Es gibt eine Szene in dem mit einem Oscar ausgezeichneten Film A Beautiful Mind, in der Russell Crowe als Mathematiker John Nash seine zukünftige Frau auffordert, in den Abendhimmel zu schauen und eine beliebige Form zu benennen - zum Beispiel einen Regenschirm - und dann zu sagen, dass er es tun wird finde die Form in einer Konstellation. Er tut es, und sie ist total verzaubert und sagt: "Tu es noch einmal."
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Der UCLA-Mathematiker Terence Tao (32) bezieht sich auf diese Szene, vielleicht weil sie ihn an seine eigene Frau Laura erinnert, eine Ingenieurin am Jet Propulsion Laboratory der NASA, aber sicherlich weil sie einen seiner berühmtesten Theoreme illustriert. Primzahlen, die nur durch sich selbst und 1 (dh 2, 3, 5, 7, 11 usw.) geteilt werden können, können als Punkte auf einer Linie dargestellt werden. Aber es ist aufschlussreicher, sie als Sterne am Himmel zu betrachten, die mehr oder weniger zufällig auf einer riesigen Leinwand verstreut sind. Tao hat zusammen mit dem Mathematiker der Universität Cambridge, Ben Green, bewiesen, dass diese Leinwand Muster jeder erdenklichen Form enthält. Irgendwo gibt es eine Primzahlkonstellation mit der gleichen Form wie Nashs Regenschirm. Green und Taos Entdeckung war die mathematische Sensation des Jahres 2004.
Taos Spezialität ist die Analysis, der Bereich der Mathematik, der Kalkül- und Differentialgleichungen umfasst. Sylvain E. Cappell, Professor am Courant Institute of Mathematical Sciences der New York University, nennt ihn "den führenden Analysten seiner Generation". Das Green-Tao-Theorem löste jedoch eine wichtige Frage der Zahlentheorie, ein völlig getrenntes Feld. Es war so unerwartet, als hätte ein Geiger plötzlich einen großen Klavierwettbewerb gewonnen. Für Tao ist es jedoch selbstverständlich, über Disziplingrenzen hinwegzuwandern.
Zum Beispiel berichtete Emmanuel Candes, ein angewandter Mathematiker bei Caltech, an einem Tag im Jahr 2004 über ein Problem, an dem er gerade arbeitete - wie man Bilder mit den geringstmöglichen Informationen rekonstruiert. Heutige Digitalkameras gehen ineffizient vor. Sie zeichnen mehrere Millionen Pixel auf (die Grundelemente digitaler Bilder) und verwenden dann Computeranweisungen, die als Komprimierungsalgorithmus bezeichnet werden, um die Datenmenge im Bild um das 10- oder 50-fache zu reduzieren. Warum nicht eine Kamera entwerfen, die von Anfang an nur ein Fünftel der Daten erfasst?
Seine Reaktion war Vintage Tao. Zuerst sagte er Candes, das Problem sei unlösbar. Dann, ein paar Minuten später, ließ er zu, dass Candes etwas vorhatte. Am nächsten Tag hatte Tao das Problem selbst gelöst. Darüber hinaus brachte die Lösung ein neues Feld hervor, das als Druckprobenahme bezeichnet wurde. Als Ergebnis der Entdeckung von Candes und Tao arbeiten Ingenieure jetzt mehrmals schneller an MRT-Scannern als heute und sogar an Ein-Pixel-Kameras. Ist Tao ein Ingenieur? Nein, aber er sah eine Verbindung, die kein Ingenieur gesehen hatte. "Wenn er ein Motiv berührt, wird es sehr schnell zu Gold", sagt Candes.
Taos Verdienste haben ihm bereits fast jeden wichtigen Mathematikpreis eingebracht. Im vergangenen Jahr verlieh ihm die Internationale Mathematische Union die Fields-Medaille, die allgemein als das mathematische Äquivalent eines Nobelpreises angesehen wurde. Weniger als einen Monat später erhielt Tao von der MacArthur Foundation ein Stipendium in Höhe von 500.000 USD.
Er nimmt diese Lobreden mit Bescheidenheit an und bleibt in der Regel außerhalb der Öffentlichkeit und bearbeitet die meisten Presseanfragen per E-Mail. Mitmathematiker finden ihn offen und verfügbar. "Terry ist so normal wie es kommt", sagt Tony Chan von der National Science Foundation, einem ehemaligen Vorsitzenden der mathematischen Abteilung der UCLA. "Er kann leicht in einer Menge von UCLA-Neulingen verloren gehen."
Der gebürtige Australier brachte sich im Alter von 2 Jahren das Rechnen bei. Mit 10 Jahren war er der jüngste Teilnehmer der Internationalen Mathematikolympiade (ein Wettbewerb für Schüler) und zwei Jahre später gewann er die Goldmedaille. Mit 17 Jahren kam er nach Amerika, um als Doktorand in Princeton Mathematik zu studieren.
Dort, sagt Tao, habe er endlich seine Vergleichsgruppe gefunden - Leute, die Mathe genauso liebten wie er. Laut Klassenkamerad Allen Knutson unterschied sich Tao von anderen Wunderkindern durch seine emotionale Reife. "Er war so besonnen, dass er nicht auffiel", sagt Knutson. Der Vater von Tao, Billy, ein Kinderarzt in Adelaide, sagte: "Terry wurde die Freiheit gegeben, das Leben zu genießen." Er spielte Bridge und vertonte Musik. Als er mit 20 Jahren promovierte, sah sein Berater Eli Stein eine deutliche Veränderung. "Er hat in seinem letzten Jahr, vielleicht in seinem letzten Semester, richtig angefangen zu starten", sagt Stein. "Plötzlich fingen die Dinge an zu klicken."
Seitdem ist er nicht mehr aufzuhalten. Er nahm seinen ersten Postgraduiertenjob an der UCLA an und stellte schnell fest, dass es ein Phänomen gab. Innerhalb von nur vier Jahren, im Alter von 24 Jahren, wurde Tao der jüngste ordentliche Professor in der Geschichte der UCLA. "Terry verleiht dem Ort Prestige, nicht umgekehrt", sagt Chan.
In etwas mehr als einem Jahrzehnt hat Tao außerdem rund 140 Artikel verfasst. Zum Vergleich, sagt Chan, würden sich die meisten reinen Mathematiker über drei Arbeiten pro Jahr freuen. Genauso bemerkenswert ist seine wachsende Anzahl von Co-Autoren (zuletzt 50). "Ich hatte das Glück, sehr gute Mitarbeiter zu finden, die mir viel beigebracht, mich in verschiedene neue Bereiche der Mathematik eingeführt oder mir neue Einsichten gezeigt haben", sagt er. Außerdem, fügt er hinzu, "macht es einfach Spaß, mit ihnen zu arbeiten."
Es ist einfach, ein Genie auf ein Podest zu stellen, um seinen Erfolg jenseitigen Talenten zuzuschreiben. Mathematische Forschung kann jedoch eher wie ein Marathonlauf sein, bei dem oft bloße Entschlossenheit vorherrscht. "Wenn er sich entscheidet, etwas zu beweisen, wird er es tun", sagt Gigliola Staffilani vom MIT, eine ehemalige Mitarbeiterin. Knutson sagt, Tao habe ihm gezeigt, wie man ein großes Problem Stück für Stück löst. "Ich würde sagen, ich verstehe nicht, warum das so ist. Er würde sagen, dass es sich darauf beschränkt, diese 17 Fälle zu überprüfen, und sie funktionieren alle. Ich würde sagen, das ist großartig, aber das können wir natürlich nicht veröffentlichen." Aber nach einer Weile würden wir es auf drei Fälle beschränken, und dann könnten wir veröffentlichen. "
Das Herzstück von Taos Gabe könnte einfach seine Fähigkeit sein, sein Denken frei in Richtung eines unsichtbaren Horizonts schweifen zu lassen. "Terry ist ungewöhnlich aufgeschlossen", sagt Ben Green, sein Mitarbeiter beim Problem der Primzahlen. "Als wir begannen, hätten viele hochrangige Mathematiker wahrscheinlich gesagt, dass die Idee nicht funktioniert, dass sie lächerlich ehrgeizig ist. Er war bereit, alle Arten von Nachforschungen anzustellen."
Bereit, könnte man sagen, einen Regenschirm am Abendhimmel aufzuspüren.
Dana Mackenzie hat einen Doktortitel in Mathematik von der Princeton University. Er schreibt über Naturwissenschaften und Mathematik.
