“好啊。”顾萤最近做数学题做得自信心爆棚,一口答应,一副正中下怀的模样。
贺斌没料到数学一直不及格的顾萤会答应这个要求,明显愣了几秒,而后随手在黑板上快速写下了题目:
证明:任意四个连续自然数之积不是平方数。
顾萤把书包放在就近的书桌上,然后捏了支粉笔走上讲台,仰头看着题目静静思考。
以顾萤的名声,公开做数学题这事儿在培优班可以说是大新闻,讲台下很快就聚集了一些围观群众,不少平时只顾埋头看书的学霸也出于好奇跑来看题。渐渐地,二班也有人跑来看热闹。
“这题……会不会有点儿简单?”低声开口的是一班数学课代表何超越,“不少人小时候应该都做过。”
“第18届普特南数学竞赛的初等数论考题,顾萤这种中考数学都能不及格的人怎么可能做过?”贺斌吊儿郎当地抖着腿,掏出一袋脆皮花生米边吃边看好戏。
“虫虫,我好像……完全没有思路。”顾萤大脑一阵阵发蒙,手心开始冒汗,捏着的粉笔被汗水浸出一圈深色。她这两天对做题这件事好不容易建立起来的自信几乎瞬间瓦解,屡试不爽的搭乐高法似乎完全行不通,她不知道自己能用什么零件,甚至不知道最终形态应该是什么。这道题仿佛是一面照妖镜,瞬间把沾沾自喜的她打回原形,又陷入了见到数学题就大脑一片空白的境地。
“不要着急,”沈清耀能感受到她的焦灼,低声安抚,“做这类题,首先你要学会把题目中的叙述翻译成数学语言,也就是先把四个连续自然数之积用数学符号写出来,我们可以先假设这个任意数为n。”
他的声音沉稳若涓涓清泉,轻易就冲刷掉了顾萤的恐慌不安。
顾萤静下心来略微一思考,在黑板上写“n*(n+1)*(n+2)*(n+3)”。
“很好,再想想它能不能表示成某个数的平方。”
“我明白了。”顾萤瞬间恍然大悟,迅速地在黑板上写下了“(n²+3n+1)²-1”,“任意四个连续自然数之积一定是某个平方数减一,也就是说一定不是平方数。”
时间前后只过去了五分钟。
贺斌连刚塞进嘴裏的花生都忘了嚼,难以置信地盯着黑板上的答案。
“女子1500米长跑项目我报了,3000米你们另外找人吧。”顾萤洒脱大度地说完,抬手把粉笔轻轻一丢,拨开窃窃私语的重重人群,单肩背上书包,脚步轻快地回到自己的座位上。
“都怪你,选这么简单的题!”陈越脸都气绿了,见贺斌一脸无辜又强调了一遍,“连顾萤都能秒解的题!3000米你找人报,我不管了!”
“那如果出太难的题,她做不出来岂不是情有可原了?那样没有戏剧效果嘛……”贺斌不情愿地嘀嘀咕咕。
“不是吧,你们一班的学生就拿这种题考别人?无聊不无聊。”
“我说你们一班是不是没人了?搞数竞的还拿这种题出来,笑掉大牙。”
二班的人本想来看笑话,结果败兴而归,自然十分不满,一定要说两句风凉话才满意。
“你们说什么?”陈越本来就心裏蹿火,这会儿又被二班的人群嘲挑衅,更是怒不可遏,“怎么,我们两个班要不要来个比赛,看看究竟是哪个班无人了?”
“来就来,谁怕谁?”
“来啊,你们实在没人,不如派顾萤出战啊,我看她也没有比你们弱嘛,哈哈哈……”
“我们班有顾泽、聂明哲和辛静,你们班能赢?天方夜谭吧?!”
叽叽喳喳的议论越发大了,顾萤却充耳不闻,默默地掏出一沓演算纸,用笔飞快地写着什么。
“我们可以把这个结论推广到更普遍的形式,尝试一下证明连续n个自然数之积不是完全平方数,其中n大于等于2。完成之后,再尝试继续证明一个更强的结论,证明连续n个自然数之积不是整数的k次幂,此处k为大于等于2的正整数。对于这个结论,匈牙利数学家Paul Erds(保罗·厄多斯)在1975年發表的论文《The product of consecutive integers is never a power》(连续整数积不是幂)之中曾经给出过证明。”沈清耀饶有兴致地考她,见她苦思冥想又补充道,“当然,最重要的并不是得到答案,而是去探索、体验,并在这个过程中熟悉自己是如何思考数学问题的,总结经验,发现其中的乐趣。”
“1975年?那么早……你说,那我要是早生几十年,再证明了这个结论,是不是也可以发数学论文?”顾萤托着下巴想入非非。
“当然可以。”
“唉,生不逢时,现在都二十一世纪了,容易证明的结论早就被前人证完了。”顾萤故作懊恼地摇了摇头叹气,“我要是早生一个世纪,说不定他们现在学的可能是什么顾萤公式。”
“你这做派倒是很像Paul Erds,他或许是最热衷于用自己的名字来命名公式或者定理的数学家之一。”沈清耀闻言笑道。
“那会有人不喜欢用自己的名字来命名吗?把自己的一生凝结在几个简洁的公式里,就能让自己的名字代代流传,这是多么有成就感的事情呀!”顾萤好奇地问。
沈清耀思忖片刻,笑了笑说:“当然有,法国数学家Poincaré(庞加莱),代数拓扑的创始人之一。当然,代数拓扑在他那个年代被称为组合拓扑,他就是一个非常不喜欢用自己的名字命名的数学家。你应该听说过千禧年大奖难题,其中一个就是Poincaré conjecture(庞加莱猜想),这个猜想描述的是任何一个单连通的,闭的三维流形一定同胚于一个三维的球面。”
“……我没听说过。”顾萤打断他。
“那你现在听说了。”沈清耀笑道。
“那什么是流形?”顾萤继续问道。
“是Manifold的中文译名,简单来说,它是欧氏空间中曲线和曲面的推广,现代微分几何和拓扑学的主要研究对象就是流形。”沈清耀思索了一下怎么跟她讲述得更为简单一些,“你以后会学习微积分,在微积分里主要讨论曲线的弧长、曲面的面积。当你学到古典微分几何,会开始研究曲线和曲面的‘弯曲’性质,这个时候你会学习到曲率的概念。说到这裏就不得不提及一个你也十分熟悉的数学家Gauss(高斯),他发现曲面的曲率实际上只依赖于曲面的第一基本形式,所以我们可以把它从欧氏空间中抽象出来,他有一个非常着名的Gauss-Bonnet(高斯-博内)定理,这个定理将几何量,也就是我们刚刚提到的曲率,和拓扑量联系在了一起,也就是说,我们可以使用几何手段去研究拓扑问题。”
“好的,你继续讲Poincaré吧。”顾萤感觉这不是她这个阶段能搞懂的问题,索性直接放弃继续提出疑惑。
“Poincaré引入了很多拓扑学基石性的概念,例如基本群、同调群,但没有一个是用他的名字来命名的。”沈清耀笑了笑,说,“再比如Betti number(贝蒂数),也是Poincaré首次使用,而命名时却用了意大利数学家Betti(贝蒂)的名字。哦对了,他还有一则有趣的轶事,当时他基于椭圆函数理论,引入了一类函数,叫自守函数,但同时,Klein(克莱因)在研究有限变换群时,推广到无限也得到了同样的结果,结果Poincaré却把自己得到的结果命名为Fuchs(福克斯)函数,于是Klein就给Poincaré写信说,他对于Poincaré使用Fuchs来命名该函数的行为很不满,因为Fuchs对于这个结果一无所知。但Poincaré回信说,Fuchs对自己的工作有着很重要的影响,并且他认为名字不重要。后来,两个人同时开始对这个结果进行高维推广,Poincaré率先将分式线性变换扩充到复数域上,然后你猜怎么着?他直接把它命名为Klein群。”
“……那他真是个慷慨又耿直的人。”顾萤缩在一排书籍后面,笑得抖着肩道,“或者说……他是个不爱世俗名利的人。”
“无独有偶,在2003年的时候,利用Ricci flow(里奇流)证明了Poincaré conjecture的数学家佩雷尔曼同样也是一个非常不爱世俗名利的人,他被授予破解千禧年大奖难题之奖,却没有出席授奖仪式,100万美元的奖金也没有领取。因为佩雷尔曼认为千禧年难题大奖应该同时授予另一位美国数学家,Richard Hamilton(理乍得·哈密顿),也就是Ricci flow的引入者,否则就是不公正的,因此不接受该奖。”沈清耀继续讲道。
“100万美元都不领呀?这也太超然物外了。”顾萤不由得惊叹道。
“嗯。当时很多名校聘请佩雷尔曼去当教授,他也没有去。传闻Fileds Medal(菲尔兹奖)也曾授予他,只不过他同样拒领了。”
“哈?那他可真是视名利为粪土呀!”顾萤听得目瞪口呆,“他这样的人才是对数学有着最纯粹的热爱吧。”
“嗯。”
“我也好想知道为什么数学值得这么多绝顶聪明的人为之执着一生,甚至抛弃名利去追寻。”顾萤低头看着自己写了一半写不下去的证明,微微叹了口气,“但是我好多东西都不懂。”
“你可以的。”沈清耀轻声笑了笑,“千里之行,始于足下,先学好现在的内容吧。”
“嗯!”顾萤重重地点了点头。