現代名人故事語言學家周海中的數學情懷

　　導讀：周海中1955年10月生于廣東雷州，祖籍廣西合浦。民盟成員。他1983年畢業于廣州外國語學院(現為廣東外語外貿大學)，現任廣州中山大學教授.

　　《周易》有言“天行健，君子以自強不息”，成為許多仁人志士奮勇拼搏的金玉良言。語言學家周海中教授就是一位潛心科研、自強不息、奮斗不止的學者。而作為一名語言學家，他對數學卻有著一種難以割舍的情懷。

　　周海中出生于廣東省雷州市的一個中學教師家庭。父親和母親早年都畢業于廣西大學中文系，外祖父曾經是廣西大學中文系教授;然而，他偏偏酷愛數學。其實周海中讀小學時只對天文和地理感興趣，但由于條件的限制，如沒有望遠鏡等，身為中學校長的父親就培養他對數學的興趣，因為學數學有筆有紙、勤動腦筋就可以了。在知識廣博的父親引導下，他終于對數學產生了濃厚的興趣，從而使他與數字、符號等結下了不解之緣。

　　““””時期的初中與高中都是兩年制。初中還沒畢業，周海中就自學完解放前出版的《范氏大代數》;讀高中時，他又自學了““””前重慶大學、北京師范大學等校編寫的高等數學教材。這些數學書籍多數是從收破爛者那里買來的，也有熟人送的。高二時他獲得全校數學比賽第一名;由于數學方面的才能出眾，1973年高中畢業后他當了南興中學的高二數學代課教師。后因“知識青年”必須“上山下鄉”，1974年他到了農村插隊落戶。

　　在鄉下，周海中一面積極參加生產勞動，一面“見縫插針”地擠出時間來自學數論、數理邏輯等，甚至在勞動的間隙也不忘掏出稿紙演算。每次演算所耗費的稿紙之多，竟能將一碟小咸魚煮熟。1976年春節，周海中送外祖母去南寧，在南寧的舊書店里他買了由華羅庚編著的《數論導引》。他對書中提到的梅森素數特別感興趣;從那時起，他就努力攀登這座數學高峰。為了能看懂一本英文版的數學著作，他又開始自學英語，其記單詞方法就是背張其春、蔡文縈合編的《簡明英漢詞典》。

　　雖然周海中對數學癡迷，但歷史卻和他開了一個不小的玩笑。1977年國家恢復高考，他取得了數學正題和附加題滿分的好成績，而且加試英語也獲得好成績，但由于““””中被打成“走資派”的父親尚未“平反”，他報考北京某名牌大學當時屬于機密專業的計算數學的愿望落空了，但卻被廣東外語外貿大學英文學院錄取。當時的他感到十分懊惱和苦悶，還因此得了神經衰弱而回家休學一年。后來在父母親和朋友們的開導和勸慰下，周海中重返廣外。他一面學習英語專業課程，一面又自學起模糊數學來，并得到了著名數學家汪培莊的鼓勵和指點。寒暑假他也不曾回家探親，而在校集中精力專攻梅森素數;他的做法得到父母親的支持和老師同學們的理解。命運的不公反倒練就了他剛強堅韌的性格。“功夫不負有心人”，在廣外學習期間，他已經在學術刊物上發表了12篇有關英語和數學的論文。

　　為了有一個較好的研究數學的環境，周海中1983年大學畢業時就申請到中山大學工作。鑒于他當年的數學高考成績以及在校期間發表的科研成果，中山大學同意他來任教;從此他當上一名講授公共英語課的教師。在教學之余，他常去數學系資料室看書，周末和寒暑假就在宿舍潛心研究數學難題，尤其是梅森素數。

　　什么是梅森素數?2300年前，古希臘數學家歐幾里得用反證法證明素數有無窮多個，并提出一些素數可寫成“2p-1”的形式，這里的指數p也是一個素數。這種特殊形式的素數具有許多獨特的性質和無窮的魅力，千百年來一直吸引著眾多的數學家，如費馬、笛卡爾、萊布尼茲、哥德巴赫、歐拉、高斯、哈代、圖靈、埃爾德什等和無數的業余數學愛好者對它進行探究。而17世紀法國數學家、法蘭西科學院奠基人馬林·梅森是其中成果較為卓著的一位，因此后人將“2p-1”型的素數稱為“梅森素數”。迄今為止，人類僅發現47個梅森素數。這種素數珍奇而迷人，因此被人們譽為“數海明珠”。梅森素數歷來是數論研究的一項重要內容，也是當今科學探索的熱點和難點之一。

　　然而對人們來講，梅森素數卻仍然是個謎。梅森素數的個數是不是無窮的?梅森素數有什么分布規律?從已發現的梅森素數來看，它在正整數中的分布時疏時密、極不規則，因此研究梅森素數的分布規律，尤其是個數問題似乎比尋找新的梅森素數更為困難。雖然英、法、德、美等國的數學家曾提出過關于梅森素數分布的猜測，但他們的猜測有一個共同點，就是都以近似表達式給出，其結果與實際情況的接近程度難如人意。因當時國內有關這方面的資料十分匱乏，加之沒有計算機，所以周海中的探究在初期就困難重重，有過無數次的失敗，但他并不氣餒。他曾經嘗試過用篩理論、解析數論、數值計算、復變函數等方法，但所得出的結果也都是近似表達式。突然有一天，他想到了“費馬數”的形式，這為他后來解決梅森素數分布這一難題找到了突破口。

　　牛頓說過：“沒有大膽的猜測，就作不出偉大的發現。”1992年2月，周海中大膽地提出了梅森素數分布的猜測，并給出它的精確表達式。《科學》雜志有一篇文章指出：這一成果為人們探究梅森素數提供了方便，是素數研究的一項重大突破。后來這項重要成果被國際上命名為“周氏猜測”。美籍挪威數論大師、菲爾茨獎和沃爾夫獎得主阿特勒·塞爾伯格認為周氏猜測具有創新性，開創了富于啟發性的新方法;其創新性還表現在揭示新的規律上。我國著名數學家張景中認為周氏猜測揭示了數學之美。近年來這一猜測受到關注和好評，而且在一些數學史、數學文化和數學難題的書籍中都有介紹。

　　周海中在梅森素數的探究過程中曾經得到過華羅庚、柯召、潘承洞、潘承彪、梁之舜等著名數學家的鼓勵或指點，數論專家黎百恬為他的公式簡化提出了很好的建議。順帶一提：周氏猜測至今沒有解決，但許多專家認為它是正確的可能性很大。

　　近年來周海中把自己的科研目標主要放在數學與語言學、天文學等學科的交叉研究方面。他與國外學者合作，共同探究機譯系統的研發、宇宙語言的設計、近地小行星運行的數學模型等。值得一提的是：為了自由自在地從事科研工作，周海中從來不申請課題或項目，而是自己花錢來探究他覺得有興趣、有意義的學術問題。他認為做學問、搞研究，要耐得住寂寞和清貧，要有平和的心態;不要急于求成，更不要為名利所累。

　　周海中說，“數學，作為一門研究數量關系和空間形式的科學，在當代除了自身不斷發展和完善外，被應用的領域越來越廣泛。而我作為一名數學愛好者，今后會在數學的某些應用領域作些探究，希望能對社會有所貢獻”。這就是一位語言學家的數學情懷和奮斗精神。