探索南极的无穷大与无穷小:从斯科特的最后一夜到库克的首次发现
两个答案,无限和无限。
一
在帐篷里,探险家斯科特(Scott)照亮了一条鞋带,并在南极洲的下雪夜给妻子写了一条短信。
火焰在摇摆,字母纸很清晰:
希望您能得到一些安慰,我的死亡不会太痛苦,但是我的职业生涯使世界变得全新。
这是他一生中的最后一个晚上,但他充满了自豪。他和他的朋友们刚刚探险到南极,这是地球上最荒凉,最冷,最孤独的地方。
自3400万年前,与南美洲大陆分离之后,南极洲被深深地陷入传奇的雾中。
亚里士多德推断,如果地球要保持平衡,则必须在北端和南端有土地。发现时代的谣言说,最南端的山脉覆盖了山。
1774年,英国库克船长终于闯入了南极圈子。在寒冷的阳光下,他举起了单眼镜头,留下了“一块巨大的冰”的叹息。
几十年后,沿着冰的美国猎人抓住了海豹,最后发现了南极。
1895年,第六次国际地理会议在伦敦举行,南极成为世界的重点。在接下来的22年中,有10个国家发起了17次南极探险,在历史上被称为“英雄时代”。
比利时人开放了英雄时代的前奏。他们购买了巨大的捕鲸船,建立了实验室,命名为比利时,然后前往南极圈子。
比利时最终在南纬度73°的海面冷冻,无法前进或撤退,浮冰围绕着船。
机组人员无所畏惧地对生与死。制作遗嘱后,他们举起了氢气球,欣赏了鸟眼的视野,并用简单的留声机记录了企鹅的声音。
被困在一年多以上后,船员不小心发现煤渣吸收了光,因此他们融化了冰表面,然后与锯子和炸药一起工作以摆脱陷阱。
1910年,南极最悲惨的探索被上演。
那时,英国人斯科特(Scott)带领一支球队前往南极。在船上,他们收到了挪威语Amundsen的电报:请允许我通知您,我将去南极。
着陆后,斯科特的团队陷入了麻烦:油桶泄漏,摩托车崩溃了,在旅途中途,运输物资的马匹掉进了风和雪中,只能被屠杀并做出食物。
团队成员拉了雪橇,向前徒步旅行,并遇到了两次暴风雪,其中一半遭受了雪失明。
征服南极的荣耀成为最后的驱动力。 1912年1月16日,一个小的黑点出现在他们的视线中,当他们走近时,他们发现那是挪威的蓝色和白色十字架。
有极端。挪威人在35天前到达,留下了两封信,一封信给挪威国王,另一封信给斯科特。
斯科特的团队别无选择,只能返回并感到沮丧。从那时起,五人团队之一死于精神障碍,其中一支是他的手和脚冻伤,这使得很难移动。
冻伤的受害者认为这是在拖延球队,所以有一天,他主动走进暴风雪,“我走了一段时间,也许需要一段时间才能回来。”从现在开始永远不会回来。
3月中旬,一支由三人组成的团队被困在暴风雪中,没有弹药和食物。西风咆哮,所有油都足以煮两杯茶。
斯科特(Scott)写了最后一封信,上面写着罐装盒子,作为灯,鞋带为灯芯。大雪吞没了一切。
十个月后,发现了三人的尸体。在最后几天,他们坚持要携带17公斤的标本,并记录天气,直到死亡。
六年后,美国飞机飞越极端。目前,战争笼罩着欧洲,遥远的东王朝下降了,人类正在重新定义边界和秩序。探索领土是时代的主张。
斯科特最终被埋葬在雪地里,上面刻有滑雪板的十字架,上面写着尤利西斯的话:
努力,探索,发现,从不投降。
二
1993年夏天,200多名数学家聚集在剑桥大学牛顿学院的教室里,听舞台上的演讲。
黑板上的公式很复杂,字母很复杂。不到四分之一的人能够理解其背后的含义能够从听众中理解它们。
但这并不能阻止他们感到兴奋。持续356年的难题将在这一天结束。
1637年,法国数学家费尔马(Ferma)在一本古希腊数学书中写下了一个定理。
这是他的习惯。那本旧书的空白空间中写了许多注释。但是,在那天定理旁边,费玛特只写了一个句子:
我确定我已经发现了一种很棒的证明方法,但是不幸的是,这里的空白太小而无法写下。
费马特(Fermat)去世后,手稿出版了,这些注释像诅咒一样在数学世界中流行。在过去的一个世纪中,除了该定理外,几乎所有注释都被争论了。
人们称其为Fermat的大定理,也称为Fermat的最终定理。
定理的段落使整个数学社区发疯。欧拉(Euler),高斯(Gauss)和戈德尔(Godel)等数学家试图证明这一点,但接一个地失败了。
费马特(Fermat)的定理是数学家的南极,覆盖着风和雪,充满了挑战的魔力。
德国数学家凯尔(Kyle)年轻的时候,他失败了,决定开枪射击。
他在午夜设定了自杀。在时间到来之前,他去图书馆阅读并花了它。他拿起Fermat的定理校验纸,并用于计算它,并在不知不觉中将其计算直至黎明。
他发现纸上的错误也消失了。
1908年,成为有钱人的凯尔(Kyle)取出了一半的遗产并建立了奖励:那些证明费玛特(Fermat)的大定理的人将获得100,000分的奖励。
从那时起,越来越多的探险家被迫打印拒绝卡来处理世界各地的无尽信件。
在20世纪下半叶,一些学者悲观地写道:文明世界可能已经结束,然后才能解决fermat的定理。
1986年,英国威尔斯决定仅证明这位费马特的大定理。
他花了18个月来收集数百年来他的前任使用的所有数学工具,并钻进他的阁楼。在接下来的七年中,数学是全世界。
每6个月,他将发表一篇简短的论文来掩盖他的真实目标。
1993年夏天,他终于证明了费马特的定理,并决定在剑桥大学宣布。
他掩饰了演讲名称为“椭圆曲线和模块化形式”。
整个演讲平稳而美妙。威尔斯在黑板上写了最后几行之后,他转过身对所有人说:所以,我们证明了费玛特的定理,我想我会在这里结束它。
观众屏住呼吸,然后像雷声一样鼓掌。该消息像水浪一样传播:已经发现了数学世界中的圣杯。
世界各地的大学组织游行和狂欢节,芝加哥甚至使用警察来维持秩序。
根据《纽约时报》的头版,《人物》杂志将他命名为年度最吸引人的25个人,并与戴安娜王妃和迈克尔·杰克逊并列。
费疗学的探索过程诞生了数学分支,发展了数学的概念,并最终影响了现代数字理论,并为随后的计算机时代奠定了基础。
已经完成了三百年的探索,而新时代的键盘声音很轻。威尔斯像以前一样,早起去办公室学习新的数学问题。
他说:特殊的长期探索已经结束,我的心平静了下来。
三
1961年5月,肯尼迪(Kennedy)在国会发表演讲,希望在10年内将人们送到月球,并探索太阳系的更远边界。
所有生物都在骚动中,有可能降落在月球上,但是太阳系的边界遥不可及。在当时的技术中,飞往海王星将需要40年的时间。
转机发生在四年后,当时NASA实习生弗兰德罗(Flanderro)在计算行星路线时发现了一个特殊的时间点。
十二年后,土星,木星,天王星和海王星将前往太阳的同一侧。目前,将启动一个调查,同时探索四个主要行星,这是176年的一次机会。
NASA欣喜若狂,并制定了一个行星刺激计划。 1977年夏末,Voyagers 1和2又一次地旅行。
两个探测器飞入黑暗而沉默的空间。 Voyager 1磁盘在地球上携带了人类的照片,包括大城墙和中国宴会。
在声音的唱片录音中,一个女人在Xiamen方言中说:您好,太空的朋友!你吃过了吗?如果您有时间,请来这里坐下。
星星飞走了,旅行者看着木星,天王星上的大海和星星在较远的地方看着大红色斑点。
1990年2月14日,Voyager 1从距离地球40亿公里的距离回头。在照片中,地球只是一个0.12像素昏暗的蓝点。
2014年,Voyager 1飞出了太阳系。四年后,Voyager 2也进入了边缘空间。两万年后,它将飞往半人马座。
旅行者离开太阳系的那一年,Chang'e-3与中国Xichang的山区和田野一起飞行。几天后,伦纳漫游者降落了。
2018年,Chang'e-4首次降落在月球后面。两年后,Chang'e-5将两公斤的月球土壤带回了地球。
几天前,中国的Tianwen-1调查降落在火星上,释放了Zhurong Mars Rover,并探索了神秘而荒芜的星球。
在探索宇宙的同时,科学家也朝着微观世界发展。
数百万个颗粒在瑞士的地下26公里的长环加速器中运行。 Alphago团队已解决蛋白质折叠,而针对新冠的mRNA疫苗是由于人们对基因片段的控制所致。
这个时代探索的两端,一个末端是广阔的宇宙,指向星级航行并打开黄金时代。另一端是一个微观的例子,指出了万物的起源并打破了生命的来源。
一端是无限的,另一端是无限的。它们是对未来的答案。
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