本科生强则国家强,大一新生强则本科生更强。

    培养社会主义接班人,就得从大一抓起。

    除了数院和物院的大一学生,教室里还来了一些年轻的助教、讲师,他们抱着学习的态度,来听沈奇的精品课程。

    沈奇空手而来,没有带教案,教案在他心中。

    这节高代精品课,沈奇以一段声情并茂的朗诵开头:

    “一直循环的数字和绝不露出真面目的虚数,描绘出简洁的轨迹,抵达某一点。”

    “圆并没有在任何地方登场,却有一位仙女下凡,π。”

    “π啊,π,她落到了e的地盘,羞答答的跟i产生情愫。”

    “π、e、i的身体紧紧挤在一起,但是1的出现并与她们相加,世界就毫无征兆的发生了转变。”

    “尘归尘,土归土,一切归于0。”

    沈奇微笑着完成朗诵,面向台下问到:“为什么归于0?”

    燕大的大一学生是很聪明的,有人回答:“欧拉恒等式!”

    “非常好。”沈奇点点头,在黑板上写出了一个经典的式子,欧拉恒等式,eiπ+1=0。

    “沈教授的这种教学方法,甚是有趣。”年轻的助教、讲师们大开眼界,欧拉恒等式人人皆知,以散文的形式将其引出,他们倒是第一次看到。

    “实际上我刚刚朗诵的这段,原创者是小川洋子,我进行了一些改编。小川洋子是一位女作家,她在《博士的爱情算式》这本小说中,以文学家的视角优美而准确的诠释了欧拉恒等式。看来小川是文理兼修的女学霸。”沈奇也是博览群书的人,他看过的小说比不少中文系学生都要多。

    “小川女士的任务结束了,现在让我们聚焦今天的主角——欧拉。”

    沈奇敲了敲黑板上的欧拉恒等式,说到:“欧拉是最伟大的数学家之一,他在很多方面的学术思想是超前的,他在18世纪瞭望到了20世纪的东西。”

    “黑板上的欧拉恒等式是诸多欧拉公式中的一个,它非常经典。接下来,我要写出另一个非常奇妙、在18世纪被认为是匪夷所思般存在的欧拉公式。”

    沈奇转身在黑板上写出另一个欧拉公式:1+2+3+4+5+……=-112

    乍一看,这是不可能的。

    将正整数无穷相加之后,居然得到了一个负数。

    18世纪,欧拉写出这个公式后,没人可以理解他,因为他无敌了,所以寂寞。

    21世纪的今天,同样有很多人难以理解,为什么无穷多的正整数相加,最终得到一个负数?

    在座的数院学生、物院学生并没有大惊小怪,他们是全中国最优秀的一批理科大一学生,他们站在21世纪的理论基础高度上,可以理解这个“正数无穷相加得负数”的欧拉公式。

    学生们包括助教、讲师只是不知道,沈教授葫芦里卖的什么药,他接下来又要讲什么?

    接下来,沈奇说到:“读高中时参加过奥数竞赛的同学请举手。”

    刷刷刷!

    举起一堆手臂。

    课堂气氛较为活跃,这年头越来越多的学生热衷学科竞赛。

    “这么多?全民奥数呀?”沈奇有些意外,在座80的学生举手表示,他们有奥数竞赛的经历。

    沈奇:“那我随机点一个吧,来,小伙子,你上台写出这个欧拉公式的证明过程,用中学生的方法,不许使用高等代数的知识。”

    第509章 营养跟不上了

    被沈奇点名的数院男生上台,小伙子胸有成竹拿起粉笔,刷刷刷奋笔疾书。

    男生使用中学代数知识创建了一系列有规律性的等式:

    (1-x)(1+x)=1-x2

    (1-x)(1+x+x2)=1-x3

    (1-x)(1+x+x2+x3)=1-x4

    男生将括号打开依次展开,正负x的1次方、2次方、3次方相互抵消。

    之后是一波行云流水的操作,男生得到等式:1+2x+3x2+4x3+……=1(1-x)2

    《数论史》中记载,欧拉当时取上式中的x=-1,得到1-2+3-4+5-6+……=14

    虽然数字的绝对值不断变大,但由于正负号的存在而相互抵消,所以得到了14。

    这是条件收敛法,数院男生就是这么做的,他继续将偶数位的总和扩大到2倍,再将等式两边都除以-3,最终推导出1+2+3+4+5+……=-112。

    “谢谢这位同学。”沈奇满意男生的答案,转而面向全体同学问到:“欧拉用无穷多的正整数相加,得到一个负数,他究竟想表达什么?”

    有同学说到:“所谓无穷大,就是不知是正还是负。”

    “ok,回答正确。欧拉最初赋予无穷大的意义,对当时的数学的意义不大,但对200多年后的数学和物理意义重大。”沈奇在黑板上写出几个简单的式子。

    沈奇把-112这个欧拉公式代入光子的能量公式中,于是光子的能量=2-(d-1)12

    令d=25

    则2-(25-1)12=0