在三維的球體堆積中,最密堆積是由若干二維密置層疊合起來整的,密置層中相鄰的等徑球都相切,最常見的最密堆積有兩種,一種是面心立方,底部是三角形,一種是六方最密堆積,底部為六角形。
其中面心立方是三維球體堆積中最密堆積,約為百分之七十四。克卜勒猜想是關於此最著名的一個猜想,這個猜想直到了2014年,才由黑爾斯引導完成了形式化證明,而完成這個證明黑爾斯用了足足六年,從1998年提出窮舉法,到之後引用超級計算機運算。
可以說這個證明複雜非常,而這僅僅是三維,從理論上來講,每上升一個維度計算的難度和工程量都會上升,而洛葉卻要反其道而行,想用簡單的方式來證明,就像是布倫德證明的武義-勞森猜想,在八維的嘗試證明中,洛葉不甚滿意,等擴展到了她現在進行二十四維,更不滿意了。
而她無法找到一條更為簡單的路徑,在接連聽了布倫德和威騰的報告後,讓她有了新的想法。
既然從抽象代數的角度找不到更優的路徑,那不如引入其他理論。
洛葉決定多去聽一聽報告。
洛葉第二天聽的報告是一位女數學家,瑪楊?莫扎尼卡,在數學界中女數學家很少,頂尖的女數學家更少,而莫扎尼卡就是其中一位堪稱頂尖的數學家,最為擅長的領域是黎曼曲面,模空間,幾何學。
她做的報告是關於雙曲面的。
雙曲面狀似甜甜圈,擁有兩個洞以上的曲面,它可以說在三維空間無法存在,只存在於數學家想像中的抽象空間,曲面的距離和角度只能以一組特殊的方程來測量,如果雙曲面上存在虛擬生物,那生物在雙曲面上的任意一點都像是鞍部。
它自從出現就成了幾何學的中心之一,被無數狂熱的數學家研究,可是它的存在就是不可思議的,所以它也是高不可攀的,研究到了現在,一些簡單的問題都沒有解決掉。
比如在雙曲面上的「直線」——在數學上被稱為測地線,也就是最短路徑問題。因為雙曲面上,有些測地線可以無限延長,像是普通二維平面上的直線一樣,有些卻是封閉的曲線,所以數學家無法弄清楚在雙曲面上到底有幾條測地線。
而莫扎尼卡研究這個問題,發明了一個公式,可以回答這個問題,她以這個公式發表了三篇論文,分別刊登在四大期刊的三家期刊上——《數學年刊》《數學新進展》《美國數學會雜誌》。
就差一個《數學年報》拿到大滿貫。
是最近幾年最為引人注目的數學家之一。
而她做的報告正是對這個公式的詳細的補充和說明,下面坐滿了人。
洛葉在下面聽的十分專注,時不時的做筆記,不得不說,這種只存在於抽象空間的幾何體對洛葉來說更為有吸引力,而且在莫扎尼卡說自己如何想到那個充滿了創意的方程,一點點的讓它變成現在的完整模樣,怎麼在腦海構建這麼一個抽象幾何體,給了洛葉十分大的啟發。
她回去之後找了許多曲面的相關的論文,熬了一夜後馬不停蹄的接著奔赴報告會場。
可以說等這次歐洲數學會結束的時候,洛葉還意猶未盡,這樣高水平的報告會哪裡有那麼容易見到?再次見到恐怕要等14年的世界數學會了,而下次的歐洲數學會要等16年。
而這次的歐洲數學會會獎落在了布倫德頭上。
代數幾何方面的著名數學家法爾廷斯給布倫德頒發了這個獎項,舒爾茨也受邀出席了這次的歐洲數學會,只是他做的是45分鐘的報告,他的風頭比布倫德強勁,可比不得布倫德這幾年發表的論文,和積累的成果。
洛葉站在他身邊,跟隨著眾人一起鼓掌,「下一次的EMS(歐洲數學會獎簡寫)應該屬於你了。」
兩人這段時間都在保持著不太頻繁的交流,洛葉知道他最近的研究進度,他現在撰寫的論文準備投遞給《數學年刊》。
舒爾茨,「還要四年……」
「拉馬努金獎就在明年了。」
洛葉淡淡的道,「這次的報告會讓我受益匪淺,我應該會在暑假前結束現在的研究。」
拉馬努金獎一年頒發一次,獎勵在過去一年中做出突出貢獻並且未滿45周歲的數學家,洛葉現在的球體堆積工作如果完成是對這個領域的顛覆性創新,那勢必是要投遞到四大期刊上,那時間就來不及了,只能等待著明年的拉馬努金獎。
而非常不巧,舒爾茨的研究進度和她差不多時間撞車了,而如果他們兩個前後腳發布成果,並且同時競爭明年的獎項,那就有意思了。
洛葉關注這個獎項說到底還是因為舒爾茨,其實他今年也有資格競爭這個獎項,可是到現在今年已經過半了,來自於華夏的數學家徐晨陽勢頭強勁,而且還是那句話,舒爾茨崛起的時間還太短,幾年的積累下來,加上今年發表了一篇論文引起了轟動,舒爾茨很難和對方抗爭。
如果他現在的工作完成,那明年的拉馬努金獎就有他的一席之地。
他競爭還好說,而洛葉本科學位尚且沒有拿到,更顯得扯淡了。
舒爾茨,「那我們就來看看誰先得到這個獎項吧。」
之所以拿這個獎來比,就是因為這個獎項分量足夠,而且還並不是針對於某個特殊領域的獎和某個地域的獎。
比方說EMS獎洛葉無法競爭,萊布尼茨獎也沒有辦法競爭,她的先天條件不符,而舒爾茨也無法競爭一些美國數學會設立的獎項。
有分量,並不局限於某個領域,針對於全球的數學家,一年頒發一次,三個條件局限起來,也就只剩下了那麼幾個獎項。
舒爾茨說這句話的時候十分認真。
洛葉也十分認真。
在臨走前,洛葉特意找到了莫扎尼卡,問她要了郵箱地址。
康偉教授一直沒有管洛葉,看她四處去聽報告也沒有約束她,讓她在身邊聽使喚,等到了飛機上,才笑眯眯的問道,「怎麼樣?」
洛葉道,「受益匪淺。」
「我的論文應該終於可以寫完了。」
從去年定製軟體,再到現在,中間查了許多資料,嘗試用許多方法來構建數學模型,尋找通用簡潔的數學表達模式,時間幾乎長達了一年,最終在這個天才雲集的數學會上找到了最關鍵的靈感。
「那就真的太好了。」
洛葉回去之後就直接進入到了閉關模式,開始撰寫自己論文的最後階段。、
高維球的定義其實比超立方體容易多了,甚至構造起來也容易,計算相對來說很簡單——高維空間中一個固定的距離給定中心點的點集。
可是這個問題如果延伸到了球體堆積就複雜了N倍,因為每多出一個維度,就要添加更多的計算,洛葉選擇八維,和二十四維並不是隨便選的,而是因為在這兩個維度當中,存在稱E8的里奇格子的對稱球包裝,E8包裝球體正比現在已知的其他維度中的最佳候選更好。
而E8和里奇格子涉及到了主諸多領域,數論,組合數學,雙曲面,物理弦論,群論只能算是工具,用工具把這些東西串起來,而現在已經有很多理論證明了它們確實是最佳球體包裝,可是卻無法證明。
而洛葉在從歐洲數學會回來後,就戳破了之前感覺朦朦朧朧的一層紗,她終於找到了可以證明的一個正確函數。
有時候數學理論就是這樣,你尋尋覓覓,上下求索,等你終於找到的時候,卻發現它原來就在你的腳下,原來它是如此的簡單。
洛葉在完成這篇論文的時候論文總共寫了98頁,而她並不滿足,又刪減了許多,最後成稿是55頁。
寫完後她把稿子直接發到了《數學年刊》的投稿郵箱,整個人長舒了一口氣。
而寫完這篇論文後,她並沒有停下自己的腳步,而是繼續完成了任意維度小設計的猜想,等這篇論文完成的時候洛葉已經是大二的學生了。
在把這篇論文也投遞出去的之後,洛葉決定放自己幾天假。
而洛葉選擇放鬆的方式顯然和其他人不同。
她非常確定自己的論文中沒有可以讓整篇論文崩塌的漏洞在,而且也十分堅信自己發表論文的價值,它值得《數學年刊》發表,只要發表,她這學期一定會拿到學士學位。
那本科的課程對她來說已經毫無意義了,而研究生博士生相關的課程並不能讓她放鬆,她選擇了隨意進入一間教室。
洛葉想聽聽別的放鬆下心情,卻不想這一堂課居然也和數學有關。
關於著名的布萊克-斯科爾斯方程。
——華爾街曾經跪伏在這個方程之下,為它神魂顛倒,利用它創造了讓人瞠目結舌的財富。
可是也正因為這個公式,加劇了08年的美國次貸危機,被《聯線雜誌》評「斬殺了華爾街的公式」。
經濟系的教授在講台上侃侃而談,圍繞這個公式來不斷的來討論關於它的故事。
洛葉饒有興趣的聽著。
她就坐在最角落的位置,誰也沒有發現這個教室多了一個他們不太熟的人,除了坐在她身邊的沈辰。
他觀察了好一會兒,終於確定洛葉壓根沒有注意到他,估計也沒有認出他,心情頓時複雜了起來。
作者有話要說:午安~
不好意思,估計錯誤,理論上一章居然沒有寫完==
這位女數學家是第一個獲得菲爾茲的女數學家,17年因為癌症過世