2036年4月,德国波恩,马克斯·普朗克数学研究所。
春日的莱茵河谷,空气中弥漫着的泥土气息和新芽的芬芳。波恩这座古老而宁静的大学城,以其深厚的文化底蕴和顶尖的研究机构吸引着全球的学者。在城南的马克斯·普朗克数学研究所(MPI-MiS),一座现代感十足的玻璃与混凝土建筑内,时间仿佛以一种与外界不同的、更为深邃的节奏流淌。这里是纯粹数学思想碰撞的圣殿,远离尘嚣,只有纸张的窸窣、粉笔划过黑板的沙沙,以及思维无声奔涌的轰鸣。
三楼东侧尽头的一间办公室,门牌上简单地写着“P。Keller,S。Mehta”。办公室不算宽敞,但采光极好。高大的窗户上挂着可以调节的百叶窗,此刻,午后的阳光被调成细密的光栅,斜斜地投射进来,在靠窗的那面巨大磁性白板上切割出明暗相间的、如同钢琴琴键般的斑驳光影。白板上,早己不是一片空白,而是被密密麻麻的符号、公式、示意图和箭头彻底覆盖,宛如一幅描绘着某个神秘宇宙的地图。空气中混合着旧书、咖啡、以及白板笔特有的、略带化学气味的气息。
白板前,站着一个年轻人。他看起来约莫二十六七岁,身材瘦削但挺拔,有着健康的小麦色皮肤,那是长期在户外活动(也可能是遗传)的痕迹。一头浓密的黑色卷发显然未经精心打理,有几绺不羁地搭在宽阔的额前。他穿着一件略显宽大的红黑格子法兰绒衬衫,袖子随意地挽到手肘,下摆一侧还沾着一小块己经干涸的、棕褐色的咖啡渍。他赤着脚踩在微凉的木地板上,左手端着一个几乎见底、杯沿沾着白色奶沫的马克杯,右手则握着一支红色的白板笔,笔尖悬停在白板中央一片复杂的公式上空,仿佛一只准备啄食的、专注的鸟儿。
他是普拉提·凯勒,法国-越南混血,马克斯·普朗克研究所的博士后研究员。认识他的人都称他为“数据狂人”或“模式猎犬”,他自己则更喜欢“模式信徒”这个略带自嘲的称谓。他曾对朋友解释:“我不相信纯粹的、脱离观察的抽象思辨。真理从不藏在那些悬在半空、自我指涉的推导里。它就藏在现实——无论是物理现实还是数学现实——中那些重复出现的、有规律的、顽固的模式里。你不需要发明它,你只需要有足够的耐心、足够敏锐的眼睛,以及……足够强大的计算能力,去发现它,去把它从混沌的背景噪音中剥离出来,让它自己说话。”
此刻,他那双深褐色的、时常带着一种近乎孩童般好奇光芒的眼睛,正死死地、痴迷地锁定在白板的正中央。那里,用红色马克笔以加粗的字体,写着一个命题。这不是一个简单的等式,而是一个结构复杂、含义深邃的数学猜想陈述,像一道用未知语言镌刻的、等待被终极破解的古老谜题,静静盘踞在白板世界的中心,散发着令人敬畏又无比的光芒:
设Sh_G是与一个连通约化代数群G相关的志村簇(Shimuravariety),定义在有理数域mathbb{Q}上。设p是一个不整除G的导子、且志村簇在此处有良好约化模型的“好”素数。记Sh_G(mathbb{F}_{p^r})为该志村簇在有限域mathbb{F}_{p^r}(p^r个元素的域)上的有理点集合。
猜想:存在一个由朗兰兹纲领(Langlandsprogram)自然预测的公式,精确地给出
#Sh_G(mathbb{F}_{p^r})=sum_{(M,phi)}c(M,phi)cdottext{Trace}(text{Frob}_{p^r}midH_phi)
其中求和跑遍所有相关的“朗兰兹数据”对(M,phi),c(M,phi)是某些与几何和表示论相关的、具体的局部系数(可能是整数或有理数),H_phi是某个与phi相关的(可能带权的)ell-进上同调空间,而text{Frob}_{p^r}是几何弗罗贝尼乌斯自同构在其上的作用。
普拉提的目光,如同最精密的扫描仪,在这几行公式上反复逡巡。每一个符号,他都烂熟于心,但每一次凝视,都仿佛能从中挖掘出新的含义,感受到其背后那个宏大、精妙、令人战栗的数学宇宙。
志村簇(Shimuravariety)。这不是普通的几何对象。它们是定义在数域(如有理数域mathbb{Q})上的、具有丰富算术结构的高维代数簇。它们的诞生,源于志村五郎(GoroShimura)和谷山丰(YutakaTaniyama)等人将模形式与椭圆曲线联系起来的深刻工作,后来被朗兰兹(RobertLanglands)纳入其宏伟的“朗兰兹纲领”框架,成为连接数论(伽罗瓦表示)、自守形式(及其表示论)、与代数几何的核心桥梁。一个志村簇,就像一个精密的数学仪器,其几何性质(如上同调群、点计数)编码了深刻的算术与表示论信息。