朱國軍 葉軍
2013年11月4日,廣州恒大俱樂部貼出了亞冠決賽第二回合的海報,主題是“11月9日,我們共同解答,冠軍終歸這里”。海報中列出兩個恒等式代表恒大與首爾第二回合的預測比分。海報的寓意是,決賽終將以3:0奪冠。
11月9日,比賽當日,廣州恒大隊最終以主場1:1戰(zhàn)平首爾FC,以總比分3比3奪得亞冠冠軍?,F(xiàn)實雖然和理想相去甚遠,但預測畢竟只是預測,這個有點僥幸的結果對中國足球來說,已經(jīng)足夠慶賀一下了。恒大奪冠,對中國足球和大部分球迷來說,無疑是難得的喜訊,讓很多數(shù)學好或者不好的球迷一起去重溫這份海報。一時間,一份足球海報擔任了數(shù)學科普的角色,數(shù)學以一種奇特的姿態(tài)展示在世人面前。勉強得到的冠軍畢竟還是冠軍,怎么說總讓這兩個奇特的式子獲得了向大眾一露微笑的機會,其“教學效果”好像比數(shù)學老師在黑板上講n遍好得多。那么這兩個式子的意思究竟是什么呢?
左邊的是拉馬努金恒等式,結果等于3;右邊的是歐拉公式eπi+1=0。
拉馬努金(1887~1920),印度數(shù)學家。家境貧困,少年時代即顯示出對數(shù)學較強的直覺和洞察能力,10歲進入中學,通過自學的方式學習數(shù)學,14歲左右就顯示出自身的數(shù)學天才。成年以后,他的數(shù)學成果引起英國著名數(shù)學家哈代(G.H.Hardy)的關注,經(jīng)引薦,拉馬努金到英國跟隨哈代學習數(shù)學,接受系統(tǒng)的數(shù)學訓練,后因健康問題回國,不久去世。拉馬努金的數(shù)學天才以偉大的洞察力著稱于數(shù)學界,簡單地說,拉馬努金不是“證明”數(shù)學公式,而是直接“發(fā)現(xiàn)”公式。如下面的與圓周率有關的級數(shù)公式:
無人知道拉馬努金短暫的一生對現(xiàn)代數(shù)學的損失究竟有多大,哈代在回憶中評價他和這位學生的合作,說和拉馬努金的合作是“我一生中最浪漫的事件”。
國際上主要有兩項拉馬努金為名的獎:SASTRA Ramanujan Prize和The Ramanujan Prize。前者由拉馬努金的故鄉(xiāng)在2005年創(chuàng)立,頒發(fā)給年齡不超過32歲的年輕數(shù)學家,獎金一萬美元。2006年的獲獎者,是澳大利亞的華裔數(shù)學家陶哲軒。后者The Ramanujan Prize由ICTP(國際理論物理中心)2005年創(chuàng)立,頒發(fā)給發(fā)展中國家的優(yōu)秀數(shù)學家。獲獎者的年齡不超過45歲,清華數(shù)學中心訪問學者張偉榮獲2010年SASTRA Ramanujan獎。
下面的故事能充分說明拉馬努金對數(shù)字的敏感和洞察力。有次拉馬努金生病,哈代前往探望。哈代說:“我乘出租車來,車牌號碼是1729,這個數(shù)沒什么意思?!崩R努金答道:“不,那是個很有趣的數(shù)。在可以表示為兩個數(shù)的立方之和,而且僅有兩種表達方式的數(shù)之中,1729是最小的。”(即1729=13+123=93+103,后來這類數(shù)被趣稱為“的士數(shù)”)哈代的好友,同樣是數(shù)學家的利特爾伍德聽了這個故事后評價說:“每個整數(shù)都是拉馬努金的朋友?!?/p>
如果把所有的根號擦去,剩下的數(shù)字是:1,2,1,3,1,4,1,5,1,6,1,7,1,8…相當于在自然數(shù)列1,2,3,4,5…相鄰兩個數(shù)之間中插入1。掌握這一規(guī)律,不需要很多的數(shù)學知識,你也能把拉馬努金恒等式隨意寫下去,它們的值都等于3。
網(wǎng)上有人指認,書寫恒大比分的筆是一種“名牌鋼筆”,而書寫首爾隊比分的筆不過是普通的圓珠筆,此中意味,似乎不言自明。廣告設計者若真的在書寫工具上企圖給出某種暗示,以求迎合國內球迷的求勝心理,似乎毫無必要。要知道,歐拉公式eπi+1=0,其數(shù)學內涵,絲毫不比前一個公式遜色:在一個簡短的式子中,把數(shù)學中最常用的5個數(shù)e(自然對數(shù)的底數(shù),e=2.718281828…也是一個無理數(shù))、π(圓周率)、i(虛數(shù)單位)、1、0連接起來,該公式被評為“最美的數(shù)學公式”。只不過,要給廣大球迷順便科普一下歐拉公式,好像沒那么容易。
(作者單位:南京師范大學附屬中學江寧分校)