#早读#447《费马大定理:一个困惑世间智者358年的谜》
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今天是小一大书建群的第727天
#早读#447 2017年4月24日 周一
一、图书简介
本书以叙述毕达哥拉斯兄弟会的大变革时代开始,以数学家安德鲁·怀尔斯寻求费马难题解答的个人奋斗经历结束,讲述了费马大定理的证明历程。费马大定理与数学发展史有着千丝万缕的联系,触及到数论中所有重大的课题,它对于“是什么推动着数学发展”,抑或更重要的“是什么激励着数学家们”提供了独特的见解。大定理是充满勇气、欺诈、狡猾和悲惨的英雄传奇的核心,牵涉到数学王国中所有最伟大的英雄。英国《快报》评论,“这个故事含有最激动人心的故事的所有成分:一个费解的谜题,一代代精英的雄心壮志和折戟,一个秘密工作数年的天才实现了他的童年梦想”。
二、作者&译者简介
作者:西蒙・辛格(Simon Singh),生于英国萨默塞特郡,具有印度旁遮普血统,曾在伦敦帝国学院学习物理,并获剑桥大学粒子物理学博士学位。在BBC电视台《明日世界》工作5年后,参与了1996年获奖纪录片《地平线:费马大定理》的制作和导演。1999年出版《密码故事》一书。
译者:薛密,复旦大学数学研究所《数学年刊》编辑部编审。毕业于上海交通大学,长期从事英文编辑工作,译有《费马大定理》、《上帝的方程式》等多本著作。其中《费马大定理》一书获第四届“全国优秀科普作品奖”三等奖,其繁体字版《费玛最后定理》获第一届“吴大猷科学普及著作奖”佳作奖。
三、精彩摘录
1.如果一个人会如此痴迷于一个结果会导致他死亡的几何问题,那么数学必定是世界上最迷人的学科了。
2.只要研究某个问题时能在研究过程中产生出使人感兴趣的数学,那么研究它就是值得的——即使你最终也没有解决它。
3.解答某个数学问题的欲望多半是出于好奇,而回报则是因解决了难题而获得的单纯而又巨大的满足感。
四、悦读者荐
在道长的《一千零一夜》知晓这本人物传记式的科普书,被其逻辑有趣又深刻的讲述吸引,更被数学家为一个定理前赴后继的热情和数学的独特气质打动。买书细读,果然是很有意思的阅读体验:微观细察数学的迷思和无穷魅力,宏观觉知数学作为绝对真理的事业,打开一个个美丽和充满智力挑战的世界,也造就历代数学家艰辛卓绝又乐此不疲的奋斗历程。
1.定理之源起。费马出生于1601年的法国小镇,是历史上最杰出的和最有迷惑力的数学家之一。他其实是个业余数学家,本职工作是公务员(法官),工作之外的全部时间都用在了爱好——钻研数学上。在研究丢番图的《算术》时,费马在页边空白写下定理,“x^n + y^n = z^n,当整数n >2时没有整数解”,它由毕达哥拉斯定理x^2 + y^2 = z^2(在一个直角三角形中,斜边的平方等于两直角边的平方之和,类似中国的勾股定理)变异而来。费马绝对确信没有任何整数组合会准确地适合这个方程,并且做出了证明,但却打趣因页边空白不够,没有写下来,因此为后世留下未解之谜。这个貌似简单的定理证明起来绝不简单,因为不可能将无穷多个数一一核对,就像毕达哥拉斯也不是通过核对每一个三角形来证明他定理的正确一样。“判断一个数学问题是否是好的,其标准就是看它能否产生新的数学,而不是问题本身”,这种迷宫式的繁复和智思,正是数学的魅力所在。
2.数学之迷魅。(1)绝对正确。从毕达哥拉斯把数奉为一种信仰,认为凡物皆数,创建毕达哥拉斯兄弟会,最后因数而死;到普林斯顿大学数学家安德鲁·怀尔斯,10岁时偶然被费马大定理吸引,以证明大定理为梦想激励他独自默默奋斗7年。“真正能激发人们热情的正是数学家们自己,以及他们谈到费马时表现出来的那种深情”,这种热情激发历代数学家愿为真理执着并奉献一切。
(2)悲喜两重天。数学之路的险峻能使人执迷至自杀,如证明大定理的关键理论谷山-志村猜想的提出者之一谷山丰;数学的有趣也能挽救人的生命,如德国实业家保罗·沃尔夫斯凯尔,因被一漂亮女性拒绝准备自杀,这个感情强烈但不鲁莽的男子谨慎地计划好自杀流程,做事的高效使他在自杀时间前几个小时即处理好了重要商业事务和遗嘱,然后到图书室里翻阅数学书籍消磨时光,偶然发现一个著名数学假定的严重缺陷并被证明过程吸引,以致错过了自杀时间,重新唤起了对生命的欲望。
(3)全民瞩目。费马大定理不仅吸引了数学家,更引发坊间的各种关注,1988年日本数学家宫冈洋一声称证明了大定理,事后被推翻,当时纽约第八街地铁车站随即出现了乱涂在墙上的俏皮话:
“x^n + y^n = z^n:没有解
对此,我已经发现一种真正美妙的证明,
可惜我现在没有时间写出来,因为我的火车正在开来”。
1993年当怀尔斯证明大定理后,一夜成名,一家国际制衣大企业甚至请这位温文尔雅的天才为他们的新系列男装做广告。
3.数学之奇妙。数的神奇之一为亲和数,即对数中的一个互为另一个的因数之和,比如220的因数1,2,4,5,10,11,20,22,44,55,110之和是284;284的因数1,2,4,71,142之和是220。对数220和284被认为是友谊的象征;中世纪出售的一种护身符上也刻有这两个数字,被认为佩戴能促进爱情。数的美妙还体现在音乐的和声与数的调和关系上。如毕达哥拉斯发现数值的简比在音乐和声中起决定作用,即弦在不同的长度固定会产生不同的音,和音只在非常特殊的位置出现,如1/3,1/4,或1/5处固定弦产生不同和音。
书末附录部分还列示了毕达哥拉斯定理、丢番图年龄谜题等数学题的经典证明,寥寥几步,初中数学水平即可解。至此再也不能以智商不够或纯文科生为借口对好(hǎo)玩儿又好(hào)学的数学“视而不见”了!
悦读者们,周一红色热血日快乐!
作者&编辑:乐白,五色先锋队白色代言。
【栏目名称】早读
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