人類首次見到黑洞?數學界的“黑洞”不服!

上週,黑洞照片刷屏了大家的朋友圈,甚至有網友在網絡上開啟了“黑洞PS大賽”,其中,有

人說它像噬元獸的眼睛,還有人說它像蜂窩煤。

人類首次見到黑洞?數學界的“黑洞”不服!

這些照片能夠刷屏,說明大家對黑洞還是很感興趣的。我們生活中不缺少黑洞,只是缺少發現

黑洞的眼睛。

01 拉馬努金

在數學界,“黑洞”一抓一大把,如俗稱“1+1”,雅號“數學王冠上的鑽石”的“哥德巴赫

猜想”。

它吞噬了無數天才的腦細胞,已經困擾了數學家們兩百多年。跟黑洞能夠吞噬碰到自己的一

切,不是一模一樣嗎?

數學界有很多沒有證明的猜想和公式,你都可以把它們稱為“黑洞”。

還有這麼一位數學家,寫下了近4000個沒有證明的公式。這麼多公式,要吞噬多少草稿,多

少時間,多少天才數學家的一生?你說,他有沒有資格稱為“黑洞級別的數學家”?

他的名字叫拉馬努金,生於印度。

沒聽過他吧?

就是這位酷酷的男人

人類首次見到黑洞?數學界的“黑洞”不服!

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說起印度偉人,你能想到誰?想必有諾貝爾文學獎獲得者泰戈爾,印度革命家聖雄甘地,印度

人將拉馬努金和他們二位並稱。

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02 黑洞級別的才能

沒有證明的猜想和公式就有可能是錯的,著名的數學家,歐拉,費馬,以及備受數學之神寵愛

的高斯王子,他們都錯過。

萬一拉馬努金的這些公式都是錯誤的呢?你猜對了,這裡面還真有錯誤的。

不過,這部分錯誤,並不能代表拉馬努金欺世盜名,反而代表著他的才能。為什麼呢?

拉馬努金的故事,要從哈代說起。

人類首次見到黑洞?數學界的“黑洞”不服!

身為英國數學界的扛把子,以及歐洲數學界的半個盟主,哈代經常收到迷弟迷妹的來信,他當

然不介意別人專門寫信來讚美自己。

1913年一天的清晨,他喝著牛奶,吃著麵包,照例拿起一封信。寄信地址是印度。

原來我的名氣已經傳到印度去了啊?不過他們那邊的數學水平實在堪憂,真能看懂我的論文嗎?

哈代撕開了信封:尊敬的哈代先生,請允許我介紹一下自己,我叫拉馬努金……本地的數學家

說我的研究成果是驚人的,如果您認為它們有價值,請將它們發表。

哈代揉了揉腦袋,本以為是稱讚他的,沒想到自我推銷。

這樣的年輕人他見得多了,不過他畢竟是一個德高望重的前輩,怎麼能打壓後輩的積極性呢?

他耐著性子,看了看附在信後面的公式,好傢伙,密密麻麻好幾頁,得有一百多個吧?

哈代看著看著,把牛奶放到了桌上,把嘴裡正在嚼的麵包吐掉,笑容漸漸凝固。這些公式,超

出了他能理解的範疇。

如果都是印度青年編的,那麼他的數學才能相當驚人。如果是他推導出來的,那他的數學才

能,就驚人地可怕!

1914年,27歲的拉馬努金受邀去往英國劍橋,見到了哈代,還帶著近4000個公式。

簡單寒暄之後,兩個人就進入了公式的海洋裡。

哈代將這些公式,按照性質,分成了三類。

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為什麼會有錯誤的呢?

交談後,哈代瞭解到,拉馬努金沒有接受過系統的數學教育,缺少很多數學常識。他寫出的這

些公式,基本上是

以一己之力創造的。

這樣一來,第二類公式也就好理解了。拉馬努金不知道歐洲數學家已經研究出了那些定理,所

以重新創造了一遍。也就是說,拉馬努金一個人,做了幾十代歐洲數學家做的事!

那麼,第三類呢?第二類代表著過去,第三類代表了數學界的未來!

哈代看著那些公式,雙手在顫抖。

要是把它們的價值挖掘出來,影響數學界千年也說不定!

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能給一個天才當老師,哈代後來回憶說,這是他一生最浪漫的事件。

1914年到1919年,5年的時間,兩人一個教一個學,通力合作證明了其中的一些公式,發表

了許多論文,轟動了整個數學界。

遺憾的是,只有五年。

1919年,拉馬努金病重,返回故鄉。

1920年,拉馬努金去世。

天才就像流星,轉瞬即逝。

難以想象,如果讓拉馬努金多活20年,他會證明多少公式,又會得到多少新成果。

數學之神給他的時間太短暫,只讓他留下了近4000個沒有證明的公式。

100年間,這些公式陸續被證明了一部分,不僅是數學界,甚至被應用到了無法想象的領域:

現代人工智能、粒子物理、統計力學、計算機科學、密碼技術、空間技術……

他留下的公式,蘊藏著無數秘密,能夠吸引任何一個數學家的好奇,並探索終生。

黑洞級別的數學家,拉馬努金當之無愧。

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03 黑洞是怎麼樣煉成的?

黑洞就是一個體積如微末、質量如太陽的東西。

用人來比喻,就是一直吃,從不長胖。用成語來說,就是厚積薄(不)發,重點是厚積。黑洞

級別的數學家是怎麼厚積的?

我們來看看拉馬努金的生平吧。

1887年出生,7歲入學,10歲算出了赤道的長度,12歲從一個高年級同學那裡,得到了數學

家朗內寫的《平面三角學》,正式進入了數學世界。自己創造了著名的歐拉公式。15歲從一個

高年級同學那裡,得到了英國數學家卡爾寫的《純粹數學與應用數學概要》。往後5年,他證

明瞭書中包含的5000多個數學公式。同一時間,他開始做夢。拉馬努金自述,他得出的每一

個數學公式,都是夢到的。26歲

給英國數學家寫信。

我們可以總結出三個關鍵點:

1.他很小的時候,就接觸了遠超考試需要的很有價值的數學書——開闊眼界非常重要。

2.他為什麼能夠看到有價值的數學書呢?高年級學生將書贈給了他——交一個志同道合的朋友

非常重要。

3.做夢夢到公式。科學研究表明,熬夜的人很難做夢,更難想起做過的夢——不熬夜非常重

要。

04 拉馬努金看到過黑洞

拉馬努金是黑洞級別的數學家,雖然只是個比喻,但是他跟黑洞之間,並非毫無關係。

在他後期的研究中,有一個令人費解的公式,幾十年來,數學家紛紛表示看不懂。

直到2012年,有科學家認領了這則公式,聲稱它對黑洞研究具有幫助。

1915年,愛因斯坦發表了廣義相對論。1916年,德國天文學家史瓦西通過計算,發現了黑洞

的存在。在黑洞不為絕大多數人所知的時候,拉馬努金已經用他的公式,開始探尋黑洞的奧秘

了。

為什麼他能夠得出這些公式,或許要等它們全都證明的那一天,才能真相大白。

目前可以知道的是,2019年,人類第一次藉助照片看到黑洞。100年前,拉馬努金已經用自己

的眼睛看到了。

(以上圖片均來自網絡,如有侵權請聯繫刪除。)


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