今天要介紹的是這位印度的著名數學神人——斯裡尼瓦瑟·拉馬努金。
劍橋大學三一學院,英國皇家學會會員、世界最頂尖的數學家哈代,一直到他的晚年,有人問他這輩子最大的成就是什麼,哈代答——發現拉馬努金。
拉馬努金是誰呢?
1887年12月2日,拉馬努金出生在印度一個沒落的婆羅門家庭,爸爸是個會計,工資微薄,母親無業,在家裡做點雜活。
怎麼形容他家呢,大概就是窮困潦倒——電影裡那種衣衫褴褛、踩着破草鞋的可憐小孩就是他的真實寫照。
7歲時,他被送到貢伯戈納姆中學,一入學,他就開始展現自己驚人的數學天賦。
10歲前,他憑着自己的力量算出了地球赤道的長度。。。
12歲時,高年級的同學借給他一本數學家朗内寫的《平面三角學》,在很短的時間裡他就完全讀懂了整本書,做出了書中所有的問題,還獨立推導出了歐拉公式:
在他14歲時,不同尋常的事情又發生了——那個同學又給了他一本英國數學家卡爾寫的《純粹數學與應用數學概要》。
他打開這本書,發現裡面有5000多個複雜的數學公式躺在那裡,隻寫出了結果,而沒有給出證明過程。
就在這時他發現,很多公式自己掃一眼,腦海中就能浮現出證明過程。
(掃一眼。。。)
要知道,這個時候的他距離第一次接觸數學隻有4年而已!而學校也隻教過他最簡單的數學運算。
(ps.就算老師講的是個毛線,學霸也能把它織成毛衣...)
後來,他上了貢伯戈納姆公立大學初級文科班,還拿了獎學金,可以說生活開始變好了。
然而,由于拉馬努金對數學過分迷戀,把學習其他課程的時間都花費在數學上,最後考試失敗,不能升到高級班,獎學金也沒了。
而這又導緻了後面一系列學習上的失敗,他隻好辍學出來工作。(這個例子可以告訴娃們,天才偏科也會導緻辍學啊,更不要說普通人了!)
不過,辍學的拉馬努金并沒有放棄數學。
接下來,我們要進入玄學的領域,請大家扶好坐穩!
拉馬努金出生于婆羅門家庭,他虔誠地信仰婆羅門教,他宣稱他的家族女神納瑪姬莉會給他數學上的靈感。
怎麼給他靈感呢,做夢!
不要以為我在罵人,我說的是真的做夢。
他每天晚上睡覺的時候都會夢到娜瑪卡爾女神:
在夢裡,娜瑪卡爾女神給讓他既興奮又快樂,醒來以後,他腦子裡就會充滿各種各樣的公式!
每天清晨,他都要趕快拿出筆記本,把冒出來的公式記下來!
由于筆記本這種奢侈品他家買不起,所以每次女神給他恩惠的時候,他隻把最終得出的最簡化的公式抄到本上。
從那以後女神每天都出現在他的夢裡給他靈感,幾年下來,他記了600多頁筆記,得到了3900個複雜的公式!
這些公式的樣子是醬嬸的:
還有醬嬸:
這就相當于愛因斯坦什麼都沒幹,一覺醒來就得出了E=MC平方的質能方程;
相當于牛頓在蘋果樹下睡了個午覺,醒來就寫下了三大運動定律。。。
然而最可怕的不是這些公式,而是沒有人能理解他的公式!
正常人推導出一個公式,往往是遵循一定的規律,一步一步得出答案,而拉馬努金往往是沒有過程,直接腦子裡冒出一個結果,他自己都不知道怎麼來證明它們!
由于當時印度的數學水平很落後,上小學的時候,他的同學就說“我們,包括老師在内,完全不能了解他”,不光是不能了解,甚至覺得他是癡人說夢,為此拉馬努金受了不少嘲諷。
其實這很容易理解,一道連數學老師都需要解十幾步才能得出答案的數學題,拉馬努金直接就可以把答案寫出來,完全讓人如墜五裡霧,即便是他成年之後的數學家朋友們也總是抱怨他——大哥,能不能放慢你的腳步,我們跟不上啊!
操縱數字對于拉馬努金來說,就像是呼吸一樣的自然行為。
在朋友的鼓勵下,1913年,他把自己成果中的一小部分寄給英國的兩個著名數學家, 結果這兩人都沒有搭理他,他才再次鼓起勇氣把信寄給了哈代,于是,就有了文章開頭那一幕。
哈代當時在英國聲名斐然,是英國最傑出的數學家,然而拉馬努金的公式還是讓哈代一臉懵逼,他認為拉馬努金的公式完全打敗了他,于是回信力邀拉馬努金到劍橋工作。
一番波折,拉馬努金終于去了。
然後哈代發現了更令他驚訝的事情——拉馬努金幾乎沒受過任何像樣的數學教育!許多常識性的數學知識他都不知道!
是的,他學數學,全靠自學。。。
拉馬努金把他那本牛逼的神啟筆記本拿給哈代看,哈代從頭到尾看完後差點跪了——
筆記本裡記錄着整個歐洲數學史上幾乎所有的重要的數學公式,而這隻占了三分之一,剩下三分之二,是他完全沒有見過大開眼界的全新公式!
哈代感慨道:他一個人戰勝了整個歐洲數學界,他是超越整個世紀,1000年也遇不到的數學奇才!
兩人的合作開始了,他和哈代一起發表了29篇重要的論文,為數學界做出了巨大的貢獻。哈代将之描述為:“我一生中最浪漫的事件”。
哈代和拉馬努金
在兩個人合寫的論文中,其中有一篇震驚了整個數學界,這篇論文為困擾了數學家幾個世紀的整數分拆,提供了一種可靠的計算方法。
正是因為這篇論文,年僅30歲的拉馬努金被評選為英國皇家學會會員,成為有史以來最年輕的會員。(對于任何科學家來說,能夠當選皇家學會會員都是至高的榮譽。)
由于過度投入研究工作,也可能是慧極必傷,再加上信教的拉馬努金隻吃素,他的身體每況愈下。
1917年,他因勞累過度病倒,在英國最後兩年,拉馬努金長期處在病痛之中。但這一點也沒有影響他的數學智慧。
《知無涯者》劇照
有一次,拉馬努金又病倒了,哈代乘坐一輛出租車看望他,當他倆談到出租車的号碼時候,哈代說:“号碼1729,毫無規律、相當單調,但願它不是個不幸的兆頭。”
拉馬努金立刻回答:“不,這個數字有趣得很!它既是1的立方與12的立方之和也是9的立方與10的立方之和,而且有兩種表達方式的數之中,1729是最小的。”
(求哈代的心理陰影面積)
後來這類數稱為 “的士數”。
然而這次對話成為了兩人最後的故事,拉馬努金很快就去世了。
臨終前,他最後一次夢到了他的女神,并且用手寫下了最後一個數學公式:拉馬努金θ函數。
這個公式讓同時代所有的數學大師都看傻了,大家都理解不了,隻能猜測它估計是某種神秘的函數。
直到近百年之後的2012年,這個謎團才被揭開。
科學家們說,這個公式對黑洞行為的研究具有幫助,要知道在100年前,拉馬努金寫下這個公式的時候,人類還根本不知道黑洞是啥!
後來,随着人類科技的進步,科學家們發現他那些令人費解的公式對現代人工智能、粒子物理、統計力學、計算機科學、密碼技術和空間技術等不同領域都起着相當重要的作用!
他的數學公式引領了人類科學進步100年,有人說,他是上帝為了提升人類數學水平而被派往凡間的強化補丁!
現在,他的很多公式都已經得到了證明,不過他的動機和線索是什麼?為什麼他會想出那樣的公式呢?究竟是進行什麼樣的運算得出了這樣的公式?
有很多至今還是未解之謎。
也正因為如此,直到今天,還有一群數學、科學愛好者在追随着拉馬努金的腳步,追尋拉馬努金那些籠罩在神秘面紗下的腦回路。
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