省奥数竞赛的考场设在上海市重点中学的百年礼堂内,两百张樱桃木课桌呈同心圆状排列,如同一个巨大的斐波那契螺旋。每张桌面上都静静躺着一份密封试卷和两张米黄色草稿纸,宛如等待被解开的数学咒印。九月的晨光透过彩绘玻璃窗斜射而入,在柚木地板上投射出变幻的几何光斑,那些不断移动的光点像是某种高维投影在三维空间的切片。
陈槐安,荷叶并肩走进考场,根据信息卡找到座位,等待考试。
监考老师走进考场时,皮鞋踩在老旧地板上发出π的小数点般无限不循环的吱呀声。
目光立刻被第三排那个身影捕获——那个男生就是荷叶,他正用修长的手指敲击桌面,节奏精确如欧拉公式般优美:1轻(e^0),1重(e^iπ),2连(e^iπ/2),3断(e^iπ/3),5急(e^iπ/5)。监考老师眼熟。
几年来,陈槐安、荷叶的名字在各种竞赛榜单上如同共轭复数般形影不离。
虽然初中不在一起学了,但是考试的时候也总会参加同一场比赛。他们俩,谁也不会告诉谁,这几年来彼此都心照不宣,查成绩都是看俩个人的名字,先看对方的再看自己的。也许,冥冥之中他们在某个考场擦肩而过了吧。
"请检查试卷密封袋。"监考老师的声音在哥特式穹顶下形成奇特的声波驻点。
荷叶注意到前排男生左手无名指突然痉挛——就像狄利克雷函数在有理点处的跃迁,这是数学大脑遇见未解之谜时的本能反应。
试卷传递时发出沙沙声,如同无穷级数在收敛前的低语。前排突然传来一声极轻的吸气,频率刚好是440Hz的标准音高。展开试卷的瞬间,六道题目如同六维空间在三维世界的投影般徐徐展开。第一道几何题图形繁复得令人窒息:三个相切的圆内接于一个锐角三角形,需要证明六条切点连线共点,就像要求证明六个量子态能在希尔伯特空间中同时坍缩。
笔尖触及草稿纸的刹那,荷叶的视界坍缩成克莱因瓶般的单侧曲面。辅助线如黎曼切口般精准落下,将图形分割成若干共形映射的区域。他先用解析几何建立坐标系,却在计算切点坐标时陷入四次方程的泥沼。转而采用综合几何法,构造的三条辅助圆像高维降维投影般在纸面交错。
“维度太高了...”他盯着自己构建的七维类比皱起眉头。他擦掉之前的尝试,转而采用射影几何的观点,将整个图形映射到P?(C)复射影平面。
通过建立三个圆的齐次方程,利用共轭复数性质,将切点条件转化为一个秩为3的线性方程组。当他在复数域内完成高斯消元时,所有系数如同魔群般完美约简,得到具有S?对称群的优美表达式。
阳光在窗前跳跃,像一群顽皮的精灵在玻璃上跳踢踏舞。晨光穿过百年礼堂彩绘玻璃的瞬间,那些红黄蓝绿的几何图案突然活了过来,在地板上投下变幻莫测的光影马赛克。
靠窗第三排的课桌成了光线的舞台。一束金线正沿着柚木桌面的纹路蜿蜒爬行,像在解一道隐形的微分方程。每当微风拂过窗外的梧桐,那光斑便轻轻颤抖,如同黎曼ζ函数在临界线上的非平凡零点。
荷叶的钢笔尖突然被一束斜射的光击中,不锈钢笔帽折射出七彩光斑,恰巧落在试卷的无穷大符号上。他眯起眼,看见无数尘埃在光柱中旋转起舞——那是布朗运动的完美演示,每个粒子都在进行独立的随机游走。
窗棂的影子将阳光切割成平行四边形的光块,随着太阳角度的变化,这些光块正以每小时15度的角速度匀速平移。某个瞬间,一束特别耀眼的光穿透玻璃上的气泡瑕疵,在荷叶的草稿纸上投下一个完美的小圆点——像佩尔方程的最小正整数解。
当一片槐树叶的影子飘进窗来,整个光斑剧场突然上演起皮影戏。叶脉在强光下变成分形几何的绝佳范例,主脉与次级脉络构成一棵自相似的树。这影子掠过陈槐安正在绘制的拓扑图形时,恰好为他补充了一条关键的辅助线。
随着日影西斜,光线逐渐由白金色转为蜂蜜色。窗玻璃上的每一道细微划痕都开始投射出衍射条纹,在黑板上画出隐形的光谱。当最后一题被攻克时,夕阳正好将荷叶的侧脸镀上一层金边,连他睫毛在稿纸上投下的阴影都清晰可数——像是上帝亲手绘制的一条正弦曲线。
当他用代数几何与综合几何双重验证完结论时,侧边的陈槐安已经在第三题处画出了四维超立方体的施莱格尔图投影——那是个涉及组合拓扑的难题,纸面上的克莱因瓶示意图正在被同伦群分析。
第二题的不等式如同黎曼曲面上的奇点:√(a? b?) √(c? d?)≥√[(a c)? (b d)?]。荷叶尝试用闵可夫斯基不等式变形,却在Lp空间范数转换时遇到障碍。第七次尝试时,他决定建立二维希尔伯特空间,将表达式看作算子的范数估计。
考场里静得只剩下笔尖摩擦纸面的沙沙声,像无数只蚕在啃食桑叶。
靠窗的男生额前沁出细密的汗珠,他死死盯着试卷上的几何题,手指无意识地在桌面上画着辅助线,指甲刮过木纹,发出轻微的吱呀声。突然,他抓起圆规,在草稿纸上狠狠戳下一个点,仿佛要将所有思路都钉在这个圆心。
前排的女生咬着皮筋扎起的马尾辫,发丝间夹着一支没墨的蓝色水笔。她反复读着那道组合数学题,嘴唇无声地翕动,像是在和题目进行某种秘密谈判。草稿纸上密密麻麻的数字和符号像蚂蚁军团,从纸的一端爬到另一端,又在某个节点突然断掉,留下一片空白。
教室中央的瘦高个突然直起背,椅子腿在地面刮出刺耳的声响。他盯着自己写满推导的草稿纸,突然伸手——"哗啦"一声,整张纸被揉成团,抛物线般精准地投进垃圾桶。监考老师皱眉看他,他却已经埋头在新的空白纸上重新演算,笔尖几乎要划破纸张。
后排的眼镜男生推了推滑落的镜架,镜片上反射着天花板的荧光灯,让人看不清他的眼神。他的草稿纸出奇地整洁,每一行公式都像用尺子比着写出来的,却在最后一行戛然而止,留下一个突兀的"=",后面空空如也。
窗外有风吹进来,试卷的一角轻轻掀起,像在嘲笑谁的思路被打断。有人开始频繁地看表,秒针的每一次跳动都像在倒计时;有人死死攥着笔,指节发白;还有人盯着天花板,仿佛答案就藏在那片惨白的光晕里。
突然,角落里传来一声极轻的“啊”,像是一道灵光劈开混沌。那个一直沉默的男生猛地低头狂写,笔尖在纸上飞奔,字迹几乎飞起来。周围的人不约而同地朝他瞥了一眼,又迅速收回目光,像是怕被他的思路烫伤。
第三题的数论命题简洁得像谷山-志村猜想:“证明存在无限多个正整数n,使n? 1的最大质因数超过2n”。他先用筛法分析n的素因子分布,却在估计上界时遇到狄利克雷特征的干扰。转而考虑模形式的傅里叶系数,试图构造满足条件的Hecke算子特征值。
晨光刺透雾霾在考桌上投下棱镜般的光斑,粉笔灰在光束里缓慢沉降,像无数个未解的数学符号。穿蓝白校服的少年突然蜷起手指,指甲缝里还残留着昨晚刷题时折断的铅笔芯。他盯着试卷第三题——那道数论命题像条吐信的蛇,静静盘踞在纸面中央。
少年喉结滚动了一下。左后方传来监考老师皮鞋敲击地板的声响,频率稳定得像数学归纳法的前两步。他下意识用橡皮擦在草稿纸上画着素数螺旋,橡皮碎屑簌簌落下如同筛法中被过滤的合数。
前排女生突然举手要第三张草稿纸,马尾辫甩动的弧度让他想起昨天复习的悬链线方程。窗外有麻雀落在梧桐枝上,树枝颤动时投在试卷上的影子,恰好将题目中的∞符号分割成若干个连分数近似。
笔尖突然在n=6处顿住。荷叶瞳孔轻微放大——6? 1=37确实是素数。
但当他继续验证到n=14时,14? 1=197仍是素数,而n=16时却得到257这个更大的质数。
汗珠顺着太阳穴滑下,在纸面留下一个椭圆型湿痕,像是非标准分析中的无穷小量。
荷叶突然发现自己的左手正无意识地在膝盖上划着勒让德符号,右手草稿纸上则布满了失败的痕迹:试除法留下的竖式像墓碑,二次筛法的尝试如同孩童涂鸦,甚至还有段可笑的穷举法记录——这在高中的考卷上显得格外幼稚。
斜对角传来翻页的脆响。
少年瞥见身旁戴黑框眼镜的男生已经做到最后一题,对方推眼镜时镜片反光,在墙上投下一道双曲线阴影。这个刺激让他突然想起昨晚预习的狄利克雷定理,笔尖立刻在纸上狂奔起来:
“设n=2k,则n? 1=4k? 1...”
推导到第三行时卡住了。橡皮擦早已磨成月牙形,他改用食指在桌面的灰尘上画着模p的剩余类图。当想象中第p-1个点即将闭合时,前排突然传来椅子挪动的刺耳声响——思路断了。
少年咬住下唇,血腥味混着考场特有的木质桌椅气味涌入口腔。他转而尝试反证法,假设只有有限个这样的n存在。但当他试图构造矛盾时,发现自己的知识储备像黎曼ζ函数的非平凡零点般难以捕捉。
当他卡在塞尔伯格迹公式时,一束阳光透过玻璃窗撒了下来,在他的试卷上留下了一道彩虹。
荷叶突然想起陈槐安曾经说过的一句话:“有时候,最美的证明往往是最简单的那个。”
他深吸一口气,放下所有高深的理论,转而从最基本的数论出发。通过构造一个特殊的数列,并利用素数分布定理,他找到了突破口。当最后一个等式成立时,荷叶感到一阵熟悉的战栗——这是数学之美给他的独特馈赠。
他转向代数几何,考虑椭圆曲线E:y?=x?-x在Q(√-1)上的有理点。通过构造CM域上的Gr?ssencharacter,使得n? 1的素因子对应于Frobenius元的共轭类。两人虽然采用不同范式——他用解析数论的圆法,对方用算术几何的平展上同调——却在同调维度上得出了相同的收敛结论。
当时钟指向第110分钟(合数中最小的伪素数),考场已变成希尔伯特旅馆般的矛盾空间。后排有抽泣声如同非哈密顿系统的混沌轨迹,而他们已抵达最后那道组合难题:证明在任意2n个顶点的图中,存在顶点集A、B使|A|=|B|=n且e(A,B)≥n?/2。
他先用极图理论尝试,发现Turán定理给出的下界不够紧。转而考虑熵方法:定义随机变量X为交叉边数,计算其相对熵的变分不等式。
“最后五分钟。”监考老师的声音如同哥德尔不完备定理中的不可判定命题。
空气里飘着淡淡的橡皮屑味,混合着试卷的油墨气息。时间一分一秒地流逝,有人开始发抖,有人眼神放空,还有人突然笑了——那种恍然大悟的笑,像是终于解开了某个恶毒的谜题。
阳光穿过玻璃窗的瞬间,世界被重新定义。
那束光斜斜地切入室内,像一柄透明的剑,将尘埃劈成两半。无数细小的微粒在光柱中翻滚,如同宇宙初开时的星云。窗框的影子在地板上投下几何图形,随着太阳的位移缓慢变形。
玻璃上的瑕疵将光线折射,在对面墙上绘出彩虹的碎片。某个水渍的痕迹在光中苏醒,化作一幅流动的地图,记录着去年雨季的往事。窗台上的绿植将叶片伸进光里,叶脉在强光下变成透明的绿色血管。
突然,一片槐树叶的影子飘落进来,在光洁的地板上演了场皮影戏。叶影的边缘时而清晰如刀刻,时而模糊似水墨,随着风的节奏跳着光的芭蕾。窗玻璃因温差而轻微震动,使得整个光斑都在微微颤抖,像一池被搅动的液态黄金。
铃声骤然响起,笔尖悬在半空,像被按了暂停键。有人长舒一口气,有人懊恼地拍桌,还有人盯着未写完的答案,仿佛要用目光把试卷烧穿。
荷叶放下笔,发现自己的手心全是汗水。他抬头看向陈槐安的方向,恰好对方也转过头来。两人目光相遇,无需言语,都从对方眼中读出了同样的信息:这次,又是不分胜负。
监考老师收卷的脚步声像是最后的审判。而教室里,只剩下翻飞的草稿纸,和无数个未完成的数学梦。
天边飘过的云朵忽然呈现出一瞬的卡拉比-丘空间投影,而后在秋风中散作无数个数学未解之谜。
两人相视一笑,走向校园的林荫道。阳光透过树叶,在他们身后投下长长的影子,如同两个无限接近却永不相交的渐近线。
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