青春正沐阳

2018-01-29 18:25
中学生天地(A版) 2018年1期
关键词:沐阳排列组合数学家

按照我的想法,搞数学就应该搞纯粹的数学,而不要动不动和那些菜市场的老太算术搅和在一起。我最烦的就是有人说,你看数学多有用啊!生活中一切都是数学!……

哼哼,这是不懂数学的人对数学纯粹性的无视和抹杀!

你们来看看这历史上的大咖们,关于数学都说了些什么——

黑格尔说:“数学是上帝描述自然的符号。”

伽利略说:“数学是上帝用来书写宇宙的语言。”

还有,现在流行于網络上的草根牛人的诗作证——

飘动的不仅是云层,

还有纳维-斯托克斯方程。

扔下的是咖啡块,漂动的是一个个

正五边形和正六边形的组合体。

……

我当然知道数学的无处不在,我为数学的这种无所不在的强大感到骄傲,可是我又害怕人们曲解它的强大性,这让我常常陷入无边的尴尬。

就比如对一个不太懂数学的人来说,数论中的排列组合是多么简单的一件事。就像我老妈和她的那个相片墙,作为我们家的文艺中老年、资深作家,在她看来家里没有相片墙,那怎么能叫有生活品质?

那么问题来了,究竟什么样的照片才能符合“生活品质”而入选呢?

另外,入选的照片到底是以什么样的排列组合,方能显出照片墙的“生活品质”呢?

或者换句话说,“生活品质”往往投射在哪些最具有经典性的照片组合之中呢?

……

老妈让我老爸首先去找我们男人小时候的照片,正的、侧的、光屁股的、没有光屁股的、哭的、摔倒的……按照她的话说就是要“真实的男孩样儿”!

而对于她自己的照片,则在保有真实的基础上做到严苛——脸圆了不要(比如镜头推得太近了);

——个子低了不要(很可能照相的人用的是俯拍角度);

——脸上有阴影不要(或许刚好在树荫下);

——笑得太厉害露出的牙齿太多不要(牙齿露出来的数量最好要小于等于8颗);

——虽然笑得很好,但是眼睛眯起来不要(啧啧,一边大笑一边瞪大眼睛,这可能吗)……

反正我们就这样,在这些奇怪的限定中前前后后挑选了大概一个多星期。

而更艰巨的任务还在后面呢,如何把这些照片合理地真正科学地排列组合起来?长的短的、横的竖的,比画来比画去,要整个儿照片墙啊,DIY,就是这意思吧?

然后,我就跟我老妈算了一下,告诉她大概能有多少种排列法——她立刻崩溃地跟我说:“沐阳同学,随意吧,生活中的最高境界是自然随意。”

随后,我们全家就生活中的数学展开了激烈的讨论,一方就是我妈组成的“她方”,“她方”认为生活中到处都是数学,比如最实用的题目就是关于写作业的时间分配,还有最搞笑的题目是关于吃东西的组合,最赏心悦目的组合是她看的韩剧演员搭配……而另一方就是“我方”,“我方”认为数学虽然来自生活,可是真正的数学,其魅力在于抽象的思维和逻辑严密的叙述……这里顺便说一句,除了“她方”和“我方”,还有“他方”——我老爸,这个和事佬,让“他方”永远处于中立,根本没什么原则!

又比如,除了几何,组合数论是我的弱项。而根据我老妈的教育扬长理论,她总是说,你为什么要花巨时(注意,是和“巨资”相对应的)来刷组合数论题呢?而且他们都说这样的题目,你以后学习高等数学又用不到,刷题不是浪费时间吗?有什么用?是不是就是为了你们那个什么天下大同杯?

听我老妈这么说,我大声反驳道:“错!是‘大同杯,有的人故意说成‘天下大同杯,真是别有用心啊!”

我老妈回复说:“那么我问你沐阳同学,你刚刚说组合基本属于初等数学的问题,今后这个又不怎么会用到,你为什么还这么拼命学?”

我答:“今后我是没有时间、没有机会再回头来学初等数学的……其实关于初等数学和高等数学,你根本不能分辨哪个更难——可是的确,没有什么数学家学初等数学,你知道为什么吗?因为初等数学已经研究透了,不会再给人类做出什么贡献了……言归正传,我为什么要为人类做出贡献,我自己学着开心就好!”

你听一听这题目——5名数学家在开会,在这场会议中每个数学家均打两次盹,每两个数学家都有同时打盹的时刻。请证明,3个数学家有同时打盹的时刻。

好玩不?还可以看看今年最难的IMO(International Mathematical Olympiad,国际奥林匹克数学竞赛)的题目:

一个猎人和一只隐形的兔子在欧氏平面上玩一个游戏,已知兔子的起始位置A0和猎人的起始位置B0重合,在游戏进行n-1个回合之后,兔子位于点An-1,而猎人位于点Bn-1,在第n个回合中,以下三件事情依次发生:

兔子以隐形方式移动到一点An,使得点An-1和An之间距离恰为1;

一个定位设备向猎人反馈一个点Pn,这个设备唯一能够向猎人保证的事情是点Pn和点An之间的距离至多为1;

猎人以可见的方式移动到一点Bn,使得点Bn-1和点Bn之间的距离恰为1。

试问,是否无论兔子如何移动,也无论定位设备反馈了哪些点,猎人总是能够适当地选择他的移动方式,使得在109个回合之后,他能确保和兔子之间的距离至多为100?

这个题目你们看懂了吗?其实题意很简单,就是兔子和猎人同时在同一起点,每个回合,兔子移动一步,猎人也移动一步,定位设备每个回合向猎人发来兔子的定位,其反馈的定位精准度是1。猎人是否能在109个回合之后,确保自己和兔子之间的距离至多为100?

这个题目,就只有六七个参赛选手做出来。很牛的题目吧。让我来评价一下这个题目:看起来像小学的奥数题目,实际上是今年最难的题目,难在你想不到怎么做。endprint

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