
夢中 神給予的公式
在地球上觀測星空
發現大部分星系的光譜會偏向於紅光,少數星系光譜偏向於藍光,這也就是我們常聽到的「紅移」和「藍移」。
而這些現象,我們可以利用「都卜勒效應」來解釋
當遠方星系遠離我們的時候,視頻率會將低,因此,星系光譜偏向於頻率較低的紅光;相反地,如果遠方星系正在接近我們,則視頻率會增加,因此,星系光譜會偏向於頻率較高的藍光。
然後觀測星空,我們會發現大部分星系光譜呈現「紅移現象」
換句話說就是大部分星系正在遠離我們,這也是目前宇宙正在擴張的證據之一。許多科學家想要觀測的「黑洞」,因為看不見,所以增添了觀測難度。
這個時候大家一定會回想起在2019年首次拍到的黑洞照片
外型看起來像是「貓的眼睛」或是「甜甜圈」,那又是怎麼觀測到的呢?
主要是拍到黑洞周圍漩渦氣體的「吸積盤」的「偏振光」影像。但是在20世紀的90年代,約莫30多年前,人們還認為黑洞的存在是科幻小說情節。
密西根大學的天文學家道格拉斯.瑞奇史東在1998年評論道:「十年前,如果你在一個星系的中心發現一個你認為是黑洞的物體,業界中有一半的人會認為你是一個小狂人。」
由此可知,人們對於「黑洞」的了解和認識,是這幾年才逐步增加。
而有趣的是,一百年前,有一位數學家所寫下的數學公式
在最近竟被科學家認為跟黑洞的運行有關!
這位就是印度的數學家──拉馬努金。2015年上映一部電影「天才無限家」就是在講述拉馬努金的一生和他的研究,以及他亦師亦友的伯樂──哈代(哈代被認為是20世紀英國數學分析學派的代表人物)。
當時,我看完這部影片之後,雖談不上熱淚盈眶,但也是熱血沸騰,充滿感動。拉馬努金用短短33年的時光留下四千多個公式給這個世界,讓我們繼續研究。
那個時候,我就在想
有一天一定要分享關於拉馬努金的故事給大家,他也是我最喜歡的數學家。拉馬努金出生於1898年,當時還是英國的殖民地──印度。
印度我們普遍知道有種姓制度,而拉馬努金的種姓是婆羅門(印度最高的種姓),拉馬努金在他10歲的時候進入英屬印度政府的一所小學就讀,也是他開始接觸正規數學的起源,11歲的時候,家裡來了2個政府大學的大學生,分享更多的數學知識給拉馬努金,同時也借給拉馬努金《高等三角學》的書,經過2年的努力,拉馬努金不僅全部掌握,還發現更複雜的公式。
然後就跟大部分的同學一樣,特別喜歡讀強科,弱科都不看,所以嚴重偏科的結果,導致大學沒能畢業。這個時候的他生活非常貧困,經常挨餓,大概也是後來生大病的起因之一吧!
因為結婚後,必須要找到工作維持家庭生計,憑著拉馬努金的數學能力在清奈找到「抄寫員」的工作,不僅餵飽肚子,也能繼續從事數學研究。
並嘗試在印度數學期刊發表論文,可惜並未成功找到經濟支持。1913年拉馬努金將複雜的定理寄給三個當時劍橋的學術界人士。而只有三一學院的院士哈代注意到拉馬努金在推導定理時,所展現出來的天賦。
讓哈代不禁讚嘆道
「(哈馬努金寫下的東西)完全打敗我,我從沒見過這樣的東西」於是哈代寫信邀請拉馬努金來英國與他一起研究,而這樣也讓拉馬努金陷入一次的家庭動亂,他的媽媽自然是不希望拉馬努金去到遙遠的英國。
因為她認為,拉馬努金去了,就再也不會回來印度。而擁有虔誠信仰的拉馬努金像占星師詢問了旅行星象。同時,拉馬努金媽媽在做夢時,夢到家族女神告訴她不要阻攔兒子的旅程。
來到英國的拉馬努金跟哈代一起做研究,以安心研究數學來說,這大概是拉馬努金最快樂的一段歲月了,即便歷經第一次世界大戰爆發,畢竟還能有良師益友般的哈代從旁協助,以及身處資源豐富的環境。
而哈代同樣也認為與拉馬努金的合作,獲得許多成果。即使有些拉馬努金寫下來的公式,他起初無法理解,但只要看一眼就能明白,只有一流的數學家才能寫下這些公式!
因此它們肯定是真的,因為如果不是的話,沒人能有足夠的想像力寫下它們。
「我一生中最浪漫的事」
哈代用這一句話形容他跟拉馬努金一起研究的這段歲月。我想良師益友加上伯樂千里馬,機遇如此,夫復何求呢?
究竟拉馬努金是如何以一己之力找出那麼多,仍待證明的公式呢?
拉馬努金將他對於公式的推導以及發想,歸功於他的家族女神納瑪姬莉(被視為是吉祥天女拉克西米)的化身。
同時表示在他工作時,他會向她尋求靈感。也經常說:「一個方程式對我沒有任何意義,除非它代表神的一個想法。」
當他在做夢的時候,思路會變得無比清晰,他可以接收到巨大的資訊量。在每一個特別的夢裡,他看到了一面巨大的紅牆,然後上面出現一隻手,寫下了一個又一個公式,他記住了這些公式。
等他醒來的時候就立刻用筆記本記錄下來。曾經哈代和拉馬努金討論過這些公式的由來,而哈代顯然偏向於無神論者。因此,拉馬努金也曾經跟哈代說:「你如果不相信我的神,我們就做不成朋友!」哈代很真誠地回答:「我無法說服自己信不信神,但是我相信你!」
1915年,28歲的拉馬努金發表了39篇論文,隔年拿到博士學位,到了1918年入選為英國皇家學會學士,同年十月成為第一位獲選為三一學院院士的印度人。
而拉馬努金剛來到英國第一年就爆發第一次世界大戰
因為宗教信仰吃素,加上戰時食物配給有限而導致營養不良。外加水土不服、工作勞累,終於在1917年時病倒,一開始被診斷為胃潰瘍,最後才被確診為肺結核。
這不禁讓我想起宮崎駿的《風起》動畫,女主角一樣在戰爭期間感染肺結核,最後因病而終。而肺結核要一直到1944年鏈黴素發明,人類才能有效對抗肺結核。因此,拉馬努金也來到了屬於他自傳最後的三年時光。
當哈代去療養院探訪拉馬努金時
不經意提到:「今天的計程車號碼是1729,這個數字沒有特別意思,希望不是不祥之兆。」拉馬努金聽完回答:「不會啊!這是個很有趣的數字,它是可以用兩種方法表達為立方和的數字中最小的」(即:1729=1的三次方+12的三次方,也等於9的三次方加上10的三次方)。1919年2月,拉馬努金終於回到自己的故鄉,但健康狀況仍未好轉,隔年4月離開人世。
在拉馬努金過世前兩個月還以愉悅的語氣寫信給哈代,報告他最近的研究成果。
可想而知,當哈代得知拉馬努金離世會有多傷痛!
哈代在自己設計的一種關於數學天才的非正式評分表中
給自己評了25分,給另一個傑出的數學家李特爾伍德評了30分,給他同時代最偉大的數學家希爾伯特評了80分,而他給拉馬努金,評了100分。從中就不難看出哈代給了拉馬努金極高的讚譽!
還好拉馬努金留下4000多條公式以及多本筆記本給這個世界。雖然生命逝去,而留下不朽足以傳世的內容,如同進藤光可以在下棋中,看見佐為存在的痕跡,而我們能從拉馬努金所留下的公式,感覺拉馬努金曾經存在的氣息。
如果你喜歡這部影片,別忘了幫我按讚,你的鼓勵是我創作的最大動力。我們下部影片見,掰掰。