六、趣味數學3(3 / 3)

威爾斯的工作公布後,很快受到了國際上一些最著名的數學家的喝彩,大多數人認為威爾斯是一位嚴肅的數學家,他的證明基礎是可靠的。

人們正翹首期盼著歡呼費爾馬大定理獲得證明的最後時刻的到來!

但是,1993年12月4日,威爾斯教授宣布,他於6月對費爾馬大定理的證明中“有漏洞”。所以,費爾馬大定理仍在證明中!(見《中國數學會通訊》1994年第二期)讀者同學,你看了這個故事,有什麼想法呢?

讓我們聽聽數學大師希爾伯特的一番話:“正如人類的每項事業都追求確定的目標一樣,數學研究也需要自己的問題。正是通過這些問題的解決,研究者鍛煉其鋼鐵意誌和力量,發展新方法和新觀點,達到更廣闊和自由的境界。”

我們了解一些數學問題的曆史和意義,可以提高對數學的認識,可以激勵自己像前人那樣頑強學習,為人類進步事業作出貢獻。

蜜蜂問題

在美國數學界廣泛流傳著一個解蜜蜂問題的故事。

據說,在一次雞尾酒會上,許多數學家聚集一堂,歡聲笑語,洋溢著輕鬆愉快的氣氛。著名的數學大師、“電子計算機之父”馮·諾依曼端著酒杯,和同行們說說笑笑。一位客人看到馮·諾依曼有時流露出心不在焉、若有所思的樣子,知道這是科學家的“職業病”:搞慣了科學研究,做慣了思維“體操”,頭腦裏不想點問題便好像丟了什麼東西似的。於是,他想出了一個問題。

“你好,馮·諾依曼先後,想做遊戲嗎?”

“遊戲?”他指了指頭腦,說:“它正想活動活動,做做思維遊戲呢!”

“我這裏有一個蜜蜂問題。兩列火車相距100英裏,在同一軌道上相向行駛,速度都是每小時50英裏。火車A的前端有1隻蜜蜂以每小時100英裏的速度飛向火車B,遇到火車B以後,立即回頭以同樣的速度飛向火車A,遇到火車A以後,又回頭飛向火車B,速度始終保持不變,如此下去,直到兩列火車相遇時才停止。假設蜜蜂回頭轉身的時間忽略不計,那麼,這隻蜜蜂(馮·諾依曼插話:好一隻超級蜜蜂!)一共飛了多少英裏的路?”

馮·諾依曼,這位20世紀最傑出的數學家,心算能力極強,不用筆和紙就能熟練自如地進行計算。據說,他6歲就能心算8位數的除法,十來歲時就掌握了微積分,中學時在匈牙利數學競賽中名列第一。他的老師、著名的數學家、教育家波利亞回憶說:“約翰(馮·諾依曼的名字)是我惟一感到害怕的學生,如果我在講演中列出一道難題,那麼當我講演結束時,他總會手拿一張潦草寫成的紙片,說他已把難題解出來了。”

這時,把解答有趣的數學題作為一種積極的休息,作為參加一種遊戲,馮·諾依曼沒有用簡單的算術方法,而是別出心裁地采用了高等數學中一個巧妙的解法,很快地解出了這個問題。

如果你直接從蜜蜂往返飛行的路程去求解,那就很複雜了;而間接用蜜蜂飛行的時間來求解,那非常簡單。

因為兩列火車相距100英裏,以每小時50英裏的速度相向而行,所以,它們相遇時所經過的時間是1小時。而蜜蜂在這一段時間內,不停地在兩列火車之前往返飛行,蜜蜂飛行的全部時間正好是兩列火車相遇的時間。所以,蜜蜂在這1小時內,正好飛行了100英裏。

有趣的是,我國著名數學大師蘇步青教授,在一次出國訪問時,脫口而出地解出了一位外國數學家提出的和“蜜蜂問題”類似的“獵狗問題”:

獵人甲帶著他的獵狗到120公裏外的獵人乙家去作客。當甲出發時,乙也正好走出家門去迎接甲。甲每小時走10公裏,乙每小時走20公裏,獵狗每小時走30公裏。當獵狗先與乙相遇後,又返回來迎接甲,與甲相遇後,再轉身去迎接乙。這樣,獵狗就在甲、乙之間往返奔跑。問:當甲、乙相遇時,獵狗一共跑了多少公裏路?

因為獵狗往返奔跑的全部時間,正好是獵人甲、乙相遇的時間:

120÷(10+20)=4(小時),

所以,獵狗一共跑的路程是

30×4=120(公裏)。