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-x^2
(1-x)(1+x+x^2)=1-x^3
(1-x)(1+x+x^2+x^3)=1-x^4
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+3x^2+4x^3+……=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+……=1/4
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1/4。
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+……=-1/12。
“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-1/12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
“D就是维度,所以令人震惊的结果产生了,基于18世纪的欧拉公式,我们发现,在25维空间中,光子的质量为0!”沈奇讲课的思维跳跃性很强,一下子从18世纪穿越到了20世纪。
“这么吊?”
“我营养跟不上了,我喝点营养快线。”
同学们听的很过瘾,然而不是每一个人都能立即跟上沈奇的教学思路。
“欧拉公式与20世纪前半段提出的相对论并不矛盾,与20世纪后半段提出的弦理论同样吻合,下面我们进入高维空间的部分。”沈奇讲课天马行空,他以一部小说引出欧拉公式,让一位同学用奥数竞赛的方式证明欧拉公式,然后过渡到25维空间、相对论和弦理论。
“弦理论适用于25维以内的空间,超弦理论只适用于9维以内的空间。”
“换个说法吧,根据超弦理论的观点,我们所在的空间不是普通的三维空间,而是超空间。”
“在超空间中,除了普通的数字确定的坐标之外,还存在以格拉斯曼数表示的额外维度。”
“在I型超弦理论中,提到了32维的旋转对称性。”
“而规范场论规定,圆的旋转对称性就是电磁力的规范对称性。”
“另外,在扩充了电磁力规范场论的杨—米方程理论中,高维度空间的旋转对称性就是规范对称性。”
“一旦超对称性预言的粒子被我们发现,就会打开验证超弦理论的新道路,这将刷新人类对空间的认知。”
“有同学提到了LHC和希格斯玻色子,我要说明一下,希格斯玻色子的发现,证明了电磁力和弱力之间的对称性会发生自发破缺,它是‘上帝粒子’,但我们依然需要比‘上帝’更有说服力的证据。”
……
沈奇越讲越高深,这已经不是高等代数了,而是一门融合了代数、相对论、高维度物理的综合性课程。
同学们原本在做笔记,此刻他们啥也不做了,就是坐着听课。
一位年轻讲师小声嘀咕:“沈教授这课讲的很过瘾,触及到了数学和物理的终极理论,然而大一学生能完全听懂吗?”
“大一学生如果能听懂,他们本科毕业后就可以直接当教授了。”旁边的一位助教心说,大一学生能听懂个毛线哦,这节课的信息量太大了。
如果要解释一个专业术语,那么将涉及到更多的专业术语,这需要听课者具备极其深厚的理论知识储备。
很明显,即便是在同龄人中出类拔萃的燕大本科一年级学生,也很难储备如此巨量的知识信息。
沈奇也不管学生们能不能听懂,他就按他的方式讲课。
学生们的表情是刺激与懵逼共舞,痴迷与痴呆齐飞。
听的爽歪歪,但具体是爽到哪里了,歪歪在何处,学生们也说不清楚。
还有10分钟下课,沈奇强行收尾,他在最后时刻施展出光一般的手速,以超乎想象的速度写满了一黑板符号。
这年头都是多媒体教学,老师们习惯了播放PPT讲义,“敲黑板”逐步演变为一种代名词,代表着重点内容、重要考点。
沈奇做报告做演讲,也都是PPT形式播放,唯独上课,他喜欢传统的黑板模式。
黑板模式有几个好处,一是可以练字儿,二来给同学们一定的思考时间,老师写黑板的时候,学生有时间消化吸收知识。
看着满黑板的数学符号,大多数学生依旧是痴迷+痴呆状态,不知道沈教授写的是什么,总而言之感觉很厉害的样子。
刚才那位上台做证明的男生拍案而起,他特别激动:“这……这是黎曼zeta函数!”
沈奇望向男生:“哟呵,你很强啊小伙子,是的,这是黎曼zeta函数,所以呢?”
“所以……所以……”这位男生知其然不知其所以然,却仍是全教室最聪明的一位学生。
“所以我们回到了这节课的主题——数学,再天花乱坠的东西,最终也要依靠数学来解释。黑板上写的内容,是用黎曼zeta函数来证明正整数无穷相加得负数的欧拉公式,将这个结果代入光子的能量公式,你们会发现……”
“哦,下课了,这是我留给你们的课后作业,请大家在课后思考一个最基本的数学问题,复数s的函数的实部比1大,会推导出怎样的结果?”沈奇以黎曼zeta函数结束了这节高代课,这节课的信息量确实很大,但没关系,只要学生能听懂最后5分钟就行了,整节课的精华就是最后5分钟。
万一学生连最后5分钟也没听懂那咋办?
那就得请教老师呀。
下课后,学生们将沈奇团团围住虚心请教。
第510章 招生
教授这个词原本的词义是教书育人、传授知识与技能。
当代的教授有两个职能身份,老师+学者。
但在之前,不少教授一半以上的精力用在了做项目、拉经费、刷文章及人脉关系上,教学生特本是教本科生的工作敷衍了事。
新规出台,教授不可以敷衍学生,教授要发自内心的爱学生,真正做到传道授业解惑。
其实很多教授重科研而轻教书,也是迫于无奈。上面下达的硬性科研任务,必须按时完成。
如果不对教授设置硬性科研任务,大多数教授还是愿意成为一名合成的老师,为祖国培养各方面的储备人才。
当老师做教职有成就感和快感,并且受人尊重。而且在教学过程中,教授也能梳理自身的专业思路,有利于系统性的对自己从事的专业领域进行更深入而全面的研究。
沈奇是很喜欢当老师的,他上完这节精品课程,对于数学和物理、黎曼猜想和素数分布、高维物理和M理论有了更深刻的认识和新的想法。
求知欲浓烈的大一学生将沈奇团团包围,请教各种各样的问题,有基础性的,也有天马行空的。
沈奇不可能详细解答每一位学生的问题,普林斯顿的做法是通过导修班制度,由辅助教授的导修老师在课后对学生进行解答、巩固相关知识点。
中国高校并没有导修制度,学生遇到学业上的疑惑,通常的做法是自己搞定。
悟性太差,搞不定怎么办?
那就没办法了,学习这种事情靠勤奋也靠天赋。
沈奇挑了几个典型问题回答学生,但这不能解决学生们的全部困惑。
沈奇想过在课后找个时间,专门开一场答疑会,但这也不是解决问题的根本方法,毕竟沈奇时间有限。
于是沈奇萌发了一个念头,在燕大内部收个数学方面的博士生。
此消息传出后不久,一堆简历摆在了沈奇的桌面上,都是燕大数院的硕士研究生。
沈奇开始初选。
“高代100,数分82,数论99,复变函数72……这个学生在某些课程上很强,但也存在明显的短板。”
“高代92,数分88,解几95,数论90,数学物理方法89,代数几何87……这个学生很全面,pick。”
沈奇初选的标准是考察这些研究生本科和硕士阶段各门专业课程的成绩。
某些课程吊炸天拿满分,某些课程只有七十几分的学生,沈奇将他们排除。
所有专业课程都是优良水平,比较全面的学生,沈奇pick他们。
有5名硕士研究生进入了最终PK阶段,沈奇将他们召唤到中心面试。
四男一女共五位学生在沈奇面前一字排开,他们均显激动和期待,他们中的一人将成为沈奇的博士研究生。
能跟着沈奇读博,这意味着什么,对五位学生来说毋庸置疑。
沈奇笑容可掬的说到:“各位同学大家好,你们先做个简单的自我介绍吧。”
个子最高的男生率先自我介绍:“沈教授你好,我叫陈涛,来自东北,硕导是傅亚波老师,硕士专业方向是实变函数,硕士论文已完成,希望能跟着沈教授读博。”
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