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他留下的筆記本,數(shù)學(xué)家至今沒看懂

 一個大風(fēng)子 2021-08-31
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 2021/8/31 

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拉馬努金

Rāmā?ujan

這個世界有天才嗎?

答案是顯而易見的,你可能沒見過,但必須相信,有的人就是飽受上天眷顧,在某一方面遠(yuǎn)超常人。

如果你不信,請耐心看完這篇文章。

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1913年,一封從印度小城寄來的信件落到了英國劍橋數(shù)學(xué)家哈代手中,哈代仔細(xì)看完了信中的120個公式后非常驚訝。

哈代大家可能不熟悉,但我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚大家都知道,他就曾是哈代的學(xué)生。

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(點擊圖片回顧華羅庚老先生的一生)

其實哈代才看到第十個就被震撼了,這十個當(dāng)中他只看懂了一個。

當(dāng)看完120個公式時,身為當(dāng)時最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家,哈代也不禁感嘆道:“從未見過如此深奧的結(jié)論?!?/p>

而這封信的主人,則是一個落魄到連飯都吃不飽的青年,他的名字叫斯里尼瓦瑟·拉馬努金。

Vol.1

啟蒙

拉馬努金生于1887年,他的故鄉(xiāng)位于印度南部的一個小鎮(zhèn),全家人都信奉婆羅門,父親是一名會計,母親沒有工作,全家人每個月靠著父親20盧比的微薄收入生活,而且他還有兩個弟弟,生活的艱難可想而知。

在這樣的環(huán)境下,拉馬努金自然無法接受很好的教育,實際上他接受的教育只能說是夠日常用,可以看懂文字,拉馬努金人生開掛的起點是在他十歲那年,因為在那一年,他第一次接觸到了正規(guī)的數(shù)學(xué)。

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當(dāng)時他正好上初中,上課時他總是有奇思妙想,老師上課時說“任何數(shù)除以它本身,結(jié)果必定為一“,拉馬努金不假思索直接問:“0除以0結(jié)果也是1嗎?”他的問題讓當(dāng)時的老師無法回答。

12歲時,拉馬努金從圖書館借來了一本《三角學(xué)》,僅僅一個多星期,他就做完了書里面的所有習(xí)題,并獨自測量了地球赤道的長度,與現(xiàn)在的數(shù)據(jù)相差無幾。

看完這本書,拉馬努金發(fā)現(xiàn)三角形的很多問題還是沒有辦法解決,比如說知道三角形一個角的角度和相鄰一條邊的長度,如何求第三條邊的長度?

為了解決這個問題,他自己推導(dǎo)出了正弦函數(shù)和余弦函數(shù),不少人在高中時絕對被這幾個函數(shù)折磨過吧?

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過了很多年后,拉馬努金才發(fā)現(xiàn)其實早就有人比他先推導(dǎo)出來了,這就是著名的歐拉公式。

阿馬努金根本沒有接受過系統(tǒng)且正規(guī)的數(shù)學(xué)教育,他幾乎大部分的知識都來自有限的數(shù)學(xué)書籍。

15歲那年,他從老師那得到了一本《純粹數(shù)學(xué)基本結(jié)果綱要》,這本書里有600多個數(shù)學(xué)公式,拉馬努金迅速著了謎。

他用了一年的時間,把這600個公式全部自己推導(dǎo)一遍,不過這本書“只寫結(jié)果、不寫證明”的風(fēng)格也影響了拉馬努金,他的這個習(xí)慣讓全人類至今感到頭疼。

16歲時,拉馬努金兩次考上大學(xué),不過卻因為在大學(xué)時癡迷于數(shù)學(xué),導(dǎo)致其它科目掛科太多,得不到獎學(xué)金后,家人也沒有能力支付學(xué)費,所以他只好半途輟學(xué),再也和高等教育無緣。

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Vol.2

邀請

步入社會后,拉馬努金為了生活做過很多工作,不過無論多忙,他每天都會在深夜里學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

也是在這段時間里,他瘋狂到在睡夢里也在思考數(shù)學(xué),也可能是他的虔誠感動上天,拉馬努金經(jīng)常在夢里夢到神仙,神直接給他寫下了許多數(shù)學(xué)公式。

關(guān)于夢到女神教給他數(shù)學(xué)之事,在印度時他常常提起,但后來在英國他又矢口否認(rèn)。

不過拉馬努金確實有很多數(shù)學(xué)結(jié)論,就連他本人都無法證明,可后人卻證明了他的公式的正確性,因此很多人都相信有神托夢給拉馬努金。

1913年,也就是拉馬努金在寫信給哈代之后,他得到了哈代的邀請,希望他可以來英國繼續(xù)研究數(shù)學(xué),不過由于拉馬努金信奉婆羅門,父母害怕拉馬努金出國后沒有辦法繼續(xù)吃素,強烈反對他前往英國。

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哈代不愿錯過這么一個天才,在他的安排下,在1914年,27歲的拉馬努金終于得以前往劍橋大學(xué)學(xué)習(xí),并得到一筆豐厚的獎學(xué)金。

在劍橋大學(xué),拉馬努金發(fā)表了很多先進的數(shù)學(xué)理論,不過他的短板也很明顯。

因為沒有系統(tǒng)學(xué)過數(shù)學(xué),所以有時候,一個非常簡單而又基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識,他卻完全不懂,好在哈代比較耐心,及時為他補充了短板,而拉馬努金也讓哈代在數(shù)學(xué)界擁有更高的地位。

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拉馬努金敏銳的數(shù)學(xué)天賦讓哈代都甘拜下風(fēng)。

有一次哈代送拉馬努金去醫(yī)院看病,拉馬努金看到車牌號是1729.,他跟哈代說這個數(shù)字很特殊,哈代想了很久也沒覺得有啥特殊的,拉馬努金笑著說,這個數(shù)字可以用兩種不同的方式寫成兩個數(shù)的立方之和,而且它是這種方式中最小的整數(shù),也就是1729= 1^3 + 12^3 = 9^3 + 10^3 ,而下一個有這樣規(guī)律的是4104,。

后來有這種規(guī)律的數(shù)字被稱為“的士數(shù)”,就是因為拉馬努金在出租車上發(fā)現(xiàn)而得名。

Vol.3

可惜

在劍橋期間,拉馬努金發(fā)表了21篇論文和17篇注記,得到了國際數(shù)學(xué)界的高度評價,在此期間,拉馬努金也出了大量的數(shù)學(xué)公式,不過這些公式幾乎都沒有推理過程,比如這個:

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再比如這個公式

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這種看著復(fù)雜的公式拉馬努金還寫了非常多,1974年,比利時一個數(shù)學(xué)家就是因為利用了現(xiàn)代幾何工具,證明除了拉馬努金關(guān)于數(shù)論函數(shù)的一個猜想,獲得了菲爾茲獎,這個獎的含金量就和諾貝獎一樣。

拉馬努金雖然獲得了巨大成就,不過由于過度勞累讓他身體日漸虛弱,加上由于他信奉婆羅門,一生只吃素食,營養(yǎng)難以跟上,后來病情逐漸惡化,他患上了極為嚴(yán)重的肺病,就算如此他也沒有放棄數(shù)學(xué)研究。

拉馬努金認(rèn)為是英國的氣候讓他生病的,于是在1919年他決定返回印度,印度當(dāng)時醫(yī)療很落后,舟車勞頓導(dǎo)致他病情逐漸惡化,最后只能躺在病床上休養(yǎng),就算在病床上,拉馬努金仍在進行數(shù)學(xué)研究,他寫了下接近一百頁的數(shù)學(xué)筆記。

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家鄉(xiāng)的氣候以及父母的照顧并沒有讓拉馬努金病情好轉(zhuǎn),1920年4月,32歲的拉馬努金與世長辭,他的去世令數(shù)學(xué)界非常惋惜,而他留下的四本數(shù)學(xué)筆記本中,上面留有他數(shù)百條數(shù)學(xué)公式公理。

近一百年來,數(shù)學(xué)家們絞盡腦汁去證明他公式的正確性,雖然已經(jīng)破解了一部分,但還是有大量的公式?jīng)]人能證明。

也正是在拉馬努金獲得如此巨大成績后,印度開始重視數(shù)學(xué)教育,印度政府設(shè)立了拉馬努金獎學(xué)金,用來獎勵杰出貢獻的印度數(shù)學(xué)家。

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