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爆炸吧知識
大家上學的時候有沒有想過:在數學試卷上調戲閱卷人。
想想小天,會都不會寫,還調戲閱卷人?想都不敢想。
但一個知乎大佬就做了。他居然用費馬的原話作答:我已經想到了一個極佳的證明方法,只是這裏地方太小,我寫不下。
然後...................
老師給了他-2+-4分。
試卷果然沒有費馬好看。
小小費馬才能多
費馬,全名皮埃爾.德.費馬。1601年出生於法國博蒙.德.羅馬涅。父親是個皮革商人,母親是個穿袍貴人,費馬沒有大頭也不用擔心喫穿用度啥的。
嚴格來說,費馬不算是父母拉扯大的,因爲費馬的啓蒙教育被舅舅橫插了一大腳。
就是這一腳,讓費馬成了啥啥都會的小全才。
舅舅受過良好的教育,但他的教育方式卻很簡單粗暴且有效:甭管是什麼,都丟過去“圍攻”費馬就對了,突圍後,費馬也就成了“琴棋書畫”樣樣精通的“大家閨秀”。
你覺得小天在瞎說?費馬可是精通五國語言:法語、意大利語、西班牙語、拉丁語和希臘語,還有着各種各樣的興趣愛好呢!
從這我們就可以看出有一個有先見之明的長輩多麼重要:30年後,費馬將興趣轉向數學。還好費馬有語言優勢,不然就看不懂那些數學大師的書(拉丁文書),更不可能用拉丁文寫書了(是什麼書後面再說)。
鬆開舅舅的大腿後,14歲的費馬來到了博蒙.德.羅馬涅公學學習。
這時的費馬也和我們一樣迷茫着:唉,以後往哪條道走啊。
畢業後,走在時尚前沿的費馬先後在奧爾良大學和圖盧茨大學學習法律,才確定了第一條人生道路:法律。
爲什麼說費馬走在時尚前沿呢?
在17世紀的法國,男子最體面的職業就是當律師,男子學習法律成爲時髦,也讓人欽佩。
畢業後,費馬如願成了律師。
作爲律師,費馬在圖盧茨地區淨被人誇,還從圖盧茨院顧問升至圖盧茨院大法官。在職期間,費馬從不濫用職權,爲人清廉,深受人們的尊敬和愛戴。他還淡薄文雅,不愛拋頭露面。
但一個有研究成果的人,爲什麼會不想出來顯擺顯擺呢?
原來啊,在當時的法國,爲了保持法官的公正性,法官們一般都宅在家。費馬想愛拋頭露面都不行!更別說他自己還非常佛繫了!
不過,即使費馬這麼不愛拋頭露面,小天還是發現了一個大瓜(小道消息):費馬曾爲了提高地位改名,貌似是從皮埃爾.德.費馬改爲皮埃爾.費馬。
那之前不是說費馬談薄名利嗎?現在怎麼又說費馬爲了地位改名呢?
一切........都是爲了愛情啊!
費馬喜歡一個貴族的小姐,但是當時的法國十分重視出身,結婚更是講究門當戶對,但費馬的父親卻只是一個商人。難道一份良緣就這樣斷了?
怎麼可能!
費馬排除萬難娶到了貴族小姐,但生活中還是不免有一些摩擦。
這時候費馬一個激靈,母親是貴族啊!於是費馬就改姓跟着母親姓了,從此踏進了貴族的圈子,地位能不上升嗎?
半路和尚成就多
作爲數學家,費馬是個名副其實半路出家的“和尚”。
人生都過半了,30歲的費馬才發現數學有點意思開始捯飭數學,將數學作爲自己的興趣愛好(上文說了哦,他的本職是律師)。
費馬發現數學有意思,還是源自一個古人的失傳書。
這個古人是公元前三世紀的古希臘幾何學家阿波羅尼奧斯,失傳的書叫《平面軌跡》。1629年以前,費馬便有了一個大膽的想法:重寫這本失傳的書。
沒想到,這個大膽想法竟然還成真了!
費馬只用兩個步驟就把想法變成了現實。
一、用代數方法對阿波羅尼奧歸於軌跡的一些失傳的證據作了補充。
二、對阿波羅尼奧圓錐曲線論作總結和整理。
1630年,阿拉伯文版的《平面與立體軌跡引論》橫空出世,失傳的書終於得以重見天日。
但取得開門紅的費馬並沒有立即發表這本書。直到費馬去世14年後,這本書才得以出版。
那費馬爲什麼沒有立即發表這本書呢?
懶得唄!費馬這個佛系的人,只將數學看做自己的興趣,不打算靠數學賺錢攬名,就懶得費勁發表。而且費馬覺得,有那發表的時間自己都捯飭出好些東西了,浪費個什麼時間?
而且啊,費馬不止這本書沒發表,他的所有研究成果幾乎都從來沒有發表過。直到他死後,他的兒子花了好幾年的時間才把他的成果一一整理出來發表,當時的人們這才知道:哦!原來費馬這麼厲害啊!
再說回《平面與立體軌跡引論》這本書。
在這本書中,費馬闡述瞭解析幾何的基本原理:
兩個未知量決定一個方程式,對應着一條軌跡,可以畫出一條直線或曲線。
這個原理比笛卡爾早七年,費馬也就成了和笛卡爾並列的解析幾何創始人之一。
如果你覺得費馬這個業餘愛好者就這點本事那你就錯了!
費馬還是數論的開拓者,可是被譽爲“數論之父”的人呢!
但有意思的是,“數論之父”並不是第一個研究數論的人。
早在古希臘時期,數學家歐幾里得、丟番圖等人就已經開始研究數論了,但是他們的研究缺乏系統化。
這就讓費馬撿漏了。費馬發現了這個問題,並且認爲算數應該有他自己的園地——整數論。
沿着這個正確的思路,費馬發現了一籮筐定理和公式。
其中較著名的一個就是在1630年發現的第二對相親數17296和18416。
敲黑板劃重點了!什麼是相親數呢?
相親數又叫親和數、友愛數、友好數。
相親數:如果兩個數a和b,a的所有除本身以外的因數之和等於b,b的所有除本身以外的因數之和等於a,則稱a,b是一對相親數。 每對相親數都是“你中有我,我中有你”——你的約數之和等於我來,我的約數之和等於你。
而相親數的發現,簡直就是一場開賽幾千年的接力大賽!你追我趕好不精彩!
1.320年左右,古希臘數學家畢達哥拉斯第一個提出相親數的概念,同時也指出第一對最小的也是最簡單的相親數220和284
2.2500多年後,費馬發現了第二對相親數17296和18416
3.8年後,法國數學家笛卡爾找到了第三對相親數9437056和9363584。
4.1747年,瑞士數學家歐拉找到了30對相親數!後來,歐拉又發現了60對相親數!
5.100多年後,意大利中學生帕格尼尼發現一對較小的相親數——1184和1210。
6.直至1923年底,數學家們已經發現了1095對親和數!
費馬在數論領域另一個經典之作就是費馬大定理了。
“這裏空白的地方太小,寫不下”指的就是費馬大定理。
1637年,費馬在閱讀丟番圖《算術》的拉丁文譯本1621年版時,曾在該書第2卷的空白處寫道:將一個立方數分成兩個立方數之和,或一個四次冪分成兩個四次冪之和,或者一般地將一個高於二次的冪分成兩個同次冪之和,這是不可能的。關於此,我確信已發現了一種美妙的證法,可惜這裏空白的地方太小,寫不下。”
總而言之一句話:當整數n>2時,關於x,y,z的方程式X^n+Y^n=Z^n沒有正整數解。
不清楚的話體貼的小天還給你備了黑板式一目瞭然法,請看下圖:
費馬大定理
真理在沒有檢驗的情況下就不能稱之爲真理。數學定理也是這樣:一個定理在沒有證實的情況下就不能視其爲真。就算是費馬說的也一樣!
爲了證實這個定理,各國的數學家以及數學愛好者們餓狼撲食,你爭我奪。
直到三百多年後,英國數學家安德魯懷爾斯才證明了該定理的正確性,同時也證實了費馬的那句話——空白太小的地方確實寫不下。
安德魯懷爾斯
其實在懷爾斯之前,偉大的數學家歐拉、“數學王子”高斯以及最頂尖的數學論家庫爾默都對費馬大定理進行過驗證,爲什麼驗證成功的會是懷爾斯呢?
懷爾斯曾說過:“與費馬大定理有關的任何事情都會引起太多人的注意,除非你的專心不被他人打散,而這一點恰恰會因旁觀者太多而無法做到。”
懷爾斯閉關修煉七年,把自己關在家中的書房中除了美人(妻子)閒人勿進。
七年後,懷爾斯終於把費馬大定理的證明過程驗證出來,各大媒體爭相報道,懷爾斯也在一夜之間響徹整個數學界。
因費馬大定理成名的不只有懷爾斯,還有一個找死的德國人。
這個德國人叫沃爾夫斯凱爾,年輕時因被姑娘拒絕就準備抹脖子了。
但他不怎麼着急抹脖子,不然怎麼會看起了書?
這一看不得了,恰好看到庫默爾論述柯西和拉梅證明費馬大定理的錯誤。
作爲一個強迫症患者,他能忍受這個錯誤嗎?
於是,他就去修改這個錯誤去了。
改正後,他發現自己設定的自殺時間過了。
作爲一個強迫症者,他能忍受超過設定的自殺時間嗎?
於是,他撿回一條小命。
一個定理出名了兩個人,除了費馬這天底下也沒誰了!
但如果你覺得費馬就只有這些成績,那你就又錯了!
1654年,費馬的興趣轉向了古典概率性領域。他和帕斯卡、惠更斯開始研究起了古典概率學的經典問題“賭點問題”。
結果一個不小心,他就弄清楚了賭點問題中的輸贏概率,成了古典概率學的奠基人之一。
可誰都沒有費馬善變。
幾年後,費馬把研究興趣轉向了光學。
1662年,費馬提出費馬原理:光從一點到另一點是沿光爲極值的路徑傳播的。
牛頓肩上的巨人
提出費馬原理後,費馬終於記起來自己是個數學愛好者了。
1692年,費馬在《最小值和最小值的方法》手稿中提出求切線的方法。
這個方法特別厲害,連牛頓都豎起了大拇指。
牛頓的原話是這樣的:
我從費馬的切線做法中得到了這種方法的啓示,我推廣了它,把它直接並且反過來應用於抽象方程上。
大家知道牛頓這句話意味着什麼嗎?牛頓可是微積分的發明人,費馬啓示了牛頓,也就成了微積分的先驅者,所謂的巨人肩上的巨人。
但巨人也會倒地。
1665年,費馬在卡斯特爾病逝。
他死後,有一個閒得不行的人(貝爾)數了數他的成就,這一數不得了,發現費馬居然是17世紀數學家中產量最多的明星。
小天不知道貝爾是怎麼數的,小天先數數看:
發現瞭解析幾何,提出解析幾何的一些基本原理,提出了費馬大定理費馬小定理,是近代數論的奠基人,在光學方面提出了費馬定理,掌握了利用移軸和轉軸方法簡化的技法,對解析幾個的圓錐曲線研究初步系統化,提出了求切線的方法,是微積分和古典概率論的奠基人......
費馬你確定你是從30歲纔開始研究數學的,而且還只是業餘愛好者?
小天以後都不敢小瞧半路“出家”的人了......
寫在最後
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