第41章 拉姆齊數,一堵嘆息之牆!
高帆感覺自己的呼吸都停滯了。
他的目光,像是被磁石牢牢吸住,死死地釘在那張輕飄飄的草稿紙上。
紙上,三道難題的解法,清晰地呈現在眼前。
第一道附加題,一個複雜的遞推數列通項問題。
許燃沒有使用常規的特徵根法,而是用了一種極其暴力卻又無比精妙的「部分分式展開」技巧,將一個複雜的有理函數硬生生拆解成數個簡單分式的和。
整個過程行雲流水,充滿了數學的美感。
「這……這個技巧,《具體數學》里提到過,但……他怎麼可能用得這麼熟練?」
高帆的聲音都在發顫。
他自己也看過那本書,但對這一章只是囫圇吞棗地翻過,根本沒想過還能這樣用。
簡瑤沒有說話,她的目光落在了第二道題上。
一道涉及「卡特蘭數」的組合計數問題。
常規的解法需要複雜的遞推和映射構造。
而許燃的解法,只有三行。
他直接引入了二維坐標系,將問題轉化為了「從(0,0)到(n,n),且不越過直線y=x的路徑數」。
一個純粹的組合問題,被他用解析幾何的思路,一劍封喉。
乾淨,利落,甚至帶著一絲蠻不講理的霸道。
簡瑤握著筆的手,不自覺地收緊了。
她自認為在解題思路上已經足夠天馬行空,但和許燃比起來,她的那點「靈氣」,就像是小溪遇上了奔騰入海的長江,完全不在一個量級。
當兩人的目光,同時匯聚在第三道題上時,連呼吸都忘了。
那是一道……構造題。
【問題:請構造一個圖G,該圖無三角形(即不包含K3子圖),且其獨立數α(G)不大於5。並證明你的構造滿足要求。】
如果說前兩道題只是「難」,那這道題,就是「噁心」。
它沒有明確的計算路徑,全靠天賦、靈感和經驗。
而許燃的答案……
他畫了一個由11個點構成的,極其詭異而不規則的圖。
然後用了一整頁的篇幅,通過嚴謹的分類討論,證明了這個圖的任意三個頂點都無法構成三角形,並且任意挑出6個點,都必然會產生一條邊。
證明過程無懈可擊,邏輯鏈條嚴密,令人髮指。
高帆看著那個詭異的「11頂點圖」,大腦一片空白。
這他媽是怎麼想出來的?
憑空想出來的?這是人腦還是超級計算機?
「他……他走之前說讓我們檢查一下……」
高帆喃喃自語,聲音裡帶著哭腔,「這還檢查個屁啊!把標準答案拿過來,可能都沒他這個寫得漂亮!」
簡瑤沉默了良久,才從那巨大的震撼中回過神來。
她拿起那張草稿紙,小心翼翼地,像是捧著一件絕世的藝術品。
「走吧,我們也去吃飯。」她的聲音有些飄忽。
那個下午,對高帆和簡瑤來說,是一次徹頭徹尾的「降維打擊」。
之後的幾天,這種「打擊」成了日常。
小組討論,變成了許燃的個人秀。無論多難的題目,在他手裡都撐不過十分鐘。
高帆從一開始的挑釁、不服,到後來的麻木,再到現在的……崇拜。
他徹底放棄了抵抗。
每天下午的小組討論,他做得最多的事,就是給許燃端茶倒水,然後一臉虔誠地看他表演,時不時地喊一句:
「燃哥牛逼!」
態度比他在家裡伺候他爹還殷勤。
而簡瑤,則完全沉浸在了與許燃交流的快樂之中。
她不再把許燃當成一個需要仰望的怪物,而是當成了一座尚未完全開發的巨大寶庫。
她每天都會搜集各種稀奇古怪的難題,在討論時向許燃請教。
而許燃,也總能用她從未想像過的角度,給出讓她豁然開朗的解答。
兩人的關係,在這一次次的學術碰撞中,變得微妙起來。
直到那天下午,劉忠兵親自走進了閱覽室,表情前所未有的嚴肅。
他將一張只寫著一道題的A4紙,拍在了第一組的桌子上。
「這道題,你們小組研究一下。今天之內,給我一個思路。」
三人湊過去一看,瞳孔齊齊一縮。
【問題:證明或證偽,著名的拉姆齊數R(5,5)等於43。】
拉姆齊數!
組合數學領域,王冠上的明珠,也是最臭名昭著的「攔路虎」之一!
它的定義很簡單:
需要多少人的聚會,才能保證其中必有5人相互認識,或者必有5人相互不認識?這個「多少人」,就是R(5,5)。
著名數學家保羅·艾狄胥曾說過一句名言:
「如果我們召集全人類最強的數學家,給他們全世界所有的計算機,去計算R(5,5)的值,我們應該能成功。
但如果我們面對的是外星人的威脅,他們要求我們計算出R(6,6)的值,否則就摧毀地球,那麼我們唯一的選擇,就是集結全人類的軍隊,去和他們拼命。」
這句話,足以說明拉姆齊數的計算,是何等地獄難度。
目前,學界只知道R(5,5)的範圍在[43, 48]之間。
但這道題,卻要求他們去嘗試證明其下界就是43!
「教練,這……」
高帆的聲音都在抖,「這根本不是我們能做的題目吧?這可是世界級的數學難題!」
「我沒讓你們完全解決它。」
劉忠兵面無表情地說,「我只是想看看,面對這種真正頂級的難題時,你們的思維能走到哪一步。」
說完,他便轉身離開。
閱覽室里,氣氛凝重到了極點。
「生成一個42階的圖,使其既無K5子圖,也無5-獨立集……這怎麼可能?」
高帆抱著腦袋,感覺自己的腦子要炸了。
K5,就是五個頂點互相連接的完全圖,代表「5人互相認識」。
5-獨立集,就是五個頂點之間沒有任何邊,代表「5人互相不認識」。
他們需要構造一個42個人的關係網,裡面既找不出5個互相認識的小團體,也找不出5個互相不認識的小團體。
這已經不是數學了,這是玄學!
簡瑤也緊鎖眉頭,她拿出草稿紙,嘗試從一些小規模的圖開始構造,但很快就發現,隨著頂點數的增加,複雜性呈指數級爆炸,根本無法控制。
一個下午的時間,很快就過去了。
三人用盡了所有能想到的方法,從隨機圖論到代數構造,全都宣告失敗。
那道題,就像一堵由純粹的「絕望」砌成的嘆息之牆,橫亘在他們面前,紋絲不動。
「放棄吧。」
高帆把筆一扔,徹底癱在了椅子上,「這根本就不是碳基生物能想出來的問題。」
簡瑤也疲憊地揉了揉太陽穴,臉上寫滿了無力感。
這是她第一次,感覺到自己的才華,在某個問題面前,是如此的蒼白和渺小。
然而,她不經意地一瞥,卻發現許燃從頭到尾,都只是靜靜地看著那道題,沒有動筆,也沒有說話。
他的眼神,沒有沮喪,沒有放棄,只有一種……古井無波的專注。
仿佛,他不是在看一道題,而是在欣賞一件藝術品,試圖洞穿其背後隱藏的,最深層次的結構與和諧。
他的目光,像是被磁石牢牢吸住,死死地釘在那張輕飄飄的草稿紙上。
紙上,三道難題的解法,清晰地呈現在眼前。
第一道附加題,一個複雜的遞推數列通項問題。
許燃沒有使用常規的特徵根法,而是用了一種極其暴力卻又無比精妙的「部分分式展開」技巧,將一個複雜的有理函數硬生生拆解成數個簡單分式的和。
整個過程行雲流水,充滿了數學的美感。
「這……這個技巧,《具體數學》里提到過,但……他怎麼可能用得這麼熟練?」
高帆的聲音都在發顫。
他自己也看過那本書,但對這一章只是囫圇吞棗地翻過,根本沒想過還能這樣用。
簡瑤沒有說話,她的目光落在了第二道題上。
一道涉及「卡特蘭數」的組合計數問題。
常規的解法需要複雜的遞推和映射構造。
而許燃的解法,只有三行。
他直接引入了二維坐標系,將問題轉化為了「從(0,0)到(n,n),且不越過直線y=x的路徑數」。
一個純粹的組合問題,被他用解析幾何的思路,一劍封喉。
乾淨,利落,甚至帶著一絲蠻不講理的霸道。
簡瑤握著筆的手,不自覺地收緊了。
她自認為在解題思路上已經足夠天馬行空,但和許燃比起來,她的那點「靈氣」,就像是小溪遇上了奔騰入海的長江,完全不在一個量級。
當兩人的目光,同時匯聚在第三道題上時,連呼吸都忘了。
那是一道……構造題。
【問題:請構造一個圖G,該圖無三角形(即不包含K3子圖),且其獨立數α(G)不大於5。並證明你的構造滿足要求。】
如果說前兩道題只是「難」,那這道題,就是「噁心」。
它沒有明確的計算路徑,全靠天賦、靈感和經驗。
而許燃的答案……
他畫了一個由11個點構成的,極其詭異而不規則的圖。
然後用了一整頁的篇幅,通過嚴謹的分類討論,證明了這個圖的任意三個頂點都無法構成三角形,並且任意挑出6個點,都必然會產生一條邊。
證明過程無懈可擊,邏輯鏈條嚴密,令人髮指。
高帆看著那個詭異的「11頂點圖」,大腦一片空白。
這他媽是怎麼想出來的?
憑空想出來的?這是人腦還是超級計算機?
「他……他走之前說讓我們檢查一下……」
高帆喃喃自語,聲音裡帶著哭腔,「這還檢查個屁啊!把標準答案拿過來,可能都沒他這個寫得漂亮!」
簡瑤沉默了良久,才從那巨大的震撼中回過神來。
她拿起那張草稿紙,小心翼翼地,像是捧著一件絕世的藝術品。
「走吧,我們也去吃飯。」她的聲音有些飄忽。
那個下午,對高帆和簡瑤來說,是一次徹頭徹尾的「降維打擊」。
之後的幾天,這種「打擊」成了日常。
小組討論,變成了許燃的個人秀。無論多難的題目,在他手裡都撐不過十分鐘。
高帆從一開始的挑釁、不服,到後來的麻木,再到現在的……崇拜。
他徹底放棄了抵抗。
每天下午的小組討論,他做得最多的事,就是給許燃端茶倒水,然後一臉虔誠地看他表演,時不時地喊一句:
「燃哥牛逼!」
態度比他在家裡伺候他爹還殷勤。
而簡瑤,則完全沉浸在了與許燃交流的快樂之中。
她不再把許燃當成一個需要仰望的怪物,而是當成了一座尚未完全開發的巨大寶庫。
她每天都會搜集各種稀奇古怪的難題,在討論時向許燃請教。
而許燃,也總能用她從未想像過的角度,給出讓她豁然開朗的解答。
兩人的關係,在這一次次的學術碰撞中,變得微妙起來。
直到那天下午,劉忠兵親自走進了閱覽室,表情前所未有的嚴肅。
他將一張只寫著一道題的A4紙,拍在了第一組的桌子上。
「這道題,你們小組研究一下。今天之內,給我一個思路。」
三人湊過去一看,瞳孔齊齊一縮。
【問題:證明或證偽,著名的拉姆齊數R(5,5)等於43。】
拉姆齊數!
組合數學領域,王冠上的明珠,也是最臭名昭著的「攔路虎」之一!
它的定義很簡單:
需要多少人的聚會,才能保證其中必有5人相互認識,或者必有5人相互不認識?這個「多少人」,就是R(5,5)。
著名數學家保羅·艾狄胥曾說過一句名言:
「如果我們召集全人類最強的數學家,給他們全世界所有的計算機,去計算R(5,5)的值,我們應該能成功。
但如果我們面對的是外星人的威脅,他們要求我們計算出R(6,6)的值,否則就摧毀地球,那麼我們唯一的選擇,就是集結全人類的軍隊,去和他們拼命。」
這句話,足以說明拉姆齊數的計算,是何等地獄難度。
目前,學界只知道R(5,5)的範圍在[43, 48]之間。
但這道題,卻要求他們去嘗試證明其下界就是43!
「教練,這……」
高帆的聲音都在抖,「這根本不是我們能做的題目吧?這可是世界級的數學難題!」
「我沒讓你們完全解決它。」
劉忠兵面無表情地說,「我只是想看看,面對這種真正頂級的難題時,你們的思維能走到哪一步。」
說完,他便轉身離開。
閱覽室里,氣氛凝重到了極點。
「生成一個42階的圖,使其既無K5子圖,也無5-獨立集……這怎麼可能?」
高帆抱著腦袋,感覺自己的腦子要炸了。
K5,就是五個頂點互相連接的完全圖,代表「5人互相認識」。
5-獨立集,就是五個頂點之間沒有任何邊,代表「5人互相不認識」。
他們需要構造一個42個人的關係網,裡面既找不出5個互相認識的小團體,也找不出5個互相不認識的小團體。
這已經不是數學了,這是玄學!
簡瑤也緊鎖眉頭,她拿出草稿紙,嘗試從一些小規模的圖開始構造,但很快就發現,隨著頂點數的增加,複雜性呈指數級爆炸,根本無法控制。
一個下午的時間,很快就過去了。
三人用盡了所有能想到的方法,從隨機圖論到代數構造,全都宣告失敗。
那道題,就像一堵由純粹的「絕望」砌成的嘆息之牆,橫亘在他們面前,紋絲不動。
「放棄吧。」
高帆把筆一扔,徹底癱在了椅子上,「這根本就不是碳基生物能想出來的問題。」
簡瑤也疲憊地揉了揉太陽穴,臉上寫滿了無力感。
這是她第一次,感覺到自己的才華,在某個問題面前,是如此的蒼白和渺小。
然而,她不經意地一瞥,卻發現許燃從頭到尾,都只是靜靜地看著那道題,沒有動筆,也沒有說話。
他的眼神,沒有沮喪,沒有放棄,只有一種……古井無波的專注。
仿佛,他不是在看一道題,而是在欣賞一件藝術品,試圖洞穿其背後隱藏的,最深層次的結構與和諧。