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日本數(shù)學(xué)界大神,隱居江湖,寫(xiě)500頁(yè)的“太玄經(jīng)”,至今無(wú)人能證

 堅(jiān)持最后5分鐘 2019-12-12

2012年8月30日的早晨,日本數(shù)學(xué)家望月新一悄悄地在自己的網(wǎng)站上發(fā)布了4篇論文,總計(jì)長(zhǎng)達(dá)500多頁(yè),密密麻麻地布滿(mǎn)了各種符號(hào)。

有了數(shù)學(xué)研究成果,不到著名的數(shù)學(xué)期刊去發(fā)表,掛在自己的網(wǎng)站上,這個(gè)望月新一還真是有點(diǎn)特別。

這個(gè)證明,是他淡出數(shù)學(xué)界14年后,給世人展示他的最新研究成果。這十四年中,他沒(méi)有團(tuán)隊(duì),沒(méi)有合作者,一個(gè)人孤獨(dú)的工作。

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這是一篇可能引起數(shù)學(xué)界爆炸的“熱文”,因?yàn)橥滦乱宦暦Q(chēng)自己解決了abc猜想——一個(gè)27年來(lái)在數(shù)論領(lǐng)域一直懸而未決的問(wèn)題,令所有其他數(shù)學(xué)家都束手無(wú)策。

如果望月新一的證明是正確的,它將是本世紀(jì)最令人震撼的數(shù)學(xué)成果之一,或?qū)氐赘淖冋麛?shù)方程的研究。

但是望月新一并沒(méi)有對(duì)自己的這個(gè)成果做更多宣揚(yáng),他甚至都沒(méi)有找權(quán)威的數(shù)學(xué)刊物去發(fā)表自己的這篇論文,而是把他們掛在自己的網(wǎng)站。

為什么要這樣做?因?yàn)橥滦乱恢?,他的這篇論文是一部“太玄經(jīng)”,目前全世界數(shù)學(xué)界的高手們,也許會(huì)被它迷住,但是他們要看懂,就不容易了。

望月新一任職于日本京都大學(xué)數(shù)理解析研究所(RIMS),是一位令人尊敬的數(shù)學(xué)家。

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第一個(gè)注意到他的論文的是他在研究所的同事玉川安騎男,玉川知道望月新一一直在研究abc猜想,并且已近成功??吹秸撐?,他就把這個(gè)消息他的合作者之一、諾丁漢大學(xué)數(shù)論理論家Ivan Fesenko。

Fesenko聽(tīng)到消息之后,立即將論文下載下來(lái),開(kāi)始閱讀。但是很快他就“如墜云霧”之中。他說(shuō):“簡(jiǎn)直不可能理解那些論文。”

接著Fesenko給望月新一所在算術(shù)幾何領(lǐng)域的幾位頂級(jí)專(zhuān)家發(fā)了郵件,有關(guān)該證明的消息迅速傳開(kāi)。

沒(méi)過(guò)幾天,數(shù)學(xué)博客和在線論壇上的那些數(shù)學(xué)愛(ài)好者,開(kāi)始熱烈地討論起來(lái)。當(dāng)然這些都不是一般普通的愛(ài)好者,至少都是數(shù)學(xué)研究者。

但是對(duì)于許多研究人員來(lái)說(shuō),最初的興奮很快變成懷疑。所有人,甚至那些和望月新一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域最為接近的人,也像Fesenko一樣感到困惑不已。因?yàn)樗麄兌伎床欢撐摹?/strong>

在論文公開(kāi)幾天后,威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的數(shù)論理論家Jordan Ellenberg在自己的博客上寫(xiě)道,“你會(huì)感覺(jué)自己好像是在看一篇來(lái)自未來(lái)或外太空的論文。”

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3年過(guò)去了,望月新一的證明依然是一個(gè)數(shù)學(xué)謎團(tuán),既沒(méi)有被駁斥,也沒(méi)有被廣泛接受。

直到今天,情況還是依舊。

據(jù)望月新一估計(jì),一名數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)研究生大約需要十年時(shí)間才能理解他的研究,F(xiàn)esenko則認(rèn)為即使是一名算術(shù)幾何專(zhuān)家,可能也需要500個(gè)小時(shí)才能弄懂。到目前為止,只有4名數(shù)學(xué)家表示他們能夠讀懂全部證明。

本身論文就已經(jīng)很“玄妙”了,望月新一本人也為他的證明平添了幾分神秘色彩。

雖然他可以說(shuō)一口流利的英語(yǔ),但是截至目前他只在日本用日語(yǔ)談?wù)摿俗约旱难芯?,而且拒絕了到其它地方發(fā)表演講的邀請(qǐng)。

記者的采訪,他一概不回應(yīng)。數(shù)學(xué)家們的疑問(wèn),他會(huì)回復(fù)電子郵件。他不拒同事來(lái)訪,但是他僅有的公開(kāi)信息就是他個(gè)人網(wǎng)站上零零碎碎的一些內(nèi)容。

這種姿態(tài),還真有點(diǎn)像淡出江湖的武林高手的樣子。我的武功太高了,沒(méi)法和你們這些人交手。

比利時(shí)安特衛(wèi)普大學(xué)的數(shù)學(xué)家Lieven Le Bruyn就說(shuō)過(guò):“是不是只有我一人覺(jué)得望月新一是在藐視整個(gè)數(shù)學(xué)界”。

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不是望月新一藐視數(shù)學(xué)界,實(shí)在是因?yàn)橛匈Y格和望月過(guò)手的數(shù)學(xué)家太少。

據(jù)說(shuō),全世界能看懂望月的那500頁(yè)論文的數(shù)學(xué)家,不會(huì)超過(guò)50人。坊間更是傳言能完全讀懂的不到二十個(gè)人。

望月新一證明的這個(gè)ABC 猜想到底是個(gè)啥?

ABC 猜想稱(chēng)為“數(shù)論中最杰出的猜想之一”,它始于一個(gè)你能想到的最簡(jiǎn)單的問(wèn)題:a + b = c。設(shè) a、b、c 為正整數(shù),且沒(méi)有任何公共的素?cái)?shù)因子——例如,我們可以考慮 8 + 9 = 17,或 5 + 16 = 21;但 6 + 9 = 15 不符合條件,因?yàn)?、9 和 15 都能被 3 整除。

給定這樣的一個(gè)方程,然后考慮這三個(gè)數(shù)字所有的素因數(shù)。例如,對(duì) 5 + 16 = 21,我們的質(zhì)因數(shù)是 5、3、2、7。將這些數(shù)字相乘,得到 210,這個(gè)數(shù)字比原先的等式中任何一個(gè)數(shù)字都要大得多。相比之下,對(duì)等式 5 + 27 = 32,其質(zhì)因數(shù)為 5、3 和 2,它們的乘積為 30,比原先的等式中的 32 要小。這個(gè)乘積之所以變得很小,是因?yàn)?27 和 32 是由較小的素因數(shù)(分別為 3 和 2)多次乘積得到。

如果你開(kāi)始探索其他的 ABC 組合,你會(huì)發(fā)現(xiàn)第二種情形極其罕見(jiàn)。例如,從 1 到 100 之間,你能得到 3044 個(gè)不同的數(shù)字組合,而其中只有 7 個(gè)組合的質(zhì)數(shù)乘積小于 c。這種組合極少出現(xiàn)。ABC 猜想最初在上世紀(jì)八十年代被提出,對(duì)這個(gè)直覺(jué)判斷進(jìn)行了描述。

具體而言,回到 5 + 27 = 32 的例子中,32 要大于 30,但只比它大一點(diǎn)點(diǎn)。它小于 ,小于 ,甚至小于 (約等于 32.11)。ABC 猜想聲稱(chēng),如果你選擇任何一個(gè)大于 1 的指數(shù),那么只有有限個(gè) ABC 組合,其中 c 大于素因數(shù)的乘積的相應(yīng)的冪。

牛津大學(xué)的金民衡(Minhyong Kim)說(shuō):“ABC 猜想是一個(gè)關(guān)于乘法和加法的基本命題?!倍沁@樣的命題,“讓你感覺(jué)仿佛正在揭開(kāi)一個(gè)你從未見(jiàn)過(guò)的數(shù)字系統(tǒng)的某種非?;A(chǔ)的結(jié)構(gòu)”。

而且,a + b = c 方程的簡(jiǎn)潔意味著大量其他的問(wèn)題都落入了它的范圍之中。例如,費(fèi)馬大定理描述形式為 + = 的方程,而卡特蘭猜想(Catalan's conjecture)認(rèn)為 8 和 9 是僅有的兩個(gè)連續(xù)的完全冪數(shù)(因?yàn)?8 = ,9 = ),它涉及到方程 + 1 = 。而 ABC 猜想將以特定形式將對(duì)這兩個(gè)定理提出新的證明,并解決大量與其相關(guān)的公開(kāi)問(wèn)題。

如果望月的證明成立,這的確是一件令人著迷的事情,所以望月的論文一出現(xiàn),就有許多數(shù)學(xué)家沉入進(jìn)去,研究道理,證明真?zhèn)瘟恕?/p>

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1969年,望月新一出生于東京,在他小時(shí)候一家人就搬到了美國(guó),他在那里長(zhǎng)大。

他上了新罕布什爾的一所精英高中,早早地就展露出過(guò)人的天賦,不到16歲就成為普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系的一名本科生。很快,富有創(chuàng)造性的思維令他成為一個(gè)傳奇,他開(kāi)始直接攻讀博士。

博士畢業(yè)后,望月新一在哈佛待了兩年,然后在1994年他25歲的時(shí)候回到了出生地日本,加入RIMS,即日本京都大學(xué)數(shù)理解析研究所。

日本京都大學(xué)數(shù)理解析研究所不要求它的職員給本科生授課,望月新一在此如魚(yú)得水。

在20年的時(shí)間里,他可以不受外界過(guò)多干擾,一心一意地開(kāi)展自己的研究。1996年,望月新一因?yàn)榻鉀Q了Grothendieck提出的一個(gè)猜想而在國(guó)際上聲名鵲起;1998年,他受邀在柏林國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上發(fā)言,名氣更勝?gòu)那啊?/p>

之后他就淡出人們的視野,開(kāi)始ABC猜想的研究,14年后,他拿出了自己的這個(gè)至今還沒(méi)有幾個(gè)人能看懂的論文。

沒(méi)有人能看懂,當(dāng)然也沒(méi)有人能證明他的證明是對(duì)是錯(cuò)。

其實(shí),數(shù)學(xué)就是有關(guān)證明的學(xué)問(wèn)。數(shù)學(xué)史上,有許許多多的猜想,這些猜想就相當(dāng)于我們知道的公式,只是還沒(méi)有被證明。數(shù)學(xué)家的工作,就是證明它是對(duì)的或者是錯(cuò)的。證明的過(guò)程,就是數(shù)學(xué)最美的時(shí)刻。

所以我們學(xué)數(shù)學(xué),最重要的不是背知識(shí)點(diǎn),背公式。而是學(xué)會(huì)怎么去證明公式??墒牵覀儸F(xiàn)在的數(shù)學(xué)教育,強(qiáng)調(diào)的卻是孩子的記憶。孩子們記住了公式,然后就去刷題。

今天我看到一張照片,浙江杭州吳先生輔導(dǎo)孩子寫(xiě)作業(yè),他把自己的手用黑色帶子綁了起來(lái)。

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吳先生介紹,平時(shí)輔導(dǎo)孩子,反復(fù)講過(guò)的題,孩子總是記不住,老是做錯(cuò)。自己心里哪個(gè)火啊,反復(fù)告訴自己是親生的,是親生的,但有時(shí)候就是忍不住會(huì)動(dòng)手,但動(dòng)手打孩子,自己也覺(jué)得不對(duì),所以就干脆把自己綁起來(lái)。
這個(gè)方法他已經(jīng)用了大半年了,但說(shuō)明對(duì)輔導(dǎo)孩子做作業(yè),還是沒(méi)用。
為啥呢?
其實(shí)應(yīng)該是方法問(wèn)題。家長(zhǎng)并不是教育家,家長(zhǎng)可能會(huì)做一些題,但不一定知道怎么教孩子,不要說(shuō)家長(zhǎng)了,就是很多老師也不一定懂教育,比如現(xiàn)在的小學(xué)以及初中里,很多在教數(shù)學(xué)時(shí),就是讓孩子背公式,然后去刷題。

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其實(shí)這就是記憶學(xué)習(xí)法,這種方法在低年級(jí)做算數(shù)時(shí)是可以的,你把加減法表,乘法表背熟了,你算起來(lái)很快,但一到了三年級(jí)后,很多家長(zhǎng)就會(huì)發(fā)現(xiàn),原本孩子成績(jī)很好,考試經(jīng)常一百分的,但馬上就掉隊(duì)了,甚至只有八十多分。
為什么呢?
因?yàn)檫@時(shí)候真正進(jìn)入數(shù)學(xué)的領(lǐng)域,而不僅僅是算術(shù)了。加減乘除可以用記憶法學(xué),而別的必須要有數(shù)學(xué)思維。
這時(shí)候?qū)W校會(huì)讓孩子背公式,去涮題,就像前面的吳先生講的,反復(fù)講了很多遍,其實(shí)就是記憶法,這就是誤入歧途了。
這時(shí)候,應(yīng)該怎么學(xué)數(shù)學(xué)呢?
拋棄記憶法。

日本有一位數(shù)學(xué)教育家,他叫永野裕之,他的教育理念,就是孩子千萬(wàn)不要記公式,要忘記公式,然后去證明公式。
現(xiàn)在中國(guó)的孩子學(xué)習(xí)過(guò)程中,碰到不會(huì)的,往往就是:這個(gè)題目老師沒(méi)教。
這在永野裕之眼里,是不存在的。因?yàn)閿?shù)學(xué)不是靠記憶學(xué)的,而是靠思維學(xué)的,他會(huì)先教孩子一些基礎(chǔ)的知識(shí),然后讓孩子一步步去分析題目,解構(gòu)題目,最后找到答案。

比如怎么驗(yàn)證勾股定理。

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這才是真正的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,掌握了這些數(shù)學(xué)思維,孩子的解題能力是無(wú)限延伸的。
建議所有的孩子都使用拉馬努金的方法去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué) ,使用永野裕之的理念去數(shù)學(xué),千萬(wàn)不要只去涮題了。

一定要從數(shù)學(xué)的思維出發(fā),數(shù)學(xué)思維就像學(xué)習(xí)中的磨刀石。

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永野裕之寫(xiě)了一套書(shū)《日本數(shù)學(xué)思維法》,里面詳細(xì)講解了孩子在上大學(xué)前會(huì)使用到的十種解題思路,比如尋找對(duì)稱(chēng)稱(chēng)、逆向思維、相對(duì)比較法、等值替換、通過(guò)終點(diǎn)來(lái)回溯問(wèn)題等等。

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孩子只要掌握了這十種思維,從小學(xué)到高中,所有的題都能應(yīng)付自如,甚至他會(huì)自我分析題目,沒(méi)學(xué)會(huì)的題也會(huì)自己找到解題路徑。
這套書(shū)從小學(xué)高年級(jí)到初中生,甚至高中生都可以看。如果高中沒(méi)有學(xué)過(guò)思維法,可以補(bǔ)補(bǔ)課,小學(xué)生打下這個(gè)思維基礎(chǔ),以后學(xué)習(xí)起來(lái)事半功倍,初中生看了這套書(shū),更是打通了他對(duì)數(shù)學(xué)的思維。

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這套書(shū)一共四本,包括《寫(xiě)給全人類(lèi)數(shù)學(xué)魔法書(shū)》

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《數(shù)學(xué)好人如何思考的》

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《如何喚醒數(shù)學(xué)腦》

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《東大教授教我的學(xué)習(xí)法》

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原價(jià)158,在頭條團(tuán)購(gòu)價(jià)是78,不到一節(jié)數(shù)學(xué)補(bǔ)習(xí)班的錢(qián),但它起到的作用,將是一個(gè)學(xué)期的補(bǔ)習(xí)班都起不到的。

大家可以點(diǎn)下面的鏈接參團(tuán),現(xiàn)在參團(tuán),下周一孩子就可以拿到這套好書(shū)。送禮也特別好,對(duì)方一看,就知道是花了心思的,庫(kù)存只有兩千套,賣(mài)完就需要加印,就要等一段時(shí)間才有書(shū):

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