W nagrodzonym Oscarem filmie Piękny umysł jest scena, w której Russell Crowe jako matematyk John Nash prosi swoją piękną przyszłą żonę, by spojrzała w wieczorne niebo i nazwała dowolny kształt - na przykład parasolkę - a potem powiedziała, że będzie znajdź kształt w konstelacji. Robi to, a ona jest całkowicie oczarowana, mówiąc: „Zrób to jeszcze raz”.
powiązana zawartość
- Ostatni świat
- Młodzi innowatorzy w dziedzinie sztuki i nauki
Matematyk UCLA, 32-letni Terence Tao, odnosi się do tej sceny, być może dlatego, że przypomina mu własną żonę Laurę, inżyniera z Jet Propulsion Laboratory NASA, ale z pewnością dlatego, że ilustruje jedno z jego najsłynniejszych twierdzeń. Liczby pierwsze, te, które można podzielić tylko przez siebie i 1 (to znaczy 2, 3, 5, 7, 11 itd.), Mogą być wizualizowane jako punkty na linii. Ale bardziej pouczające jest myślenie o nich jak o gwiazdach na niebie, rozproszonych mniej więcej przypadkowo na rozległym płótnie. Tao wraz z matematykiem z Uniwersytetu Cambridge, Benem Greenem, udowodnili, że płótno zawiera wzory o każdym możliwym kształcie. Gdzieś jest gwiazdozbiór liczb pierwszych o takim samym kształcie jak parasol Nasha. Odkrycie Greena i Tao było sensacją matematyczną z 2004 roku.
Specjalnością Tao jest analiza, obszar matematyki obejmujący rachunek różniczkowy i równania różniczkowe. Sylvain E. Cappell, profesor w NYC Courant Institute of Mathematical Sciences, nazywa go „wiodącym analitykiem swojego pokolenia”. Jednak twierdzenie Green-Tao rozwiązało główne pytanie w teorii liczb, całkowicie odrębne pole. Było to tak nieoczekiwane, jak skrzypek, który nagle wygrał duży konkurs pianistyczny. Jednak dla Tao wędrówka przez granice dyscypliny jest czymś powszechnym.
Na przykład, pewnego dnia w 2004 r. Emmanuel Candes, matematyk stosowany w Caltech, powiedział Tao o problemie, nad którym pracował - o tym, jak rekonstruować obrazy z możliwie najmniejszą ilością informacji. Współczesne aparaty cyfrowe radzą sobie z tym w najbardziej nieefektywny sposób. Rejestrują kilka milionów pikseli (podstawowe elementy zdjęć cyfrowych), a następnie korzystają z instrukcji komputerowych zwanych algorytmem kompresji, aby zmniejszyć ilość danych na zdjęciu 10 lub 50 razy. Dlaczego nie zaprojektować kamery, która na początku zbierałaby tylko 50 danych?
Jego reakcją było vintage Tao. Najpierw powiedział Candesowi, że problem jest nierozwiązywalny. Kilka minut później pozwolił Candesowi coś przyłączyć. Następnego dnia Tao sam rozwiązał problem. Co więcej, rozwiązanie oznaczało narodziny nowego pola, zwanego próbkowaniem kompresyjnym. W wyniku odkrycia Candes i Tao inżynierowie pracują teraz nad skanerami MRI kilka razy szybciej niż obecnie, a nawet z aparatami jednopikselowymi. Czy Tao jest inżynierem? Nie. Ale widział połączenie, którego nie widział żaden inżynier. „Za każdym razem, gdy dotyka przedmiotu, staje się on bardzo szybko złoty” - mówi Candes.
Osiągnięcia Tao przyniosły mu już prawie każdą główną nagrodę matematyczną. W ubiegłym roku Międzynarodowa Unia Matematyczna przyznała mu Medal Fieldsa, powszechnie uważany za matematyczny odpowiednik Nagrody Nobla. Niecały miesiąc później Tao otrzymała dotację w wysokości 500 000 USD od Fundacji MacArthur.
Przyjmuje te pochwały ze skromnością i na ogół pozostaje poza zasięgiem opinii publicznej, obsługując większość zapytań prasowych za pośrednictwem poczty elektronicznej. Inni matematycy uważają go za otwartego i dostępnego. „Terry jest tak normalny, jak to tylko możliwe” - mówi Tony Chan z National Science Foundation, były prezes działu matematyki UCLA. „Można go łatwo zgubić w tłumie studentów pierwszego roku UCLA.”
Urodzony w Australii, Tao nauczył się arytmetyki w wieku 2 lat. W wieku 10 lat był najmłodszym zawodnikiem w historii Międzynarodowej Olimpiady Matematycznej (konkurs dla uczniów szkół średnich), a dwa lata później zdobył złoty medal. W wieku 17 lat przyjechał do Ameryki, aby studiować matematykę jako doktorant w Princeton.
Tam, mówi Tao, w końcu znalazł swoją grupę rówieśniczą - ludzi, którzy kochali matematykę tak samo jak on. Według kolegi z klasy Allena Knutsona Tao różni się od innych cudownych dzieci od jego emocjonalnej dojrzałości. „Był na tyle opanowany, że nie wyróżniał się” - mówi Knutson. Ojciec Tao, Billy, pediatra w Adelajdzie: „Terry otrzymał wolność cieszenia się życiem”. Grał w brydża, dubbingując muzykę. Gdy kończył doktorat (w wieku 20 lat), jego doradca Eli Stein zauważył wyraźną zmianę. „Naprawdę zaczął startować w zeszłym roku, być może w ostatnim semestrze” - mówi Stein. „Nagle zaczęło się klikać”.
Od tego czasu nic go nie powstrzymało. Podjął swoją pierwszą pracę podyplomową na UCLA, która szybko zdała sobie sprawę, że ma na sobie fenomen. W ciągu zaledwie czterech lat, w wieku 24 lat, Tao został najmłodszym profesorem zwyczajnym w historii UCLA. „Terry wnosi prestiż do tego miejsca, a nie na odwrót” - mówi Chan.
W niewiele ponad dekadę Tao napisał także około 140 artykułów. Dla porównania, jak mówi Chan, większość czystych matematyków byłaby zadowolona z trzech artykułów rocznie. Równie niezwykła jest jego rosnąca liczba współautorów (w końcu 50). „Miałem szczęście znaleźć bardzo dobrych współpracowników, którzy dużo mnie nauczyli, wprowadzili mnie do kilku nowych dziedzin matematyki lub pokazali mi nowe spostrzeżenia” - mówi. Dodatkowo dodaje: „praca z nimi jest po prostu przyjemnością”.
Łatwo jest położyć geniusz na piedestale, aby przypisać jego sukces talentom nieziemskim. Ale badania matematyczne mogą być bardziej jak bieganie w maratonie, w którym często dominuje czysta determinacja. „Jeśli zdecyduje się coś udowodnić, zrobi to” - mówi Gigliola Staffilani z MIT, kiedyś współpracownik. Knutson mówi, że Tao pokazał mu, jak od czasu do czasu rozwiązywać duży problem. „Powiedziałbym, że nie rozumiem, dlaczego to jest prawdą. Powiedziałby, że sprowadza się to do sprawdzenia tych 17 przypadków i wszystkie działają. Powiedziałbym, że to niesamowite, ale oczywiście nie możemy tego opublikować. Ale po pewnym czasie rozwiążemy to w trzech przypadkach, a następnie będziemy mogli opublikować ”.
Sercem daru Tao może być po prostu umiejętność swobodnego myślenia w kierunku niewidzialnego horyzontu. „Terry jest niezwykły pod względem otwartości” - mówi Ben Green, jego współpracownik w zakresie problemu liczb pierwszych. „Kiedy zaczynaliśmy, wielu starszych matematyków prawdopodobnie powiedziałoby, że pomysł nie zadziała, że jest absurdalnie ambitny. Był gotów spróbować wszystkich pytań”.
Chętnie, można powiedzieć, wyśledzić parasol na wieczornym niebie.
Dana Mackenzie ma doktorat z matematyki na Uniwersytecie Princeton. Pisze o nauce i matematyce.
