科技少年 | 他大三证明西塔潘猜想，22岁成中国最年轻教授级研究员 / 开普饭

奥数班的掉队生

学习成绩一般般

从没拿过奖学金

却轰动了学界

扰动了教育部

为什么他是破解西塔潘猜想的人？

在这个大师没落星光黯淡的年代，不再有二十三岁就写出《变法通议》的梁启超，二十六岁在《新青年》发表《文学改良刍议》的胡适，也不会有三十一岁就把文字镶嵌在康桥水底任人捞取的徐志摩。

那些逝去的锋芒毕露，而今不再有。

但沧海总有遗珠。

这个人叫刘嘉忆，辽宁大连人，来自中南大学。

2011 年，他大三，凭一夜而就的一纸论文，解决了国际数学界尘封 17 年之久的难题「西塔潘猜想」，震惊了国际逻辑数学界，引起了社会和舆论的极大关注，并在大四的时候被母校中南大学聘请成为了中国最年轻的教授级研究员。

（刘嘉忆本名刘路）

那一年，他才 22 岁，短短一年的转身就完成了同代人十几二十年的奋斗。

（刘嘉忆成了报纸宠儿）

回过头来，大家会问：「西塔潘猜想是什么？它重要么，难么？」

与费马大定理的简单易懂相比，这个猜想对于非数学专业的人理解起来稍显复杂。

西塔潘猜想由英国数理逻辑学家西塔潘于 20 世纪 90 年代提出，属于反推数学分支，目的是拉姆齐二染色定理(Ramsey's theorem)的强度证明。

（英国数学家、哲学家兼经济学家弗兰克·普伦普顿·拉姆齐，1903-1930）

反推数学是数理逻辑的一个小分支，通常的数学大致是从公理到定理的研究，而反推数学则是从定理(陈述)到公理的研究，二者正好方向相反。

虽然这个定理当然比不上哥德巴赫猜想和费马大定理的声名显赫，但作为一个诸多数学家多年欲破未竟之定理，其重要性和难度可见一斑。更何况，是一个还没毕业的本科生解决了它。

「他灵感的流星雨集中爆发」

大二的一堂普通数学课上，中南大学的何伟教授不经意到提起了「拉姆齐二染色定理」，恰逢刘嘉忆正好在思考一个与之相关的问题，他的眼球、脑神经和求知的欲望一下子被调动了起来。

大二暑假，他开始静下心来系统地了解这个定理。国内外有不少学者正在研究该定理的证明论强度，特别是 1995 年，英国数理逻辑学家西塔潘提出了「西塔潘猜想」。

（中南大学数学与统计学院）

10 月 26 日，堪称刘嘉忆幸运日，这一天虽普通却美好，彻底改变了刘嘉忆的人生轨迹。

当日正在上晚自习的他，突然间「灵感的流星雨集中爆发」，仿佛一股电流传遍了全身，他意识到，只要把之前的一个方法稍微作一下修改，就可以成为一把钥匙，证明西塔潘猜想！！

「证明这一结论时，我的心脏都快蹦到嗓子眼了，按捺不住内心的激动和兴奋」

他生怕有什么闪失，本能地抓起了书包就往宿舍里跑，连夜运算，直接用英文写出了冗长的证明过程，并向美国芝加哥大学主办的《符号逻辑期刊》发去了投稿。

从接触该定理，到证明西塔潘猜想，前前后后只经过了两个多月。

杂志主编很快就收到了投稿，但由于该研究领域从来没有刘嘉忆这号人，所以他也只发来了简短的例行回复，意思大概是：「我收到了」。

自此便不再有任何进一步的消息，刘嘉忆的心血很可能要石沉大海了。

事情告一段落，似乎这个世界从来没有发生过什么。

但一切都在缓慢地酝酿着，就等学校、舆论甚至来自国际数理逻辑学界的暴风将二十岁出头的他团团包围。

趁着这风暴还未来临，我们不妨回到他平庸的过去，去找找「天才」的原因。

他不是一个天才，但却是一个不折不扣的「怪人」。

是的，他并没有任何突出的成就，他既不像人类智商第一的陶哲轩一样在七岁完成了第一本书，

也不像印度的拉马努金一样从小就发明各种神秘的数学符号。

他在学术成绩单上表现平平，毫无天才的潜力和征兆，如果硬要指出特别之处，那仅仅是他让人感觉到有一点「怪」而已。

他就是普通学生，穿一身运动装，说话细声细气，不善言辞，十分单纯。

这是别人对他的评价。

他身高 176 厘米，戴着黑框眼镜，皮肤很白，典型瓜子脸，再加上一身宽松的运动装，显得格外秀气和年轻。与一个普通的学生没什么差别。

但是，

我也想交朋友，但我性格太闷，大家觉得我比较无趣，所以交不到朋友。

这是他对自己性格的一个评价。

据说，他在介绍蛙泳技巧时，会说「根据能量守恒定律……」；在解释交通事故时，他会教科书般地说「运动中的车子」而不是「行驶中的车子」；如果有人问他想拥有《哈利波特》中的哪项魔法？他会先定一个框架，因为「一般解答数学题都需要一个框架……」

（刘嘉忆极其痴迷科幻，特别是哈利波特系列）

这确实很理科。

大二时，他开始自学数理逻辑，被同学形容为「学术男」。他大学的室友说，刘嘉忆跟寝室里的同学沟通较少，要么自己看书，要么上英文网站下载英文资料，很少玩游戏。

有时候一大早出去，下午才回来，双肩书包里塞满了英文书。为了一个数学问题，他饭也不按时吃，觉也不按时睡。有一次，我半夜两三时醒来，发现他在看书，一大早起床，已经不在寝室里了。

确实很怪。

但世间怪人无数，为何独独是他解答了西塔潘猜想？这与他多年对数学的专注密不可分。

刘嘉忆出生在一个与科学没太大关系的家庭，父亲是高中学历，在大连一家公司做后勤；母亲上过大学，现在是一家起重机公司的工程师。但他们不擅长数学，老人们也没有谁表现出特别的数学才能。因此他们并没有特意在数学方面培养儿子。

顶多中等偏上吧！

到了高三，刘嘉忆再次进入学校组建的奥数班，当时高三的奥数指导老师佟伟东这样评论刘刘嘉忆的奥数成绩，说明他的数学成绩并不拔尖。

后来，由于学习难度加大，「平庸的」刘嘉忆彻底掉队了，并彻底退出了奥数班。「他的考试成绩不理想，做题总是看不到步骤，结果出来得莫名其妙，但是中学的考试试卷都是按步骤来算分的。」老师评论道。

「但他跟其他孩子不一样」

这是刘嘉忆在毫不起眼的成绩之外，唯一能让人有点印象的地方之一。

他会在感兴趣的一个问题上长时间钻研、思考，不追求分数甚至结果。而更多孩子则总是急着做出结果来，不会做的就去翻标准答案，而不是自己独立思考。

这有点像下围棋。「日本流」选手喜欢花很长的时间去钻研下一步要怎么走，不管这一步走得是对还是错；「韩国流」选手喜欢打猛烈的阵地战，快速拼杀，急着把题目做出来。刘嘉忆属于前者。

「他是学校的跑步双冠王，也是搞数学的「苦行僧」」

人的性格总是无法藏匿。喜欢什么东西就会反映出人的内心世界。

他擅长打乒乓球，也爱打羽毛球。尤其是在学院运动会上，他还一人包揽了 400米和 1000 米两块金牌，使得人们对这个话语不多、惜墨如金的人大吃一惊。

（刘嘉忆参加学校的体质测试）

跑步是一项很无聊的运动，尤其是喜欢中长跑的人，一般比较能坚持，对于功利方面也相对看得开。刘嘉忆就是这样的人。

这些年来刘嘉忆与数学的爱情长跑已经走了那么远，即使家中父母觉得数学很冷门，极力反对他继续研究，但心无旁骛的他仍然一意孤行，根本没有给自己留任何后路。2008 年刘嘉忆参加高考，

报读大学专业的时候，从一本到三本，填的全部是是数学。

高考成绩和录取结果出来后，他如愿以偿地被中南大学数学科学与计算技术学院的应用数学专业录取了。

进入中南大学后的刘嘉忆没有太大改变，生活依然严格地以数学为中心，似乎只是换了一个学习的地方而已。舍友描述说，

他经常会为一个数学问题饭不按时吃，觉也不按时睡，最晚的时候凌晨两三点都搞过，然后第二天很早又不见了，找老师去了。

即便如此，「可悲」的是，他的专业成绩还是一如既往地平庸，「不特别差，但也不好」，没拿过任何奖学金。

（刘嘉忆和导师侯振挺讨论数学问题）

刘嘉忆无奈地解释道，

这只怪我马虎惯了。考试中，我的演算过程太乱、解答不太标准，都影响分数。

这只「特立独行的猪」，如果要报考研究生，都不知道能不能通过正儿八经的考试。

就在这样的境况下，他一路与数学玩耍，直至触及西塔潘猜想。

但那一夜的「灵感大爆发」究竟能否成为数理逻辑领域的一个里程碑，抑或只是一个本科生天马行空的梦中呓语？

「我是过去众多研究该问题的无果者之一，看到这一问题最终被你解决，感到非常高兴——特别是你的证明如此漂亮，请接受我对你研究成果的祝贺！」

在投递给数理逻辑领域的国际权威杂志《符号逻辑期刊》(Journal of Symbolic Logic )八个月后，刘嘉忆终于收到了杂志主编——国际逻辑学知名专家、芝加哥大学数学系教授邓尼斯·汉斯杰弗德的来信，来信用「漂亮」这样稀罕的科学界褒义词，无疑印证着他研究成果的巨大成功。

这是一个重要的成果，促进了反推数学和计算性理论方面的研究。

芝加哥大学达米尔·扎法洛夫博士如此评论道。

只有刘嘉忆一个人收到了这封令人喜出望外的邮件，而一向低调做人的他，并没有跟别人炫耀讨论。这个时候的整个中南大学和社会舆论，还被彻底蒙在鼓里，没有人知道发生了什么，非常平静。

汉斯杰弗德教授也想找到这个传说中的「大人物」。但刘嘉忆居然玩「失踪」？！

「你们中南大学出了个好学生」

原来他原名不是叫刘嘉忆，叫「刘路」，一个过眼既忘毫无存在感的名字，所以对「刘路」这个名字略感不满的他在投稿的时候把自己的名字改为了「Liu Jiayi」。

这当然也埋下了「祸根」，大洋彼岸的美国主编怎么知道「Liu Jiayi」是谁？

直到刘嘉忆投稿后的第二年，新加坡国立大学教授庄志达访问美国，碰巧接触到《符号逻辑期刊》主编汉斯杰弗德教授时，他被问到是否知道中南大学大三学生刘加一（音译），庄志达闻所未闻，于是特意给他的老师——南京大学教授丁德成打了个电话，希望他能利用资源查询此人。

（南京大学教授丁德成）

巧的是，2 月份刘嘉忆给丁德成发过一封邮件，表示希望能做他的研究生。于是丁德成马上联系了刘嘉忆，并邀请他去参加 5 月份在浙江师范大学召开的逻辑学术会议。

热爱学术的刘嘉忆当然没有放过这个机会，他如期赴会并做了题为 Ramsey theorem for pair as second order arithmetic statement does not imply Weak Konig Lemma 的报告。这报告否定了西塔潘猜想（即「拉姆齐二染色定理」的证明论强度不强于「弱寇妮定理」）。与会专家觉得这个证明极有可能是正确的。

7 月份，中南大学教授、著名数学家侯振挺拜访了丁德成，被意外地说道：