印度數學天才拉馬努金,為何稱他所有的發現,都是來自他的女神

2019-12-31     高廣銀

數學天才拉馬努金,被稱為印度歷史上最著名的數學家,他一生當中僅憑藉自己的直覺,「創造」了無數的數學公式,至今他是如何發現那些數學公式的,仍然是個謎。他自認為是他的女神娜瑪吉利教給他的,與傳統數學需要嚴謹邏輯證明不同,他的數學天馬行空,但是最後都被證明是正確的,因此很多人懷疑他是穿越者,是變種人。


「穿越者」拉馬努金

或許能證明他偉大成績的是「英國皇家學會院士」這個頭銜,這個頭銜有多珍貴呢?我們看獲獎名單就知道了,牛頓、愛因斯坦、霍金……拿到這個頭銜就意味著,獲得科學領域最高榮譽,所以印度人把拉馬努金看作民族的驕傲。

正因為他這種非傳統數學的套路,因此在數學領域取得了學院派無法取得的成就。在人類數學研究歷史上,特別是16世紀以及17世紀,人們也是不注重推理和證明,人們注重公理化與抽象化。但是到了20世紀,《原本》被認為是數學界的聖經,後來無數的科學家包括哥白尼、伽利略、笛卡爾、牛頓等都受到它的影響,因此邏輯推理成為數學的基礎。可是拉馬努金利用宗教的冥想,突破了無數數學的「牢籠」。



拉馬努金自創了一套數學規則,這種方法被稱為「拉馬努金求和」,如果運用拉馬努金求和,把數字從1一直加到正無窮大,那麼得出的答案是是-1/12,可能你覺得匪夷所思,毫無用處。事實證明,「拉馬努金求和」求和在很多自然科學領域都有應用,比如物理學領域有個超弦理論,就是那個得出我們宇宙有11維空間的理論,其實它就是依靠「拉馬努金求和」獲得的,而且拉馬努金的很多公式在粒子物理、統計力學、計算機科學、密碼學理論和空間旅行等不同領域,都起到相當重要的作用,所以他能獲得「英國皇家學會院士」這一殊榮,就不足為奇了。

拉馬努金的成長經歷

拉馬努金小學時候就開始學習英文,1897年,當他年滿20歲的時候,他以全地區第一名通過了小學畢業考試,當時考的是英文、泰米爾文、算術和地理。第二年他進入了市立中學,一所全英文教學的學校。拉馬努金家裡非常窮,所以經常通過出租房屋的方式補貼家用,當拉馬努金11歲的時候,家裡來了2位房客,他們在附近的政府學院讀書,他們發現拉馬努金非常喜歡數學,於是把一本《龍氏三角學》的教科書留給了他,這本書本是大學階段才學習的書籍,拉馬努金不到2年的時間,就全部掌握了。



給拉馬努金帶來重大啟發的是英國數學家卡爾,他的《純粹數學與應用數學基本結果彙編》給了拉馬努金很多數學靈感。但是這本書只喜歡羅列公式和結論,從不進行推導和演算,可是拉馬努金像猜謎題一樣,把裡面所有的公式,用自己的方式重新推演了一遍。不過這也給他留下了一個壞毛病,那就是不愛證明。由於缺乏系統的學習,他沒有看到別人已經研究出來的結果,而是花費了大量的時間在已經被證明的研究成果之上。

一個職業數學家最寶貴的年齡在18-25歲,很不幸他錯過了黃金年齡,1904年,拉馬努金才從市立中學畢業進入貢伯戈納姆的政府學院學習,這所學校被稱為南印度的劍橋。數學教授塞舒·耶爾讓他在課堂上做自己喜歡做的事情,而且還鼓勵他去解答倫敦《數學雜誌》上的數學難題。



其實在英國人來印度之前1000多年時間裡,印度人就痴迷於數學。印度的種姓制度,讓拉馬努金有著高貴的地位,即使家裡一貧如洗,一位婆羅門教徒也擁有著他人無法比擬的尊貴。如果是高度世俗化的社會,這是很難做到的,因為在世俗社會當中,金錢成為衡量一切的標準。所以拉馬努金能夠不為財富而去奔波,專心做他的數學研究,也不會因此被他人看不起。

拉馬努金一直住在平民窟里,他剛剛結婚的時候,只能讓自己的妻子住在娘家,但是拉馬努金並不覺得屈辱,他每天從數學當中獲得全部的快樂和滿足。



劍橋大學高光時刻

1913年1月16日,三一學院的哈代收到了一封信:「尊敬的先生,謹自我介紹如下:我是馬德拉斯港務信託處的一個職員……我未能按常規念完大學的正規課程,但我在開闢自己的路……本地的數學家說我的結果是『驚人的』……如果您認為這些內容是有價值的話,請您發表它們……」

哈代本以為這又是一個推銷自己的騙子,但是當他仔細觀察這個公式的時候,被裡面的內容給驚呆了。當正整數一直相加的時候,最後的答案是-1/12,為什麼是一個負數呢,如果按照數學規則,不可能一直加到正無窮。於是哈代花費好幾個小時,讀了這封信,而且信里全都是陌生的數學符號,這是拉馬努金自創的一套數學規則,哈代感覺到,即使是自創的數學,也是一位偉大的天才。



我們知道在數學裡,用什麼字母代表哪些意思雖然是自由的,但是在某些成熟的分支里,很多數學符號是約定俗成的,比如說在基礎數學裡,我們會用字母x表示變量,如果是橢圓函數,我會用k來表述模數,而拉馬努金則用字母a來表示模數,或者在他的筆記里,y表示變量,這是很多專業數學家從來都不曾用過的,而且即使進入劍橋大學,也從來不和其他數學家來往,更不會讀上個月的《倫敦數學會會刊》。直到如今,學者們提到拉馬努金的時候,都會要先加上,「照拉馬努金用的符號」或「用他的符號討論拉馬努金的心得」。

當拉馬努金進入劍橋大學的時候,哈代眼光受到了質疑,哈代以自己資歷作為擔保,說服其他教授相信這是一位偉大的天才。當其他人以為拉馬努金會先選修一些課程的時候,他卻說:「我來這裡是發表我研究成果的」。後來哈代勸說他,他的成果早晚會發表的,但是需要時間去論證。

哈代為人謙遜,他當時已經是英國數學界的領軍人物了,但是他甘願為拉馬努金充當綠葉,他曾經說過,如果按照數學天賦來打分,他給自己打80分,給拉馬努金打100分,他甚至認為他最大的數學貢獻就是發現了拉馬努金。



宗教對拉馬努金的影響

拉馬努金被稱之為直覺王子,而哈代被人稱為證明使徒,哈代用自己的嚴謹與規範,去彌補拉馬努金證明上的不足,讓「野路子」出身的拉馬努金能夠逐漸適應學術界的評價體系。如果沒有哈代,拉馬努金的天才很難被發現,或者說很難被容忍。

比如在一次課堂上,拉馬努金沒有做筆記,被霍華德教授叫到講台上論證定理,他毫不費力地寫出來了,這種不謙遜的行為冒犯了霍華德教授,掐著他的脖子威脅他,讓他滾出劍橋。

在劍橋的整整5年,拉馬努金都是獨立研究數學的,他完全依靠靈感直接跳到結論,認為證明完全沒有必要。他就像澳大利亞的袋鼠,以及黑天鵝,完全處在主流進化之外,或者說主流進化外的變種。西方數學裡講究的嚴整、嚴謹的步驟證明,在他這裡毫無用處。



而且拉馬努金還是一位虔誠的宗教徒,他會每天虔誠的在地上打坐,當某一瞬間得到神的啟示後,就拿著草稿衝到哈代的房間,告訴他自己又發現了新的增序列。而作為無神論者哈代,則會認真地問他,是如何獲得這些靈感的,拉馬努金則會告訴他,是自己的女神告訴他的。

拉馬努金家裡祖傳的家神是娜瑪吉利女神,她是那羅希摩的配偶,那羅希摩也叫獅神,是毗濕奴的化身之一。拉馬努金常對他的朋友說,他的數學天賦是娜瑪吉利賜給他的,將數學方程寫在他的舌頭上,並且在夢中教他數學。在拉馬努金成長的歲月里,他的生活完全是印度婆羅門的生活。

他打髮結,剃光前額,絕對素食等;經常去寺院,在家裡奉行各種節日和禮儀;走遍南印度各處去進香;家裡所拜的女神總掛在嘴邊,一舉一動完全遵照她的旨意。外國文字的數學書,他可以一看就通;他能背誦各種經文,諸如吠陀經、奧義書和其他印度教經文;他偏愛替人圓夢,對玄奧的異象很有興趣,喜愛神秘。



而哈代是一位非常徹底的無神論者,他不相信拉馬努金的神。但是如果從生理學角度來看,盤膝打坐冥想,有利於頭腦放空,摒棄雜念,能夠全神貫注思考數學的問題,這些都是有利於數學推理的,這或許就是哈代所無法理解的女神。

雖然哈代無法相信東方的神,但是不影響他對拉馬努金的信任。拉馬努金患上了肺結核,他讓同學不要告訴哈代。在病情加重的深夜,他去戰地醫院的時候,進入一個滿目瘡痍的病區,身心都被擊垮了。醫生告訴拉馬努金得了絕症,時日不長,他跳軌自殺未遂。哈代得知他的病情後,十分痛心,前往照顧,鼎力相助,兩人開始了幽默的玩笑對話,比如哈代說如果拉馬努金自殺成功,那麼轉世可能是一堆鴿子屎。

拉馬努金離開英國的時候,哈代非常傷心,當拉馬努金去世的消息傳來的時候,哈代痛哭不已,在哈代致辭當中,他認為自己虧欠拉馬努金太多。後來他在提名皇家學會會員的大會上,認為拉馬努金是原創性的數學思想,對歷史影響無疑是深遠的。



拉馬努金的一生具有傳奇性、重要性和啟發性。傳奇是因為他異乎常人的直覺,他一生髮現了3千多個奇妙的公式,卻從不給出證明,聲稱是神託夢告訴他這些公式的,而後世的數學家證明了這些公式基本都是對的。這也確立了拉馬努金在數學史上的地位,他被稱為印度一千年來最偉大的數學家。

皇家學會是世界上成立最早、影響最為深遠的科學社團,在科學建制化進程中扮演著重要角色,被視為是世界科學界的一面旗幟。拉馬努金被吸納為英國皇家學會會員,標誌著世界科學研究體系對拉馬努金的認同和接受。這一身份成為連接其印度和世界學術身份的橋樑。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/GzKVXW8BMH2_cNUgeDM4.html