“最后一題,還剩最后一題。”
沈奇雖然對(duì)前五題的解答有信心,但他不知道其他選手的狀況。
如果要拿到金牌,最保險(xiǎn)的辦法就是答對(duì)全部題目。
當(dāng)沈奇認(rèn)真審視完最后一題,他覺(jué)得出這題的人簡(jiǎn)直就是魂淡。
最后一題是這樣寫(xiě)的:
“時(shí)間穿越到公元前500年,而你是希帕蘇斯的師弟,請(qǐng)證明不存在某個(gè)整數(shù)與整數(shù)之比,它的平方為2。”
“請(qǐng)小心,你的師兄希帕蘇斯剛被你的老師畢達(dá)哥拉斯淹死,千萬(wàn)不要嘗試幾何作圖法去完成證明,否則你也會(huì)被淹死。”
“一旦你被淹死,你將拿不到哪怕一分。”
是的,這就是全國(guó)數(shù)學(xué)聯(lián)賽決賽的壓軸題,就是這么魂淡。
題面轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)語(yǔ)言其實(shí)非常簡(jiǎn)單,即:請(qǐng)證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)。
無(wú)理數(shù)也就是無(wú)限不循環(huán)小數(shù),比如1.41421356……它沒(méi)有規(guī)律,不講道理,就這么無(wú)窮無(wú)盡的延伸下去,從不出現(xiàn)循環(huán)。
即便初中生也知道根號(hào)2是無(wú)理數(shù),并能寫(xiě)出至少一種證明方法,去證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)。
而沈奇能寫(xiě)出至少八種方法,證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)。
這題好簡(jiǎn)單呀,初二的學(xué)生都會(huì)做啦。
真的嗎?
事實(shí)真是這樣嗎?
不,并不是。
這是國(guó)決壓軸題,并沒(méi)有你想象的那么Low。
因?yàn)樵诔鲱}老師的設(shè)定中,沈奇穿越到了古希臘,成為了畢達(dá)哥拉斯的學(xué)生,希帕蘇斯的師弟。
學(xué)數(shù)學(xué)的人不可能不知道畢達(dá)哥拉斯派,以及這個(gè)學(xué)派的創(chuàng)始人畢達(dá)哥拉斯。
畢達(dá)哥拉斯是數(shù)學(xué)史上的遠(yuǎn)古大神,他在薩摩斯島上建立了一個(gè)神秘組織,集科學(xué)、宗教、哲學(xué)為一身,用現(xiàn)在的話(huà)說(shuō),這個(gè)組織極有可能就是傳說(shuō)中的“科學(xué)神教”。
畢達(dá)哥拉斯派的核心宗旨就是:數(shù)學(xué)研究抽象概念。
直到21世紀(jì)的今天,數(shù)學(xué)家們也承認(rèn)畢達(dá)哥拉斯在2500年前提出的觀(guān)點(diǎn),數(shù)學(xué)研究的是抽象概念。
畢達(dá)哥拉斯一生中有兩大愛(ài)好,研究數(shù)學(xué),以及殺學(xué)生,越聰明成績(jī)?cè)胶玫膶W(xué)生越要?dú)ⅰ?br/>
希帕蘇斯是畢達(dá)哥拉斯的得意弟子,他通過(guò)幾何作圖法,證明了不存在某個(gè)整數(shù)與整數(shù)之比,它的平方為2。這個(gè)方法記錄于初中二年級(jí)的課本上,是初中生接觸無(wú)理數(shù)的啟蒙篇章。
然后希帕蘇斯就被畢達(dá)哥拉斯綁起來(lái)丟海里喂魚(yú)了,讓你裝逼?裝逼者必須死。
畢達(dá)哥拉斯死后,希帕蘇斯所創(chuàng)的幾何證明法最終流傳于世,他用生命換來(lái)的奇思妙思即今天初中課本上的“正方形無(wú)窮輾轉(zhuǎn)相除算法求最大公約數(shù)”。
在國(guó)決壓軸題特殊的題境中,沈奇被出題者設(shè)定為希帕蘇斯的師弟,所以他不能使用幾何法去證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)。否則會(huì)被出題者“淹死”,連一分都拿不到。
在沈奇掌握的至少八種證明方法中,當(dāng)然也有其他辦法,但他是希帕蘇斯的師弟,生活在2500年前,那個(gè)時(shí)代尚不存在質(zhì)數(shù)法,甚至連根號(hào)都沒(méi)出現(xiàn),所以其他的證明方法自動(dòng)失效。
題面上寫(xiě)的是“請(qǐng)證明不存在某個(gè)整數(shù)與整數(shù)之比,它的平方為2”,而不是“請(qǐng)證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)”。
所以這題很變態(tài)。
這也印證了數(shù)學(xué)界的一句老話(huà):simple-is-hard
越簡(jiǎn)單,越困難。
“糾結(jié),糾結(jié)啊,在這么多變態(tài)的限制條件下,這題到底該如何破?”
沈奇顯的有些焦慮,咔,他用力過(guò)猛,不小心將鉛筆掰斷,手心中滿(mǎn)是汗水。
在國(guó)預(yù)以及國(guó)決前五題的解題過(guò)程中,沈奇并非沒(méi)有遇到麻煩。
雖然遇到麻煩,但沈奇總歸能get到一點(diǎn)點(diǎn)思路,并順藤摸瓜最終得到正確答案。
而國(guó)決壓軸題,“希帕蘇斯的詛咒”使沈奇無(wú)計(jì)可施,畢達(dá)哥拉斯的死亡凝視穿越時(shí)空讓沈奇如芒在背。
“我該怎么辦,我能怎么辦?這題出的太刁鉆了,已遠(yuǎn)超一個(gè)高中生乃至大學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)知,這特么可能只有數(shù)學(xué)系的研究生甚至博士生才會(huì)做吧?”
這是沈奇幾個(gè)月來(lái)遭遇的最大困境,這讓他想起了學(xué)渣時(shí)期,題目寫(xiě)的字兒我全認(rèn)識(shí),就是不知道該怎么做。
時(shí)間一分一秒的過(guò)去,距交卷還剩半個(gè)小時(shí)。
沈奇在壓軸題上耗費(fèi)了2個(gè)小時(shí)寫(xiě)不出一個(gè)字,而前兩題他一共花費(fèi)2個(gè)小時(shí)。
“張老師,曹老師,田老師,你們教教我這題該如何破,要走那種路線(xiàn)?我完全沒(méi)有思路啊!”學(xué)生在遇到難題時(shí)自然而然會(huì)想到老師,但沈奇發(fā)現(xiàn),他從小學(xué)到高中,所有的數(shù)學(xué)老師都沒(méi)教過(guò)一種方法,能不用希帕蘇斯無(wú)窮幾何法以及后世的代數(shù)方法,去證明根號(hào)2是無(wú)理數(shù)。
我們都知道人一出生就自帶一個(gè)腦袋兩條胳膊,難的是如何證明這個(gè)公認(rèn)的事實(shí),為什么不是三個(gè)腦袋六條胳膊,真正的原因是什么?是投胎技術(shù)導(dǎo)致的嗎,如果投胎技術(shù)是真因,也請(qǐng)證明之。
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沈奇現(xiàn)在所遇的困境大致如此,清楚結(jié)論,無(wú)法證明。
“張老師,曹老師,田老師,我可能要讓你們失望了,我知道裝逼裝多了,遲早有天會(huì)被丟海里喂魚(yú)。張老師,曹老師,田老師……臥槽,田老師!”沈奇一個(gè)激靈,一絲稍縱即逝的靈感如過(guò)電般在他大腦中竄動(dòng)。
“對(duì),沒(méi)錯(cuò),田老師,古巴比倫數(shù)系,六十進(jìn)制!”
一種劫后余生的刺激在沈奇體內(nèi)激蕩,來(lái)首都之前,在省隊(duì)集訓(xùn)的時(shí)候,田老師教過(guò)古巴比倫數(shù)系的六十進(jìn)制。
古巴比倫人曾用古老的六十進(jìn)制算出了根號(hào)2的近似值,這是5000年之前的方法,田老師的私貨。
六十進(jìn)制比畢達(dá)哥拉斯更加古老,所以我使用六十進(jìn)制不犯規(guī)!沈奇提筆就寫(xiě):
▲
▲▲
▲▲▲
……
?
……
▼
……
?▼
……
▲▲▲-?◆-▼
……
沈奇寫(xiě)的是楔形文字,他在用楔形文字做出證明,純正的古巴比倫六十進(jìn)制數(shù)系證明,數(shù)學(xué)五千多年歷史上最古老的分支。
在古巴比倫六十進(jìn)制數(shù)系中,▲代表1,▲▲代表2,▲▲▲代表3……同樣的楔形數(shù)學(xué)記號(hào)可以一直疊加的9,表示1-9。
?代表10,▼代表60。
?◆代表乘號(hào),在古巴比倫語(yǔ)里讀做“愛(ài)蕊”。
▲▲▲-?◆-▼表示3乘以60,沈奇需要做個(gè)六十進(jìn)制的愛(ài)蕊,這樣就可以順利進(jìn)入古巴比倫數(shù)系特殊的倒數(shù)表。
古巴比倫人把倒數(shù)化為六十進(jìn)制的“小數(shù)”,實(shí)際上他們當(dāng)時(shí)并未意識(shí)到這是小數(shù),所以加了引號(hào)。
進(jìn)入古巴比倫倒數(shù)表的小數(shù)領(lǐng)域之后,沈奇越來(lái)越興奮,他的直覺(jué)告訴他,他正在用一種牛逼的方法證明一個(gè)無(wú)比荒誕的題目,而且即將成功!
“哈哈哈,簡(jiǎn)直就是神操作,天秀!”
沈奇的證明過(guò)程全部用的是楔形文字,最終他寫(xiě)出答案:▲▲?◆▼?▲▲▲▲▲▲▲▲……
這時(shí)緊促的鈴聲響起,4.5個(gè)小時(shí)的競(jìng)賽時(shí)間已到。
沈奇?zhèn)}促交卷,沒(méi)有時(shí)間檢查。
這是他參加了這么多場(chǎng)數(shù)競(jìng)比賽,唯一一場(chǎng)沒(méi)時(shí)間檢查的比賽,全國(guó)決賽。
不管如何,本屆國(guó)決已結(jié)束,沈奇能做的就是等待結(jié)果。
下午三點(diǎn),中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)拆封所有的國(guó)決考卷,閱卷工作開(kāi)始。
傍晚七點(diǎn),閱卷室內(nèi)一位閱卷評(píng)委目瞪口呆,他是中國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)的劉干事。
劉干事正在批閱沈奇的國(guó)決考卷,當(dāng)他看到沈奇最后一題全部用楔形文字作答,整個(gè)人都不好了:“小聞,快……快把我的速效救星丸……拿過(guò)來(lái)……在我的公文包里……”