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费马大定理

2023-03-27 22:58 作者:Kirilove3  | 我要投稿

我很喜欢西蒙辛格写的《费马大定理》,在我看过的和数学有关的“闲书”里,这是我觉得最值得一看的一本,也是唯一值得一看的一本。这本书没有什么太复杂的数学知识,就是不需要什么数学背景也能看懂的书,完全可以把它当做小说来读。我以前看梁文道的《一千零一夜》,有一期讲的就是这本书,这也是我怎么知道这本书的。

以前面试的时候经常被问到为什么会学数学专业。我高中的时候在建平中学的徐晨那边补数学,这个老师在那个时候在上海市还算比较有名。老实说现在回过头看高中时候百分之99的补课都没什么用,纯粹是一种盲从心理,就是大家都在补课我也得补课的心理。他那个时候上课给我们下面的学生讲了群的概念,后面大学上了抽象代数才知道这其实是最基本的知识,怎么说呢,但对当时还是一个高中生的我来说,好奇心的种子就被在我心里种下了。

我很喜欢陈丹青。他有两个说法我是打心里认同到不能更认同的,一个是喜欢XX,我草拦不住的。我觉得他讲的那个“我草”特别接地气。还有一个就是zg人只讲实用主义,没用就扔掉,有用么就捡起来再用用。当然并不是所有人都这样,但整个环境还是这样的。数学本质上是一门很不功利的学科,但就算是这样的学科,也是有功利的一面在的,举个例子的话就是费马大定理。看过《费马大定理》应该会对这个定理有多难证明有个大概了解,真的是经过了好几代人的不懈努力,“站在巨人的肩膀上然后成为巨人的一部分”。但其实费马大定理在数学界的地位不怎么高,因为和其他一些证明猜想相比,它显得很“没用”。

来讲几个我现在能想到的数学里面比较有趣的东西。第一个就是连通和路径连通,这两个不是一个概念,路径连通可以连通,但是连通未必是路径连通。学过泛函或者点拓的人肯定知道,最经典的例子就是拓扑正弦函数,y=sin(1/x)(可以自己脑补下这个图像会是什么样的)和二维坐标轴y轴上的[-1,1]的部分。这两者是连通的,但不是路径连通的,就像有些时候人和人之间的关系。(我讲的可能不是很严谨,不过应该能明白大概意思)分析里面会引入epsilon,一个大于0却小于任何正数的概念。

第二个和质数有关。我们知道除了2以外所有的质数都是奇数,除4的话不是余3就是余1,那么到底是哪种情况下更多呢。这涉及到了研究生的一门课叫解析数论。数学专业的人可能知道1-1/3+1/5-1/7。。。这个式子的结果最后是π/4,那我们把这个式子改一下,把1扔掉,剩下的每一项分成三类,如果分数下面事质数就保留,比如-1/3;是有两个以上不同因数的就扔掉,比如-1/15,就把它去掉;只有一个因数但不是质数的就乘上一除以他的幂,比如1/9就变成1/9*1/2,1/25变成1/25*1/2,-1/27变成-1/27*1/3,27是3的3次方。然后这个式子的值是多少呢,答案是ln(π/4)。这是我以前从两个外国人94年写的paper上看来的,他们当时写的paper和这个有关。我感觉我没法通过打字来讲简单清楚那篇论文到底是讲什么的。大伙只需要知道我觉得这篇论文我觉得很有意思,但是即便过了将近30年,可能他们的发现都没有任何实用性。

第三个是polya random walk。比方说有一个数轴,我们现在在0,然后下一个时间有0.5的概率往左,0.5的概率往右。然后我们就这么一个推论,当t趋向于无穷大,对于数轴上任何一个点来说,我们都会抵达过无穷多次。把这个结论推广到二维也是成立的,但是到三维,甚至更高维的情况下就不是了。这涉及到了一个非常复杂的积分。(这个问题最早是polya提出来的,但是高维情况下的推广是其他几个数学家证的。)

就像我很喜欢看推理小说,我妈每次看到我看推理小说,包括学数学专业也是,她总是会问我,“你学/看这个有什么用”。我必须承认我的确不知道这些东西有什么用,很可能这些东西毫无实用性。

很喜欢达芬奇传里的一句话,并不是所有知识都需要有用,有时候求知本身就是一种快乐。

每一个时代里都会有首富,但整个人类史上有且只有一个安德鲁怀尔斯。

我看排球少年里,乌养教练一开始抗拒回去当教练其实多少能体会到他的心情。我很想说,但我知道我是在自欺欺人。

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