顶级数学家有多恐怖?
1、一个19岁的少年,只用了一个晚上,就解决了2000多年的世界级难题
2、一个数学家写了仅8页的手稿,却“逼疯”了整个数学界
3、一个初中毕业的人,仅凭一本笔记,就让一代顶尖数学家望而却步
高斯
以上三位随便拎出来一个,其实力就让人“望而生畏”,下面我们就来看一下他们到底有多“恐怖”:
一、19岁少年一晚上解答出2000多年未解决的世界级难题
1796年的一天晚上,在德国哥廷根大学,一个19岁的少年吃完饭,开始做导师布置给他的常规作业——2道数学题。
因为他很有数学天赋,所以每天下课后,导师都会单独给他布置2道难度较高的题目作为日常训练。
通常情况下,对于这些题目,他稍微开动脑筋后,都能在几个小时内完成。今天也一样,不一会,两道数学题就被他轻松解决,“咦?怎么多了一道题?”看到下面还有一张纸条,上面写着一道题:“用圆规和一把没有刻度的尺子,做出正17边形。”
难道今天又附加了一题?多一题就多一题吧,他也没多想,就认真的做了起来。
可是随着时间一分一秒的过去,他不仅没解决,反而越来越感觉到吃力,这道题看似简单,但就像无底的深渊一样,越往下越见不到底。
看来用常规的知识是解答不出来这道题了,那就换个思路再来,越是困难,越能激发他的斗志,他越战越勇……终于,当清晨的第一缕阳光照进窗口时,他终于做了出来,这时已经过了整整一夜。
当然,他觉得自己笨极了,竟然花了一夜的时间去做这道题。在给导师交作业时,他掩饰不住自己的愧疚:“第三道题我做了一个晚上才做出来,实在愧对你的教诲……”
老师看完瞬间惊呆,声音颤抖的问道:“这道题是你自己做出来的?”“是啊,我太笨了,做了整整一晚上。”
导师赶紧取出尺规,铺开一张纸,让这个年轻人再给他演示一遍,他不知所以,但依然拿起工具,很快就又做出了一个正17边形。
导师激动了:“你知不知道,这道题阿基米德没有解出来,牛顿也没有解出来,是2000多年的历史悬案,你竟然一晚上就解出来了,奇迹啊!”
事后他才知道,这道题目是导师一不小心夹到他的作业里边的。
这个年轻人就是天才数学家——高斯,这时他才19岁,人送外号:数学王子!一个晚上解决了2000多年的数学悬案,恐怖如斯!
当然,他的恐怖之处不仅如此。
他在数论、几何、代数、分析四大数学领域里均做出了当时最顶尖的成就,迄今为止,有110项数学成就都是以高斯命名的,几乎在数学和工程学的每一本书当中都能找到高斯的大名。他的成就,对后世都有着深远的影响。
作为一个数学家,高斯的确是一个恐怖的存在。
不过,比起下面这一位,“数学王子”高斯还差点意思。
二、一个数学家的8页手稿,却“逼疯”了整个数学界
下面说的这个人在数学史上可谓神级一般的存在,这个人就是黎曼,1859年,黎曼写出了8页纸的论文,而这仅仅8页纸的论文就是黎曼猜想的诞生地。
不知道什么是黎曼猜想无所谓,你只要知道,自黎曼猜想诞生以来,就开始了它史上最惊艳的个人秀,而且单方面碾压全时代数论学者,包括高斯。
黎曼猜想有多重要?
2000年5月24日,
美国克雷数学研究所在法国巴黎召开了一次数学会议。在会议上,与会者们列出了七个数学难题,
并作出了一个轰动性的决定:为每个难题设立100万美元的巨额奖金。
在100年前的1900年,
也是在巴黎的一次数学会议上,大数学家希尔伯特也列出了一系列数学难题,不同的是那些难题一分钱的奖金都没有。但它们有一个相同点,那就是在所列出的难题之中,有一个并且仅有一个是共同的,那就是
“黎曼猜想”。
(在这里不对黎曼猜想作过多解释,因为解释了你也看不懂,关键是我也不懂��)
黎曼这篇仅有8页纸的论文虽然意义深远重大,但文字却简练的要命,有些“证明从略”的地方却让后代数学家话费了几十年的时间才得以补全,有些甚至直到今天仍是空白。
这正如他的极简风格,黎曼一辈子只发表了18篇论文,但这一点也不影响他的巨大影响力。
可以这样说:黎曼在数学上的成就,大约等于“高斯”加“欧拉”再加上“牛顿和庞加莱”的总和。这就是他们的差距!
华人数学家丘成桐说,中国学生中只要有人能完成黎曼一篇论文中的部分,这个人就能成为中国最伟大的数学家。其中虽然带一点夸张的成分,但可见黎曼的重大影响力。
这里有一个关于“黎曼猜想”的故事:
上文我们提到,黎曼那8页纸的论文中有许多“证明从略”的地方,但还有一个很突出的特点,那就是它反复涉及了黎曼ζ函数的非平凡零点,但黎曼却没有给出哪怕一个零点的数值。
而直到1903年,也就是黎曼那篇论文发表44年后,才有一个丹麦数学家计算出了15个零点的数值,那15个零点都位于黎曼猜想所预言的临界线上。
当然,验证过程是艰难的,但随着计算机技术的发展,也推进了零点验证的进度,但计算过程也需要巨额经费。在验证了3亿个零点后,愿意把巨额经费投入到其中的人越来越少了,不过对零点的计算并没有就此终止。
2001年,一位名叫魏德涅夫斯基的德国研究者创立了一种崭新的计算模式:分布式计算,即利用彼此联网的许多台计算机来共同计算零点。这个分布式计算系统建成之后,不久就被推向了互联网,吸引了世界各地大量数学和计算机爱好者的参与,联网计算机的数目很快就稳定在了10,000台以上,每天计算出的零点数目在10亿以上。至于经费,则基本可以忽略不计,因为参与者都是自愿而无偿地贡献出自己的计算资源的。
到了2004年末时,魏德涅夫斯基的分布式计算系统所计算出的零点总数逼近了一个激动人心的数目:一万亿。
眼看着一次辉煌庆典指日可待,不料却从法国传来了一个令人吃惊的消息:两位法国人完成了对
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万亿个零点的计算,比他们翘首期待的一万亿高出了整整一个数量级!
更令人吃惊的是,这两位法国人完成这一工作所用的计算资源居然只是几台普通的计算机,所花费的时间也只有一年多。此时此刻,这样的一则消息对于魏德涅夫斯基来说无疑是无情的嘲讽,结果庆典变成了谢幕,魏德涅夫斯基在不久之后关闭了整个系统。
原来这两位法国人采用了一种更高明的计算方法,这也正说明了数学的恐怖之处。
两位法国人凭借几台普通计算机一年多的工作,超过了全世界上万台联网计算机几年的工作,而且超过了整整一个数量级,原因仅仅是计算方法的改变,多么恐怖!
3、一个“开挂”的数学家,仅凭一本笔记,就让一代顶尖数学家望而却步
他就是印度数学家——拉马努金。都说印度人喜欢开挂,一点不假。而且他不仅开挂,还直接超神。
1887年出生的拉马努金,仅上到初中毕业后,就辍学了,所以他从来没有接受过高等教育,但他并没有因此失去对数学的独特兴趣。
当时数学的前沿在欧洲,他也没有可能接触,但他依然一个人把工作之外的时间全都投入到了数学的探索中。
后来,他和英国大数学家哈代成了亦师亦友的关系,哈代这样评价他:拉马努金的思维是跳跃性的,通常别人用几十步上百步的证明,他却能将证明浓缩成一两步,他只注重结果。而且他好像可以随意感知到大量数字关系背后的规律。
拉马努金留下的笔记本和一些草稿纸上,写着大约4000条公式,其中有很多带着神秘符号的不为人知的数学定理,它们言简意赅,很少有解释,但一两行的证明里却压缩着极其丰富的数学真理。
这些笔记让一代数学家伤透脑筋,甚至望而却步。
有一位数学家用了几个月时间,才只证明出了其中的一对模方程,另一位数学家花费两年的时间才搞懂这本笔记中的两页内容,还有一位数学家只看了笔记几天便感觉要疯掉了,因为他觉得用自己的下半生也不一定能搞的懂。
拉马努金的笔记中涵盖内容丰富,但基本上是纯数学天地的,这些内容会有什么实际用途,他没考虑过,也不关心,他只是为研究数学而研究。
他的数学著作在他死后几十年里都是数学家们无法攀登的高峰,但他留下的数学理论依然被应用在今天的高分子化学、计算机数据加密、甚至研究黑洞的方法之中。
他就是数学界的神话——拉马努金,一个初中学历的人,却能让一代顶尖数学家“望而生畏”,恐怖如斯!
写在最后:
什么是天才?天才就是1%的天赋加上99%的汗水,但这1%的天赋比那99%的汗水要重要的多。
历史上,如高斯,黎曼,拉马努金等这些伟人,他们之所让人感到“恐怖”,是因为他们稍微前进一步,就达到了普通人一辈子都难以企及的高度。
而正是这一代代伟大科学家的不懈努力,才能推动着人类车轮不断前进。科学家有国界,但科学是没有国界的,它属于全世界,是照亮人类的火把。