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四方云动|为何说他的殒落是数学史上最大的损失?

 知宝 2022-01-22

△人民政协网原创视频

如何学习好数学,有没有好的学习方法?首先是兴趣,在学习的过程中,特别是克服了困难的过程中,你感到乐趣,这很重要,因为兴趣是学习的根本动力。大数学家高斯曾说过:“让人产生最大乐趣的应该是学习而不是知识,是追寻而不是拥有,是过程而不是结果。”

△全国政协委员、中国联通产品中心总经理张云勇

无论是诺贝尔奖,还是菲尔兹奖、沃尔夫奖、阿贝尔三大数学奖项方面,我国都暴露出创新能力不足、引领性重大科学成果产出少的问题。已故著名科学家、教育家任鸿隽早在20世纪30年代就曾指出:“科学的两个起源,一是实际的需要,二是人类的好奇”,而就科学研究而言,“好奇心比实际需要更重要”。人类物质文明的进步并不是科学家最初的动机,而是科学研究的必然结果。以单纯的好奇心而非功利心来驱动,看似天马行空,实则暗合规律。

罗素则在他的《西方哲学史》上这样说:“恰当地说,数学不仅涵括真理,亦表现最高等的美——这种美冷静而简朴,宛若雕塑,不诉诸我们任何柔弱的本性,没有绘画中亦或音乐中的华丽绚烂,但是纯粹得庄严,只有最伟大的艺术才能展示其严格的完美。”厦门大学中文系教授、文学评论家林兴宅提出过一个观点,说“最好的诗是数学”。“因为我始终感到只有在数学和诗学里面,人的精神才能够进入一个比较纯粹的境界,才能把对世界的认知符号化、纯粹化,从而提升之、激扬之。”

第二,学数学不做题是不行的,但是大量做题也不一定是必须的。要从刷题到挖题,要从做题到讲题到命题!

第三,学会陪伴。什么是最好的教育?最好的教育,就是学习给孩子看;最好的教育,就是奋斗给孩子看;最好的教育,就是永不放弃自我成长。三流父母做保姆,一流父母做榜样。做更好的自己,才是对孩子最好的教育。

可以帮孩子选好合适的参考书!可以给大家讲大数学家的故事,除了阿基米德、高斯、欧拉、牛顿和黎曼公认的五位大数学家,还推荐一些非主流的数学家,如伽罗瓦、拉马努金、厄尔多斯。伽罗瓦的故事,或许你已经很熟悉了,年仅20岁去世,但是却是历史上最伟大的数学家之一。现在大家知道二次方程可以使用韦达方程求出根式解,那么高阶方程有没有根式解?伽罗瓦主要成就是开创了群论这一代数学的分支,给出了多项式方程有根式解的充要条件等。他的殒落,是数学史上最大的损失。伽罗瓦将其代数方程的成果,写成了三篇重要的论文,希望争取当年法国科学院的数学大奖。但极其戏剧性地是,第一次交柯西丢失,第二次交傅里叶病逝,第三次交泊松审查“不可理解”。伽罗瓦的思想大大超出了他的时代,他的工作在他生前完全被忽视了。之后,由于政治原因,伽罗瓦曾两次入狱。这座监狱改变了伽罗瓦的一生,也使得世界失去了一位天才。在监狱中,伽罗瓦遇到了一位医生的女儿,并疯狂地爱上了她。与此同时,爱上这个女孩的还有伽罗瓦在狱中结识的好友,共和党军官德艾尔宾。他们俩因为这个女孩成了不共戴天的情敌。爱情冲昏了这位天才的头脑。为了赢得女孩的芳心,伽罗瓦率先提出了和德艾尔宾的决斗。伽罗瓦深知这是一场近乎自杀似的决斗,但是他仍然如约赶赴战场,勇敢地拔出了手枪。现实不是童话,伽罗瓦在决斗中被手枪击中了腹部。临终前,他对他的弟弟说道:“不要哭,我需要足够的勇气在20岁死去。”这位有史以来最伟大的数学家就这样死于了这场史诗般的决斗,让人十分惋惜。或许是预知了自己的命运,伽罗瓦在决斗的前一天晚上,将他的所有研究成果都记了下来。草稿纸上面,不时穿插着“我没有时间了”,“一个女孩”等字样。可以想象,这位天才当时的绝望与决心。幸运的是,伽罗瓦拜托了他的朋友舍瓦烈将他的研究成果公布出去。在十几年后,法国数学家刘维尔终于看懂了伽罗瓦的证明,这位天才和他的研究成果才没有被埋没。伽罗瓦不属于这个时代。从接触数学到死于决斗,伽罗瓦只学了五年的数字。难以想象,如果他可以多活几十年,现在的数学界会变成什么样子。伽罗瓦度过了传奇、烂漫而又悲惨的一生。他的故事和他的成就将会永远地被世人铭记。

这里还有一位不得不提的天才数学家拉马努金,“一辈子没有学过数学,是一生的失败,一辈子没读过拉马努金公式,是全社会全人类的失败。”拉马努金是印度在过去一千年中所诞生的超级伟大的数学家。他的直觉的跳跃甚至令今天的数学家感到迷惑,在他死后70多年,他的论文中埋藏的秘密依然在不断地被挖掘出来。他发现的定理被应用到他活着的时候很难想象到的领域。假设数学家智商用0到100衡量,哈迪25,里特伍德30,著名的提出数学20世纪大猜想的希尔伯特80,而拉马努金100。

中国也有很多知名数学家,比如陈省身,20世纪世界级的几何学家。少年时代即显露数学才华,在其数学生涯中,几经抉择,努力攀登,终成辉煌。他在整体微分几何上的卓越贡献,影响了整个数学的发展,被杨振宁誉为继欧几里得、高斯、黎曼、嘉当之后又一里程碑式的人物。华罗庚,是中国解析数论等多方面研究的创始人和开拓者。国际上以华氏命名的数学科研成果就有“华氏定理”等。陈景润(木讷数学家),1966年发表《表达偶数为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和》(简称“1+2”),成为哥德巴赫猜想研究上的里程碑。而他所发表的成果也被称之为陈氏定理。1999年,中国发行纪念陈景润的邮票。同年10月,紫金山天文台将一颗行星命名为“陈景润星”。丘成桐,著名华裔数学家,哈佛大学终身教授,数学界最高荣誉菲尔兹奖得主,克拉福德奖得主,获得有数学家终身成就奖之称的沃尔夫数学奖。吴文俊,在拓扑学的示性类和示嵌类、数学机械化等领域中作出了重要贡献,后者得益于他对中国数学史的研究。这是近代数学史上的第一个中国原创的领域,被国际上称为“吴方法”。

还有张益唐(刷盘子数学家),这里重点讲讲他的有趣故事。孪生素数方面有突出贡献。孪生素数猜想是数论领域中最著名的猜想之一,自提出以来,便一直困扰着数学家。孪生素数是指那些相差为2的素数对,比如3和5、5和7、11和13、17和19、599和601……孪生素数猜想说的是,在自然数集中,这样的孪生素数对有无穷多个。1849年,法国数学家波林那克提出孪生素数猜想。在接下来的160年里,数学家在这一方面几乎没能取得任何进展。但在过去十年间,数学家取得了突飞猛进的进展。比如既然证明有无穷多个差值为2的素数如此困难,那么是否可以证明差值为7000万的素数有无穷多个?2013年,数学家张益唐完美地证明了这一点。在过去的6年里,包括陶哲轩在内的数学家一直致力于缩减这个素数差值,目前的最好结果是246,虽然无从知道是否有从246缩减到2的那一天,但数学家们在越来越接近孪生素数猜想的最终解。

除了讲数学家故事之外,还可以给孩子推荐数学家电影,比如美丽心灵谈到纳什与纳什均衡,infinity谈到拉马努金,神秘天才的故事,心灵捕手,费马最后定理,笛卡儿,牛顿探索,博士热爱的算式,博士的爱情方程式,阿基米德的秘密,伽利略,为真理而战,阿兰·图灵 “计算机之父”、“人工智能之父”、“破译之父”等。

数学如此重要,又如此有趣,如果对标美国科学无尽的前沿,我们可以提出数学无尽的前沿,新时期中国应该发起对菲尔兹奖、沃尔夫奖、阿贝尔三大数学奖项的冲击。如果是修桥、修路、修房子,只要砸钱就行了,但是研发芯片和操作系统光砸钱不行,得砸数学家、物理学家、化学家,中国要踏踏实实在数学、物理、化学各个方面努力地去改变。借用数学的话,创新就像菲波那切函数,明天的成绩和今天、昨天高度相关,如果做不到菲波那切,那么至少做到马尔可夫过程,与过去无关,现在努力,将来会越来好!现在与将来有关!非常有意思的数学哲学!

有一句话说得非常好,首先,做必需做的事情;接着,做可能做的事情;最终,你会突然发现自己正在做不可能的事情。让我们一起爱数学,学数学,用数学。

作者:张云勇(全国政协委员、中国联通产品中心总经理)

视频:徐康辉

绘图:崔姝音

编辑:黄喆

审核:周佳佳

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