开头先问个问题

你相信有人能在梦里学数学吗?

而且这些数学公式,在百年之后竟然成为科学家解析黑洞奥秘的关键?这不是科幻小说,而是一个真实的故事——印度数学家斯里尼瓦沙·拉马努金的传奇人生。

他33岁短暂的生命像一道闪电,留下了近4000个看似“怪异”的数学公式,其中很多连当时的顶尖数学家都看不懂。但如今,这些公式竟被用于黑洞物理、人工智能甚至宇宙学的前沿研究。这篇文章,我会用白话一步步带你理解,为什么百年前的数学灵感能穿越时空,点亮现代科学。

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拉马努金是谁?

一个“人形计算器”的诞生

1887年,拉马努金出生在印度泰米尔纳德邦的一个普通家庭。他从小就是个“数学怪胎”——15岁时偶然拿到一本高级三角学教材,两个月内就自学完了全部内容,还开始自己推导公式。但最神奇的是,他的灵感来源

拉马努金曾说,他常在梦中见到印度女神娜玛吉利(Namagiri),女神会在他的掌心写下数学公式。醒来后,他立刻疯狂记录。这种“神启”般的创作方式,让他的公式充满直觉色彩,比如这个著名公式:

1 + 2 + 3 + 4 + … = -1/12

(没错,所有自然数相加的结果竟是负十二分之一!)

当时的数学家认为这完全是胡扯,但后来物理学家发现,这个公式在弦理论中能解释量子场的振动模式。你看,直觉有时比逻辑跑得更远

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4000个公式里藏着什么?

从“数论”到“模形式”的密码

拉马努金的笔记像一本天书,满是由根号、无穷级数、圆周率π组成的复杂等式。比如他研究的“划分函数”p(n),是计算整数n有多少种拆分成整数和的方式(比如p(4)=5,因为4可以拆成4、3+1、2+2、2+1+1、1+1+1+1)。

他给出的近似公式,在n=200时能精确到个位数!而这类函数,后来被发现和“模形式”(一种对称性极高的数学对象)有关——模形式正是描述黑洞熵的关键工具之一

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黑洞为什么需要百年前的数学?

2019年,事件视界望远镜拍下第一张黑洞照片,但科学家早就通过数学预见了黑洞的性质。其中核心问题之一是“黑洞熵”(衡量黑洞混乱度的量)。

物理学家发现,黑洞的熵值恰好能用拉马努金研究的“模形式”和“θ函数”来描述。比如他的“模仿θ函数”能模拟黑洞视界附近粒子的量子波动。简单说,拉马努金的公式像一把钥匙,解开了时空结构与微观粒子之间的数学关联

更绝的是,2023年有团队用他的公式优化了黑洞合并的引力波计算模型,比传统方法快30%。这说明,这些“怪异”公式不仅是理论玩具,更是工程利器。

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拉马努金从不用严谨的证明,全靠直觉“看”出结果。这种思维模式反而打破了学科壁垒:

  • 人工智能:深度学习模型如GPT-4,也依赖大量数据中的“模式识别”,而非人类逻辑推导。拉马努金的直觉或是一种人脑的“预训练模型”。
  • 跨学科创新:他的故事提醒我们,数学、物理、甚至玄学般的灵感,可能在未来某个角落突然发光。有时候,“无用”的知识只是还没等到它的时代

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拉马努金的一生充满遗憾——他因疾病和贫困早逝,生前未被完全理解。但百年后,他的公式却在黑洞、弦理论、加密算法中复活。这或许说明:真正的智慧能穿越时间,而人类对知识的探索,终会在某个维度相遇

最后留个思考题:

如果拉马努金活到今天,他的“神启”灵感会被AI增强,还是被数据淹没?

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