。按照系里的传统,他考完也写了自己的问答记录,这份记录至今还在网上。他说,听闻它安慰了后来一届又一届的普林斯顿博士生。想想这件事:那个系史上最有天赋的学生留下的记录,安慰人的部分不是他答对了什么,而是他答不上来什么。三十年过去,这份记录还在履行它的职责。数学界保存最好的遗产,除了定理,还有这种东西:最聪明的人愿意把自己最狼狈的下午写下来,留给走同一条路的人。
神童故事的通行版本总是省略这样的下午,因为它和"两岁认数"放在一起不够整齐。但如果只能给一个正在学数学的年轻人讲一段陶哲轩,讲这一段,比讲菲尔兹奖有用得多。


