陶哲軒

華裔數學家

陶哲軒(Terence Chi-Shen Tao),1975年7月17日出生於澳大利亞阿德萊德,華裔數學家,菲爾茨獎獲得者、英國皇家學會院士、美國國家科學院外籍院士、美國藝術與科學學院院士,美國加州大學洛杉磯分校James and Carol Collins講席教授、博士生導師。

陶哲軒13歲獲得國際數學奧林匹克競賽數學金牌;16歲獲得弗林德斯大學學士學位;17歲獲得弗林德斯大學碩士學位;21歲獲得普林斯頓大學博士學位;24歲起在加利福尼亞大學洛杉磯分校擔任教授。

2006年31歲時獲得菲爾茨獎、拉馬努金獎和麥克阿瑟天才獎;2008年獲得艾倫·沃特曼獎;2009年12月作為第二屆“丘成桐中學數學獎”的評審總決賽的面試主考官來到中國;2015年獲得科學突破獎—數學突破獎。

陶哲軒的興趣橫跨多個數學領域,包括調和分析、非線性偏微分方程和組合論。

人物關係


人物經歷


孩童時代

陶哲軒
陶哲軒
陶哲軒在幼年時期便展現出數學天分。
陶哲軒兩歲時,父母就發現了他在數學方面的早慧。於是,他3歲半時被送進一所私立小學。然而,儘管智力明顯超常,但他卻不懂得如何與比自己大兩歲的孩子相處。幾星期後,父母明智地將小哲軒送回了幼兒園。在幼兒園的一年半時間裡,由母親指導,他自學了幾乎全部的小學數學課程。其間,父母開始閱讀天才教育的書籍,並且加入了南澳大利亞天才兒童協會。陶哲軒也因此結識了其他的天才兒童。
陶哲軒5歲時,父母決定將他送到離家兩英裡外的一所公立學校。因為這所小學的校長向他們承諾可以為陶哲軒提供靈活的教育方案。一入學,陶哲軒就進了二年級,但他的數學課則在五年級上。
在濃厚興趣的驅使下,7歲的陶哲軒開始自學微積分。開明的校長又在他父母的同意下,主動說服了附近一所中學的校長,讓小哲軒每天去該校聽中學數學課。不久,小哲軒出了自己的第一本書,內容是關於用Basic程序計算完全數。

中學時代

8歲半時,陶哲軒就升入了中學。經過一年的適應后,他用三分之一時間在離家不遠的弗林德斯(Flinders)大學學習數學和物理。在此期間,他開始以出色的數學競技考試成績頻頻引起轟動。曾參加SAT(美國高考)數學部分的測試,得了760分的高分(800分為滿分)。
陶哲軒資料
陶哲軒資料
10歲、11歲、12歲參加國際數學奧林匹克競賽,分獲銅牌、銀牌、金牌。他還未滿13歲時已贏得國際數學奧林匹克競賽金牌。
陶哲軒14歲時正式進入他中學時去聽課的弗林德斯大學,16歲獲得該校榮譽理科學位,僅一年後就取得了碩士學位。

赴美學習

陶哲軒
陶哲軒
17歲,他來到美國,開始攀登數學高峰,在普林斯頓大學師從沃爾夫獎獲得者埃利亞斯·施泰因(Elias Stein),21歲獲得博士學位。
24歲被加利福尼亞大學洛杉磯分校聘為正教授,成為加利福尼亞大學洛杉磯分校有史以來最年輕的正教授。
2006年夏,獲得麥克阿瑟基金(MacArthur Foundation)天才獎和數學界的諾貝爾獎“菲爾茲”獎。
2006年末,陶哲軒開始在wordpress上寫博客。在這裡,他將自己科研的方方面面寫下來,將一些自己覺得分量不夠的論文思考結果直接貼出來與同行分享。
2008年獲得美國國家科學基金會(NSF)的艾倫沃特曼獎(Alan T. Waterman Award)。

回訪中國

2009年12月,成年後的陶哲軒第一次回到他的祖籍國——中國。作為總決賽的面試主考官,參與第二屆“丘成桐中學數學獎”的評審工作,僅在12月21日,在清華大學主樓報告廳做演講;下午在人民大會堂,他接受了全國人大常委會副委員長陳至立的會見。

個人生活


家庭生活

年輕時的陶哲軒
年輕時的陶哲軒
陶哲軒的父親陶象國和母親均畢業於香港大學,全家在1972年移民澳大利亞。
陶象國在上海出生並在香港受教育,後來成了一名兒科醫生。梁蕙蘭是物理和數學專業的高材生,曾做過中學數學教師。1972年,夫婦倆從香港移居澳大利亞。
1972年,夫婦倆從香港移居澳大利亞。

人物軼事

陶哲軒在中學期間,美國約翰·霍普金斯大學的一位教授將陶象國夫婦和陶哲軒邀請到美國,遊歷了三個星期。夫婦倆曾請教費弗曼和其他數學家,陶哲軒是否真的是天才。“還好我們做了肯定答覆,否則今天我們會覺得自己是傻瓜。”費弗曼回憶說。他曾參加SAT(美國高考)數學部分的測試,得了760分的高分(800分為滿分) 。
1985年,72歲的埃爾德什到澳大利亞講學,在學校的安排下,10歲的陶哲軒拜見了埃爾德什。大師認真審閱陶哲軒寫的論文。後來埃爾德什還寫信推薦陶哲軒到美國普林斯頓大學攻讀博士學位。在2013年埃爾德什誕辰100周年時,陶哲軒將自己與埃爾德什合影的珍貴照片放在其博客上,以表懷念和感激。
陶哲軒主要使用英語,也會說粵語。但他只到過香港和大陸兩次。一次是兩歲時跟父母到香港旅行,而另外一次是2009年12月參加丘成桐中學數學獎比賽而到中國大陸。
2006年年末,陶哲軒開始在wordpress上寫博客,將自己科研的方方面面寫下來,將一些自己覺得分量不夠的論文思考結果直接貼出來與同行分享。

情感婚姻

陶哲軒的韓裔妻子勞拉(Laura)在美國航天總署(NASA)擔任工程師,原本是他在洛杉磯加大的學生,但兩人只差三歲。

主要成就


榮譽稱號

陶哲軒是澳大利亞唯一榮獲數學最高榮譽“菲爾茲獎”的澳籍華人數學教授,也是繼丘成桐之後獲此殊榮的第二位華人。是調和分析、偏微分方程、組合數學、解析數論等重要數學研究領域裡的重要數學家,被譽為“數學界莫扎特”。

學術成就

陶哲軒
陶哲軒
在陶哲軒的研究生涯里,他被數學界公認為是調和分析、偏微分方程、組合數學、解析數論、算術數論等接近10個重要數學研究領域裡的大師級年輕高手,這些方向都是數學發展中極熱的生長點。
此外,他的研究領域還涉及工科,在照相機的壓縮感測原理(調和分析在實際中的應用)方面獲得了突破性成果。
陶哲軒另一項著名的成果是與本·格林合作用質數級數解決了一個由歐幾里得提出的與“孿生質數”相關的猜想:一些質數數列間等差,如3、7、11之間,均差4;而數列中下一個數15則不是質數。這個已經有2300年歷史的數學懸案,強烈吸引了他的興趣,他與同伴甚至證明了即使在無窮大的質數數列中,也能找到這樣的等差數列段,這個發現被命名為“格林—陶定理”。

科研成就

陶哲軒是調和分析、偏微分方程、組合數學、解析數論、代數數論等接近10個重要數學研究領域裡的大師級數學家。
陶哲軒在應用數學研究領域也很有成就,如與他人共同提出了一種新的信息獲取指導理論(即:數字壓縮成像技術),該理論一經提出,就在資訊理論、信號和圖像處理、醫療成像、模式識別、地質勘探、光學和雷達成像、無線通信等領域受到關注,並被美國《技術評論》雜誌評為2007年度“十大突破性技術” 。
2015年9月17日,陶哲軒宣布證明了保羅·埃爾德什(Erd s Pál)在1932年提出的埃爾德什差異問題(the Erdós discrepancy problem)存在,這是個困擾學術界80多年的問題。

科研項目

項目時間項目來源
1997年—2000年國家科學基金會(National Science FoundationSummer grant DMS 9706964)
2013年國家科學基金會(National Science FoundationNSF grant 1301620)
2013年—2018年國家科學基金會(National Science FoundationNSF grant 1266164)
2018年—2021年國家科學基金會(National Science FoundationNSF grant 1764034)

人才培養

● 講授課程
截至2019年9月,陶哲軒在加州大學洛杉磯分校數學系開設的課程有:
時間課程名稱
1996年秋季複分析(Complex Analysis)
1997年冬季微積分與解析幾何(Calculus and Analytic Geometry)
1997年春季複分析(Complex Analysis)、拓撲學概論(Introduction to Topology)
1998年冬季多變數微積分(Calculus of Several Variables)
1998年春季多變數微積分(Calculus of Several Variables)、複分析(Complex Analysis)
1998年秋季複分析(Complex Analysis)
1999年冬季分析主題:振蕩積分及其應用(Topics in Analysis: Oscillatory Integrals and applications)
1999年春季分析主題:限制定理和應用(Topics in Analysis: Restriction theorems and applications)
2000年冬季複分析(Complex Analysis)
2000年春季拓撲學概論(Introduction to Topology)、解決問題(Problem Solving)
2001年冬季分析主題:相平面中的諧波分析(Topics in Analysis: Harmonic Analysis in the Phase Plane)
2002年秋季線性代數(Linear Algebra)
2002年冬季算術組合學概論(Introduction to Arithmetic Combinatorics)
2004年冬季傅立葉分析導論(Introduction to Fourier Analysis)
2005年冬季線性代數(Linear Algebra)
2006年冬季研究生偏微分方程(Graduate Partial Differential Equations)
2006年春季研究生偏微分方程(Graduate Partial Differential Equations)
2006年秋季研究生傅立葉分析(Graduate Fourier Analysis)
2007年冬季研究生傅立葉分析(Graduate Fourier Analysis)
2008年冬季遍歷理論(Ergodic theory)
2008年春季龐加萊猜想(Poincare conjecture)
2010年冬季隨機矩陣(Random matrices)
2010年春季高階傅立葉分析(Higher order Fourier analysis)
2011年秋季希爾伯特的第五個問題(Hilbert's Fifth Problem)
2012年冬季李型群的擴展(Expansion in groups of Lie type)
2015年冬季解析素數理論(Analytic prime number theory)
參考資料來源: 
● 教育成果獎勵
時間獎勵名稱
2005年加州大學洛杉磯分校羅伯特·索根弗雷傑出教學獎(Robert Sorgenfrey Distinguished Teaching Award) 

主要獎項

Salem Prize(2000)
博謝紀念獎(2002)
Clay Research Award(2003)
Australian Mathematical Society Medal(2005)
Ostrowski Prize(2005)
SASTRA拉馬努金獎(2006)
Levi L.Conant Prize(2005)
菲爾茲獎(2006)
麥克阿瑟獎(2007)
Fellow of the Royal Society(2007)
Alan T. Waterman Award(2008)
Onsager Medal(2008)
King Faisal International Prize(2010)
Nemmers Prize in Mathematics(2010)
Polya Prize(2010)
克拉福德獎(2012)
Joseph I. Lieberman Award(2013)

菲爾茲獎章

陶哲軒的兩個弟弟
陶哲軒的兩個弟弟
2006年5月22日至30日,第25屆國際數學家大會在西班牙馬德里舉行。該大會每四年舉行一次,大會開幕式上專為40歲以下傑出數學家頒發的菲爾茲獎,則被譽為“數學界的諾貝爾獎”。因陶哲軒在調和分析方面的研究成果,獲得了本屆菲爾茨獎。西班牙國王卡洛斯一世向陶哲軒頒發菲爾茲獎。雖然是本次最年輕的獲獎者,但陶哲軒已發表了超過80篇論文。他也成為繼1982年首位華裔數學家丘成桐教授獲菲爾茨獎后,獲此殊榮的第二位華人。獲獎時剛滿31歲的陶哲軒,不僅是本次菲爾茨獎得主中最年輕的一位,同時也是第一位獲得菲爾茨獎的澳大利亞人。
澳洲兩家博物館請求永久陳列他的照片,他也是2007年澳洲風雲人物的最後人選之一。

艾倫·沃特曼獎

2008年4月10日,美國國家科學基金會(NSF)在其官方網站宣布,2008年的艾倫·沃特曼獎(Alan T. Waterman Award)授予加州大學洛杉磯分校的華人數學家陶哲軒。值得一提的是,2012年獲得該獎項的是加州大學伯克利分校的華裔學者楊培東。文章指出,陶哲軒傑出的研究成果已經對許多數學領域產生了巨大影響。陶哲軒於5月6日美國國務院的一次宴會上正式得到該獎。

科學突破獎

2014年6月23日,突破獎基金會揭曉了2014年數學突破獎的獲獎名單,加州大學洛杉磯分校的陶哲軒,因調和分析、組合論、偏微分方程及解析數論等眾多突破獲獎。高等研究院的Richard Taylor,因自守形式理論的眾多突破獲獎。獲得了300萬美元的巨獎。
突破獎是由Google的布林夫婦、阿里的馬雲夫婦、投資人Yuri Milner夫婦及Facebook扎克伯格夫婦等人聯合發起並提供資助的一個獎項。該獎旨在表彰將科學作為一生事業並取得重大突破的科學家,每位獲獎者將獲得300萬美元。
頒獎儀式於2014年11月舉行。而這5人也將組成評選委員會,選出明年的獲獎者。
2015年9月17日,他宣布證明了保羅·埃爾德什(Erd s Pál)在1932年提出的埃爾德什差異問題存在,這是個困擾學術界80多年的問題。

外界評價


陶哲軒這個人是公認了不起的。我雖然沒和他見過面,但在很多座談會上時常聽到別人讚歎他,提起他多方面的成就。(中國數學家吳文俊評價)
像他這樣的人數十年才出一個。他解決了幾個數學領域中困擾別人多時的重要問題。(洛杉磯加州大學物質科學學院院長、數學教授陳繁昌(Tony Chan)評價)
他就像莫扎特,數學是從他身體中流淌出來的,不同的是,他沒有莫扎特的人格問題,所有人都喜歡他。他是一個令人難以置信的天才,還可能是目前世界上最好的數學家。(洛杉磯加州大學數學系前主任約翰·加內特(John Garnett)評價)
陶哲軒是一個好的傾聽者,善於向別人學習,他同時也擅長向別人清楚地解釋自己的想法。莫扎特的音樂只有一種風格,陶的數學卻有很多種風格,他大概更像斯特拉文斯基。(29歲時即獲得菲爾茲獎的普林斯頓大學教授查爾斯·費弗曼(曾被譽為神童、1978年菲爾茲獎獲得者))
一流數學家喜歡與陶哲軒合作的一個重要原因是,他在合作中不是利用別人,而是激發合作者的才能。 “哲軒從來沒有和別人爭執過,他想的都是怎麼開開心心地和別人合作,而不是互相指責,爭權奪利。(父親陶象國評價)
陶哲軒是一位解決問題的頂尖高手,他的興趣橫跨多個數學領域,包括調和分析、非線性偏微分方程和組合論。(菲爾茲獎組委會 頒獎詞)
美國出版的《探索》雜誌評選出美國20位40歲以下最聰明的科學家,有兩名華裔科學家入選。其中,數學家陶哲軒位居榜首。