暴風(fēng)雨的前夜 歷史的腳步匆匆邁入了18世紀(jì),隨著三次方程的塵埃落定,數(shù)學(xué)家們漸漸將興趣投到了更高階的四次、五次方程的通解公式上去。 這些高階方程的謎團(tuán)一直困擾了數(shù)學(xué)家們250多年。在五次方程的求解過程中, 數(shù)學(xué)家終于鑿開了隱藏在冰山下的現(xiàn)代科學(xué),從而將數(shù)學(xué)帶入了精妙絕倫的現(xiàn)代群論。 這一偉大的思維成果,直接奠定了20世紀(jì)的物理基礎(chǔ),從此,牛頓的機(jī)械宇宙觀邁入隨機(jī)和不確定性的量子世界乃至廣袤無垠的時(shí)空相對論。一場空前偉大的科學(xué)革命如疾風(fēng)驟雨般來臨。生活在21世紀(jì)的人類,無不受益于這一偉大的思維盛宴。 在這暴風(fēng)雨的前夜,歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家們悉數(shù)登場,他們?yōu)槲宕畏匠痰那蠼舛嗫嗨妓鳌_@場用汗水和生命澆灌出來的理論之花終于在三次方程求解成功200年后綻放,給后世子孫留下了無窮無盡的智慧寶藏。 迷局叢生 五次方程的挑戰(zhàn)很快在歐洲大陸點(diǎn)燃了戰(zhàn)火。瑞士數(shù)學(xué)家歐拉為尋找方程的求解提供了一種新思路。他通過一個巧妙的變換把任何一個全系數(shù)的五次方程轉(zhuǎn)化為具有“x^5+ax+b=0”的形式。這一優(yōu)美的表達(dá)讓歐拉傾向于可以找出五次方程的通解表達(dá)式。 與此同時(shí),法國的天才數(shù)學(xué)家拉格朗日也在為尋找五次方程的解而廢寢忘食。不久以后,他欣喜地發(fā)現(xiàn)一種特別的方法,可以將四次方程降階為三次方程,從而找到了一種簡單的求解四次方程的方法,但是遺憾的是,同樣的變換卻將五次方程升階為六次方程。 這一挫折并沒有打擊到拉格朗日的信念,他以自己的執(zhí)著信念斷定五次方程一定存在著某種特殊的變換手段,從而能夠成功地找到通解表達(dá)式。 此后,五次方程的進(jìn)展一度陷入迷局。當(dāng)時(shí)五次方程的焦點(diǎn)主要集中在兩大問題上。第一個問題是,對N次方程,至少都有一個解嗎?第二個問題則更進(jìn)一步:N次方程如果有解,那么它會有多少個解呢? 這兩大問題最終被人類歷史上最偉大的數(shù)學(xué)家高斯所解決。他在1799年證明了第二個問題,即每個N次方程都恰好有且只有N個解。于是自然就推論出五次方程必然有五個解,但是這些解都可以通過公式表達(dá)出來嗎? 1800年,高斯進(jìn)一步證明了一般方程的代數(shù)解似乎并不存在。不過他仍然樂觀地認(rèn)為:也許嚴(yán)格證明五次方程沒有公式解,并沒有那么困難。 波瀾再起 為了求解五次方程,歐洲大陸的數(shù)學(xué)家正緊鑼密鼓地開展深入研究。1800年,一位遠(yuǎn)在意大利的內(nèi)科醫(yī)生兼數(shù)學(xué)愛好者魯菲尼寫出了一篇500多頁的論文。在該文中,魯菲尼聲稱,一般五次方程(以上)沒有能用通項(xiàng)公式表達(dá)的解(簡稱無解)。面對著這一”業(yè)余民科”的證明,數(shù)學(xué)家們深表懷疑,又由于篇幅過長,沒有人愿意花精力去驗(yàn)證魯菲尼的過程。 魯菲尼心有不甘,在此后的兩年間兩次將自己的證明寄給了拉格朗日,信中,他迫切地懇求拉格朗日的點(diǎn)評,但是仍然石沉大海。眼看著自己的成果無人問津,魯菲尼并沒有灰心,他花了10年時(shí)間潛心簡化和整理自己的證明,最后在1813年寫成了論文:對一般代數(shù)方程的反思。 最后,魯菲尼終于等到了數(shù)學(xué)界的回音。法國數(shù)學(xué)會在提交給國王的一份報(bào)告里總結(jié)過去一百年間的數(shù)學(xué)進(jìn)展時(shí)提到了魯菲尼,但是對他論文的評價(jià)竟是:雖然魯菲尼試圖證明五次方程無解,但是他肯定做不到。 為五次方程耗費(fèi)15年精力的魯菲尼失望到了極點(diǎn),他在51歲時(shí)再次將論文投到了英國皇家學(xué)會,很快論文也被無情地拒絕。唯一讓他感到欣慰的是,大數(shù)學(xué)家柯西親自給他回信肯定了他的工作價(jià)值。命運(yùn)似乎對魯菲尼過于殘酷,他沒有等到自己的榮譽(yù)就抱憾辭世。在他去世以后,他的成果也在浩如煙海的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中漸漸被眾人遺忘。 多年以后,魯菲尼的論文被人重新發(fā)現(xiàn),盡管證明仍然有漏洞,但是從魯菲尼開始,人們終于找到了研究五次方程的正確方向:從尋找一般的求解公式到證明五次方程沒有公式解。 從此,代數(shù)學(xué)即將迎來新的篇章。然而,建造現(xiàn)代數(shù)學(xué)的橋梁遠(yuǎn)比魯菲尼的境遇更為坎坷。一條通往現(xiàn)代群論的鐵路,卻要用今后最杰出的天才數(shù)學(xué)家們浸染鮮血的枕木來鋪就。 智能電視/電視盒子資訊可關(guān)注高清范論壇www.hdpfans.com,全國極具影響力的電視盒子及智能電視網(wǎng)站,提供電視盒子、智能電視、智能電視軟件等方面的資訊、交流、答疑。微信號:有范 。 The post 五次方程的征途:將數(shù)學(xué)帶入了精妙絕倫的現(xiàn)代群論appeared first on高清范資訊. |
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