數學競賽的魅力是 拼速度的刺激感令人著迷

2021-01-11 南方新聞網

日前,第二屆阿里全球數學競賽舉辦「雲上」頒獎典禮。這次比賽吸引了全世界70個國家超過5萬名選手報名參與,其中前1%的516名選手入圍決賽,並在代數與數論、幾何與拓撲、分析與方程、應用與計算數學四個方向進行角逐,最終決出「全球最強四人」。

一個叫張鉞的潮州男孩連續兩年奪得最高殊榮,在這個號稱「史上最難」的數學比賽中實現「連莊」。

張鉞今年只有24歲,曾就讀於華南師範大學附屬中學和北京大學。他用2年時間完成了需時5年的博士項目,已經獲得加利福尼亞大學伯克利分校的數學博士學位。

張鉞說自己是個「斜槓青年」:數學、音樂、遊戲都是他的興趣點。在攀上理性思維的皇冠之巔後,他性格中的感性部分開始迸發,在全球頒獎典禮現場用一段RAP唱出自己和數學的故事,令人眼前一亮。

南方日報記者 鍾哲 實習生 梁嘉穎

通訊員 李芸

「數學是思維層面上的一種美」

南方日報:阿里巴巴數學競賽號稱學霸的較量,你從中收穫了什麼?

張鉞:比起獎項本身,我更開心的是能有機會和不同背景的人一起競技,有中學生、程式設計師,甚至非理工科的愛好者、培訓老師,還能見到此前只聞其名的前輩。數學競賽的樂趣就是吸引那些對數學感興趣的人,大家解題的思路和對數學的理解相互碰撞。

南方日報:有特別印象深刻的題目嗎?

張鉞:印象比較深刻的是第一輪預選賽的第一道單選題「張師傅扭寬面」。張師傅製造「多旋圈面」(形如莫比烏斯帶)。參賽者則需要解出100旋和2019旋圈面沿中心線切開後得到的圈面旋數。這道題和拓撲相關,我博士期間研究的就是拓撲,再加上這道題將拉麵這種現實生活中的東西跟數學結合起來,十分有意思。

南方日報:大家都認為你是數學天才,你覺得是嗎?

張鉞:我應該算是數學的欣賞者。偉大的數學家們用自己的奇思妙想,創造出許多非常抽象但又十分美妙的數學理論。作為數學愛好者,在學習的過程中就能感受到這些理論的精妙之處,感到震撼。

打個比方說,像達文西和米開朗琪羅,他們的作品跟同時代其他人的作品非常不同。看著他們的畫,會有一種視覺上的一種觸動,讓人覺得震撼、美麗。

我覺得數學和畫作、音樂、美食一樣,都是藝術。畫是視覺的,音樂是聽覺的,美食是味覺的,而數學它是頭腦的一種藝術。你可以認為大腦也是有感覺的,數學是在思維層面上的一種美的體現。

在特別美的同時,數學本身還特別實用,在各種科學研究和工程建設中都會被用到。這讓我很著迷。

「做數學研究就像身處未知的叢林」

南方日報:對數學的興趣是從小便有的嗎?

張鉞:幼兒園的時候,我的母親騎著摩託車載我,看到汽車後面的車牌號,就讓我把這些數字加起來。睡覺前,父母也會跟我做算術遊戲。在小學三年級,我發現自己非常擅長數學,即使是參加五年級學生的奧數培訓,也能很快掌握並且名列前茅。

南方日報:旁人不容易想像數學研究的狀態。在你看來,那是一種什麼體驗?

張鉞:我認為做數學研究就像身處在一個未知的叢林。前方的路此前無人涉足,研究者要單槍匹馬地前往未知的遠方。在路上難免會經歷一些險狀,但是也會看到很多美麗的風景,發現神奇的生物,拾取美味的果實。

南方日報:這種探索一直很快樂嗎?還是說也會疲倦?

張鉞:就像航海,登上一艘船開啟旅程,漂在茫茫大海上,人們並不明確知道會去往哪裡。在研究過程中我會有一個目標,比如證實一個猜想,但我並不明確知道如何到達這個猜想,往往會不斷地往不同的方向去前進,遇到很多新的難題。

路上也會有疲倦,學數學的主要目的是感受它的妙處和美感,所以如果真的覺得疲倦,就讓自己調整一下,之後再繼續享受。比如說到外面看看風景,或者打會兒遊戲,聽聽音樂,讓自己得以放鬆,稍作休整,再重新出發。

南方日報:這次全球數學競賽的過程,對你來說也像航海嗎?

張鉞:「競賽」顧名思義,更類似競技運動。贏得勝利的方式是明確的,比如籃球比賽即是把球投進對方的籃筐。

數學競賽的魅力,在我看來就像賽車比賽,終點很明確,就算沒有贏得最後的勝利,這種比拼速度的刺激感也令人著迷。我在訓練中也有成績不好的階段,但是一路上能收穫很多,心態在慢慢地成長,會更加大膽地去嘗試。

在華附打好了基礎改變看世界的眼光

南方日報:你已經連續參加兩次大賽了,還會繼續參加嗎?

張鉞:已經贏了兩次,目前就沒有繼續參加的計劃了。主辦方跟我說,希望以後我能幫助他們出題。

南方日報:能介紹一下你在美國的生活和學習的日常嗎?

張鉞:在新冠肺炎疫情暴發之前,我在美國的一些地方旅遊,也經常去參加同學聚會,現在就比較受限制了。目前的日常是白天上班,晚上想想數學,做做音樂。目前正在準備將博士論文裡的三篇文章進行整理並發表。

南方日報:從潮州到廣州讀書,再到北京、加州,應該有很多事情要適應。

張鉞:我的家鄉潮州是一個小城市。後來有機會到華南師範大學附屬中學讀初中和高中,因為身處廣州這樣一個大城市,感覺到自己眼中的世界變得截然不同。在華附的六年時間,對我學習和人生的成長都有很大幫助。

讀萬卷書行萬裡路就是這麼一個道理,要到更大的地方去看看,會發現有更多選擇。

南方日報:華附對你的學術生涯起到什麼影響?

張鉞:華附的奧數教育在全國名列前茅,同學和老師的水平也很高。這是一個很好的氛圍,有同伴一起討論,會覺得心情愉快很多,然後更有動力去學習數學。

而且華附的培養模式是真正意義上的素質教育,在學習書本內容之餘,有豐富多彩的課外活動。初中的時候,我有機會到新加坡、馬來西亞交流;高中代表中國參加俄羅斯數學奧林匹克比賽,還在開幕儀式上唱歌。總的來說,華附給我打好了基礎,更重要的是給我很多「走出去看看」的機會,是一個機會很多的平臺。

同時,華附還是一個非常理想的學習環境,沒有人強迫我去學習,而是自己發自內心地希望去探索、去求知,去嘗試全面發展。

充滿可能的「斜槓青年」希望未來創建數學基金

南方日報:你如何看待數學這一基礎學科對社會的推動力?

張鉞:數學是一切科學的基礎,比如說頗具前瞻性的量子計算機,就和拓撲息息相關,有一個數學方向叫拓撲量子場論,它用來搭建量子計算機的數學模型,並通過不同的拓撲工具進行研究。數學也被運用在許多現代科技和工程之中,比如人工智慧等。

因此我現在想將數學運用在實際問題上,用自己的能力解決一些現實生活中的難題。當自己有影響力的時候,希望能給對數學感興趣的學生,尤其是中國學生,提供支持與幫助。

南方日報:你對數學學科在中國的發展有什麼期望?

張鉞:我認為中國的數學還在發展之中,需要更多的支持。假如我在未來有了一些影響力,希望能創建一個基金,幫助對數學感興趣的學生和數學工作者們。

南方日報:你的目標是成為一名數學家嗎?

張鉞:目前我更傾向於做一個音樂家。哈哈,其實是開玩笑的。我不喜歡被刻板的印象定義,我想成為人家說的「斜槓青年」,一個沒有標籤或者說有很多標籤的人。

南方日報:所以音樂也可能是一個選項?

張鉞:對,我是一個興趣廣泛的人。在阿里巴巴頒獎典禮上我唱了一段RAP,感覺這是一個契機。近期我打算用比賽獎金購置一些音樂設備,現在已經買了一個專業的麥克風、音效卡和能夠連接吉他和電腦的器材,以後打算把唱歌和說唱學得更好,學習編曲和製作音樂。在音樂中,也蘊含著許多數學規律,比如頻率、音調、和弦等,我的數學能力也能在這方面上有所發揮。

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