从《巴塞尔问题》的一种解法看数学之美
什么是倒数勾股定理?直线型的数轴和曲线型的圆有什么关系?
巴塞尔问题(Basel Problem)由意大利数学家门戈利(Pietro Mengoli)于1644年(也有一说是1650年)提出,由大名鼎鼎的瑞士数学家欧拉在1735年解决(= pi^2/6)。问题很简单: 求所有自然数倒数的平方和, 即:
S = 1 + 1/4 + 1/9 + 1/16 + 1/25 + ... + 1/n^2 + ...
看完视频后,不由得击掌为快。曾经的五讲四美年代,哪四美记不清了。但数学之美,至少是3D型的。哪3D呢?面容、身材和心灵?读者的眼睛是雪亮的, 自会见仁见智。这里以《巴塞尔问题》为例,谈谈个人感知。
先看一看数学的结构之美。
平方一下,还平方一下,再平方一下……
加一点,接着少加一点,继续少加一点……
规律吧。就这么规律得像辉煌的太阳,每天早上八九点钟,准时流连在青春的你的发梢。漂亮吧。就这么漂亮得像灿烂的银河,每天晚上八九点钟,按点飘逸在年青的你的头顶。简单(简洁)吧。就这么1、2、3地数下去,就那样4、5、6地加下去,简单得连小学生都看得懂。然而,就这么简单,就这么眉清目秀,就这么具有挑战性---端坐在那里,连续九十年、三代人,无解。
再看看数学的思维之美---看看他如何天马行空,却又长缨在握,抽象和具象相结合,几乎完美地解决了这个问题。
多说几句,这个证明太漂亮了。面对一个复杂的高数问题(也是一个具有敲门砖性质的问题,因为它是至今都没能被证明的黎曼猜想的孪生兄弟---黎曼函数的特例。有兴趣的读者可由此入手,作进一步探研),用简单的初中知识,庖丁解牛般拿下。借用刁参谋长的名言:阿三哥(Sanderson,3Blue1Brown的创始人)不愧是开学馆的,证起题来滴水不漏,佩服,佩服!反过来看一看,现今又有多少“大咖”,把简单明瞭的问题,包装成不知所云的学术论文。以此对比,谁是大师,谁是大神,高下立判。
数学,还富含哲理之美。
数字和符号,看起来枯燥,其实是有生命、有灵性的。那一串串单调的字符,何止包藏着灯塔?谁能说,它们不是照亮你在黑夜里前行的火炬、不是陪伴你风雨窗前的蜡烛?他们是你,是我,是人类的心灵之光。虽然微弱,却数不胜数,从无穷远走来,又向无穷远走去。最后,竟超越无穷,回归成一个有限的、小小的,和谐的圆。
“完了?”(真尤)美女轻轻一问。“哪有个完啦。”(高仓)健君浅浅一答。据说,后面还有一段话,解释了没完的原因,但由于当年审查没过,被剪掉了。让小可试着续个貂---
“美女,我所欲也。美图(鄙人给数学取的别名),亦我所欲也。二者可否得兼?To be, or not to be? That is the question.”
列位看官作何解?我的答案是,肯定有解,而且有多组解(偷着笑,这个你懂的)。不过,如果有无穷多组解呢?那……那就吃不完,兜着走了。再扩展一下,如果把美酒也拽进来(原来,3D之美,是这三美?--- 偷着乐,这个可以有),那又如何走呢?三角恋啊,也许可借着酒劲,飞走……?