其实中外数学家的小故事的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解,因此呢,今天小编就来为大家分享中外数学家的小故事的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!
剑桥大学三一学院,英国皇家学会会员、世界最顶尖的数学家哈代,一直到他的晚年,有人问他这辈子最大的成就是什么,哈代答——发现拉马努金。
拉马努金是谁呢?
1887年12月2日,拉马努金出生在印度一个没落的婆罗门家庭,爸爸是个会计,工资微薄,母亲无业,在家里做点杂活。
怎么形容他家呢,大概就是穷困潦倒——电影里那种衣衫褴褛、踩着破草鞋的可怜小孩就是他的真实写照。
7岁时,他被送到贡伯戈纳姆中学,一入学,他就开始展现自己惊人的数学天赋。
10岁前,他凭着自己的力量算出了地球赤道的长度。。。
12岁时,高年级的同学借给他一本数学家朗内写的《平面三角学》,在很短的时间里他就完全读懂了整本书,做出了书中所有的问题,还独立推导出了欧拉公式:
在他14岁时,不同寻常的事情又发生了——那个同学又给了他一本英国数学家卡尔写的《纯粹数学与应用数学概要》。
他打开这本书,发现里面有5000多个复杂的数学公式躺在那里,只写出了结果,而没有给出证明过程。
就在这时他发现,很多公式自己扫一眼,脑海中就能浮现出证明过程。
(扫一眼。。。)
要知道,这个时候的他距离第一次接触数学只有4年而已!而学校也只教过他最简单的数学运算。
(ps.就算老师讲的是个毛线,学霸也能把它织成毛衣…)
后来,他上了贡伯戈纳姆公立大学初级文科班,还拿了奖学金,可以说生活开始变好了。
然而,由于拉马努金对数学过分迷恋,把学习其他课程的时间都花费在数学上,最后考试失败,不能升到高级班,奖学金也没了。
而这又导致了后面一系列学习上的失败,他只好辍学出来工作。(这个例子可以告诉娃们,天才偏科也会导致辍学啊,更不要说普通人了!)
不过,辍学的拉马努金并没有放弃数学。
接下来,我们要进入玄学的领域,请大家扶好坐稳!
拉马努金出生于婆罗门家庭,他地信仰婆罗门教,他宣称他的家族女神纳玛姬莉会给他数学上的灵感。
怎么给他灵感呢,做梦!
不要以为我在骂人,我说的是真的做梦。
他每天晚上睡觉的时候都会梦到娜玛卡尔女神:
在梦里,娜玛卡尔女神给让他既兴奋又快乐,醒来以后,他脑子里就会充满各种各样的公式!
每天清晨,他都要赶快拿出笔记本,把冒出来的公式记下来!
由于笔记本这种奢侈品他家买不起,所以每次女神给他恩惠的时候,他只把最终得出的最简化的公式抄到本上。
从那以后女神每天都出现在他的梦里给他灵感,几年下来,他记了600多页笔记,得到了3900个复杂的公式!
这些公式的样子是酱婶的:
还有酱婶:
这就相当于爱因斯坦什么都没干,一觉醒来就得出了E=MC平方的质能方程;
相当于牛顿在苹果树下睡了个午觉,醒来就写下了三大运动定律。。。
然而最可怕的不是这些公式,而是没有人能理解他的公式!
正常人推导出一个公式,往往是遵循一定的规律,一步一步得出答案,而拉马努金往往是没有过程,直接脑子里冒出一个结果,他自己都不知道怎么来证明它们!
由于当时印度的数学水平很落后,上小学的时候,他的同学就说“我们,包括老师在内,完全不能了解他”,不光是不能了解,甚至觉得他是痴人说梦,为此拉马努金受了不少嘲讽。
其实这很容易理解,一道连数学老师都需要解十几步才能得出答案的数学题,拉马努金直接就可以把答案写出来,完全让人如坠五里雾,即便是他成年之后的数学家朋友们也总是抱怨他——大哥,能不能放慢你的脚步,我们跟不上啊!
操纵数字对于拉马努金来说,就像是呼吸一样的自然行为。
在朋友的鼓励下,1913年,他把自己成果中的一小部分寄给英国的两个著名数学家, 结果这两人都没有搭理他,他才再次鼓起勇气把信寄给了哈代,于是,就有了文章开头那一幕。
哈代当时在英国声名斐然,是英国最杰出的数学家,然而拉马努金的公式还是让哈代一脸懵逼,他认为拉马努金的公式完全打败了他,于是回信力邀拉马努金到剑桥工作。
一番波折,拉马努金终于去了。
然后哈代发现了更令他惊讶的事情——拉马努金几乎没受过任何像样的数学教育!许多常识性的数学知识他都不知道!
是的,他学数学,全靠自学。。。
拉马努金把他那本牛逼的神启笔记本拿给哈代看,哈代从头到尾看完后差点跪了——
笔记本里记录着整个欧洲数学史上几乎所有的重要的数学公式,而这只占了三分之一,剩下三分之二,是他完全没有见过大开眼界的全新公式!
哈代感慨道:他一个人战胜了整个欧洲数学界,他是超越整个世纪,1000年也遇不到的数学奇才!
两人的合作开始了,他和哈代一起发表了29篇重要的论文,为数学界做出了巨大的贡献。哈代将之描述为:“我一生中最浪漫的事件”。
哈代和拉马努金
在两个人合写的论文中,其中有一篇震惊了整个数学界,这篇论文为困扰了数学家几个世纪的整数分拆,提供了一种可靠的计算方法。
正是因为这篇论文,年仅30岁的拉马努金被评选为英国皇家学会会员,成为有史以来最年轻的会员。(对于任何科学家来说,能够当选皇家学会会员都是至高的荣誉。)
由于过度投入研究工作,也可能是慧极必伤,再加上信教的拉马努金只吃素,他的身体每况愈下。
1917年,他因劳累过度病倒,在英国最后两年,拉马努金长期处在病痛之中。但这一点也没有影响他的数学智慧。
《知无涯者》剧照
有一次,拉马努金又病倒了,哈代乘坐一辆出租车看望他,当他俩谈到出租车的号码时候,哈代说:“号码1729,毫无规律、相当单调,但愿它不是个不幸的兆头。”
拉马努金立刻回答:“不,这个数字有趣得很!它既是1的立方与12的立方之和也是9的立方与10的立方之和,而且有两种表达方式的数之中,1729是最小的。”
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(求哈代的心理阴影面积)
后来这类数称为“的士数”。
然而这次对话成为了两人最后的故事,拉马努金很快就去世了。
临终前,他最后一次梦到了他的女神,并且用手写下了最后一个数学公式:拉马努金θ函数。
这个公式让同时代所有的数学大师都看傻了,大家都理解不了,只能猜测它估计是某种神秘的函数。
直到近百年之后的2012年,这个谜团才被揭开。
科学家们说,这个公式对黑洞行为的研究具有帮助,要知道在100年前,拉马努金写下这个公式的时候,人类还根本不知道黑洞是啥!
后来,随着人类科技的进步,科学家们发现他那些令人费解的公式对现代人工智能、粒子物理、统计力学、计算机科学、密码技术和空间技术等不同领域都起着相当重要的作用!
他的数学公式引领了人类科学进步100年,有人说,他是上帝为了提升人类数学水平而被派往凡间的强化补丁!
现在,他的很多公式都已经得到了证明,不过他的动机和线索是什么?为什么他会想出那样的公式呢?究竟是进行什么样的运算得出了这样的公式?
有很多至今还是未解之谜。
也正因为如此,直到今天,还有一群数学、科学爱好者在追随着拉马努金的脚步,追寻拉马努金那些笼罩在神秘面纱下的脑回路。
本文选自公众号英华兰DrBing
史上最神秘的天才数学家:29岁破解世界数学难题,32岁获得菲尔兹奖
格尔德·法尔廷斯(Gerd Faltings),这个名字你听过吗?
1954年7月,出生于德国盖尔森基兴的法尔廷斯,从小受到学霸父母的影响,酷爱物理,后来偶然接触到一些关于数学的书籍,让他对数学开始产生了兴趣,开始一发不可收拾,10岁便立志成为数学家。
上了初中,法尔廷斯对数域方面的问题,特别感兴趣,也常常自娱自乐,一个人从白天做数学题做到深夜,才肯睡觉。
高中时期,法尔廷斯的数学才华开始逐渐显现,他两次成功地参加了“Bundeswettbewerb Mathematik”(一项为热衷于数学的高中生举办的竞赛),并因此成为了德国人民奖学金基金会的成员之一。
后来,法尔廷斯考上了明斯特大学,也是这个时候,他越发迷上了思考更深奥的数学问题,经常呆在图书馆里,阅读各种数学巨著。
一开始,法尔廷斯只是研究交换代数,后来,他的老师见他如此沉迷交换代数,就给了他一本代数几何大师格罗森迪克的书。
之后,法尔廷斯开始尝试研究代数几何,并研究与之相关的二本巨著—— EGA和SGA。
EGA与SGA
后来,他在学习阿基洛夫几何的过程中,发现这个阿基洛夫几何十分有趣,便开始尝试研究算术几何方面的问题。
这些有趣的问题,深深吸引着法尔廷斯,一步一步,让他从对数学感兴趣,到对数学疯狂热爱。
菲尔兹奖,载誉归来
1978年,法尔廷斯攻读数学博士学位后,获得了德国国家科学基金会的助学金,前往哈佛大学学习一年,并在一年后,回到了自己的母校担任助理教授。
之后,法尔廷斯成功申请到了教授职位,便前往德国的伍珀塔尔大学,并成为该校最年轻的教授。
伍珀塔尔大学
1983年,29岁的法尔廷斯,发表了他用代数几何方法对于莫德尔猜想的证明,与此同时,他还获得了人生中的第一个奖项——来自哥廷根学院的Danie – Heinemann奖。
什么是莫德尔猜想?
莫德尔猜想是美国数学家路易·莫德尔曾在1922年提出了一个猜想,认为绝大部分丢番图方程要么没有解,要么只有有限个解。
这出乎意料的证明为Arakelov几何及算术几何提供了基础性的新工具,同时亦证明了另一基本的有限性定理——关于多变量多项式的Shafarevich和Tate猜想。
三年后,法尔廷斯因为证明了莫德尔猜想,而获得数学界的诺贝尔奖——菲尔兹奖。
在法尔廷斯解决莫德尔猜想后,他开始在普林斯顿大学任教,有一次,法尔廷斯在课堂上讲了一位法国数学家Bis-mut的论文(大概有200到300页),他只看了论文的前言部分,就能把整篇论文推演出来。
更厉害的是,这样一位学魔级的数学老师,还教了不少学神级的学生,包括望月新一、迈克尔·J·拉森、阿德里安·瓦苏……都是当时数学界响当当的数学大咖,其中最特别是一位学生,是来自中国的张寿武,他目前是清华大学高等研究中心教授。
张寿武
他的中国学生
1986年,法尔廷斯的好友哥德费尔德,推荐一位特别聪明学生给法尔廷斯认识。然而法尔廷斯第一次与张寿武见面时,并不这样认为,直到看到他在斯匹若的问题上有了新的突破,才发现这个学生是个可塑之材!
后来,张寿武来到普林斯顿跟着法尔廷斯学习,一次,张寿武想要拿题目来做 , 一向高冷的法尔廷斯只好幽默地回了一句:“容易的题目我都做了,剩下的都特难,比如黎曼猜想。”
又有一次,张寿武请教法尔廷斯,一个关于分析的问题,但法尔廷斯并没有直接告诉张寿武答案,只是让他到图书馆去查3卷书,告诉他答案就在里面,并让他第二天给出答案。
那3卷书每一卷都有 1000 多页,张寿武花了一个多小时也没有找到需要的那一页,于是决定自己算,算出来后还特别得意洋洋,。这时,他才明白到法尔廷斯是怎样做数学的:哪里不懂就做哪里。
后来,张寿武因博士论文答辩不得不回哥伦比亚大学,而法尔廷斯破天荒地出现在答辩现场,这让整个数学系都为之震惊,因为有时哥伦比亚大学请他作报告,他也不一定会来。
在答辩结束后,这位低调又高冷的数学家,对他的学生张寿武的博士论文评价颇高:“这是11年来,数学界最好的博士论文。”
这应该是法尔廷斯,第一次夸奖张寿武,还是在公开的场合下!这无疑是给张寿武未来的人生之路铺好基石。
张寿武也很争气,1997年获得奖励全球杰出华人数学家的晨兴数学奖金奖,2019年1月,还担任中国“未来科学大奖”科学委员会委员。
不得不说,法尔廷斯,不仅自己厉害,连学生也厉害!
低调而又满腹才华
1994年,法尔廷斯为了让自己的小孩接受德国教育,离开了美国。在德国波恩,他被任命为马克斯普朗克数学研究所的科学成员,并一年内,晋升为该研究所的所长。
过了一年,他还获得了德国研究基金会的莱布尼茨奖,这是授予德国研究的最高荣誉。
除此之外,法尔廷斯还获得了许多其他奖项,包括:卡尔格奥尔格冯斯托特奖(2008年)、德国联邦荣誉一等奖(2009年)、亨氏格林奖(2010年)、费萨尔国王奖(2014年)、邵逸夫奖(2015年)等等。
2014年获得费萨尔国王奖
2015年获得邵逸夫奖
虽然法尔廷斯取得了不错的成就,但他坦言,比起一直在马克斯普朗克数学研究所担任所长,更喜欢教书,那是一份有趣的工作,就像学数学一样。
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用户评论
我想听听那些数学家们的奇遇故事!
有16位网友表示赞同!
我喜欢把数学看成一种艺术,这些小故事肯定能展现这种美感。
有13位网友表示赞同!
期待听到一些关于数学思想突破的有趣经历!
有17位网友表示赞同!
中西文化的差异一定会在数学思维上有所体现,很有意思啊。
有11位网友表示赞同!
有没有讲述过那些天才数学家童年的趣事?
有11位网友表示赞同!
我很想了解不同文化背景下对数学的理解方式。
有5位网友表示赞同!
这些小故事或许能让我们更好地了解数学家们的日常生活和性格吧!
有20位网友表示赞同!
也许我能从他们的故事中获得一些数学学习的启发呢?
有9位网友表示赞同!
历史上那些著名的公式是怎么诞生的?期待作者聊一聊这些背后的故事!
有9位网友表示赞同!
喜欢阅读关于数学家的传记,这种小故事的形式也很合适。
有15位网友表示赞同!
希望可以听到一些更加鲜活、真实的故事,而不是枯燥的知识介绍。
有14位网友表示赞同!
我很佩服那些能破解难题的数学家们,他们的故事肯定非常精彩!
有11位网友表示赞同!
或许这些小故事也能帮助我们发现数学的魅力与乐趣?
有6位网友表示赞同!
希望能看到一些照片或插图,让故事更生动形象。
有9位网友表示赞同!
我特别想了解那些中国数学家的故事,他们的成就令人惊叹!
有6位网友表示赞同!
这种形式的小故事很有意思,可以让我在轻松的氛围中学习到新的知识?
有6位网友表示赞同!
期待作者下次分享更多不同领域的数学家故事!
有19位网友表示赞同!
好想把这些故事讲给我的孩子们听,让他们对数学产生兴趣!
有13位网友表示赞同!
希望这本书能让我更好地了解数学这一学科的历史和发展吧!
有18位网友表示赞同!
这个标题很引人入胜,我已经迫不及待想阅读了!
有16位网友表示赞同!