很多人不理解,把数学误解成物理,其实数学和物理的研究方法有天壤之别,和现代数学最类似的是棋类游戏。数学也是在桌子上搞的,广义来说也属于桌游的一种。
0可以作为除数,就类似于中国象棋你把马蹩脚的规则给去掉,或者象可以过河。有些规则去掉或者加上之后还能玩,有些规则动了之后就玩不了了。比如你如果加上一条规则,将可以瞬间转移,想去哪一格就去哪一格,那就玩不了了,谁也将不死谁。再比如加上一条规则卒第二步之后可以按车的方法走,能玩吗?当然能玩,但是不好玩。
至于说证明,围棋里根据围棋的规则证明这个形状的棋形必死,这是有意义的。你那个证明“0可以作除数”就相当于“我证明了马会蹩脚”。马会不会蹩脚还用证明?马会不会蹩脚是改变游戏体验的规则而已,中国象棋加上或者去掉马会蹩脚都能玩下去,只是好玩与否而已。
数学也一样,加一条规则减一条规则,只是能玩不能玩的区别,以及好玩不好玩的区别。你要证明的不是“0可不可以作除数”,而是0作为除数之后好不好玩,以及有多好玩。
我劝很多人先把数学放一边,想想围棋,简简单单几条规则可以有深奥的玩法。如果让你设计一种棋或者在现有棋的基础上修改,你能否让它百玩不腻?你体会一下为什么有些规则组合在一起就很好玩,有些规则组合在一起就很无聊。
比如几何领域把欧几里得提出的第五公理给去掉之后依然还能玩,依然好玩,所以就继续玩下去了,这个新桌游叫做非欧几何。玩着玩着居然发现非欧几何和现实中的某些东西能对应上了,当然这是后话,现代数学家研究一个东西其实就是在玩桌游,很少人会考虑能否和现实对应。比如你玩象棋,和现实中排兵布阵有相似之处,古代可能拿这个来进行战争模拟,但比如你玩跳棋或者魔方,是和现实中的什么对应上?你硬找的话也能从跳棋或者魔方中得到现实的启发,但是设计这些游戏的人才没想那么多。
另外一些题外话,很多人总喜欢争数学里某条规则是对是错,却不说是在什么前提下。比如有人说“目前0不能做除数是错的”这种对错其实是毫无意义的。马蹩脚这个规则是对是错?在中国象棋里马确实会蹩脚,在国际象棋里马就不会蹩脚,你没指明你玩的是哪种棋,讨论规则就毫无意义。如果你不是在讨论现有的桌游而是在发明一种全新的桌游,那么讨论规则对错就更是毫无意义了,该讨论的是你的桌游能否玩下去,因为是全新桌游,你得指明全套规则,否则谁知道怎么玩?
哦,那你会得到另一个数学系统,然后之前这个零不能做除数的系统还是在那里运转,跟你的发现一点关系都没有。
今年诺贝尔数学奖安排一下
估算一个上界。思路是每一轮都寻求一条最短线段,将当前包含天使的多边形,按面积等分成两个新的子多边形。再假设天使的运气足够好,每次都瞬移到等分效率较低的子多边形。
直观看出,取平行于正三角形一条边的线段来等分其面积,等分效率最高。令此线段长度 ,三角形边长 ,则:
这样,初始正三角形被分成一个新的小正三角形和一个等腰梯形,易见等腰梯形的等分效率远高于新的小正三角形,于是根据假设,天使将瞬移到新的小正三角形当中。如此循环,至于无穷,天使将被锁定在初始正三角形的一个顶点。计算魔鬼走过的耗时路程:
记魔鬼速度 ,则捉住天使的时间:
这个题目如此离散,不借助于数值离散优化不易得到全局最优解,建议大家来改进这个上界吧。
按照 @yyx 说的圆弧线等分正三角形以及后续的扇形,上界可以改进为: