大家好,我是凡塵晨曦。今天我們來聊一位被人們稱之為從未來穿越而來的偉大數學家,拉馬努金。拉馬努金之所以被人們稱為從未來穿越而來的數學家,是因為在他短暫的一生中,留下了多達三千九百個非常神秘的數學公式及命題。
這些公式及命題一度就像是一個未被發掘的神秘寶藏一樣,被塵封在拉馬努金的筆記中。直到一九九七年,其中的一小部分才被證明在研究黑洞、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等不同領域都起著相當重要的作用。
而在拉馬努金所處的那個時代,以上這些領域甚至都還沒有建立起雛形。另外,這個神秘的數學寶藏,還曾經啟發了多個致力於研究這些神秘公式及命題的數學家,使他們得到了相當於數學諾貝爾獎的菲爾茨獎。所以這些短暫一生中,為人類留下了至今還未被完全發掘的概念,遠超當代的神秘數學寶藏的拉馬努金,被稱為從未來穿越到那個時代的偉大數學家,也就顯得尤為貼切了。
拉馬努金的導師兼好友,也是他數學之路伯樂的英國皇家學會成員數學家哈代曾經說過。他一生中對於數學最大的貢獻並不是他的一些研究成果,而是發現了拉馬努金。而且最讓人感到費解的是,這個一生中都是無神論堅實擁躉的數學家,曾經公開表示過,據拉馬努金本人所述,他所書寫的每一個公式其實都來源於自己家族女神那馬吉利。
而且拉馬努金還多次鄭重其事地告訴阿呆,世界上的所有宗教都是一樣正確的。神的確存在。一八八七年十二月二十二日,拉馬努金出生在印度東南部,泰米爾納德邦的小鎮埃羅德。他的家族是印度種姓等級最高的婆羅門。
但是拉馬努金的家庭並不如我們想像中的富裕,他的父親只是一個月收入只有二十盧布的普通職員。這樣微薄的收入,對於當時的印度普通家庭來說,也只能勉強的解決溫飽而已。拉馬努金不同於其他的天才和偉人,他並沒有在童年時期就顯露出一些異於常人的優勢。直到一八九八年,十歲的拉馬努金按部就班地進入了當地的一所中學。在那裡,當他第一次接觸到數學這門學科時,才開始慢慢顯露出他的天賦異稟。
在當時,由於家境貧寒,拉馬努金的父母只能將一部分房間出租,用來緩解經濟壓力。而巧合的是,他們的房客剛好就是兩個政府大學的學生。對於數學非常感興趣的拉馬努金,得到了這兩位房客的幫助。到十三歲時,拉馬努心就已經掌握了從房客那裡借來的高等三角形的全部知識。
中學時期的拉馬努金不僅作為學生獲得了多個數學相關的榮譽證書和獎學金,他甚至還幫助學校處理一些比較繁雜的統籌工作。最為人津津樂道的就是他能在很短的時間內,幫助校長把一千二百個有不同學習需求的學生,分配給教授不同科目的三十五個教師。也就是說拉馬努金所在學校的學生分班和安排課程的繁雜工作,對於他來說就像是一加一等於二一樣減的。
就他當時的一些校友回憶,同學包括老師,很少可以理解他在想些什麼,他似乎對所有我們關注的事物都提不起任何興趣。所以同學和老師們,都只好對他敬而遠之。不過在數學方面嶄露頭角的拉馬努金,在其他科目上表現的卻是一塌糊塗。他沒辦法在除數學之外的任何學科上集中精力,所以導致他嚴重偏科。
而就在這一時期,拉馬努金從房客那裡得到了一本叫做純粹數學與應用數學的基本結果概要的公式彙編書籍。這本書裡匯總了五千多條數學公式和定理,但是書裡都沒有展示過具體的證明過程。如獲至寶的拉馬努金就運用自己一套非常獨特的證明方法,一 一對書裡的公式進行推理、驗證,然後再在其中觸類旁通,將自己一些新發現都記錄在那個之後流傳甚廣的神奇筆記本裡。
也就是從這個時期開始,拉馬努金逐漸發現了一個神奇的、非常規的數學推理方法。也就是在夢中依靠他的家族女神,給予他某種神秘的指示。如果他有想不明白的任何數學問題,或者是對某個公式的正確性拿不定主意,她只需要集中精力的思考這些問題,家族女神就一定會在她半夢半醒之中,給予她確定的答案或者靈感。
根據拉馬努金說,這就是他所有靈感的來源。這樣的神秘方式也一直貫穿著他的數學生涯。也為他偉大而短暫的一生,增添了一抹神秘的色彩。
一九零四年,中學畢業的拉馬努金開始考大學,但是由於極其嚴重的偏科,導致他連續兩次都沒有考上。之後總算是在一九零六年才勉強考取了當地的一所大學,但即便是上了大學,他仍然因為對數學的狂熱導致大面積掛科,面臨著被學校開除的窘境。
這對於本就一貧如洗,還在勉強供他上學的父親來說,是無法原諒的錯誤。為此,父子二人的關係也開始變得異常緊張,雙方都無法理解和諒解彼此的行為。很快在一年之後,二十一歲的拉馬努金就輟學了。父親為了讓他可以從不切實際的數學世界中抽離出來,煞費苦心的為他娶回了當時只有九歲的妻子賈娜吉。
成家之後的拉馬努金也確實感受到了作為丈夫的責任,為了這個小小家庭的生計慢慢冷靜,只好開始努力尋找工作。可是對於他來說,除了研究數學,他又能幹些什麼呢?拉馬努金只好每天拿著自己記錄著各種複雜公式的筆記本,漫無目的地四處碰壁,結果也不出所料,大部分公司拒絕了這個行為古怪的年輕人。最終還是在父親和家族的幫助下,在當地的港務信託處,為他找到了一份工作。
而幸運的是,他得到的這份工作原因是由於港務處經理,英國人拉奧意識到拉馬努金在數學上的天賦。所以願意為他提供一份每月都可以領到全額工資,但是只需要他在家潛心研究數學的所謂的工作。由此我們也可以看出英國人對於數學的重視,這也解釋了英國為什麼可以在很長一段時間都處在數學研究領域的領先地位。
沒有了後顧之憂的拉馬努金,從這時開始,算是真的可以毫無顧忌的徹底拖入那個令他心馳神往的數學世界了。時間很快來到了1911,拉馬努金在這一年發表了人生中的第一篇論文。當看到印度數學會會刊刊登了自己論文的那一刻,拉馬努傑更加堅定了自己的信念。
同時論文的發表也向所有認為他一無是處的人證明了自己的價值。可是很快拉馬努金就遇到了一個問題,因為自己的研究太過於深奧,以印度當時的整體數學水平,竟然沒有一個可以幫助拉馬努金證實和拓展自己數學研究的導師。於是在英國人拉奧的建議下,拉馬努金試著把一些研究的成果通過信件的方式郵寄給了當時的幾位權威英國數學家。
在遭到了幾次拒絕後,一九一三年的一月十六日,拉馬努金決定再次將自己的成果寄給節目開頭我們介紹到的英國皇家學會成員。劍橋大學三一學院的數學家哈代在信中拉馬努進坦承自己沒有接受過大學教育,只是讀完了中學課程。但是,本地的數學家在看了他對一般的發散級數所做的專門研究之後,都稱讚其結果是令人驚奇的。作為一個名人,哈代但其實經常接收到類似的信件。
寄信人大多是一些自以為天縱奇才,卻鬱郁不得志的青年。他們有的聲稱自己證明了金字塔預言的智慧,有的聲稱自己破譯了隱藏在莎士比亞劇本中的密碼。而最終目的無外乎是希望得到哈代的認可和支持,以此提升自己的地位。
在哈代看來,這封印度的來信大概也是如此。但是打開信封的哈帶看到的是整瘋,除了幾句簡單的英文,完全是用代數、三角及微積分語言寫成的各種公式及命題。之後哈代就按部就班的進行了自己一天的工作。而那封來自印度的信件卻一直在他的腦海裡翻騰。最終,哈代決定找到自己的好友、數學家李特爾.伍德,一起研究這封信上的公式。
漸漸地,他們發現,這些看似混亂的都市背後閃耀著天才的光芒,自己正在審查的也許是一位數學奇才的動物。很快哈帶就回信誠意邀請拉馬努金,希望她能夠到劍橋大學來深入交流。收到回信的拉馬努金激動的簡直不能相信這一切的真實性,被自己宗主國最高學府的數學權威認可,是一件連做夢都不敢想像的事情。可是這時卻有一個對拉馬努金來說,巨大無比的難題,給他通往夢寐以求的偉大數學之路蒙上了一層揮之不去的陰影。
因為拉馬努金屬於婆羅門種姓,根據信仰規定,婆羅門是不允許出海的,而且作為印度種姓中最高等的一級,為了離神更近,他們只能吃素,更嚴格的人甚至連辛辣食物都很少吃。而如果拉馬努金違背了婆羅門的信仰,選擇遠渡重洋去往英國的話,那麼它的種姓將會被剝奪。
而其實更讓他擔心的是,一旦違背了自己的信仰,那麼家族女神那麼吉利將再也不會在夢中為自己開始。這樣的結果對於拉馬努金來說,無異於親手結束了自己的夢想。無可奈何的拉馬努金只好日日向家族女神虔誠的祈禱,希望得到女神的許可。終於在連續虔誠的祈禱了幾個月之後,拉馬努金在夢中得到了女神的首肯,此時的拉馬努金終於掃除了一切障礙,正式踏上了那艘通向偉大的巨輪。
來到劍橋大學的拉馬努金,被眼前這座歷史悠久、名家輩出的學府深深的震撼。他感受到這裡的每個角落無不蘊藏著那些大師們,曾經的努力、付出和被他們一點點澆灌出了深厚的知識底蘊與榮耀。這正是拉馬努金,所憧憬的最神聖的知識殿堂。
與哈太正式見面的拉馬努金,本以為來到這裡就可以毫無顧忌的大展拳腳,與哈代一起發掘更多的數學奧秘。可是由於拉馬努金對於公式及定理的獨特證明方式,並不能夠說服所有正統的數學家,所以哈代告訴他,必須去參加三一學院的一些相對基礎的數學課程,來補足它存在的短板。
其實這樣的安排也透露出哈代的一些無奈,因為就在哈代向學院提出讓拉馬努金進入劍橋的時候,是有非常大的反對聲音的。僅憑拉馬努金信中那些沒有經過數學嚴謹推理證明的所謂的研究成果,在反對者眼中是根本不具有說服力的。
在他們看來,拉馬努金的公式就好像是一個瘋子告訴你一條,他認為亙古不變的真理。但是,當你問他如何證明這是一條真理的時候,他卻說著你根本聽不懂的語言來證明這條所謂的真理。其實對於任何學科來說,無法通過嚴謹的方式去驗證是否正確的公式或者定理,都是根本毫無價值的。
因為它很可能只在部分情況下使用,而一旦將它套用至任何情況,那麼很可能就會因為誤差太大或者其他什麼原因不再使用。所以那些真正的經過嚴謹證明了,在任何情況下都適用的公式及定理,才會顯得尤為可貴。甚至稱他們為真理,也毫無違和作為。從一開始就接受了正統數學訓練的哈代來說,他深知擁有證明一個公式的能力和具備發現公式的能力,在所有主流數學家眼中是同樣重要的。
他甚至說過,你不需要去證明所有的公式,哪怕是證明一兩條也可以。因為這對拉馬努金以後的學術生涯來說,不但可以摒棄掉那些質疑的聲音,更重要的是。只有在主流數學家眼中具備了嚴謹的數學證明能力,才會讓拉馬努金在這樣一個所謂正統的最高殿堂站穩腳跟。
但是拉馬努金在一開始並不能理解哈代的苦心,他對於哈帶讓自己去接受那些相對基礎的數學訓練,掌握所謂的正統嚴謹的數學證明能力完全不以為然。甚至他覺得自己付出了違背信仰,冒著被剝奪種姓的巨大風險,拋棄家庭隻身來到這裡,並不是為了做這些相對基礎的、無意義的訓練和學習的。
心生牴觸的拉馬努金,在數學家霍華德的課堂上明顯展現出了自己的情緒。結果他被叫上了講臺,被要求在黑板上完成霍華德正在講解的題目,毫無懸念的讓馬總監直接在黑板上寫出了答案,沒有任何的過程。霍華德大吃一驚,問他是怎麼知道的,拉馬努金回答說自己也不清楚,就這麼寫下來了。
很明顯它具備直接描述規律。也的驚人天賦。但是這樣的天賦卻讓通過辛苦努力才能成為數學家的霍華德,感到了巨大的恥辱。惱羞成怒的霍華德,直接將他口中的這個小東方佬趕出了課堂,並且警告拉馬努金以後不許在他的課堂上玩這種把戲。
這件事情之後,哈代與拉馬努金進行了一次長談。哈代把急於得到認可的拉馬努金拉到了劍橋的萊安圖書館,他告訴拉馬努金。人的一生獲得榮譽的方式有很多種,對於我們來說被選為院士就是一種。但在我看來,在我們離世之後,能在萊安圖書館中留下一筆遺產才是最偉大。一旦我們成功了,我相信這些筆記在這裡會有一席之地。
很明顯,這段話足以讓拉馬努金明白什麼是虛名,什麼是真正的價值。終於,拉姆母親開始嘗試做一些自己公式的證明工作,也開始虛心接受霍華德課堂上的知識。雖然他嘗試用所謂正統的數學方式做出的證明漏洞百出,但是哈代為了鼓勵拉馬努金,還是嘗試將他的一個公式做了證明,並且公開發表。
倍受鼓舞的拉馬努金再次燃起了鬥志,他被哈帶帶到了系主任—組合數學的先驅麥克馬洪那裡。因為麥克馬洪認為拉馬努金不可能完成整數拆分,只有自己才有可能成功。因為唯一的辦法是用漫長且痛苦的計算才能夠實現,麥克馬洪告訴哈代和拉馬努金,到時候你們就會知道,你們兩個空想出來的公式是錯的。然後你就可以滾回那個與世隔絕的印度。
可是不服輸的拉馬努金並不接受這樣的輕視與侮辱,他當即就給麥克馬洪下了戰書,說他會用自己的公式計算出二百的整數拆分全排列,而且一定是正確的。而當這個戰局的結果展現在三人眼前的時候,拉馬努金套用自己的整數分拆公式得出的答案。竟然真的如他下戰書時的自信一樣,答案和麥克馬洪用了幾周的手算,結果誤差不到百分之二。
被眼前這個事實震驚了,麥克馬洪領略到了這個天才少年的強大實力。雖然拉馬努金的公式仍然不夠精確,有待進一步的突破,但是這足以讓他立即糾正了自己的偏見。也打從心裡開始慢慢接受,這個來自印度的天才少年。而就在此時,拉馬努金就開始感到了身體的極度不適。由於當時正值一戰的爆發,食物供給嚴重不足,加上他又是一個堅定的素食主義者,嚴重的營養不良讓他開始經常性的咳嗽,而且時常覺得腹痛難忍。
去醫院檢查後,拉馬努心得知自己患上了在當時還沒有任何可靠治療方法的肺結核與肝寄生蟲病。但是他並沒有把這一切告訴哈代,因為在這一時期兩人正在合作進行整數拆分公式進一步的突破性研究。就在同時,哈代為了鼓勵拉馬努金。還為他申請了31學院的研究員資格,然而事與願違,學院裡以霍華德為首的反對者,在投票時都選擇了不支持拉馬努傑的申請,研究員的資格落空了。而且拉馬努金的病情也在這個時候進一步惡化。
當醫生告訴拉馬努金他已經時日無多的時候,他想要堅持下去的信念徹底崩塌了。由於母親擔心拉馬努金如果將妻子接去英國,就不會再回到故鄉,所以一直將兩人的信件暗自扣下,導致夫妻兩人的誤會日漸加深。想到自己背井離鄉之後,妻子再也沒有與他有過任何的交流,感覺自己被全世界拋棄的拉馬努心選擇了臥軌。不過幸運的是,他被好心人救下送去了醫院。當哈代得知拉馬努金的病情後,才知道自己疏忽了對他個人生活上的關心與照顧。
在哈代耐心勸導和醫院的精心治療下,有所好轉的拉馬努金終於再次打起了精神。兩人就在病房內繼續的整數拆分攻勢,進一步的突破性研究。終於在二人不懈的努力下,他們得到了突破性的進展,誤差值已經達到了千分之四。這樣歷史性的成果,徹底將所有對於拉馬努金的質疑一掃而空。
而且哈代為了可以讓拉馬努金進一步的振作起來,也開始四處奔走,為這樣的天縱之才證明。他被拉馬努金申請了根本沒有先例的英國皇家學會會員資格,而這一次,所有質疑者在毋庸置疑的歷史性突破面前,再也沒有了反對的底氣。
終於,病床上的拉馬努金受到了成為皇家學會會員的邀請信。這個來自南印度沒有接受過正規教育的小職員,終於通過自己的努力,達到了任何人都難以企及的人生高度。這就是拉曼鬥琴的故事,它就是以這樣一種神奇的方式,
為我們留下了一段神秘而偉大的故事。當然最重要的還是那些等待著人們進一步發掘的數學法。
好了,這期文章就想和大家聊聊這個有趣的故事。下期,咱們「轉世人」是否真的存在?那今天就聊到這,如果你有什麼猜測,就在評論區和大家分享一下吧。喜歡的別忘了關注我,下期再見,拜拜。