總有人來問我,自然數(shù)求和等于多少? 叉叔今天來跟你們做個了斷吧!
不知道從何時起,微博上刮起了一股歪風: 所有自然求和等于-1/12! 我第一次看見有人來問我的時候,我的心情是這樣的: 在嗤之以鼻并無視了n個人問我這個問題后,我突然意識到:nnd,不會是和我頭像有關(guān)吧? 在意識到這個問題后,查閱了一下,果然,你們都中招了! 然而還有源源不斷的人來問我,為什么等于-1/12,作為一個軍事博主,我覺得有必要寫點什么,然覺筆重千鈞,對曰:若得閑必解之。 夫致仕還鄉(xiāng),居江湖之遠。幾欲出世然世所不棄。算學之妙,妙在自洽二字。彼時為圓則此刻不為方也。換句話說,你初中的時候說所有正數(shù)的和一定是正數(shù),那么大學的時候這個結(jié)論仍然是對的。 所以說:自然數(shù)的和等于負數(shù)必然是個錯誤的結(jié)論! 那么為什么是-1/12呢? 這個就要從我的前世——黎曼說起。 黎曼是個不可多得的數(shù)學天才。在我看來,他的天分之高,都快趕上他老板高斯了。只不過黎曼過于短壽,幾乎只有高斯一半多一點的歲數(shù)。如果他能活過70,那么后面很多的數(shù)學家就可以換工作了。 黎曼的工作幾乎都是開創(chuàng)性的,而且他應該是數(shù)學史上計算能力最強的數(shù)學家。黎曼的天賦之高,連高斯都是嘆服的。事實上,黎曼留下的數(shù)學稿里面蘊藏了幾乎無限的寶藏,每次仔細閱讀都會有不同的收獲。 愛因斯坦這么牛叉的人物,在創(chuàng)立相對論的時候使用的最重要的數(shù)學工具就是黎曼幾何——聽這名字就知道這幾何是黎曼搞出來的。 在黎曼所有偉大成就中,最偉大的一項自然是黎曼猜想。 看見上面那個鬼畫符一樣的東西沒?黎曼猜想就是說:上面這個函數(shù)所有的零點都在Re(s)=1/2的直線上。 這個要是能證明出來,應該可以名列歷史上最強數(shù)學家前三了。。。 所以,上微博的就別做夢了,嗯,包括我,畢竟上一世正統(tǒng)黎曼自己也沒搞定。。。作為當世黎曼的我也就不想了。雖然嘴里嚷嚷著要做黎曼猜想,但是我的內(nèi)心是: 言歸正傳,我們注意到,上面這個函數(shù)當s=-1的時候,就變成了我們開頭提到的自然數(shù)求和了,但是這個-1/12是怎么來的呢?誒,這幫人啊,炫完了就管殺不管埋,這個屁股賊老師來擦了。 我們把無窮多的項的求和結(jié)果分成兩種情況:一種叫收斂,一種叫發(fā)散。所謂收斂就是指和越來越趨向一個固定的數(shù),反之就是發(fā)散。 比如1+1/2+1/4+……+1/2^n+……這種就是收斂,趨向于2; 而所有自然數(shù)的和顯然是發(fā)散的,這是小學常識,后面的知識不能和前面的起沖突。。。 好好好,我現(xiàn)在就告訴你-1/12哪里來的,不要著急,這些都是必須的基本概念。。。這都聽不懂還想明白-1/12? 我們注意到,如果是無限多的函數(shù)求和,那么和數(shù)項就不一樣了。隨著s的取值的不同,這些函數(shù)和可能發(fā)散,可能收斂,而發(fā)散的情況是我們所不要的。 就像黎曼函數(shù)里,當s小于等于1的時候,這個和就發(fā)散了?怎么辦? 我們有特別的技巧! 這里特別的技巧叫解析延拓(不要在意這些細節(jié)),延拓完了以后,函數(shù)變成: 不要在意這些細節(jié),again! 這個函數(shù)當s>1的時候,就是前面的表達式;而當s<=1的時候,它是收斂的,我們叫這個函數(shù)為zeta函數(shù)。 接下來是見證奇跡的時刻: 當s=1時,1式的結(jié)果是發(fā)散的,是所有自然數(shù)求和;而2式的結(jié)果是收斂的,等于-1/12,是1式解析延拓以后的值,也就是說: 丫偷換了概念。 西瓜是水果,香蕉是水果,所以西瓜就是香蕉,嗯,他們就是玩了這個把戲。 解密結(jié)束。置頂一段時間。 復問之,杖斃不赦。 |
|
來自: 數(shù)學博士賊叉 > 《待分類》