一位数学家因其开发的使随机过程更可预测的公式，并帮助解决了一个复杂的现象的标志性模型而荣获2024年阿贝尔奖，这是该领域最令人垂涎的奖项之一。挪威科学与文学院在奥斯陆宣布，米歇尔·塔拉格兰因其“对概率论和泛函分析的贡献，以及在数学物理和统计学中的杰出应用”而获奖，颁奖日期为3月20日。
普林斯顿大学数学家阿萨夫·纳奥尔表示，塔拉格兰工作的影响力再怎么夸大也不为过。“几乎每天都有论文发布，其要点是‘现在我们使用塔拉格兰不等式’，”他说。
塔拉格兰听到这个消息的反应是难以置信。“我的脑海中至少空白了四秒钟，”他说。“如果有人告诉我一艘外星飞船降落在白宫前，我不会感到更惊讶。”
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阿贝尔奖的模式仿照诺贝尔奖——诺贝尔奖不包括数学——于2003年首次颁发。获奖者将获得750万挪威克朗（70万美元）。
“像一件艺术品”
塔拉格兰专攻概率论和随机过程理论，这些理论是受随机性支配的现象的数学模型。塔拉格兰说，一个典型的例子是河流的水位，它变化很大，并且受到许多独立因素的影响，包括降雨、风和温度。他最自豪的成就是他的不等式，这是一组对随机过程中的波动幅度进行限制的公式。他的公式表达了许多因素的贡献如何经常相互抵消——使总体结果的变异性更小，而不是更大。
阿贝尔委员会主席，挪威科技大学数学家海尔格·霍尔登说：“这就像一件艺术品。”“这里的魔力在于找到一个好的估计，而不仅仅是一个粗略的估计。”
多亏了塔拉格兰的技术，“许多看起来复杂和随机的事物最终变得不那么随机，”纳奥尔说。他的估计非常强大，例如，对于研究优化送货卡车路线等问题。找到一个完美的解决方案需要大量的计算，因此计算机科学家可以改为计算有限数量的随机候选路线的长度，然后取平均值——而塔拉格兰不等式确保结果接近最优。
塔拉格兰还完成了理论物理学家乔治·帕里西提出的一个问题的解答——这项工作最终帮助帕里西获得了2021年诺贝尔物理学奖。1979年，当时在罗马大学的帕里西提出了自旋玻璃结构的完整解决方案——自旋玻璃是一种抽象的材料模型，其中每个原子的磁化强度倾向于根据其邻居的磁化强度向上或向下翻转。
帕里西的论点根植于他在物理学方面的强大直觉，并遵循了“数学家会认为是巫术”的步骤，塔拉格兰说，例如取一个系统的n个副本——其中n是一个负数。许多研究人员怀疑帕里西的证明是否能在数学上变得严谨。但在2000年代初期，这个问题在两项独立的工作中得到了完全解决，一项是塔拉格兰的工作，另一项是数学物理学家弗朗切斯科·格拉的工作，他也在罗马大学。
寻找动力
塔拉格兰成为顶尖研究人员的旅程是非传统的。他于1952年出生于法国贝济耶，五岁时因遗传性视网膜脱落而失去了右眼的视力。虽然他在里昂长大期间是一位贪婪的科普杂志读者，但他在学校里很吃力，尤其是在复杂的法语拼写规则方面。“我从未真正与正字法和平相处，”他在2019年接受采访时说。
他的转折点发生在15岁时，当时他因左眼再次视网膜脱落接受了紧急治疗。他不得不缺席了几乎整整一年的学业。几乎失去视力的可怕经历——以及他父亲在他眼睛被绷带包扎时努力让他的头脑保持活跃——给了塔拉格兰新的专注。康复后，他成为了一名积极性很高的学生，并开始在全国数学竞赛中脱颖而出。
尽管如此，塔拉格兰并没有遵循法国优秀学生的典型道路，其中包括两年的预科学校，然后是竞争激烈的国家高等院校（grandes écoles），如巴黎高等师范学院的入学考试。相反，他就读于法国里昂大学，然后继续在国家研究机构CNRS担任全职研究员，先是在里昂，后来在巴黎，他在那里从事了十多年的入门级工作。除了在加拿大短暂工作，以及随后前往美国会见他的妻子之外，他一直在CNRS工作直到退休。
塔拉格兰喜欢挑战其他数学家解决他提出的问题——并向那些做到的人提供现金奖励——并且他在他的网站上保留了这些问题的列表。其中一些问题已被解决，并在主要的数学期刊上发表了出版物。这些奖金附带一些条件：“只要我不太老糊涂以至于无法理解我收到的证明，我就会颁发以下奖金。如果我无法理解它们，我就不会付款。”
本文经许可转载，首次发表于2024年3月20日的《自然》杂志。