《费马大定理》是纪录片《地平线:费马大定理》的导演Simon Singh的作品。这本书从毕达哥拉斯开始,到Andrew Wiles最终完成他的证明为止,追溯了费马大定理的历史,叙述了它与现当代数学成就的联系。本书最值得阅读的部分是第五至第七章。
在我正式评论这本书的优点之前,请允许我斗胆批评这本书的缺点。Singh本人是核子物理博士出身,但本书写得不够“数学”。前面四章的内容稍嫌冗长,尤其是第一章。虽然我并非历史学家,但毕达哥拉斯所生活的年代既已久远,史料匮乏可想而知。而作者下笔如此笃定,未免视历史学家如无物了。
当然,这本书依然是一本引人入胜的科普书。在第五章之后,作者梳理了近现代数学与费马大定理的关系。这对所有只听过费马大定理之名的人都有所裨益。一个数学问题的重要性,有两方面的度量,一是问题本身:这个问题能否拓展这个学科的前景?另一个度量是解决这个问题能否带来新的工具/方法/思维?再容我斗胆地评论一句,费马大定理本身不是一个很重要的问题(和歌德巴赫猜想一样),但在它的求证,大大的扩展了数学。所以无论如何,它都是一个伟大的问题。
不过有点矛盾的是,如果不去求解一个问题,你不会知道求解这个问题的思路和方法。而对于费马大定理这个艰难的问题来说,求解它有一种现实的考量:花费一生的光阴求解一个可能无法解决的问题,这个问题甚至不是很重要,是否值得?根据本书,高斯和希尔伯特就有过这种考虑。所以我很敬畏Wiles。他10岁的时候接触了费马大定理,而后他能花10年时间,一个人征服了这个百年难题。将近7年时间他是把自己关起来,孤军奋战。
当然,Wiles似乎不需要太在意现实性的问题。因为第一,他在证明的过程中凭借自己在椭圆曲线的工作,成为了普林斯顿的终身教授;其次,我觉得他主要的目的还是想证明谷山-志村猜想。 谷山-志村猜想无疑是更为伟大的问题,它在模形式和椭圆曲线之间搭建起了一道桥梁,沟通了两个数学领域,描绘了数学大统一的美妙蓝图。尽管我数学水平太差,完全不了解模形式和椭圆曲线的研究内容,但是当我读到谷山和志村提出这个猜想的想法的时候,我还是震撼到了。实际上,Wiles的工作成就更应该被评价为“完成了谷山-志村猜想的初步证明”。费马大定理和谷山-志村猜想的联系是由别的数学家建立起来的。许多伟大的工作,成为其他伟大的工作的奠基石。尤其美妙的是,许多之前未能联系起来的部分都联系起来了:在Wiles刚开始博士生涯,研究椭圆曲线的时候,他不知道这与童年的梦想费马大定理能够联系起来;在谷山和志村之前,也没有人能想到模形式和椭圆曲线能联系在一起。当这一切相遇了,我们只能感叹其中的奇妙。
最后补充一点书中的八卦:
1. 根据本书,毕达哥拉斯娶了自己的学生,他的资助人的女儿为妻,不知这是不是最早的师生恋,可见学数学还是有好处的。
2.费马本人是标准人生赢家,本身出生在富商家庭,后来当上公务员,貌似还是挺重要的职务。而他的名言 Cuius rei demonstrationem mirabilem sane detext hanc margins exiguitas non caperet.(我有一个对这命题的十分美妙的证明,这里空白太小写不下),是在他死后,他儿子把他的藏书《算术》连同他的注释一起出版,所以才流传下来的,看来他去世之后,他家还是挺有钱的。
3.后来设立了关于费马大定理的奖项,很多人都写了相关的论文投稿到不同的大学。格丁顿大学的数学系主任就深受其害。后来他干脆印了卡片,上面写着“您的证明在第X页第X行出错了!”让学生把空填上寄回去。数学作家(这是啥头衔啊!)Martin Gardner 仿效了费马本人:我有一个证明反驳您的证明,可惜这张纸不够大,写不下了。他的朋友更绝:每次收到这种民科来信,他就介绍来信者去找寄信给他的上一个民科。由此看来,民科处处有,不独中国多。我以前在学校的网络中心干活的时候夜看过这种民科的信,里面还说他收到迫害了。
4.谷山和志村的友谊是在图书馆开始,当时志村想找一份期刊,而刚巧期刊被谷山借走了。美丽的友谊开始。
5.迦罗华16岁才开始第一门数学课程,无论他是否16岁才开始学习数学,考虑到他21岁逝世,他都是一个让我无地自容的存在。而且在他16岁之后的日子里面,他还很High地参与了各种政治活动。另外令我很意外的是,小仲马居然也遇见过他。有时候我看外国历史就觉得有些人是活在不同位面的,看见他们居然有交集,我会很惊奇。
6.其实,就算后来Wiles无法补上他的证明中的缺陷,他的成就也足够荣耀自身了,毕竟他在谷山-志村猜想中走了很大的一步。