Er is een scène in de Oscar-winnende film A Beautiful Mind waarin Russell Crowe als wiskundige John Nash zijn aanstaande mooie vrouw vraagt om naar de avondhemel te kijken en elke vorm te noemen - bijvoorbeeld een paraplu - en zegt dan dat hij vind de vorm in een constellatie. Hij doet het en zij is volkomen gecharmeerd en zegt: "Doe het nog een keer."
gerelateerde inhoud
- De laatste wereld
- Young Innovators in the Arts and Sciences
UCLA-wiskundige Terence Tao, 32, heeft betrekking op die scène, misschien omdat het hem doet denken aan zijn eigen vrouw, Laura, een ingenieur bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA, maar zeker omdat het een van zijn beroemdste stellingen illustreert. Priemgetallen, die alleen kunnen worden gedeeld en 1 (dat wil zeggen 2, 3, 5, 7, 11, enzovoort), kunnen worden weergegeven als punten op een lijn. Maar het is meer verhelderend om ze als sterren aan de hemel te beschouwen, min of meer willekeurig over een enorm doek verspreid. Tao bewees samen met de wiskundige Ben Green van Cambridge University dat dit canvas patronen van elke denkbare vorm bevat. Ergens is een priemgetalconstellatie met dezelfde vorm als de paraplu van Nash. De ontdekking van Green en Tao was de wiskundige sensatie van 2004.
Tao's specialiteit is analyse, het gebied van wiskunde dat calculus en differentiaalvergelijkingen omvat. Sylvain E. Cappell, professor aan het Courant Institute of Mathematical Sciences van de NYU, noemt hem 'de toonaangevende analist van zijn generatie'. Toch loste de Green-Tao-stelling een belangrijke vraag op in de getaltheorie, een volledig gescheiden veld. Het was net zo onverwacht als een violist die plotseling een groot pianoconcours won. Voor Tao is het echter gebruikelijk om over disciplinaire grenzen te dwalen.
Bijvoorbeeld, op een dag in 2004 vertelde Emmanuel Candes, een toegepaste wiskundige bij Caltech, Tao over een probleem waar hij mee bezig was - hoe beelden te reconstrueren met de minst mogelijke informatie. De huidige digitale camera's doen dit op de meest inefficiënte manier. Ze nemen enkele miljoenen pixels op (de basiselementen van digitale foto's) en gebruiken vervolgens computerinstructies, een compressie-algoritme, om de hoeveelheid gegevens in de foto met 10 of 50 keer te verminderen. Waarom niet een camera ontwerpen die in eerste instantie slechts een 50ste van de gegevens zou verzamelen?
Zijn reactie was vintage Tao. Eerst vertelde hij Candes dat het probleem onoplosbaar was. Een paar minuten later stond hij toe dat Candes ergens mee bezig was. De volgende dag had Tao het probleem zelf opgelost. Niet alleen dat, de oplossing betekende de geboorte van een nieuw veld, genaamd compressive sampling. Als resultaat van de ontdekking van Candes en Tao, werken ingenieurs nu meerdere malen sneller aan MRI-scanners dan die van vandaag, en zelfs aan camera's met één pixel. Is Tao een ingenieur? Nee. Maar hij zag een verband dat geen enkele ingenieur had gezien. "Wanneer hij een onderwerp aanraakt, wordt het heel snel goud", zegt Candes.
Tao's prestaties hebben hem al bijna elke grote wiskundeprijs opgeleverd. Vorig jaar kende de International Mathematical Union hem de Fields-medaille toe, algemeen beschouwd als het wiskundige equivalent van een Nobelprijs. Minder dan een maand later ontving Tao een subsidie van $ 500.000 van de MacArthur Foundation.
Hij aanvaardt deze lof met bescheidenheid en blijft over het algemeen uit het zicht van het publiek, en behandelt de meeste persvragen per e-mail. Collega-wiskundigen vinden hem open en beschikbaar. "Terry is zo normaal als het komt", zegt Tony Chan van de National Science Foundation, een voormalig voorzitter van de wiskundeafdeling van UCLA. "Hij kan gemakkelijk worden verloren in een menigte van UCLA eerstejaars."
Tao, geboren in Australië, leerde zichzelf op tweejarige leeftijd rekenen. Op 10-jarige leeftijd was hij de jongste concurrent ooit in de Internationale Wiskundige Olympiade (een wedstrijd voor middelbare scholieren), en twee jaar later won hij zijn gouden medaille. Op 17-jarige leeftijd kwam hij naar Amerika om wiskunde te studeren als afgestudeerde student aan Princeton.
Daar, zegt Tao, vond hij eindelijk zijn peer-groep - mensen die net zoveel van wiskunde hielden als hij. Volgens klasgenoot Allen Knutson was zijn emotionele volwassenheid wat Tao anders maakte dan andere wonderkinderen. "Hij was nuchter genoeg om niet op te vallen", zegt Knutson. Zegt Tao's vader, Billy, een kinderarts in Adelaide: "Terry kreeg de vrijheid om van het leven te genieten." Hij speelde bridge, dol op het nasynchroniseren van muziek. Toen hij zijn doctoraat afrondde (op 20-jarige leeftijd), zag zijn adviseur Eli Stein een duidelijke verandering. "Hij begon echt op te stijgen in zijn laatste jaar, misschien zijn laatste semester, " zegt Stein. "Plots begon het te klikken."
Sindsdien is hij niet meer te stoppen. Hij nam zijn eerste postdoctorale baan bij UCLA, die zich al snel realiseerde dat het een fenomeen had. Binnen slechts vier jaar, op 24-jarige leeftijd, werd Tao de jongste hoogleraar in de geschiedenis van UCLA. "Terry brengt prestige naar de plek, niet andersom", zegt Chan.
In iets meer dan een decennium heeft Tao ook ongeveer 140 kranten geschreven. Ter vergelijking, zegt Chan, zouden de meeste zuivere wiskundigen blij zijn met drie papers per jaar. Net zo opmerkelijk is zijn groeiend aantal co-auteurs (50 bij de laatste telling). "Ik heb het geluk gehad zeer goede medewerkers te vinden, die me veel hebben geleerd, me hebben geïntroduceerd in verschillende nieuwe wiskundevelden of me nieuwe inzichten hebben laten zien, " zegt hij. Bovendien voegt hij eraan toe: "ze zijn gewoon leuk om mee te werken."
Het is gemakkelijk om een genie op een voetstuk te plaatsen, om zijn succes toe te schrijven aan buitenaardse talenten. Maar wiskundig onderzoek kan meer lijken op het lopen van een marathon, waar pure vastberadenheid vaak de overhand heeft. "Als hij besluit om iets te bewijzen, zal hij dat doen", zegt Gigliola Staffilani van MIT, een enige medewerker. Knutson zegt dat Tao hem heeft laten zien hoe hij een klein probleem tegelijk een klein probleem kan oplossen. "Ik zou zeggen dat ik niet begrijp waarom dit ding waar zou zijn. Hij zou zeggen dat het beperkt is tot het controleren van deze 17 gevallen, en ze werken allemaal. Ik zou zeggen dat is geweldig, maar dat kunnen we natuurlijk niet publiceren. Maar na een tijdje zouden we het in drie gevallen afronden en dan konden we publiceren. "
De kern van het geschenk van Tao kan eenvoudigweg zijn vermogen zijn om zijn denken vrij te laten rondzwerven naar een onzichtbare horizon. "Terry is ongebruikelijk in hoe ruimdenkend hij is", zegt Ben Green, zijn medewerker aan het prime-nummerprobleem. "Toen we begonnen, zouden veel senior wiskundigen waarschijnlijk hebben gezegd dat het idee niet zal werken, dat het belachelijk ambitieus was. Hij was bereid alle onderzoekslijnen te proberen."
Bereid, zou je kunnen zeggen, om een paraplu aan de avondlucht te volgen.
Dana Mackenzie is gepromoveerd in de wiskunde aan de Princeton University. Hij schrijft over wetenschap en wiskunde.
