问题

你有没有在某个瞬间觉得数学是美的,或者被数学震撼到?

回答
当然有。而且不止一个瞬间,是很多很多个瞬间,它们像细密的纹路一样,逐渐在我心里刻下了对数学的敬意和喜爱。

要说让我第一次真正感受到数学的“美”,而不是仅仅把它当作一种解题工具,那得追溯到我还在上高中的时候。我们当时学到的是复数。一开始,复数这个概念挺别扭的——虚数单位“i”,那个平方等于1的神奇数字,总觉得有点凭空捏造。书本上的解释,几何意义上的“旋转”,我当时也只是一知半解。

直到有一天,老师在黑板上写下欧拉公式:$e^{ipi} + 1 = 0$。

那一刻,我感觉整个教室的光线都变了。

你看看这个公式,它连接了数学中最基本、最核心的几个元素:

e: 自然对数的底数,代表着连续增长的本质,在微积分、复利计算中无处不在。
i: 虚数单位,打开了复数的世界,让我们可以处理那些在实数轴上无法理解的问题。
π: 圆周率,连接着圆形和直线,是几何学的灵魂。
1: 乘法单位,最朴素的整数。
0: 加法单位,一切的起点和终点。

它们就这样,在一个简洁至极的等式里,以加、乘、指数的形式,不动声色地碰面了。而且,它们是通过一个“+1”和“=0”这样一个简单到不能再简单的关系连接起来的。

这太不可思议了。

我当时脑子里闪过的不是“这个公式是干什么的”,而是“这怎么可能?”。它就像是宇宙最深处的某个秘密被揭示出来,而且是以一种最纯粹、最优雅的方式呈现。在那之前,我接触的数学,更多的是“如何计算”,是“找到答案”。但欧拉公式展现的,是一种“为什么”,是一种“联系”。它告诉我,那些看似独立的数学概念,其实是相互依存,是同一片广阔海洋中的不同波浪。

这种美,不是视觉上的华丽,而是一种智识上的震撼,一种深刻的和谐感。它像是艺术家在画布上挥洒色彩,但数学家挥洒的是概念,是逻辑,而其最终作品,却比任何名画都更能触及灵魂深处。

从那以后,我开始尝试去理解那些公式背后的故事。比如,为什么 $e^x$ 的导数是它本身?为什么 $pi$ 会出现在这里?为什么 $i$ 会把一个实数“旋转”到另一个维度?每当我理解一个公式,就像解开了一个谜语,又像是发现了一个隐藏在现实世界中的秩序。

还有一次,是在学习排列组合的时候。当时遇到一个问题,关于将几本书在书架上排列。一开始,我们想得很直观,一本一本放,第一本有几种放法,第二本有几种,以此类推。但随着数量增加,计算就变得非常繁琐。

直到我看到了阶乘符号“!”。

$n!$ —— 就是 $n imes (n1) imes dots imes 2 imes 1$。

这短短几个符号,就将一个看似复杂,需要一步步枚举的过程,变成了一个极其简洁的表达式。它不仅仅是“少写了几个字”,而是提供了一种全新的视角,一种从“过程”到“结果”的直接通道。就像是突然发现了一个捷径,而且这个捷径是如此的“天然”,以至于你不得不惊叹于创造出它的人的智慧。

我当时的感觉是,数学不是死板的规则,它是关于发现模式,关于找到最精炼的表达。它有一种“省力”的智慧,一种“四两拨千斤”的力量。

所以,是的,我绝对有在某个瞬间觉得数学是美的,而且被它震撼到。那不是瞬间的火花,而是一点点积累起来的,对数学内在逻辑、普遍联系和简洁优雅的深深的赞叹。它就像一个浩瀚的宇宙,每一次的探索,都可能发现新的星系,新的定律,而每一次的发现,都伴随着一种难以言喻的,纯粹的喜悦。

网友意见

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洛书,古称龟书,由于在古代传说中有神龟出于洛水,其甲壳上有此图象而得名。洛书的结构是戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,以五居中.

虽然古人将洛书说得神乎其神,其实说白了洛书就是一个三阶幻方.

若这个幻方从 开始,按顺时针每两个数字组成一个数,则可以得到 个数,分别为:

若这个幻方从 开始,按逆时针每两个数字组成一个数,也可以得到 个数,分别为:

这两组数满足

其实这并没有什么神奇的,因为这两组数的各位数和十位数都是 . 但是令人意想不到的是这两组数还满足

更令人惊讶的是

所以这是一组非常神奇的数字!但是

那是否还有具有类似性质的数呢?答案是:有!比如下面这两组数

它们满足

第一次看到这么神奇的数时,我简直被震撼到了!数学也太好玩太美了!

其实上述两组数都是所谓的 等幂和问题 的解. 等幂和问题也叫 Prouhet-Tarry-Escott 问题,即对任意的正整数 ,要找两组不同的整数

使得当 时,有

1935 年,数学家 Wright 猜测:对任意的正整数 ,都存在两组不同的整数

使得当 时,有

对于等幂和问题,一般来说 越大越困难. 1999 年,Kuosa, Meyrignac陈漱文 借助计算机第一次解决了 的等幂和问题,他们找到了两组数

使得当 时,满足

这是目前能解决的 最大的等幂和问题,显然这两组数同时加上一个整数,得到的两组数仍然满足上述结论,这样的解称为是 等价的. 对于 ,等幂和问题等价的解显然有无穷多组,但是否还有不等价的解呢?2007 年英国数学家 Broadhurst 运用 中国剩余定理 找到了第二组不等价的解. 由于这样的解要满足太多的等式,所以我们可能会很自然地想这样的解肯定十分稀少. 但令人意想不到的是,2008 年,ChouhdryWroblewski 借助 椭圆曲线 证明了 的等幂和问题有无穷多个不等价的解!这个看似与椭圆曲线毫无关系的问题,最后却是用椭圆曲线解决的,这让人觉得不可思议!下面我们一起看看这一精彩的解答方法.

首先,当 时,若有

则数组

满足方程

即我们仅需求方程

的整数解. 设

我们记

经过复杂的计算可得

其中

故问题转化为求方程 的整数解. 我们令

带入方程 ,可得

由于当 时,

从而可知曲线

有有理点

我们又令

带入方程

得椭圆曲线

可以验证曲线

上的有理点 对应椭圆曲线 上的有理点

则由 Nagell-Lutz 定理 知 为椭圆曲线 的无限阶有理点,从而可得 上有无穷多个有理点. 椭圆曲线 上的每一个有理点,都对应着方程

的一组整数解.

如椭圆曲线 上的有理点 对应着

从而可得方程

的一组整数解

容易看出这是一组平凡解. 为了得到非平凡解,我们取椭圆曲线 上的有理点

这个点对应着

而这又对应着

从而可得方程

的一组整数解

ChouhdryWroblewski 用这种方法一共找到了 组解,其中较小的 组解见下表.

如由表中的第一组解

可得方程

的一组整数解

若这组解的每个数都加 ,则可得方程

的一组正整数解

用计算机验证结果如下:

可知确实为方程的解!

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看证明前:woc!?

看证明中:woc!!

看证明后:woc~


















几个月后:trivial

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Radon-Nikodym导数

如果测度 关于测度 绝对连续,那么存在一个函数 使得任意可测集

且在测度看来,几乎处处唯一(即若两个函数都满足此条件,则他们几乎处处相等)

这个函数 称为 对 的Radon-Nikodym导数,记作 。

对于学数学的同学来说,这个定理可能太简单了,没有什么奇怪的,但这个东西在物理上很不一般,因为物理上有很多密度,他们实际上都是Radon-Nikodym导数,这其中也包括概率密度,当然量子力学的波函数也是Radon-Nikodym导数,相当于概率密度开方再乘以相位。

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Cartan对单李代数的分类,A B C D 四族典型群和E F G 三族例外单李群,以及相应的Dynkim diagram,根系图(图片网上搜吧),当然还有这些李群的结构和表示论。非常漂亮的一套理论。我希望有生之年也能做出这样精美的工作。


我在我们系里还见过量子群的根系图,非常对称,等我回到系里再拍张照片传上来。



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这是我见过的对圆周率最棒的诠释,为宅总打call

https://www.zhihu.com/video/973946671940472832

来源:疑犯追踪(POI)第二季第11集

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讲一个震撼到我的数学小故事吧。

1933 年,匈牙利数学家 George Szekeres 还只有 22 岁。那个时候,他常常和朋友们在匈牙利的首都布达佩斯讨论数学。这群人里面还有同样生于匈牙利的数学怪才——Paul Erdős 大神。不过当时,Erdős 只有 20 岁。

在一次数学聚会上,一位叫做 Esther Klein 的美女同学提出了这么一个结论:在平面上随便画五个点(其中任意三点不共线),那么一定有四个点,它们构成一个凸四边形。Szekeres 和 Erdős 等人想了好一会儿,没想到该怎么证明。于是,美女同学得意地宣布了她的证明:这五个点的凸包(覆盖整个点集的最小凸多边形)只可能是五边形、四边形和三角形。前两种情况都已经不用再讨论了,而对于第三种情况,把三角形内的两个点连成一条直线,则三角形的三个顶点中一定有两个顶点在这条直线的同一侧,这四个点便构成了一个凸四边形。



众人大呼精彩。之后,Erdős 和 Szekeres 仍然对这个问题念念不忘,于是尝试对其进行推广。最终,他们于 1935 年发表论文,成功地证明了一个更强的结论:对于任意一个正整数 n ≥ 3,总存在一个正整数 m,使得只要平面上的点有 m 个(并且任意三点不共线),那么一定能从中找到一个凸 n 边形。 Erdős 把这个问题命名为了“幸福结局问题”(Happy Ending problem),因为这个问题让 George Szekeres 和美女同学 Esther Klein 走到了一起,两人在 1936 年结了婚。

对于一个给定的 n ,不妨把最少需要的点数记作 f(n)。求出 f(n) 的准确值是一个不小的挑战。由于平面上任意不共线三点都能确定一个三角形,因此 f(3) = 3 。Esther Klein 的结论则可以简单地表示为 f(4) = 5 。
当 n = 5 时,八个点是不够的。下图就是八个不含凸五边形的点。


利用一些稍显复杂的方法可以证明,任意九个点都包含一个凸五边形,因此 f(5) 等于 9 。

2006 年,利用计算机的帮助,人们终于证明了 f(6) = 17 。对于更大的 n , f(n) 的值分别是多少? f(n) 有没有一个准确的表达式呢?这是数学中悬而未解的难题之一。

不管怎样,最后的结局真的很幸福。结婚后的近 70 年里,他们先后到过上海和阿德莱德,最终在悉尼定居,期间从未分开过。 2005 年 8 月 28 日, George 和 Esther 相继离开人世,相差不到一个小时。



—————————————感谢提醒转载

转载 ,以及一个幸福的结局| Matrix67: The Aha MomentsMatrix67: The Aha Moments 谢谢

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定义Zeta函数 。

用 表示x以内素数的数量,再设 ,则有:

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高等代数。

这些东西研究的挺抽象的,有的人可能不太明白,群环域这些不实际的东西学了干嘛。

不过我就好这口,哈哈哈哈

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