180一場無形的競賽
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在和拉姆塞初次見面時,陳慕武曾經當著劍橋使徒社眾使徒的面,提出來了一個有意思的問題。
在全世界範圍內隨便挑選出六個人來,其中至少有三個人彼此之間是互相認識或者互相不認識的。
這其實是拉姆塞定理的一個推論,有的人會把它叫做朋友和陌生人定理。
除此之外,還有另外一個也很有意思:在一群人數不少於三的人數中,如果任選兩人,他們之間都剛好只有一個共同認識的人,那麼這群人中總有一人是所有人都認識的。
至於拉姆塞定理本尊,按照剛才那個認識或者不認識的說法,可以表述成為:
對於任意正整數k和l,如果一個聚會的人數n足夠大,則無論相識關係如何,必定會有k個人相互認識,或l個人相互不認識。
如果給定兩個正整數k和l,保證前述結論的最小n值,被稱為拉姆塞數R(k,l)。
當然也可以把聚會的人相互認識和不認識,這種關係變成圖論中的染色問題,然後再用討論的術語把拉姆塞定理給表述出來。
從拉姆塞定理,又能引申出一個拉姆塞理論,用來在大而無迭序的結構中,尋找必然出現的有迭序的子結構。
葛立恆說,拉姆塞理論是組合數學的分支。
他本人也是在這個理論的基礎上,才提出來了那個曾經被視為在正式數學證明中出現過最大的數的“葛立恆數”,並且在1980年,被吉尼斯世界紀錄收錄。
當然,在之後葛立恆數又被TREE(3)超越,從而喪失了世界上最大的數的地位。
葛立恆雖然是一個地地道道的中文名字,但葛立恆卻不是中囯人,而是一個土生土長的美國人。
而他的姓氏Graham,直譯的話應該是格雷厄姆,但之所以被翻譯成為葛立恆,則是因為他後來娶了一個同樣是數學家的華裔老婆。
1903年出生的拉姆塞,今年才23歲。
在原來的歷史當中,他在四年之後,就會提出以他姓氏命名的拉姆塞定理。
那個時候的他只不過是一個二十七歲的年青人,按理說,拉姆塞未來一定會在數學界前途無量。
但不幸的是,他也是在同一年因病英年早逝的。
他去世的原因不是遇到了什麼事故,或是突發了什麼惡疾。
而是拉姆塞一直以來都有慢性的肝病,在一次動過手術之後出現黃疸,然後不治身亡。
現在,拉姆塞在陳慕武的一次談話當中,比原時空提前四年搞出來了陳-拉姆塞定理,說不定也就能在對這個問題的研究上,走得更遠一些。
見到陳慕武答應了自己的請求,拉姆塞心情不錯。
和陳慕武商定好每週見面,討論論文的時間和地點,他端起桌子上的酒杯一飲而盡,然後把杯子重新放好,站起了身。
臨走之前,拉姆塞又和陳慕武說起另外一件事情。
“陳兄弟,夏天馬上就要到了,找個機會,我們一起去康河裡游泳啊?我早就想和你這個奧運會冠軍比試比試了!
“對了,你發明的那種泳褲,我也找人幫忙做了一條,穿在身上雖然有點暴露,但是在水裡面,確實要比那種連體泳衣遊起來阻力小的多。”
關於拉姆塞的死因,還有一種沒經過證實的說法。
說他是一個狂熱的游泳愛好者,在康河裡游泳的時候,感染了沒確診的鉤端螺旋體病,所以才去世的。
雖然這個說法很大機率是一種謠言,但陳慕武還是覺得有點後怕。
雖然遠離工業區,康河的水質看起來很清澈,但說不定,裡面還是有許多看不到的髒東西。
他覺得以後如果再想游泳的話,還是去那種專門的游泳池比較好,千萬不能再拿自己的身體開玩笑了。
“真抱歉,拉姆塞兄弟,雖然很想和你一起游泳,但今年夏天我的日程安排的很滿,不一定能抽出時間來。
“而且康河的水我感覺也沒有看起來的那麼幹淨,你如果想游泳的話,最好去比較專業一些的游泳池。”
拉姆塞微笑著和陳慕武告了別,但是卻把後者的話當成了耳旁風。
他父親上學的時候就在康河裡面游泳,自己更是從小到大,從來沒出過什麼問題。
這個陳博士,他還真是有點少見多怪了。
使徒社的聚會結束之後,星期日別人去教堂做禮拜,陳慕武也就跟著休息了一天。
到了星期一,他吃完早飯之後,剛離開三一學院的門,就又像之前奧本海默從美國回來那次,被來人攔住了去路。
這一次把他攔下來的,是狄拉克。
在不熟的人眼中,和兩年之前初入劍橋的那個,來自布里斯托爾的鄉下人比起來,如今的狄拉克,甚至比之前還要更靦腆一些。
可以合理懷疑,他固然在劍橋大學學了不少知識,但比知識更多的,可能是學到了如何自閉。
但事情的真相是,狄拉克在去年春夏之交,遭受了人生當中的一次重大打擊。
當時,他那個留在父母的哥哥,先是在布里斯托爾本地失蹤,然後又過了幾天,登門的警察告訴了老狄拉克夫婦一個噩耗,他們大兒子的屍體被發現了,而且基本上能判定是自殺。
狄拉克如此沉默寡言,很大程度是受到了原生家庭的影響。
他的父親是那種很典型的家長式作風,動不動就家暴妻子,呵斥孩子,一家之主威風堂堂。
狄拉克從雙親處得到的關懷,基本上都來自他的母親,而因為弟弟比哥哥更加聰明,所以狄拉克夫人對小兒子很是偏愛。
不過狄拉克那種孤僻的性格,過度的母愛對他來說也是一種負擔。
他反而覺得有些羨慕那個熱情開朗的哥哥,和哥哥之間相處的更親近一些。
哥哥的自殺對狄拉克來說是一次很沉重的打擊,處理完喪事之後,從布里斯托爾回到劍橋的他每天渾渾噩噩,到最後他終於找到了開解自己的方式,那就是忘掉一切,把全身心的投入到學習上。
也就是在那個時候,狄拉克在數學物理學上的功力突飛猛進。
狄拉克消沉的那段時間,陳慕武剛好在倫敦做他的低溫物理學實驗,沒能陪在好朋友的身邊安慰他。
不過,幸好劍橋大學裡,還有一個卡皮察。
身為劍橋郡最有趣的那個俄國人,卡皮察同樣也經歷過親人離去的痛苦,所以他懂得怎麼去安慰人。
正是因為有卡皮察的存在,狄拉克才不至於在悲痛當中越陷越深。
“保羅,好久不見了!”
“陳。”
“你今天是有什麼事情嗎?怎麼這麼早就來找我。”
“我上個星期去卡文迪許實驗室找了你一次,但是被告知你不在那裡。
“所以今天才想著來三一學院碰碰運氣,沒想到剛好遇見了你。”
“不好意思,保羅,我最近有點事情,所以一直都沒去實驗室那邊。”
前段時間,陳慕武一直都在三一學院寫不完美性定理的論文。
寫完之後,他又天天往正在研製的粒子加速器那邊跑,確實已經很久都沒去卡文迪許實驗室點卯了。
“是這樣,陳,今年夏天我就要博士畢業了。聖約翰那邊已經給我發來了邀請,讓我畢業之後留在學院裡,做研究員。”
“這是好事啊,恭喜恭喜!”
“謝謝,我也要恭喜你,發表了那麼厲害的一篇數學論文。你之前一直都對數學有研究嗎?”
“並不是,是今年年初,才突然對這件事情有些興趣。”
“我真羨慕你,又能做得好實驗,又能搞出那麼多新理論,而且還不限於物理,天文學和數學上都有。而對我來說,僅僅是數學這一項,學起來就很吃力了。就拿畢業論文來說,整整折磨了我快一年的時間。”
“那你寫完了沒有,應該是寫完了吧?”
狄拉克點點頭:“論文已經寫完了,不過福勒教授又給我安排了另一件事情。
“今年秋天,或者是明年,他打算在劍橋大學開一門《量子力學》的課程,所以希望我能為這門課編寫一本講義出來。
“接到這個任務之後,我第一時間就想到了你。你最近忙不忙?要不要研究數學或者是物理?如果不忙的話,能不能和我一起編寫這本書?畢竟你才是量子力學的創始人。”
好好好,都知道自己最近沒什麼事情,所以都來找上門了是吧。
福勒要在劍橋大學開講量子力學,陳慕武一點都不意外。
在原時空裡,新量子論誕生之後,是丹麥哥本哈根的玻爾,和德國哥廷根大學的玻恩兩派分庭抗禮。
劍橋大學靠著盧瑟福領導下的卡文迪許實驗室,在實驗上還能處於世界上領先的位置。
但是在理論方面,就只剩福勒一個人苦苦支撐。
福勒和愛丁頓一樣,同樣都是在三一學院中學數學出身。
但他經常為盧瑟福提供一些理論上的支援,後來還乾脆成為了後者的女婿,所以對前沿的物理學也很瞭解。
正是他從愛丁頓手下搶走了狄拉克,沒讓他成為一名天文學家,而是領他走上了理論物理研究的道路。
只可惜他的好學生學成之後,沒有一直留在劍橋大學充當自己的左膀右臂,而是先後前往哥廷根和哥本哈根這兩處量子力學的聖地去訪學,最後加入到了哥本哈根學派門下。
陳慕武去年講線性代數的時候,讓奧本海默給自己準備教案。
福勒這次,同樣也讓狄拉克寫量子力學的講義。
狄拉克不知道,他即將寫出來的《量子力學》很是有名。
但,陳慕武知道。
他沒想到,剛薅了拉姆塞的羊毛,這一次自己居然又能分一杯羹,所以毫不猶豫地答應了狄拉克的請求。
對了,量子力學。
他又記起來,幾個月之前在盧瑟福的辦公室,自己曾經答應過玻爾,說寫完一篇數學論文之後,還要再發表一篇量子力學的論文。
如果今天沒有狄拉克的提醒,陳慕武絕對會忘記這件事。
趙忠堯和考克羅夫特那邊,粒子加速器的進展不太順利。
經歷過各種打擊之後,他們兩個人也從一開始的信誓旦旦,變得有些不太自信。
在考克羅夫特的設想裡,陳慕武都已經造出了起電機的模型,那麼只需要將其等比例放大,再考慮一下擊穿電場還有尖端放電等等各種可能遇到的問題,對圖紙進行修改,就能很輕鬆地造出符合要求的起電機實物,並利用起電機造出來的高電勢差,對粒子進行加速。
圖紙畫的很順利,可把圖紙轉換成實物,兩人就經歷了各種不順。
先是有陳慕武指出來了,實驗環境的絕緣問題。
這件事導致他們不得不叫停一切工序,用採購來的瀝青和雲母片,總算是把這個可能要人命的安全隱患給去除掉了。
然後,又在運送電荷的絲綢上出了問題。
陳慕武的整個起電機模型才有罐頭盒大小,所以他在其中使用的絲帶很短很窄,隨處可見。
可是趙忠堯設計的這臺起電機,球形電極遠離地面就有兩米多高,而是運送電荷的傳送帶,又是一來一回形成一個環,這就意味著,最少需要五米的絲綢,才能滿足這臺起電機的要求。
考克羅夫特基本跑遍了英格蘭的所有唐人街,都找不到這種符合要求的絲綢。
他又和店主打聽,如果向中囯國內發訂單定做的話,大概需要多長時間。
店主給出來的時間很不樂觀,而且千里迢迢從國內透過輪船或火車運來的話,變數實在是太多了。
但也找不到什麼更好的辦法,就只能透過老闆的渠道,向中囯的絲綢商訂製了一條。
其實針對這個問題,陳慕武有一種更好的解決辦法。
可考克羅夫特沒好意思把這件事對陳慕武講出來,他只是說有些零件出了問題,起電機的製造程序不得不放緩,可能需要幾個月到半年的時間。
陳慕武當時一心都在寫數學論文上,沒有具體追問,他想的是,反正有趙忠堯和考克羅夫特,事情辦的一定錯不了。
所以他打算要趁著這幾個月的空閒時間一邊和拉姆塞寫論文,一邊和狄拉克寫書。
不過在這兩件事之前,還要把已經答應玻爾的那邊量子力學論文給搞出來。
他當時想的是寫完數學論文後,請羅素或者拉姆塞幫忙,嚴格證明矩陣力學和波動力學兩種計算方式在數學上等價。
不過現在既然狄拉克找他一起寫書,那麼請狄拉克幫忙也是可以的。
繼愛因斯坦和希爾伯特之後,又一場無形的競賽,在陳慕武和馮·諾依曼之間展開了。
只是他們彼此都不知道,還有另外一個對手存在。
(本章完)
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