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量子位 03-03

他入狱 10 年自学数学,如今凭借手稿发了篇论文,被同行评价“足以开辟数论新领域”

2010 年,他因吸毒、杀人被捕入狱,被判有期徒刑 25 年。

在狱中,他靠自学数学打发时间。

没有计算机、没有老师,单靠手写、以及数学教材有限的情况下,高中辍学的他,在单人房间里,每天学习 10 小时。

最终不仅自学了大学高数,甚至还在数学期刊发了一篇论文。

第一作者的身份,登上了《数论研究》杂志,论文题目为 " 一些连分数的线性分数变换和非线性跃迁收敛 "。

其研究被同行评价为 " 足以开辟数论研究新领域 "。

这一故事被各家媒体报道,网友也忍不住惊呼:What A Story!

他就是克里斯托弗 · 海文斯 (Christopher Havens),一位美国西雅图重刑监狱的罪犯,今年 41 岁。

图源:Popular Mechanics

或许他入狱之时怎么也没想到,他的 " 救赎 " 之路竟是从数学中开始的。

一只笔和纸开辟数论新领域

11 年前刚入狱的时候,还是跟很多犯人无异,每天浑浑噩噩。

在一次打架斗殴之后,他被惩罚来到一个单人 " 禁闭室 ",

用牢狱中的话术,叫做 " 洞 "。

据 The Conversation 援引海文斯的话说,

正是在这个 " 洞 " 里,他发现自己爱上了数学。

我每天都要花大约10 小时的时间来学习。

来到单人房之后,起初是一个叫做G 先生的狱警大哥,在每天下午的时候会给他塞点东西——一包数学练习题。

一开始还是简单的数独游戏,到后来则是主要以代数为主的作业单,并附上前一天批改过的题目。

很快,海文斯意识到自己需要更多的东西来打发时间,询问他是否有更高级的数学类型。但 G 先生没有。

几个月之后,G 先生给他留了一张小纸条,上面写着

海文斯先生,你已经超越了我的能力。祝你好运!

或许正是因为这句话,海文斯几十年以来第一次感受到自己有一项宝贵的才能。

从 G 先生那里毕业后,他开始自学三角函数、微积分、超几何求和之类的高等数学。

当中的教材,基本上都是靠他的母亲 " 投放 "。但就在短短几个月内,海文斯就要求母亲提供一些晦涩难懂的教科书,比如 " 合流超几何函数 "。

说到这里,他的母亲已经听不懂了:

等等,你能拼一下吗?我不知道你在说啥?

当母亲也没办法满足他对数学的渴望时,他找到了数学科学出版社,希望对方能寄点专业数学书籍过来。

2013 年 1 月,这家出版社收到了一封来自监狱的纸质信件。

我想,当时出版社的编辑表情一定是这样的。

不过信中只是表达海文斯想要一些数学期刊的资料,以及研究中的通信作者的联系方式,并表示自己目前所遇到的瓶颈。

出版社的编辑将这件事告诉了他的朋友Marta Cerruti,蒙特利尔麦吉尔大学副教授。

刚好她的父亲 Umberto Cerruti,是意大利都灵大学的数学家,在女儿的敦促下愿意帮助这个 " 怪人 "。

作为测试,Umberto 教授给他出了一道数论的难题。

一段时间之后,教授收到了一封足足有120 厘米长的手稿,上面写着一个又长又复杂的公式。

为了验证问题的准确性,教授将其计算公式输入进电脑里,结果出乎意料的正确!

在这之后,这位教授就邀请海文斯来研究一个他正在研究的连分数的问题。

连分数,简单来说就是,通过整数序列来表示一个无理数。

比如π,用连分数来表示,就是这样的。

经过 Umberto 教授团队的整理,也就成了后来在 2020 年 1 月,发表在《数论研究》上的研究。

它以一种全新的方法,首次揭示了大量数字近似下的某些规律性,这一结果为数论的研究开辟了新的领域。

据 Popular Mechanics 报道,他的牢房里贴满了纸,甚至在床单上、书桌上,也都写满了数字和希腊文字。

有些纸上完全是胡说八道,有些纸上取得了一些进展,但海文斯自己不知道这一点,他在用各种各样的方式来解决数学问题。

在狱警和其他囚犯的眼里,他就是一个怪人。

但就是这样一个 " 怪人 ",仅靠着一支笔和纸,10 年里自学了大学高数甚至数学专业的一些课程,还 " 开辟了数论研究的新领域 "。

重拾荒废的数学天赋

海文斯在小学时,就展现出惊人的数学天赋和专注力。

他的母亲评价只要他下定决心做一件事就一定能做到。

四年级开始,老师就经常请他给其他学生补习,他也非常乐意帮助别人。

因母亲工作的原因,海文斯每过几年就要搬家、转学。

海文斯形容自己为 " 从不受欢迎,还有点别扭 ",每次搬家后,他都会不惜一切代价去适应新的人际关系。

在他青少年时所处的环境,获得别人认可就意味着要尝试一点大麻和酒精,然后是致幻蘑菇、致幻剂,进而服用止痛片和冰毒。因为别的孩子都这么做。

到了高中二年级他就退学了,即使他偶尔去上课也会因毒品的作用听不进课程内容。

退学后他就到处打工赚钱以购买毒品。2010 年,海文斯丢掉了一份夜班厨师的工作后,开始贩毒。

他谋杀的那个人是他的一个顾客。海文斯说他很害怕那个人,于是和第三个人伙同决定先下手为强。

海文斯(左)与他的同伙

事后海文斯也不太确定是不是毒品使他变得疑神疑鬼,毒品让他连记忆都模糊不清。

入狱后海文斯为了不被欺负也想着融入监狱环境,他加入了 " 帮派 ",被分配了殴打另一个犯人的任务。

这次斗殴过后他被分配到寒冷、狭小的单人牢房,24 小时灯光常亮。

在独处中,这辈子第一次没有什么环境让他感到必须要去融入了。开始自学数学后,狱警和其他囚犯都不理解他,他显得格格不入。

在数学中他获得了平静,找到了方向。每解决一个难题,都像是填补了他人生的空白。

海文斯也终于意识到,正是过于想要被别人接纳使他走向吸毒、犯罪和单人监禁。他不再在乎这些了,他找回了自己。

结束单人监禁回到多人牢房后,别的囚犯对他说 " 你不属于我们 ",海文斯的回答是:

你猜这么着?你说的对。

他要在监狱推广数学

海文斯也是在一次次数学探险中,找到了自己未来事业的方向。

一次,狱警拦截了他邮寄订购的书。只有在他同意向其他囚犯教数学后,才允许海文斯拥有教科书。他认识了一些同样喜欢数学的狱友,并指导他们学习。

与此同时,他也开始思考自己和这些人的未来。

他很清楚,很多重刑犯在服刑后只能找到卑微的工作,但他拒绝接受这种未来。

大多数犯人要等到刑满释放后才开始新的事业,但我不是。我要重新定义监狱的生产力。

为此,海文斯在 2016 年发起了监狱数学计划,现在他正将其推向全国。他让囚犯与学术导师配对,就像当初他和 G 先生那样。

他与监狱中的其他数学爱好者一起庆祝 3 月 14 日 " 圆周率日 "

在剩余的刑期中,海文斯还计划学习密码学。密码学正是他最初对数论产生兴趣的原因。

出狱后他想完成学士和硕士学位。并把他发起的监狱数学计划转变为一个为对数学感兴趣的囚犯服务的非盈利组织。

对了,还有这样一个小插曲。

当时,海文斯还常常读另一本大学生水平的数学杂志Math Horizons,他经常钻研当中的 " 问题 " 的板块。

之后,Math Horizons 打印了海文斯自己的一道数学题。

使 1729y2 + 1 成为完全平方数的最小正整数 y 是多少?

拿起笔和纸,来试试吧。(手动狗头)

论文链接:

https://link.springer.com/article/10.1007/s40993-020-0187-5

参考链接:

[ 1 ] https://www.popularmechanics.com/science/math/a34887986/chris-havens-math-inmate/?utm_source=DamnInteresting

[ 2 ] https://www.theolympian.com/news/local/crime/article25250860.html

[ 3 ] https://www.dw.com/en/murderer-solves-ancient-math-problem-and-finds-his-mission/a-53895884

[ 4 ] https://theconversation.com/an-inmates-love-for-math-leads-to-new-discoveries-130123

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