利用冥想他獲得3900個公式,小夥單槍匹馬幫助人類數學進步幾百年

2020-12-04 身體自我修復研究者

假設你是個沒受過什麼教育的孩子,你突然和朋友說,我要成為偉大的數學家,朋友可能會吐槽說:「你作夢吧!」但是,萬萬沒想到到,真的有人靠作夢就成了數學家,而且他的數學公式,還引領了人類數學進步幾百年!他就是印度數學大師──斯裡尼瓦瑟˙拉馬努金(Srīivāsa Rāmāujan Aiyakār),千年一遇的天才。

或許能證明他偉大成績的是「英國皇家學會院士」這個頭銜,這個頭銜有多珍貴呢?我們看獲獎名單就知道了,牛頓、愛因斯坦、霍金……拿到這個頭銜就意味著,獲得科學領域最高榮譽,所以印度人把拉馬努金看作民族的驕傲。

拉馬努金出生在印度一個窮困潦倒的家庭,童年時期家境很窮,他常常衣衫襤褸、踩著破草鞋。

拉馬努金家裡非常窮,所以經常通過出租房屋的方式補貼家用,當拉馬努金11歲的時候,家裡來了2位房客,他們在附近的政府學院讀書,他們發現拉馬努金非常喜歡數學,於是把一本《龍氏三角學》的教科書留給了他,這本書本是大學階段才學習的書籍,拉馬努金不到2年的時間,就全部掌握了。還推導出了歐拉公式:eix=cosx+isinx,他的數學天賦很高,即使只是看看教科書,也能無師自通,發現新定理。

同樣,還是那個房客又給了他一本英國數學家卡爾寫的《純粹數學與應用數學概要》,他打開這本書發現,裡面有5000多個複雜的數學公式,但只寫出了結果,而沒有給出證明過程。

可是拉馬努金像猜謎題一樣,把裡面所有的公式,用自己的方式重新推演了一遍。不過這也給他留下了一個壞毛病,那就是不愛證明。由於缺乏系統的學習,他沒有看到別人已經研究出來的結果,而是花費了大量的時間在已經被證明的研究成果之上。

其實在英國人來印度之前1000多年時間裡,印度人就痴迷於數學。印度的種姓制度,婆羅門的身份讓拉馬努金有著高貴的地位,即使家裡一貧如洗,一位婆羅門教徒也擁有著他人無法比擬的尊貴。如果是高度世俗化的社會,這是很難做到的,因為在世俗社會當中,金錢成為衡量一切的標準。所以拉馬努金能夠不為財富而去奔波,專心做他的數學研究,也不會因此被他人看不起。

後來他以優異的成績考入大學,每天廢寢忘食,只研究數學,就在這時神奇的事情又發生了,他每天晚上睡覺的時候,都會夢到自己所信宗教的女神——娜瑪卡爾女神。

拉馬努金家裡祖傳的家神是娜瑪吉利女神,她是那羅希摩的配偶,那羅希摩也叫獅神,是毗溼奴的化身之一。

拉馬努金醒來以後,腦子裡充滿了各種各樣的公式,那以後,女神每天都出現在他的夢裡,給他靈感。所以,拉馬努金每天清晨都要趕快拿出筆記本,把冒出來的公式記在本上,由於筆記本的費用對他來說很高昂,所以每次女神給他恩惠的時候,他只把最終得出的,最簡化的公式抄到本上。從幾年下來,他得到了3900個複雜的公式!

這是一個什麼樣的公式呢?相當於愛因斯坦什麼都沒幹,一覺醒來就得出了E=MC平方的質能等價方程式,相當於牛頓在蘋果樹下睡了個午覺,醒來就寫下了三大運動定律!而3900個這樣的公式,可以說是精華中的精華。由於當時印度的數學水準很落後,周圍的老師們都不理解,甚至嘲笑他的公式是一堆垃圾。1913年,他把自己成果中的一小部分,寫信分別寄給了3位英國數學家,其中一位回了信,他就是當時英國最有才華的數學家——戈弗雷˙哈羅德˙哈代(Godfrey Harold Hardy)。

哈代到底有多厲害呢?在哈代以前,歐洲大陸的數學家,一直和英國的數學家存在矛盾,彼此不相往來,使得英國數學落後其他國家很遠,直到哈代出現,他憑藉一己之力,創立了數學領域中的哈代學派,把整個歐洲數學研究的區域重心移轉至英國,許多有世仇的外國數學家,全都不計前嫌地前往英國,拜訪這位絕世的大師。就在哈代學術生涯最頂峰的那個時期,他收到了一封印度的來信,就是我們的主人公,拉馬努金的來信,信中列出了100多個複雜的公式。

1913年1月16日,三一學院的哈代收到了一封信:「尊敬的先生,謹自我介紹如下:我是馬德拉斯港務信託處的一個職員……我未能按常規念完大學的正規課程,但我在開闢自己的路……本地的數學家說我的結果是『驚人的』……如果您認為這些內容是有價值的話,請您發表它們……」

哈代本以為這又是一個推銷自己的騙子,但是當他仔細觀察這個公式的時候,被裡面的內容給驚呆了。當正整數一直相加的時候,最後的答案是-1/12,為什麼是一個負數呢,如果按照數學規則,不可能一直加到正無窮。於是哈代花費好幾個小時,讀了這封信,而且信裡全都是陌生的數學符號,這是拉馬努金自創的一套數學規則,哈代感覺到,即使是自創的數學,也是一位偉大的天才。

哈代表示:「這上面的每一個公式,都超出了最高級數學考試的標準!」後來他仔細研究,發現即使是他這樣的天才,也完全無法發明如此複雜的公式,有些公式甚至讓他難以理解。他立刻寄錢給拉馬努金,讓他來到英國劍橋大學深造,結果哈代發現了更令他驚訝的事情——拉馬努金幾乎沒受過任何像樣的數學教育,許多常識性的數學定理,他從未聽過。拉馬努金把他之前寫滿公式的筆記本讓哈代過目,哈代看完後也對他五體投地!筆記本裡記錄著整個歐洲史上所有重要的數學公式,而這隻佔了三分之一,剩下三分之二是他沒有見過的全新公式。哈代感慨道:「他一個人就戰勝了整個歐洲數學界。」

他評價拉馬努金,是超越整個世紀,1000年也遇不到的數學奇才,可以與歐拉、高斯,這種等級的天才相比擬,智商超群的數學家哈代,在他面前就只能俯首稱臣。

我們知道在數學裡,用什麼字母代表哪些意思雖然是自由的,但是在某些成熟的分支裡,很多數學符號是約定俗成的,比如說在基礎數學裡,我們會用字母x表示變量,如果是橢圓函數,我會用k來表述模數,而拉馬努金則用字母a來表示模數,或者在他的筆記裡,y表示變量,這是很多專業數學家從來都不曾用過的,而且即使進入劍橋大學,也從來不和其他數學家來往,更不會讀上個月的《倫敦數學會會刊》。直到如今,學者們提到拉馬努金的時候,都會要先加上,「照拉馬努金用的符號」或「用他的符號討論拉馬努金的心得」。

當拉馬努金進入劍橋大學的時候,哈代眼光受到了質疑,哈代以自己資歷作為擔保,說服其他教授相信這是一位偉大的天才。當其他人以為拉馬努金會先選修一些課程的時候,他卻說:「我來這裡是發表我研究成果的」。後來哈代勸說他,他的成果早晚會發表的,但是需要時間去論證。

哈代為人謙遜,他當時已經是英國數學界的領軍人物了,但是他甘願為拉馬努金充當綠葉,他曾經說過,如果按照數學天賦來打分,他給自己打80分,給拉馬努金打100分,他甚至認為他最大的數學貢獻就是發現了拉馬努金。

拉馬努金被稱之為直覺王子,而哈代被人稱為證明使徒,哈代用自己的嚴謹與規範,去彌補拉馬努金證明上的不足,讓「野路子」出身的拉馬努金能夠逐漸適應學術界的評價體系。如果沒有哈代,拉馬努金的天才很難被發現,或者說很難被容忍。

比如在一次課堂上,拉馬努金沒有做筆記,被霍華德教授叫到講臺上論證定理,他毫不費力地寫出來了,這種不謙遜的行為冒犯了霍華德教授,掐著他的脖子威脅他,讓他滾出劍橋。

在劍橋的整整5年,拉馬努金都是獨立研究數學的,他完全依靠靈感直接跳到結論,認為證明完全沒有必要。他就像澳大利亞的袋鼠,以及黑天鵝,完全處在主流進化之外,或者說主流進化外的變種。西方數學裡講究的嚴整、嚴謹的步驟證明,在他這裡毫無用處。

拉馬努金是一位虔誠的宗教徒,他會每天虔誠的在地上打坐,當某一瞬間得到神的啟示後,就拿著草稿衝到哈代的房間,告訴他自己又發現了新的增序列。而作為無神論者哈代,則會認真地問他,是如何獲得這些靈感的,拉馬努金則會告訴他,是自己的女神告訴他的。

拉馬努金家裡祖傳的家神是娜瑪吉利女神,她是那羅希摩的配偶,那羅希摩也叫獅神,是毗溼奴的化身之一。拉馬努金常對他的朋友說,他的數學天賦是娜瑪吉利賜給他的,將數學方程寫在他的舌頭上,並且在夢中教他數學。在拉馬努金成長的歲月裡,他的生活完全是印度婆羅門的生活。

他打髮結,剃光前額,絕對素食等;經常去寺院,在家裡奉行各種節日和禮儀;走遍南印度各處去進香;家裡所拜的女神總掛在嘴邊,一舉一動完全遵照她的旨意。外國文字的數學書,他可以一看就通;他能背誦各種經文,諸如吠陀經、奧義書和其他印度教經文;他偏愛替人圓夢,對玄奧的異象很有興趣,喜愛神秘。

而哈代是一位非常徹底的無神論者,他不相信拉馬努金的神。但是如果從生理學角度來看,盤膝打坐冥想,有利於頭腦放空,摒棄雜念,能夠全神貫注思考數學的問題,這些都是有利於數學推理的,這或許就是哈代所無法理解的女神。

他們在一起的5年裡,寫出了29篇重要的論文,為數學界做出了巨大的貢獻,哈代將這段經歷描述為「我一生中最浪漫的事」!拉馬努金後來患上肺結核。1920年,他的病嚴重惡化,哈代帶著病危的他搭計程車去醫院,當時計程車的車牌號是1729,哈代覺得這個數字毫無規律,認為有不好的徵兆,而拉馬努金迅速說道:「不,1729是個很有規律的數字,它既是1的立方與12的立方之和,也是9的立方與10的立方之和。」然而這次對話成為了兩人最後的故事。

拉馬努金離開英國的時候,哈代非常傷心,當拉馬努金去世的消息傳來的時候,哈代痛哭不已,在哈代致辭當中,他認為自己虧欠拉馬努金太多。後來他在提名皇家學會會員的大會上,認為拉馬努金是原創性的數學思想,對歷史影響無疑是深遠的。

拉馬努金的筆記啟發了幾位菲爾茲獎的工作。他搞出的很多特殊函數、奇怪公式,後來都發現有大用處。

拉馬努金在臨終前,他又夢到了女神,並且用手寫下了最後一個數學公式,這個公式讓同時代所有的數學大師都不解,只能猜測它描述了一種神秘的函數。2012年,這個神秘的公式終於被破解,科學家們說這個公式對黑洞行為的研究具有幫助,然而在100年前,人類根本不知道什麼是黑洞!1976年,有人在劍橋大學圖書館,發現了拉馬努金的第4本筆記,裡面記載了600多個令人匪夷所思的數學公式,後來,隨著人類科技的進步,科學家們發現他那些令人費解的公式,對現代人工智慧、粒子物理、統計力學、電腦科學、密碼技術和空間技術等不同領域起著相當重要的作用,也就是說,他的數學公式引領了人類科學進步幾百年。

拉馬努金的一生具有傳奇性、重要性和啟發性。傳奇是因為他異乎常人的直覺,他一生發現了3千多個奇妙的公式,卻從不給出證明,聲稱是神託夢告訴他這些公式的,而後世的數學家證明了這些公式基本都是對的。這也確立了拉馬努金在數學史上的地位,他被稱為印度一千年來最偉大的數學家。

英國皇家學會是世界上成立最早、影響最為深遠的科學社團,在科學建制化進程中扮演著重要角色,被視為是世界科學界的一面旗幟。拉馬努金被吸納為英國皇家學會會員,標誌著世界科學研究體系對拉馬努金的認同和接受。

拉馬努金的故事看起來很玄幻,卻涉及人類哲學的大問題。

先驗和後驗。

人類獲得知識有兩種渠道,一種認為宇宙存在絕對的真理,因此可以根據思考和演繹推理而得出結論,稱之為理性主義。另外一種,則相信證據,著重認為理論應建立於對於事物的觀察,通過實驗研究而後進行理論歸納優於單純的邏輯推理。經驗主義否定了人擁有與生俱來的知識的觀點或不用藉由經驗就可以獲得的知識。

先驗在拉丁文中指「來自先前的東西」,或引申為「有經驗之前」。近代西方傳統中,認為先驗指無需經驗或先於經驗獲得的知識。它通常與後驗知識相比較,後驗指的是「有經驗之後」,即"需要經驗"。

認識論的基本問題之一是究竟是否存在任何重要的先驗知識。通常來說,理性主義者相信存在先驗知識,而經驗主義者認為所有知識根本上源於某種經驗(通常是外部經驗),即便有先驗知識在某種意義上也不重要。

拉馬努金的故事證明了人類獲得知識渠道的多樣性,冥想、睡眠都有可能獲得高維先驗知識傳遞。同時他單槍匹馬將人類數學知識提升幾百年,證明了先驗知識的重要性。

相關焦點

  • 開掛的數學家——靠做夢夢到3900個數學公式
    小時候拉馬努金家境貧寒,但這卻並不阻礙他的好奇心與思考力。12歲,他開始對數學產生興趣,並開始對等差級數和等比級數的性質展開了研究。15歲,拉馬努金從朋友那裡借來了英國數學家卡爾的《純粹數學與應用和數學概要》,而這本書只是收錄了關於代數、微積分、三角學、解析幾何的5000多個公式,但卻沒有證明過程。
  • 被學校開除卻成為數學天才,只因夢到3900個公式,神真的存在嗎?
    被學校開除卻成為數學天才,只因夢到了3900個公式,神真的存在嗎?在科學為主導的今天,依舊有很多人提出疑問,在地球上真的有神靈存在嗎?在地球上所出現的不同文明當中所信奉的神靈也是各不相同的,在古老的文明當中,神明就是他們的全部。
  • 他從未接觸過高等數學,卻因夢到3900個公式,成世界頂級數學大師
    一般情況下,人們最多會夢見一些莫名其妙且複雜多變的畫面,但是對於一些科學家而言,夢境可能會幫助自己觸發研究興趣和研究動力。斯裡尼瓦瑟·拉馬努金是一位印度高等數學家,但是在拉馬努金的早期經歷當中並沒有出現任何高等數學教育的經驗,然而拉馬努金能夠成為當時最著名的數學家之一,主要是因為拉馬努金有很高的數學天賦,而面對一些古人研究出來的數學公式,別人是在名師的教研室當中獲取。
  • 從未接觸過高等數學,卻因夢到3900個公式,成為世界頂級數學大師
    有人說科學的盡頭為神學,愛因斯坦和牛頓在最後也都相信了神靈,而這位斯裡尼瓦瑟·拉馬努金從未接受過任何高等教育,卻因為夢見3900個公式,成為了全球頂級數學家,他說這是娜瑪卡爾女神告訴他的。12歲時時,他曾經問同學:什麼是數學的最高真理,同學跟他說「畢達哥拉斯定理(勾股定理)」,這讓拉馬努金對數學也產生了興趣,他開始鑽研數學,15歲時,他借到了一本《純粹數學與應用數學概要》一書。
  • 發現一個數學公式,牛嗎?很牛!如果是3900個呢?
    這一切竟源於強大的直覺洞察力(或者叫「數感」),更神奇的是他經常宣稱在夢中娜瑪卡爾女神給其啟示,早晨醒來就能寫下不少數學公式和命題。他所預見的數學命題,日後有許多得到了證實。雖未受過嚴格數學訓練(倒不如說是自學),卻能獨立發現了近3900個數學公式和命題(是的,你沒看錯,獨立發現3900個數學公式和命題)。
  • 3900個公式,讓他成為史上最具創造力的數學家
    普通人拿到這本書,可能也就當成了數學輔導資料,而這本書到了拉馬努金手中,就好似張無忌從白猿腹中取得九陽真經一般。這本書裡介紹了大概5000多個公式,有的公式給出了證明,有的就只是把等價關系列出來,讓讀者去自己摸索。這樣的出書思路實在是太符合拉馬努金的胃口了,憑藉著自己超凡的自學能力,攻克這些定理公式只是時間的問題。
  • 從未接受高等教育,卻因夢到3900個公式,成為全球頂級數學家
    拉馬努金的特別之處在於,他從未受過正規的高等數學教育,居然靠做夢夢到3900個公式,成為了全球頂級的數學家。不過拉馬努金還是接受了基礎教育,10歲時,他就表現出對數字的強烈興趣。其他人研究數學至少都會學習推理證明,拉馬努金卻完全靠直覺。 高中時期,拉馬努金各科成績都很出色;但進入大學後,拉馬努金就開始專心研究數學,這導致他嚴重偏科,不僅失去獎學金,還連著被兩家著名學院開除。1906年後,拉馬努金開始靠做家教維持生計,一邊打工,一邊跟圖書館借數學書,記錄自己的研究心得。
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    只是,天妒英才,這樣一個時代的英傑最終在在32歲英年早逝,但這短短的一輩子卻為後人留下了一筆驚人的財富——3900個或驗證或還未驗證的公式,這是時代巨人留給我們的饋贈,是我們回望數學進程的一座豐碑。拉馬努金的偏科從很小的時候就已經開始,他喜愛那些板板正正的數學公式,卻對基本的語言結構知之甚少,無論在什麼學科的課堂上,他都一心一意暢遊在他的數學天地裡,也正是因為如此,他在學校的成績卻始終令人詬病,加上家境貧寒,無人發現他在數學方面特別的天賦,一顆明珠被掩住光華。
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    然而,在印度歷史上有一位被稱為「未來穿越者」的天才數學家,他的名字叫拉馬努金。儘管他給人類留下了3900多個成果,但他卻被主流科學界所排斥,這到底是怎麼回事呢? 作為天才數學家,拉馬努金給人類留下了寶貴的數學遺產。他給人類留下了3900多個非常神秘的成果。到了1997年,拉馬努金研究成果中的一部分數據在天文學、AI人工智慧、量子物理、計算機科學、密碼學等很多領域廣泛運用,為人類科學事業的發展做出了很大的貢獻。在拉馬努金所在的20世紀一二十年代,這些領域是非常超前的科學理念,當時的人們聞所未聞。
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    世界上總有一些天才,他們擁有我們無法擁有的智慧,並且通過利用自己的智慧,帶動全球人民的智慧,剖析世界,造福人類。天生我材必有用拉馬努金出生在一個清苦的家庭,甚至為了維持生計,必須將家裡的房屋分一部分用以出租,這樣的環境註定不能受到多麼良好的教育,直至十歲才開始真正意義上的學習。他在數學上天賦異稟。
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    在古代和中世紀時期,以莎草紙為載體的書籍和文獻的使用壽命長達數百年甚至數千年,這種耐用性使得古老文章得以保存,比如戈瑪手稿,平民、學者和國王把莎草紙看作珍寶。書中的故事揭示了莎草紙不僅是我們古代歷史的遺蹟,也是了解從古至今思想和信息如何塑造人類的關鍵。莎草論文是人類文明發展的見證和見證,創造了人類歷史的新紀元。
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    拉馬努金出生於1887年,印度泰米爾納德邦的埃羅德就是他的故鄉。沒錯,他是土生土長的印度人,屬婆羅門後裔。母親是傳統的印度居家女性,生有五個孩子,而父親則是最普通的小職員,靠著低微的工資養活全家人。所以,他只好再一次被開除了。也因為如此,拉馬努金雖然有著超學霸級的數學天賦,卻沒一紙文憑。找工作就非常難,最後只好找一個抄寫員的工作,從而勉強養活自己。至於他對數學作出的那些研究與公式,則完全被他放在自己的世界裡,因為根本就沒有人懂。
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  • 從未接受正規教育,生命只有33年,卻發現了3900個公式
    特立獨行的拉馬努金,最終成為了校園裡所有人不願接觸的對象,他沒有朋友,也不關心除了數學以外的事,他嚴重偏科,曾因其他科目不及格被學校屢次開除。對於他而言,整個童年包括學生時代,能夠理解他的,自始至終只有他熱愛的數學。
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    人類每一次思想認識提升,藉助科學,都會帶來人類文明的飛躍。思想變革造成科技變革,科技變革帶來文明提升。因而,可以說,科技是人類進步的決定力量。但科技進步是靠什麼來推動的呢?推動人類科學進步的四大基石是思想、邏輯、數學、實驗。
  • 九旬老農花40年推導數學公式,專家:要是在古代,他就是祖衝之
    人類進步需要不斷的探索實驗。——題記人類的發展是通過不斷更新的科學技術進行的,而研究科學最不可缺少的便是鍥而不捨的求知精神,因此有些事情我們不僅要注重結果,也不能忽視過程。其實就連這個「1+2」陳景潤也是花了無數個日夜演算得來的,科學界就是需要像他們這樣鍥而不捨精神的奉獻者,才能推動社會進步。比如現代力學的高階推進很多都是基於牛頓的萬有引力的基礎演變而來,才有後面的實踐。