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他留下的筆記本,數(shù)學(xué)家至今沒(méi)看懂

 一個(gè)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(gè)世界有天才嗎?

答案是顯而易見(jiàn)的,你可能沒(méi)見(jiàn)過(guò),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(qǐng)耐心看完這篇文章。

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

哈代大家可能不熟悉,但我國(guó)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(diǎn)擊圖片回顧華羅庚老先生的一生)

其實(shí)哈代才看到第十個(gè)就被震撼了,這十個(gè)當(dāng)中他只看懂了一個(gè)。

當(dāng)看完120個(gè)公式時(shí),身為當(dāng)時(shí)最優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家,哈代也不禁感嘆道:“從未見(jiàn)過(guò)如此深?yuàn)W的結(jié)論?!?/p>

而這封信的主人,則是一個(gè)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(gè)小鎮(zhèn),全家人都信奉婆羅門(mén),父親是一名會(huì)計(jì),母親沒(méi)有工作,全家人每個(gè)月靠著父親20盧比的微薄收入生活,而且他還有兩個(gè)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(wú)法接受很好的教育,實(shí)際上他接受的教育只能說(shuō)是夠日常用,可以看懂文字,拉馬努金人生開(kāi)掛的起點(diǎn)是在他十歲那年,因?yàn)樵谀且荒?,他第一次接觸到了正規(guī)的數(shù)學(xué)。

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當(dāng)時(shí)他正好上初中,上課時(shí)他總是有奇思妙想,老師上課時(shí)說(shuō)“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(wèn):“0除以0結(jié)果也是1嗎?”他的問(wèn)題讓當(dāng)時(shí)的老師無(wú)法回答。

12歲時(shí),拉馬努金從圖書(shū)館借來(lái)了一本《三角學(xué)》,僅僅一個(gè)多星期,他就做完了書(shū)里面的所有習(xí)題,并獨(dú)自測(cè)量了地球赤道的長(zhǎng)度,與現(xiàn)在的數(shù)據(jù)相差無(wú)幾。

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

為了解決這個(gè)問(wèn)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(shí)絕對(duì)被這幾個(gè)函數(shù)折磨過(guò)吧?

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

阿馬努金根本沒(méi)有接受過(guò)系統(tǒng)且正規(guī)的數(shù)學(xué)教育,他幾乎大部分的知識(shí)都來(lái)自有限的數(shù)學(xué)書(shū)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(shū)里有600多個(gè)數(shù)學(xué)公式,拉馬努金迅速著了謎。

他用了一年的時(shí)間,把這600個(gè)公式全部自己推導(dǎo)一遍,不過(guò)這本書(shū)“只寫(xiě)結(jié)果、不寫(xiě)證明”的風(fēng)格也影響了拉馬努金,他的這個(gè)習(xí)慣讓全人類至今感到頭疼。

16歲時(shí),拉馬努金兩次考上大學(xué),不過(guò)卻因?yàn)樵诖髮W(xué)時(shí)癡迷于數(shù)學(xué),導(dǎo)致其它科目掛科太多,得不到獎(jiǎng)學(xué)金后,家人也沒(méi)有能力支付學(xué)費(fèi),所以他只好半途輟學(xué),再也和高等教育無(wú)緣。

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Vol.2

邀請(qǐng)

步入社會(huì)后,拉馬努金為了生活做過(guò)很多工作,不過(guò)無(wú)論多忙,他每天都會(huì)在深夜里學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。

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

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

不過(guò)拉馬努金確實(shí)有很多數(shù)學(xué)結(jié)論,就連他本人都無(wú)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(mèng)給拉馬努金。

1913年,也就是拉馬努金在寫(xiě)信給哈代之后,他得到了哈代的邀請(qǐng),希望他可以來(lái)英國(guó)繼續(xù)研究數(shù)學(xué),不過(guò)由于拉馬努金信奉婆羅門(mén),父母害怕拉馬努金出國(guó)后沒(méi)有辦法繼續(xù)吃素,強(qiáng)烈反對(duì)他前往英國(guó)。

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哈代不愿錯(cuò)過(guò)這么一個(gè)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(jiǎng)學(xué)金。

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

因?yàn)闆](méi)有系統(tǒng)學(xué)過(guò)數(shù)學(xué),所以有時(shí)候,一個(gè)非常簡(jiǎn)單而又基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識(shí),他卻完全不懂,好在哈代比較耐心,及時(shí)為他補(bǔ)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(chē)牌號(hào)是1729.,他跟哈代說(shuō)這個(gè)數(shù)字很特殊,哈代想了很久也沒(méi)覺(jué)得有啥特殊的,拉馬努金笑著說(shuō),這個(gè)數(shù)字可以用兩種不同的方式寫(xiě)成兩個(gè)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(gè)有這樣規(guī)律的是4104,。

后來(lái)有這種規(guī)律的數(shù)字被稱為“的士數(shù)”,就是因?yàn)槔R努金在出租車(chē)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(guó)際數(shù)學(xué)界的高度評(píng)價(jià),在此期間,拉馬努金也出了大量的數(shù)學(xué)公式,不過(guò)這些公式幾乎都沒(méi)有推理過(guò)程,比如這個(gè):

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再比如這個(gè)公式

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這種看著復(fù)雜的公式拉馬努金還寫(xiě)了非常多,1974年,比利時(shí)一個(gè)數(shù)學(xué)家就是因?yàn)槔昧爽F(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(gè)猜想,獲得了菲爾茲獎(jiǎng),這個(gè)獎(jiǎng)的含金量就和諾貝獎(jiǎng)一樣。

拉馬努金雖然獲得了巨大成就,不過(guò)由于過(guò)度勞累讓他身體日漸虛弱,加上由于他信奉婆羅門(mén),一生只吃素食,營(yíng)養(yǎng)難以跟上,后來(lái)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(méi)有放棄數(shù)學(xué)研究。

拉馬努金認(rèn)為是英國(guó)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(shí)醫(yī)療很落后,舟車(chē)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(jìn)行數(shù)學(xué)研究,他寫(xiě)了下接近一百頁(yè)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(méi)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(zhǎng)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(lái),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(jī)后,印度開(kāi)始重視數(shù)學(xué)教育,印度政府設(shè)立了拉馬努金獎(jiǎng)學(xué)金,用來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)杰出貢獻(xiàn)的印度數(shù)學(xué)家。

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