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數學家的愛情故事

發布時間:2022-03-02

數學家的愛情故事

  人與人之間有感情,人與動物也有感情,一些數字也和數學家有感情。下面是第一范文網小編為大家準備的數學家的愛情故事,希望大家喜歡!

  數學家的愛情故事

  數學家的愛情故事一:伽羅瓦的故事

  伽羅瓦(ÉvaristeGalois),19 世紀最偉大的法國數學家之一,唯一被我稱為“天才數學家”的人。他 16 歲時就參加了巴黎綜合理工學院的入學考試,結果面試時因為解題步驟跳躍太大,搞得考官們不知所云,最后沒能通過考試。

  在數學歷史上,伽羅瓦毫無疑問是最富傳奇色彩與浪漫色彩的數學家,沒有“之一”。18 歲時,伽羅瓦漂亮地解決了當時數學界的頂級難題:為什么五次及五次以上的多項式方程沒有一般的解。他把這一研究成果提交給了法國科學院,由大數學家柯西(Augustin-Louis Cauchy)負責審稿;然而,柯西建議他回去仔細潤色一下(此前一直認為柯西把論文弄丟了或者私藏起來,最近的法國科學院檔案研究才讓柯西平反昭雪)。后來伽羅瓦又把論文交給了科學院秘書傅立葉(Joseph Fourier),但沒過幾天傅立葉就去世了,于是論文被搞丟了。1831年伽羅瓦第三次投稿,當時的審稿人是泊松,他認為伽羅瓦的論文很難理解,于是拒絕發表。

  因為一些極端的政治行動,伽羅瓦被捕入獄。即使在監獄里,他也不斷地發展自己的數學理論。他在獄中結識了一名醫生的女兒,并很快墜入愛河;但好景不長,兩人的感情很快破裂。出獄后的第二個月,伽羅瓦決定替自己心愛的女孩與女孩的一個政敵進行決斗,不幸中槍,第二天便在醫院里死亡。伽羅瓦死前的最后一句話是對他的哥哥艾爾弗雷德(Alfred)說的:“不要哭,我需要足夠的勇氣在 20 歲死去。”

  仿佛是預感到了自己的死亡,在決斗的前一夜,伽羅瓦通宵達旦奮筆疾書寫下了自己所有的數學思想,并把它們和三篇論文手稿一同交給了他的好友謝瓦利埃(Chevalier)。在信的末尾,伽羅瓦留下遺囑,希望謝瓦利埃能把論文手稿交給當時德國的兩位大數學家雅可比(Carl Gustav Jacob Jacobi)和高斯(Carl FriedrichGauss),讓他們就這些數學定理公開發表意見,以便讓更多的人意識到這個數學理論的重要性。

  謝瓦利埃遵照伽羅瓦的遺愿,將論文手稿寄給了雅可比和高斯,不過都沒有收到回音。直到 1843 年,數學家劉維爾(Joseph Liouville)才肯定了伽羅瓦的研究成果,并把它們發表在了他自己主辦的《純數學與應用數學雜志》(Journal de Mathématiques Pures et Appliquées)上。人們把伽羅瓦的整套數學思想總結為了“伽羅瓦理論”。伽羅瓦用群論的方法對代數方程的解的結構做出了獨到的分析,多項式方程的根、尺規作圖的不可能性等一系列代數方程求解問題都可以用伽羅瓦理論得到一個簡潔而完美的解答。伽羅瓦理論對今后代數學的發展起到了決定性的作用。

  數學家的愛情故事二:塞凱賴什夫婦的故事

  1933 年,匈牙利數學家喬治·塞凱賴什(George Szekeres)還只有 22 歲。那時,他常常和朋友們在匈牙利的首都布達佩斯討論數學。這群人里面還有同樣生于匈牙利的數學怪才——保羅·埃爾德什(Paul Erdős)大神。不過當時,埃爾德什只有 20 歲。

  在一次數學聚會上,一位叫做愛絲特·克萊恩(EstherKlein)的美女同學提出了這么一個結論:在平面上隨便畫五個點(其中任意三點不共線),那么一定有四個點,它們構成一個凸四邊形。塞凱賴什和埃爾德什等人想了好一會兒,沒想到該怎么證明。于是,美女同學得意地宣布了她的證明:這五個點的凸包(覆蓋整個點集的最小凸多邊形)只可能是五邊形、四邊形和三角形。前兩種情況都已經不用再討論了,而對于第三種情況,把三角形內的兩個點連成一條直線,則三角形的三個頂點中一定有兩個頂點在這條直線的同一側,這四個點便構成了一個凸四邊形。

  平面上五個點的位置有三種情況

  眾人大呼精彩。之后,埃爾德什和塞凱賴什仍然對這個問題念念不忘,于是嘗試對其進行推廣。最終,他們于 1935 年發表論文,成功地證明了一個更強的結論:對于任意一個正整數 n ≥ 3,總存在一個正整數 m,使得只要平面上的點有 m 個(并且任意三點不共線),那么一定能從中找到一個凸 n 邊形。埃爾德什把這個問題命名為了“幸福結局問題”(Happy Ending problem),因為這個問題讓喬治·塞凱賴什和美女同學愛絲特·克萊恩之間迸出了火花,兩人越走越近,最終在 1937 年 6 月 13 日結了婚。

  對于一個給定的 n ,不妨把最少需要的點數記作f(n)。求出 f(n) 的準確值是一個不小的挑戰。由于平面上任意不共線三點都能確定一個三角形,因此 f(3) = 3 。愛絲特·克萊恩的結論則可以簡單地表示為 f(4) = 5 。利用一些稍顯復雜的方法,我們可以證明 f(5) 等于 9 。20xx 年,利用計算機的幫助,人們終于證明了 f(6) = 17。對于更大的 n,f(n)的值分別是多少? f(n) 有沒有一個準確的表達式呢?這是數學中懸而未解的難題之一。幾十年過去了,幸福結局問題依舊活躍在數學界中。

  不管怎樣,最后的結局真的很幸福。結婚后的近 70 年里,他們先后到過上海和阿德萊德,最終在悉尼定居,期間從未分開過。 20xx 年 8 月 28 日,喬治和愛絲特相繼離開人世,相差不到一個小時。

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