1942年的某个寒冷清晨,一名失去左臂的中年男人被押送上开往奥斯维辛的列车。他曾是沙俄时代最危险的无政府主义战士,曾在乌克兰草原上与马赫诺并肩作战,曾在柏林的咖啡馆里与欧洲最激进的革命者辩论。此刻,他只是法国维希政府交给纳粹的第57142号囚犯。他名叫亚历山大·萨沙·夏皮罗,而他留在法国南部的儿子——那个后来会用全新的语言重建整个数学大厦的人——在之后的四十年里,从未真正走出父亲消失于烟囱浓烟中的那一刻。

那个男孩当时只有十四岁,正躲在法国阿尔卑斯山脚下的一个小村庄里。村庄的名字叫勒尚邦-絮尔-利尼翁,当地人世代信奉一种沉默抵抗的信仰。当纳粹的巡逻队搜查时,孩子们会被送进森林深处,有时几天没有食物和水。男孩在黑暗中等待,学会了不问问题。他不知道父亲的命运,不知道母亲的结核病正在维希政府的集中营里慢慢吞噬她的生命,不知道自己将以何种方式幸存下来。他只知道一件事:那些看起来理所当然的东西,从来都不理所当然。
柏林的无政府主义童年
1928年3月28日,亚历山大·格罗滕迪克出生在柏林一个充满悖论的家庭。父亲萨沙·夏皮罗是一个犹太无政府主义者,在俄国1905年革命时只有十五岁就加入了暗杀沙皇的密谋。他被捕后判处终身监禁,在十二年的牢狱生活中失去了左臂——一次越狱尝试中,子弹击碎了他的骨头。1917年革命后,他被释放并被誉为英雄,却在布尔什维克掌权后再次成为追捕对象。他穿越波兰边境时用的是伪造的身份证明,名字栏里写着:亚历山大·塔纳罗夫。
母亲汉卡·格罗滕迪克来自汉堡一个富裕的新教家庭,却选择成为一名激进的记者和无政府主义同情者。她在柏林遇见萨沙时,已经嫁给了一位名叫约翰内斯·拉达茨的左翼记者。孩子的出生证明上最初写的是亚历山大·拉达茨,直到1929年汉卡的婚姻破裂后,萨沙才承认了自己的父亲身份。但他们从未结婚。这种对传统家庭形式的拒绝,贯穿了格罗滕迪克生命的始终。

1933年,当希特勒在柏林掌权时,萨沙和汉卡做出了一个残酷的决定。他们离开了德国,前往巴黎参加即将爆发的西班牙内战,而五岁的亚历山大被留在了汉堡,寄养在一个名为海多恩的路德派牧师家庭。接下来的六年里,他几乎没有收到父母的任何信件。后来他在自传《收获与播种》中写道,那是一段被遗忘的时光,他学会了不给任何人添麻烦,学会了把自己变成透明的存在。
1939年5月,海多恩家庭终于决定不再冒险收留这个明显带有犹太血统的孩子。亚历山大被送上一列从汉堡开往巴黎的火车。他六年没见过的父母在车站等他——团聚只持续了几天,萨沙就被法国警察逮捕,送往勒韦尔内拘留营。而亚历山大和汉卡则被送到了法国南部里厄克罗斯的一个专门关押危险外国人的营地。他十二岁,成了囚犯编号的一部分。
黑暗中第一次看见数学
在里厄克罗斯营地,男孩被允许去几公里外的当地学校上课。他后来回忆,那是一段奇怪而孤独的时光。营地的管理人员对孩子睁一只眼闭一只眼,他可以自由进出,但必须步行穿越泥泞的乡间小路,穿着总是湿透的临时凑合的鞋子。正是在这所学校里,他遇到了一个名叫玛丽亚的女孩,她是一名同样被囚禁的囚犯,也是他第一个数学老师。
玛丽亚教给他圆的定义:到一个定点距离相等的所有点的集合。很多年后,格罗滕迪克在《收获与播种》中回忆那一刻的感受——这个定义以其简单和清晰震撼了他。在那之前,完美的圆形对他来说是神秘而不可言说的存在。而现在,几行文字就把它彻底解开了。他第一次意识到,那些看起来最复杂、最难以捉摸的事物,也许只需要找到正确的语言来描述。

在里厄克罗斯度过了两年之后,一个新教救援组织与维希政府谈判,释放了一部分被囚禁者。亚历山大被从母亲身边带走,送到了勒尚邦-絮尔-利尼翁——那个阿尔卑斯山脚下的避难村庄。汉卡则被转移到了古尔集中营,在那里度过了战争的剩余时间。母亲和儿子都没有机会告别。他后来才知道,她在营地染上了结核病,那将最终在1957年夺去她的生命。
勒尚邦是一个奇迹之地。当地人世代信奉新教,在宗教迫害的年代里学会了沉默抵抗。当纳粹要求交出犹太难民时,整个村庄选择了集体沉默。大约五千名被追捕者——其中大部分是儿童——在这里成功隐藏下来。孩子们住在寄宿家庭、废弃的谷仓、任何能找到的地方。当德国人搜查时,他们逃进森林,有时几天没有食物和水。主食是煮栗子,一天三顿,如果运气好的话会加一些蘑菇或鸡肉。
格罗滕迪克在这里度过了战争的最后几年。他就读于一所名为塞文学院的中学,这是1938年由当地和平主义者创建的特殊学校,专门接收难民儿童。正是在这里,他对数学产生了最初的热情。他后来回忆,他常常独立思考课本上那些被理所当然地接受的定义——什么是长度?什么是面积?什么是体积?他发现教科书给出的解释都是循环论证,根本没有触及本质。他开始意识到,整个数学大厦的地基比任何人愿意承认的都要脆弱得多。
葡萄园里的自我教育者
战争结束后,亚历山大与从古尔集中营幸存的母亲在蒙彼利埃团聚。汉卡已经病入膏肓,染上的结核病正在缓慢但不可逆转地摧毁她。为了养活自己和母亲,亚历山大在当地葡萄园打工。他收割葡萄,在烈日下弯腰劳作,晚上回到破旧的房间里,点燃烛火继续研读数学书籍。

蒙彼利埃大学在当时并不是一个重要的数学研究中心。格罗滕迪克后来承认,他最初的成绩并不出色,甚至在天文学等科目上不及格。但他沉迷于自己的思考,尤其是关于测度论的问题——一个研究如何给无限集合分配大小的数学分支。他不知道的是,他正在独立重发现一个著名的定理:勒贝格测度定理。当一位教授告诉他,这已经是二十年前就被解决的老问题时,他没有感到沮丧。他意识到自己是一个数学家,可以独立找到通往真理的道路。
1948年,他决定去巴黎寻找更好的老师。他走进了巴黎高等师范学校的亨利·嘉当讨论班,却发现自己完全跟不上那里的高水平讨论。嘉当和安德烈·韦伊建议他去南锡大学,那里有两位正在研究他感兴趣领域的顶尖专家:让·迪厄多内和洛朗·施瓦茨。后者刚刚获得了菲尔兹奖——数学界的最高荣誉。
施瓦茨和迪厄多内给这个初来乍到的年轻人看了他们最新的论文《局部凸空间中的对偶理论》,论文末尾列出了十四个未解决的问题。这些问题中的任何一个,都足够成为一篇博士论文的主题。几个月后,格罗滕迪克解决了所有十四个问题。
迪厄多内后来回忆,这个来自混乱背景、几乎没有任何正式数学训练的年轻人,展现出了令人难以置信的数学直觉。他不需要阅读大量的文献,不需要学习现有的技术,他只需要看到一个问题的核心结构,然后用自己的方式重建它。1953年,他在南锡完成了关于拓扑向量空间的博士论文,成为这一领域的权威。那一年,他二十五岁。
拒绝成为公民的人
博士毕业后,格罗滕迪克面临一个现实的问题。他是无国籍人士——他出生在魏玛德国,1938年以难民身份移居法国,战后的记录已经被摧毁。他有权申请法国公民身份,但那意味着服兵役,意味着可能被派往印度支那或阿尔及利亚参加殖民战争。作为一个无政府主义者的儿子,一个在难民营长大的犹太男孩,他无法接受为任何国家的军队服役。
于是他接受了巴西圣保罗大学的邀请,用南森护照——一种专门为难民签发的旅行证件——离开了欧洲。他在圣保罗待了两年,除了数学之外几乎不关心任何事情。后来他告诉人们,那段时间他只吃香蕉、面包和牛奶,这样就不必在食物上浪费时间。
1955年,他接受了堪萨斯大学的邀请前往美国。在那里,他完成了后来被称为《东北论文》的开创性工作——因为他将其发表在日本东北数学杂志上。这篇论文将谱序列从一个技术工具提升为一个完整的理论框架,揭示出拓扑学和代数之间深刻的联系。哈佛大学的奥斯卡·扎里斯基邀请他访问,但这次访问差点因为一个荒谬的原因流产:格罗滕迪克拒绝签署一份承诺不试图推翻美国政府的声明。
签证官警告他,拒绝签署可能会让他被关进监狱。格罗滕迪克的回答是:没关系,只要能给他足够多的书看。这种对任何形式的权威宣誓的坚决拒绝,将伴随他一生。
黄金时代的数学王国
1958年,一位名叫莱昂·莫查内的俄裔商人做出了一个决定。他刚刚创立了高等科学研究所(IHES),一个仿照普林斯顿高等研究院模式的研究机构,位于巴黎郊区的布雷斯-伊维特。莫查内联系了数学界的元老让·迪厄多内,邀请他担任终身教授。迪厄多内同意了,但有一个条件:必须同时聘请格罗滕迪克。

1958年到1970年的十二年,被后人称为格罗滕迪克的黄金时代。他几乎凭借一己之力,将代数几何从一门混乱的、充满特例和修补的技术性学科,转化为一座逻辑严密的宏大建筑。他引入了概形的概念——一种将古典几何研究对象推广到任意环上的方法。他创建了拓扑斯理论——一种将拓扑学的核心洞见推广到几乎任何数学情境的框架。他发明了平展上同调、晶格上同调、动机理论——每一个都足以让一个普通数学家耗费毕生精力。
但格罗滕迪克不满足于解决问题。他想要的是重建整个数学的基础。他常常用一种比喻来解释自己的方法:想象一颗坚硬的核桃,你想要取出里面的果仁。一种方法是用锤子和凿子猛砸,也许能砸开,也许只会把果仁也砸烂。另一种方法是把核桃浸泡在温水中,等待,再浸泡,再等待,直到果壳自然软化脱落。格罗滕迪克称之为涨潮法——不要攻击问题本身,而是耐心地升高周围的抽象水位,直到问题被淹没在新的理解之中。

每个星期二,IHES的讨论班都会召开。格罗滕迪克会提出一个问题,然后请某个年轻数学家来讲解。普林斯顿的尼克·卡茨回忆,被格罗滕迪克邀请参与他的项目,感觉就像耶稣邀请你成为他的门徒。你不需要理解所有细节,只需要相信这个宏伟的蓝图。迪厄多内放弃了自己的研究计划,成为格罗滕迪克的记录员。每天凌晨五点,格罗滕迪克会把前一天晚上写下的想法扔到楼下迪厄多内的房间里,迪厄多内会在八点之前把它们整理成可读的形式。

这种工作方式产生了数千页的文本。《代数几何基础》(EGA)和《代数几何讨论班》(SGA)成为了后来几代数学家的圣经。每一个句子都如此清晰,每一个论证都如此自然,仿佛数学就应该这样写。斯坦福大学的拉维·瓦基尔形容阅读这些文本的感受:每一个陈述都基于之前的内容显得理所当然。在这种意义上,它是简单的——只是你必须接受一种全新的思维方式。
1966年,格罗滕迪克获得菲尔兹奖。但他拒绝前往莫斯科参加颁奖典礼,以抗议苏联的军事扩张主义。那一年他三十八岁,站在数学世界的巅峰。没有人能预见,四年之后,他会放弃这一切。
金色牢笼的裂痕
格罗滕迪克在IHES的同事们后来回忆,他身上的某种紧张感一直存在,只是在1960年代末变得更加明显。他是一个和平主义者和激进的生态主义者,反对越战,反对核武器,反对任何形式的军事研究。每个星期,他会绝食一天以抗议战争。他常常赤脚走路,拒绝开车,强迫妻子米雷耶骑自行车去买菜——而他自己却骑摩托车去研究所。

1968年,巴黎的学生起义震动了整个法国。格罗滕迪克试图与罢课的学生对话,却惊恐地发现他们将他视为体制的象征——一个穿着学术袍的权贵,而不是他以为的那个永远在边缘的局外人。这种认知冲击了他。他开始怀疑,自己这些年所做的一切,是否只是在建造一座金色牢笼。
1970年的某一天,他发现IHES每年有百分之五的经费来自法国国防部。这成了一个不可逾越的底线。他要求研究所彻底切断与军方的任何联系,但管理层拒绝了他的要求。于是他辞职了,彻底地、不可挽回地离开了。
那些最了解他的人后来承认,军事经费只是一个触发点,真正的原因更深。他已经在这座数学大厦上工作了十二年,每天十二到十六个小时。那座曾经让他痴迷的建筑,现在似乎只是分散他注意力的东西。他想要关心更紧迫的问题:核扩散、生态灾难、人类文明的存续。他想要拯救世界,而不仅仅是理解它。
他创建了一个名为生存与生活的环保组织,开始编辑一份每月出版的通讯,有时署名为第欧根尼——那个在雅典街头打着灯笼寻找一个诚实之人的古希腊哲学家。他梦想建立一个公社,一个有十二间房间的房子,在那里志同道合的人可以共同生活、耕种、讨论。公社确实成立了,在巴黎郊区的沙特奈-马拉布里,但不到一年就分崩离析。

他的妻子米雷耶带着三个孩子留在了巴黎。他的儿子约翰长大后去了哈佛学习数学,后来成为人工智能领域的研究者,却几乎与父亲没有任何关系。格罗滕迪克曾经告诉自己的孩子们,去做他们感兴趣的事情——于是他们都没有从高中毕业。他似乎认为,任何形式的体制约束都是对自由的背叛。但他没有意识到,真正的自由需要承担对他人的责任,而他最不擅长的,恰恰是对他人的责任。
被抛弃的数学王国
离开IHES后,格罗滕迪克先是在法兰西学院待了两年,然后接受了蒙彼利埃大学的教授职位。蒙彼利埃不是一个重要的数学中心,但那正是他想要的。他在一份申请中写道:经过几年的反军事和生态运动之后,我基本上从公众视野中消失了,迷失在某个上帝都不知道的外省大学里。传言说我花时间养羊和挖井。事实是,除了许多其他活动之外,我英勇地在大学里教书,就像其他人一样。
但他已经不再属于数学界的主流。他继续思考数学问题,继续写下成千上万页的笔记,但几乎不再发表。他的最优秀的学生皮埃尔·德利涅在1974年完成了韦伊猜想的最后一个证明——这是格罗滕迪克整个数学计划的核心目标之一。但德利涅使用的是一种更直接的方法,一种绕过格罗滕迪克精心建造的基础架构的技巧。格罗滕迪克感到被背叛了。他后来写道,他梦见自己身上被砍了无数刀,当他醒来时,他意识到这个屠杀的意象让他明白了其他人的真实意图和态度。
他开始写一本自传,题为《收获与播种》。它最终超过了一千页,却从未在他在世时完整出版。书中充满了对数学界的控诉——他声称自己的工作被埋葬,自己的学生背叛了他,整个学术共同体沉浸在竞争和地位的追逐中,而不是对真理的追求。他将那些他认为背叛了他的人称为葬礼队伍的成员,而那些少数他认为仍然忠实于真理的人被他称为变种人——一个他在生物学和科幻小说中借用的概念,意指超越现有物种限制的存在。

1988年,瑞典皇家科学院决定授予他克拉福德奖,这是一项与诺贝尔奖同等级别的荣誉。格罗滕迪克拒绝了。他在一封公开信中写道,他和其他已经获得认可的数学家不需要额外的经济支持,而科学界的道德标准已经下降到令人震惊的程度,公然的科学盗窃已经变得司空见惯并被容忍。他还补充说,他相信在世纪结束之前,完全不可预见的事件将导致人类文明前所未有的崩溃。
这封信的语调让许多认识他的人感到不安。他们开始怀疑,这位曾经最清醒的头脑,正在逐渐失去与现实世界的联系。
比利牛斯山的隐士
1991年,格罗滕迪克做出了一个决定。他烧毁了自己的大量文稿——没有人知道那里面包含什么。然后他离开了他在法国南部的住所,搬到了一个叫拉塞尔的小村庄,位于比利牛斯山脉的脚下。他没有告诉任何人在数学界的旧识自己的新地址。

在接下来的二十三年里,他生活在几乎完全的隐居中。当地村民偶尔会看到一个瘦削的、留着长须的老人在市场上买菜,但很少有人知道他是谁。有时候他会邀请一个陌生人到家里喝茶,然后花几个小时谈论上帝、宇宙和恶的问题。当对方问起他的过去时,他会说,那不再重要了。
他仍然在写。1990年,他将自己的全部数学档案交给了一个名叫让·马尔瓜尔的前学生,后者将这些档案保存在家里,直到2010年才捐赠给蒙彼利埃大学。这些档案最终包含了大约二万八千页的文稿——包括数学笔记、哲学思考、梦境记录、对神的沉思。它们至今仍在被整理和研究。
两名年轻的数学家莱拉·施内普斯和皮埃尔·洛沙克最终找到了他。他们发起了一个名为格罗滕迪克圈的组织,致力于保存和传播他的工作。他们每年尝试去看望他,有时候他会送给他们一篮苹果,有时候他会当面摔上门,称他们为撒旦的信使。他从未与他们讨论数学。
施内普斯后来回忆,他有时非常温柔。其他时候,他会说我们是邪恶的信使。他会与她谈论恶的问题,他认为当人们放下他们正在做的事情,专注于这个问题时,邪恶就会结束。她认为他非常孤独。他还相信他可以与植物交流——如果一片叶子从他家里的植物上掉下来,他会把它放在一个单独的水杯里。
2014年9月,几乎完全失聪和失明的他,请求一位邻居帮他买一把左轮手枪,这样他可以结束自己的生命。邻居拒绝了。两个月后的11月13日,亚历山大·格罗滕迪克在圣利济耶医院去世,享年八十六岁。
二万八千页的沉默遗产
当格罗滕迪克的档案最终被数字化并公开发布时,数学界终于得以窥见这位隐士在四分之一个世纪的孤独中究竟在想些什么。蒙彼利埃大学的在线档案包含了从1949年到1991年的大量数学笔记,它们被系统地分类和编目。同时,法国国家图书馆收藏了他晚年的哲学和神学著作——四十一卷手稿,题为《生命与宇宙的反思》,包括《图式初等几何》、《心灵结构》、《麦克斯韦方程组》和《恶的问题》,总计近一万五千页。

这些文档揭示了一个永远在寻找新语言的人。即使在完全脱离数学界之后,他仍然在创造新的符号、新的概念、新的框架来理解世界。他后来的兴趣转向了生物学、物理学、神学和心灵研究,但他处理这些问题的方法仍然是数学家的方法——寻找最抽象、最普遍的结构,然后用最精确的语言来描述它们。
他留给数学界的遗产是巨大的。今天,任何学习代数几何的人都会在他的框架中工作——概形、层、拓扑斯、平展上同调,这些概念已经成为数学的基本语言,就像牛顿的微积分或欧拉的分析一样自然。但更重要的是,他留下了一种独特的数学态度:不要满足于解决眼前的问题,而是要寻找让问题消融的更高视角。不要用锤子砸开坚果,而是等待潮水上涨,让果壳自然脱落。
一个未完成的神殿
在《收获与播种》中,格罗滕迪克将自己最重要的十二项数学贡献列了出来。它们包括拓扑张量积与核空间、连续与离散对偶、格罗滕迪克-黎曼-罗赫定理、概形理论、拓扑斯、平展上同调、动机理论等等。每一项都是一座独立的山峰,而他将它们连接成一条山脉。

但他自己知道,这座山脉是未完成的。他花费了十二年时间建造基础架构,却在他最雄心勃勃的项目——动机理论——即将结出果实时离开了。德利涅用另一种方法证明了韦伊猜想的最后一部分,而格罗滕迪克梦想的那座连接数论与拓扑的桥梁,至今仍在建造之中。
或许这正是他命运的隐喻。一个从未有过稳定国籍的人,一个在难民营长大的孩子,一个直到中年才接受法国公民身份的无政府主义者的后代,他永远在寻找一个不需要护照就能进入的真理王国。他找到了——在那些抽象的、绝对的、不受任何权力污染的数学结构中。但当现实世界的残酷(军方的资助、学生对理想的背叛、人类文明可能的末日)侵入他的神殿时,他选择了彻底的撤退。
他将自己关在比利牛斯山脚下的一座小房子里,拒绝见任何来自旧世界的人,却写下了二万八千页的思考。他相信神的存在,相信植物有意识,相信人类文明即将崩溃。也许在某个时刻,他已经分不清数学的抽象结构和现实的边界。也许他从未想要分清。对于一个在童年就学会了把自己变成透明存在的人来说,现实世界从来就不是归宿,而是一个等待被重新描述的地方。
2014年11月,当他孤独地死在那个小村庄的医院里时,他所创造的数学语言已经渗透到了现代数学的每一个角落。每天都有数学家在用他的概念工作,却很少意识到自己站在谁的肩膀上。正如一位逻辑学家所说:今天很多人住在格罗滕迪克的房子里,却不知道那是格罗滕迪克的房子。
这就是一个天才的命运。他用抽象的语言重建了人类理解空间与形式的方式,却在现实世界中找不到一个可以停靠的地方。他留下了一座未完成的神殿,二万八千页无人阅读的手稿,和一个永远无解的问题:当真理的代价是整个世界时,我们是否还愿意支付?
主要参考资料
- Alexander Grothendieck, Récoltes et Semailles, 1986
- Leila Schneps (ed.), The Grothendieck Circle, webusers.imj-prg.fr/~leila.schneps/grothendieckcircle/
- Institut des Hautes Études Scientifiques, Alexander Grothendieck Archives
- Université de Montpellier, Fonds Grothendieck, grothendieck.umontpellier.fr
- New Yorker, The Mysterious Disappearance of a Revolutionary Mathematician, May 2022
- Wikipedia, Alexander Grothendieck; Sascha Schapiro
- The Guardian, Alexander Grothendieck obituary, November 2014
- Winfried Scharlau, Wer ist Alexander Grothendieck?, 2010
- Pierre Cartier, A Country Known Only by Name, IHES 40th Anniversary Volume
- Grothendieck-Serre Correspondence, AMS, 2004