笔趣阁 > 镇国学神:从数学开始无敌 > 第43章 思维殿堂,双人成行?

第43章 思维殿堂,双人成行?

    “有限域……射影平面?”

    简瑶看着草稿纸上那行字,感觉自己的大脑像是被格式化了一样,一片空白。

    这两个词,她都听说过。

    有限域,是抽象代数里的概念,由少年天才伽罗瓦在决斗前夜匆匆写下,开创了一个全新的数学纪元。

    射影平面,则是射影几何的核心,研究的是图形在中心投影下保持不变的性质。

    这两个东西,在各自的领域里都如雷贯耳。

    但她活了十八年,读了无数数学专著,从未想过,有人会把这两个看似风马牛不相及的概念,和“拉姆齐数”这种组合图论里的怪物联系在一起。

    这就像是有人告诉你,可以用唐诗宋词的平仄格律,去解决一道量子力学的薛定谔方程。

    荒谬,离谱,甚至可以说是疯狂!

    “你的意思是……用代数和几何的方法,来构造一个图?”

    简瑶的声音里充满了不确定,她感觉自己的世界观正在被某种更强大的东西撬动,摇摇欲坠。

    “更准确地说,”

    许燃的笔尖,在“有限域”三个字上轻轻一点,发出清脆的“笃”声,“是用代数,去定义‘点’,用几何,去定义‘边’。”

    他的话,在简瑶的脑海中轰然炸响。

    她好像……抓住了一点什么。

    那是一种直觉,一种天才面对更高维度智慧时,下意识的战栗与共鸣。

    “坐过来。”

    许燃指了指自己身边的位置,那里刚好还有一个空位。

    简瑶的脸颊微微一热。

    她鬼使神差地,站起身,绕过桌子,真的坐到了他的旁边。

    两人靠得很近,她甚至能闻到许燃身上那股淡淡的、好闻的肥皂味,混杂着旧书页的墨香。

    这让她那颗因为数学而狂热的心,莫名地多了一丝慌乱。

    “你看。”

    许燃没有察觉到她的异样,他的全部心神,都沉浸在即将构建的数学世界里。他就是这个世界的创世神。

    “我们首先,考虑一个最简单的有限域,GF(q)。”

    他开始在纸上书写,字迹干净利落,“这里的q是一个素数的幂。

    在这个域里,有q个元素,它们满足我们熟悉的加法和乘法交换律、结合律,构成一个完美的封闭世界。”

    简瑶强迫自己静下心来,目光紧紧跟随着许燃的笔尖。

    这些都是抽象代数的基础,她还勉强能跟上。

    “现在,我们来定义一个三维向量空间V,这个空间建立在GF(q)之上。

    空间里的每一个向量,都有三个分量(x,y,z),而x,y,z都是GF(q)里的元素。”

    许燃的笔速不快,但每个步骤都清晰无比,带着一种不容置疑的逻辑美感。

    “这个三维空间里,有多少个非零向量?”他突然停笔,侧头看着简瑶,像一个考较学生的老师。

    简瑶心头一跳,几乎是脱口而出:“q的立方,再减去一个零向量,q06-1个。”

    “很好。”

    许燃赞许地点了点头,这让简瑶心里竟升起一丝小小的喜悦。

    “现在,关键的一步来了。

    我们在这个空间里定义一个‘等价关系’。

    如果两个向量v1和v2,存在一个GF(q)里的非零常数c,使得v1=c*v2,我们就说这两个向量是等价的。”

    “这……”

    简瑶的眼睛猛地一亮,呼吸都急促了,“这就是在定义‘方向’!

    所有共线的非零向量,都被你归为了一类!”

    “完全正确!”

    许燃的眼神里,流露出一丝棋逢对手的欣赏,“而这些等价类的集合,就是我们所说的‘射影平面’,记作PG(2,q)。”

    他抬起头,看着简瑶那因为激动而微微泛红的脸颊,那双清冷的眸子此刻亮得惊人。

    “现在,你告诉我,这个射影平面里,有多少个‘点’?”

    这个问题,像一把火炬,彻底点燃了简瑶的思维。

    她几乎不需要思考,逻辑链条在脑中自动生成、延伸、闭合!

    “每个等价类里,都有q-1个互相成比例的非零向量。

    所以,点的总数,就是(q06-1)除以(q-1)……等于q05+q+1!”

    当简瑶自己推导出这个数字时,她感觉自己的每一个细胞都在战栗。

    一种前所未有的,通透淋漓的快感,从尾椎骨直冲天灵盖!

    太美了!

    太优雅了!

    从冰冷的代数结构中,自然而然地生长出鲜活的几何对象。

    这种感觉,简直比世界上任何东西都让她着迷!

    她之前用计算机暴力求解的想法,在此刻的许燃面前,简直就像原始人挥舞着石斧,而对方,已经拿出了激光炮!

    “我们有了‘点’。”

    许燃的声音,像是有魔力一般,引导着她继续深入这个奇妙的新世界,“下一步,就是定义‘线’。

    在射影平面中,‘线’就是通过原点的所有平面的集合。”

    他没有让简瑶自己去算,而是直接在纸上写下了结论。

    “可以证明,PG(2,q)中,同样有q05+q+1条线。

    并且,它满足两个美妙到近乎神迹的性质。”

    “第一,任意两条不同的线,恰好相交于一个点。”

    “第二,任意两个不同的点,恰好确定一条线。”

    “我的天……”

    简瑶失声惊呼,她下意识地捂住了嘴,难以置信地看着纸上的公理。

    “这……这不就是我们初中学的几何公理吗?两点确定一条直线,两条直线相交于一点!”

    只不过,在她们熟悉的欧几里得几何中,存在“平行线”。

    而在这个由有限域构造出的奇妙射影平面里,任何两条线,都必有交点!

    没有平行!

    这是一个自洽的,完美的,没有遗憾的世界!

    “没错。”

    许燃的目光变得深邃,仿佛穿透了纸张,看到了宇宙的底层逻辑,“现在,最有趣的部分来了。”

    他换了一支红色的笔,在那张草稿纸上,画下了一个巨大的圈,将刚刚推导出的所有内容,都圈在了里面。

    “让我们来玩个游戏。假设,我们取q=5。”

    “那么,我们就有了一个包含505+5+1=31个点的射影平面PG(2,5)。”

    “现在,我们来构造一个图G。这个图的‘顶点’,就是我们射影平面里的这31个‘点’。”

    “那么,‘边’是什么呢?”

    他看着简瑶,声音不大,却敲在简瑶的心上。

    简瑶的心跳,在这一刻,快到了极致。

    她的大脑飞速运转,无数灵感火花碰撞,最终汇成一道光。

    她死死地盯着许燃的眼睛,一个疯狂而大胆的念头,冲口而出。

    “‘边’……就是……如果两个顶点(点),在射影平面的一条‘线’上,它们之间……就没有边!

    它们是‘不相邻’的!”

    当她说出这句话后,整个世界,仿佛都安静了。

    只剩下两颗心剧烈跳动的声音。

    许燃笑了。

    简瑶第一次看到他笑得如此灿烂。

    像一个找到了唯一知音的孤独旅人,像一个独步武林的剑客终于遇到了能看懂他剑谱的人。

    笑容欣慰,欣赏,还有一丝终于不必再独自前行的轻松。

    “恭喜你,简瑶同学。”

    他轻声说。

    “你已经推开了,通往拉姆齐世界,那扇真正的大门。”

    “用几何性质来定义图的‘非相邻关系’,这本身就是一种伟大的洞察力。”

    简瑶的脸“唰”的一下全红了,从脸颊一直蔓延到耳根。

    这句夸奖,比她从小到大听过的所有赞美加起来,都更让她心神荡漾。

    “不过,”

    许燃话锋一转,“射影平面构造法,虽然优美,但对于R(5,5)这个问题,还不是最锋利的那把刀。”

    “它更像是一个……开胃菜,让你理解这种‘代数构造图’的思想。”

    “什么?”简瑶一愣,“这还只是开胃菜?”

    她感觉自己的认知再一次被刷新了。

    如此精妙绝伦的构造,居然只是前戏?

    “嗯。”

    许燃点了点头,将那张写满射影平面理论的草稿纸推到一边,又抽出一张全新的。

    “射影平面的构造,会产生一种强正则图,但它的参数不符合我们R(5,5)的要求。

    我们需要一个更直接,更强大的工具。”

    他的笔尖,在雪白的纸上,写下了几个新的字符。

    图书馆里幽黄的灯光,将两人的身影拉得很长。

    一张草稿纸,一支笔,两个少年。

    没有说一句关于风月的话,却构建起了一个比任何情话都更令人心动的,纯粹由逻辑与智慧构成的,璀璨的数学世界。

    在外人看来,那张写满天书的草稿纸,晦涩难懂。

    但在简瑶的回忆里,那却是她这辈子见过的,最动人的情书!