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日版阿基米德的一生:倾家荡产学数学,终成一代大神

作者:超级数学建模
日版阿基米德的一生:倾家荡产学数学,终成一代大神

数学之美

发现的喜悦

有人向超模君求助说,明明我的体重就足以压倒一切,为什么我还是学不好数学......

超模君表示:要不先把没有的东西想象成有吧。

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举个栗子,假设这是你的视角:花即是花、水还是水、云朵还是那片云朵、风也还是风......

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这是冈洁(剧透一下,这是本篇的主人公,日本现代著名数学家)的视角:奖牌中雕刻的橘柑花瓣图案、水的动向、不断涌动的云朵、风的风向......

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也就是说:“不光是花,水的动向,不断涌动的云朵,风的风向,世界上的万物皆与数学方程式相关,虽然肉眼看不到,但里边隐藏了数学的奥秘,就像这个宇宙是被谁设计好的一样。”

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年少的贪玩时光

既然已经暴露了本篇的主人公,那就让超模君说一下他的小故事吧。

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(冈洁)

1901年,冈洁出生了。冈父有意让冈洁成为学者,并认为要当学者不能有物欲,尤其不能为金钱分心。所以,冈洁从小就没有什么零用钱,换句话说就是一个穷孩子,买不了零食,泡不了妞。

平时的闲暇时光,他大多数不是在采集蝴蝶就是在看闲书,而成绩也是时好时坏。然而,在冈洁六年级的暑假期间,他因玩“竹马过池塘”(当时的童年游戏)受了很重的脚伤,不得不休息了两个学期(日本是三个学期制)。

因此,冈洁没有考上当年的中学入学考试,冈父就干脆让他“再好好玩一年”。

幸运的是,他每次一到毕业考试时就考得非常好,但却又因为恋家没去第一高等学校。这就像你身边的贱人,从小爱疯玩,人很聪明,却不拿聪明当回事,能上985,偏偏嫌省会太远,干脆就近入学,在学校里干些个荒唐事。

与数学结缘

直到上了京都大学,在一次考试中,安田亮老师(当时大一教冈洁的天才老师)以不等式(所出的题目难度高)和恒等式为内容各出一题。

当时冈洁为这道不等式苦思冥想了一个半小时,才知道如何解答出来时,这才令他体会到了数学“发现”的乐趣,才逐渐对数学入迷。

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于是,第二年,率性而为的他,就从物理系转到数学系去了。从此对数学的热情更是一发不可收拾了。

大学毕业后,冈洁就直接留校教学了,但是他的这个性格还是没变。

一般来说,大学教授的标配是这样子的:西装、领带、皮鞋;而冈洁是这样子的:西装(皱巴巴)、领带(皱巴巴)、雨胶靴(晴天是它,雨天是它,终年都是它)。

据他的“理论”:“雨胶靴因为鞋底是橡胶的,走路不震脑袋。”

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而他上课的时候,总会出他自以为简单的难题来刁难学生。

据冈洁的学生汤川秀树(对的,没错,就是1949年诺贝尔物理学奖的获得者)在他的自传《旅人》中说到:

担任我们微积分讲课的老师是冈洁。据说他有着超强的记忆力和天才般的推理能力。不过他的装扮不像个大学老师,西装的腰际常常挂一条脏兮兮的毛巾。他出的题目总会难倒我们,所以,我们也常常会不知所措。
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留学法国

1929年,冈洁获得文部省的公费留学奖金。

本來文部省要派他留学德国,然而他为了要听sorbonne大学(巴黎大学文、理两学院的总称)的gastonjulia的课,坚持去了法国。

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原本在冈洁留校教学的时候,他一直认为自己对于多变数解析函数领域的研究是处在世界的最前沿,但是在法国留学期间,他发现原来世界已经远远走在了前面。

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这源于冈洁在法国的第二年,发现自己写的论文与denjoy教授(多变数解析函数领域的世界级权威)的定理相似度太高了,而自己写的论文只是一个简单的数学理论,并不是什么重大的数学研究问题。

这让冈洁认清了这个现实,从此,他便去攻克更深奥的数学难题去了。

而冈洁确实也找到了自己终身要研究的数学目标:多变数解析函数论,攻克多变数解析函数论中的“三大难题”,包括:cousin的问题、近似的问题、hartogs的逆问题。

与其同时,为了解决这三大难题,冈洁每天去巴黎大学附属于数学系的图书馆看书,去感受拉丁文化的气息,尽情地探索他的数学园地。

就连平时吃饭都会考虑数学问题,而这解决这“三大难题”的开端,就是他吃鸡蛋时发现的。

吃鸡蛋时,发现从内侧看的话,是用hartogs的连续性定理;但是若从外侧来考虑证明的话,发现那就是用hartogs的逆问题。
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后来,冈洁为构建这个理论花了一年的时间,终于将论文整理提交了,而他努力的成果也被国外的科学家所认可。

一心只为研究

1932年,冈洁回国赴广岛大学当助理教授。两年后,德国的behnke因thullen的协助,出了多变数解析函数论详细的文献目录,并详细列举1929年后相关的论文集。

冈洁看完后得知,心里一直念念不忘的这三个中心问题还没被解决。

于是,他着重做起关于这些方面的研究,每天都换着方式去查看他的新方法是不是行得通,但是总是受阻,心里很是难受。

直到,1935年夏天,冈洁和家人一起去札幌的中谷宇治郎家。有一天,冈洁在中谷家发呆的时候,突然间灵感来袭,发现那正是处理问题的答案。

所以,1936年至1941年期间,冈洁以“多变数解析函数论”为标题发表了第一篇至第五篇的论文,而这些恰恰都是以札幌时的发现为基础写成的。

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1938年,此时日本的战争已经发生了一年了,国内开始吃紧。

然而他一心想着更好的做研究,想将更多的时间花在数学上,因此他辞去了大学里的教职工作,打算靠变卖家产过活。

他的理由是:“既然还能够过日子,为什么要教书来妨碍做研究呢?”

在他辞职后,写第六篇论文时,遇到了难题。他查遍了以往解析学上的各种处理问题的方式,发现都行不通,仿佛陷入了一个无底洞,家庭也没有收入来源,家里人不得不跟着一起挨饿。

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直到后来的后来,冈洁在他的散文集《春夜十话》一书中轻描淡写的描述了他的这段经历:

“那时,我每天白天拿着树枝石头在地上写写画画,到了晚上就领着孩子在山里捉萤火虫。因为不忍看到萤火虫死亡,我们捉到就立马放生。在这样悠然自得的生活中,突有一日灵感乍现。纠缠已久的难题也找到了解决方法。这恰恰也证明了只有放松心情才能有所发现。”
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终于,在1942年,冈洁突破了难关,解决了三大问题中的核心问题——hartogs的逆问题。

成功的背后是妻子的支持

冈洁的日常生活画风,可以说是:第一是数学,第二是数学,第三还是数学。无论是在物质上还是在精神上,都离不开家人对于冈洁的支持,尤其是他的妻子美知。

虽然他接受岩波书店主办的“风树会”的辅助研究工作,还被雇佣在芋田里除草过,但是日子还是过得很贫穷。

因为战争,家当“除墓石之外全典当卖光了”,成了三无家庭(无田、无房、无收入),一家人只能每天靠吃山芋果腹。

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冈洁甚至一度想要把最珍惜的数学书卖了,拿来作为家里的补贴,但是妻子不同意,只是默默地支持他,并对他说:“你只要关心数学方面的事情就可以了。”

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终于在1947年,冈洁写出了他的第七篇论文“关于若干算术概念”。这些概念触及到了数学的本质,并在数学史上有了拓展新局面的架式,也让他的名字响彻国内外。

“堇就是堇”

1960年11月,冈洁因攻克了“多变数解析函数论”中的三大难题,对世界数学的发展做出了杰出的贡献,因此冈洁被授予了日本天皇文化勋章。

天皇文化勋章是日本授予在科学技术与艺术文化的发展提升上有显著功绩者的勋章。授予式在每年11月3日的文化日于皇居“松之间”进行,由天皇亲自授予。

在记者会上,被问及到:“发现的数学规律是什么呢?”答:“一句话解释不清楚。”

又问到:“会给世界带来什么影响呢?”答:“堇就是堇。堇只需繁花似锦即可。”

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正如冈洁所言:我一直认为,紫花地丁只需如紫花地丁般在春日田野中开放即可。至于开花是好是坏,紫花地丁自己也不清楚。对其本身而言,至多也只有开花和不开花的区别罢了。对我而言,学习数学仅是为了体验学习数学的快感。毫无疑问,这种快感就是“发现的喜悦”。

也许这种喜悦之情就像你打算出门捉蝴蝶,推门就发现树枝上停着漂亮蝴蝶时的心情。

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