摘要:前段时间,网络上盛传韦东奕解决了千禧七大数学难题之一的N-S方程,意外之余没有盲目激动,对于网络上疯传的“韦东奕定律”,我也决定暂时持观望态度,不是不相信韦东奕的能力,我知道N-S方程的特殊。
大前天,韦东奕上网了,他的堂哥证实,确实是韦东奕本人。
新上线的韦东奕账号发布了一个四秒的视频,短短三个短句:大家好,我叫韦东奕,这是我的账号。截止到第二天早晨,已经一千多万粉丝。
我向来不愿意凑网络大V的热闹,对于韦东奕,我有比较特殊的感情,毫不犹豫加了关注。
前段时间,网络上盛传韦东奕解决了千禧七大数学难题之一的N-S方程,意外之余没有盲目激动,对于网络上疯传的“韦东奕定律”,我也决定暂时持观望态度,不是不相信韦东奕的能力,我知道N-S方程的特殊。
虽然我关注韦东奕的网络账号,我不明白为什么围绕着韦东奕有这么多消息,抛开数学,韦东奕的一切,到底谁在打理。
对于网络账号,韦东奕的堂哥站出来证明了真实性,并且说韦东奕会每周更新一个作品,和大家交流学习数学的心得。
我曾经和妻子讨论过,韦东奕是I人还是E人,妻子说是I人吧,看着他不善言辞的样子,这样的学术天才,往往沉浸在自己的研究领域,很少关心与专业无关的东西。
我说,如果说他的领域呢,比如有几个志同道合的人,他有没有交流的兴趣,会不会也能口若悬河给人活泼又机灵的感觉。
妻子用细思极恐的表情表达她对我假设的不认可,韦东奕?一个数学天才,还口若悬河?
我也是对数学感兴趣的人,当然和韦东奕的水平差着十万八千里,我感兴趣或者能听懂并有所掌握的,是人间数学。
遥想当年上学时,最喜欢上数学课,最愿意和数学老师争论,最有成就感的,是做出一套数学试卷的最后一道大题。那时候我也时不时代表学校去参加竞赛,成绩虽然马马虎虎,那种幸运和自豪,至今难忘。
前几年看到一个主播讲解韦东奕做过的一道题,是一个五次方程,主播也是数学高手,围绕着那道数学,提出了若干种解题的思路,数学就是这样,真正检验数学能力大小的,不是解题能力,而是解题的思路。
比如韦东奕做过的那道五次方程,最普通的解题思路就是因式分解,转化成几个因式乘积的形式,然后利用“零乘以任何数都得零”的特性,分别进行求解。
这是一般做法,学过数学的人几乎都知道,不过这种做法有很大弊端,一是计算量大,属于自己给自己找麻烦;二是不是所有高次方程都能分解因式,都能转化成因式乘积的形式。
同样一道题,学霸怎么解呢?
对于学过函数的学生,都知道函数和方程的关系,如果令f(x)是这个五次方程的函数,所以根据映射关系,自变量x和变量f(x)一一对应,通过求导降阶的方式,判断函数f(x)的单调性,确定方程的实数解。
这个方法确实简化了计算过程,减少了工作量,对于能不能得出答案,就要看运气了,因为求导后我们很容易知道在坐标系中,无论函数单增还是单减,图像与x轴有且只有一个交点,这个点的横坐标,就是我们想得到的答案。
只是这个交点到底在什么位置,还是受相关系数的影响,我们在初等数学中就学过,函数图像在坐标系中,横向平移或者纵向平移,都有一定的口诀,在经过更深入的数学学习后,函数图像二维平面上的平移或者三维空间里的旋转,都是经常遇到的解决复杂问题的钥匙,前提是我们确定自变量的系数。
所以,不是所有的高阶函数求导降阶后能找到那个或者那几个交点。
那么,到了经常参加竞赛的牛人手里,如何求解这道五次方程呢?
常规的思维方式是换元,设定自变量是定义域范围内某一个因式,我们一般默认这个新自变量的系数是1。
这道题我根据这种方法做过,过程很复杂,确实能得到正确答案,计算量并不比因式分解少。
很显然,这个巧思并不巧。
再看韦东奕怎么做的,他也是用了换元,不过和普通竞赛者不同的是,他提前设定的新自变量的系数并不是1,而是2。
不要小看这一点不同,1和2到底距离多远,有时候,千山万水,海枯石烂!
这里有一个数学思维的概念,对于数学问题,如何思考,往往是一个人有没有数学天赋的判断依据,比如求解这道五次方程过程中,引入的新自变量的系数,应该设定为1还是2,亦或其他常数,如何选择,是问题的关键。
为什么在这里用了这么多笔墨解释一道五次方程的求解,因为这与韦东奕关注的领域息息相关。
很多人知道,韦东奕一直在研究N-S方程,到底什么是N-S方程?为什么说N-S方程是千禧七大数学难题之一?
有兴趣的朋友可以自行搜索,今天我们不说这个方程,我们说一种数学思维,如何认识数学,如何学习数学,如何使用数学。
经常有人说,学好数学有什么用?吃饭用得着数学吗?睡觉用得着数学吗?搬砖拧螺丝用得着数学吗?!
也有年轻学子,抱怨数学难学,下了功夫,耗费了时间精力,数学成绩总是提不上去。
更有人疑惑,数学到底是什么科学?是自然科学还是社会人文科学?
简单聊聊我眼中的数学。
数学是形式科学,以前也有人建议单独把数学从自然科学里分离出来,就叫数学科学,所以,把数学归类,有其特殊性。
我认为数学是社会人文科学和自然科学之间的桥梁,更偏向自然科学,数学的桥头堡在自然科学一方,像是任务接待中心,大桥另一侧社会人文科学不时下达任务,比如我的飞机要提速,外形设计和动力大小如何配置,就交给了数学,然后数学建立模型,取舍一些条件,依据自然科学的一般规律,结合数学自身方式方法,反馈给社会人文科学一个结果。
这也是我为什么在观望韦东奕定律的前提下还要关注韦东奕的原因,他没必要或者说不一定真的就解决了N-S方程才伟大,有时候我们解决不了全局,我们就攻其要塞,解决一定条件下我们面临的问题。
我在数学方面这样的态度决定了我在数学领域不可能走的很远,这是我当初听从别人的劝说不在数学上一意孤行的原因。
我在数学上太痴迷一个“巧”字,我始终认为复杂的数学问题一定有一个巧妙的钥匙,连篇累牍的计算一定有一条捷径可以忽略繁琐,就比如N-S方程,三维空间里的解决,非线性偏微分方程组,无论是气流还是水流,应该有一个巧妙的设计还没有被发现,就像前面韦东奕解5次方程用到的换元,如何找到最理想的系数2,是解决这个问题的关键。
前面我说过,数学是形式科学,虽然它依据的是自然科学的一般规律,客观事实,不妨我们设定一定的条件,不可压缩粘性流体,比如水,在有限空间内,流动性分析。
我们可以找出方程的解析解,解决我们面临的现实问题,这大概就是实用技术学习和基础科学研究的区别,工科出身的我,更在意成果的实用性,哪怕一个数学问题只有1%的可转化部分,我觉得这样的工作就有意义。
所以,我关注韦东奕,不是关注这几天吵的沸沸扬扬的韦东奕定律,无论这个消息真假,我感兴趣的是韦东奕正在做的研究和他的学习动态。
来源:天将不二一点号