他写下一个数学猜想,称超好证明,误导后人300年,最终证明写满500页纸!
》人们常用冰山上的一角,来形容在海里的浮冰淹没在水下的那巨大体积。
其实,在这个世界上,很多事情都是只露出一个简单的表面,而在背后隐藏着极其复杂的机理。
》1673年,法国数学家皮耶.德.费马写下了费马大定律,Xⁿ=Yⁿ+Zⁿ,在n>2的时候没有正整数解。
这个定理看上去非常像勾股定理的推广,如果n等于2的时候,X、y、z分别可以取5、4、3。当时,费马在《算术》一书正文内页的空白处,随手写下了这个定律。并且,他在这个定理旁边写了一行批注:我已经想到了一个绝妙的证明方案,但是因为书页留下的空白太窄,我写不下了。
正是因为费马的这句话,坑死了后来的数学家们。因为后来的人,用了九牛二虎的洪荒之力也证不出来。看来,费马应该叫费牛、费虎比较合适,
》这是一座比珠穆朗玛峰还要高的山,被误导的人以为只要穿着拖鞋和短裤,就能翻越。
第1个上当的人是著名数学家欧拉。欧拉殚精竭虑,怎么也搞不定。然后他就去翻费马的手稿,终于在一个不起眼的地方找到了费马对n=4的证明,并且费马留下了一个解题思路:降阶法。降阶法的思路就是说,先找到任意一个足够大的n,证明定律成立。然后再从n往下降级。欧拉按照这个思路终于把n=3的情况证明了。
然而,从本质上讲,费马给出来的这条道路是完全错误的。这是费马第2次误导后面的数学家,把几乎所有的数学家都指挥到一条死路上去。300年后数学家们才从这个坑里爬出来,重新寻找其他的道路。
不过这中间有一个插曲,一个业余数学爱好者,因失恋而打算选择自杀,后来因为沉迷于费马大定律的证明而放弃了自杀的念头。
》由于费马大定律超难证明,但是其所代表的意义又特别重要,所以无数的数学家选择打算攻克这个难关,但是都无功而返。
费马大定律的意义并不在于这个定理本身,而在于他证明的过程中会催生一大批其他的理论发展。在证明费马定理的过程中,已经诞生了7门数分枝学科。
进入20世纪80年代的时候。由于计算机技术的发展,人们尝试用计算机来解答费马定律,沿用的就是费马给出的老方法,穷举法以后再降级,依靠着计算机的强大能力,终于可以把N的数字推进到10万以上,其实这是一条死路,不能算是真正的证明。
》转机发生在1986年,在普林斯顿大学任教的数学家安德鲁怀尔斯,准备挑战费马大定律的证明。
但是怀尔斯没有沿用以前数学家们走过的老路。他准备沿着另一条道路前进。而开辟这一条道路的,却是与费马大定律不相关的两位数学家。他们是日本的谷山丰和志村五郎,这二位老哥原本研究的是椭圆曲线和模函数,他们联合提出了一个“谷山~志村猜想”。后来,德国的数学家吉哈德佛雷意识到“谷山~志村猜想”,蕴含费马大定律,这颇有一点“对面不相识,何人忽此逢”的感觉。
怀尔斯就是准备沿着这条路走下去。他先准备了一年半的数学资料,然后开始了长达将近10年的研究。
终于,在1994年10月,安德鲁怀尔斯改掉了证明过程中的所有缺陷,完成了对费马大定律的证明。
怀尔斯的证明过程,演算稿纸写满了500页A4大小的稿纸,证明过程之曲折与繁复,几乎相当于重建了半个数学王国。
整个数学界这个时候才明白,在此之前那些走在费马指出道路上的人全都是走进了一条死胡同。
1995年,费马大定律的证明被发表在《数学年刊》,经过精简的证明过程,也有130页。因为证明过程实在太长,被单独刊列在第141卷上。
》费马大定律的证明给人们带来的深刻启迪:那些看似简单的现象背后蕴含着极其复杂的机理。
很多时候人生就是如此,困难之所以成为困难,就是因为没办法解决。如果强攻的办法不行,曲折迂回是一条很好的办法。
怀尔斯因为证明费马大定律,获得了1996年的沃尔夫奖。按照他的贡献,他理应获得数学界的诺贝尔奖~菲尔兹奖。但是菲尔兹奖有一个规定,只奖励年龄低于40岁的数学家。很可惜,安德鲁怀尔斯已经超过这个界限了。但是他的贡献太伟大了,所以菲尔兹奖的评选委员会决定给他一枚银牌,这也是有史以来第1枚银牌,而且也是最后一枚银牌。从含金量来说,这枚银牌比很多金牌含金量都高。