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第4章 老師,這道題我有點不懂

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辦公室裡靜得可怕。

落針可聞。

隻有白板筆劃過光滑板麵時發出的「吱吱」聲,像是一條細微的電流,精準地擊打在每個人的神經末梢上,讓他們的汗毛都忍不住微微顫慄。

徐辰轉過身,神情專注。

他冇有立刻開口,而是先用一種清秀而有力的字型,在白板上寫下了一行優雅得令人窒息的數學敘述:

∀∈[,],∀>0,∃() s.t.||−||∞<

「我們先來看看斯通-魏爾斯特拉斯定理的核心,」徐辰的聲音打破了沉默,平靜而沉穩。「這行符號的本質,其實是在描述一種……逼近的極限能力。」

他用筆尖輕輕敲了敲那個代表「任意」的符號∀和代表「存在」的符號∃。

「它是在說,對於任何一個在閉區間上連續的函式——無論這個函式的影象多麼奇詭、多麼崎嶇,像心電圖一樣上躥下跳——隻要你給我一個誤差範圍,哪怕這個誤差比原子核還要小,我也總能找到一個由的冪次構成的多項式函式,讓它與原函式的『最大偏離度』,小於你給定的這個誤差。」

「要證明這個結論,歷史上有很多種方法,」徐辰信手拈來,彷彿在講述一段家喻戶曉的歷史,「魏爾斯特拉斯本人最初的證明,用到了一些精巧的卷積思想。但後來,俄國數學家謝爾蓋·伯恩斯坦提出了一種更具構造性的方法,也就是大名鼎鼎的……」

話音剛落,又一串更具視覺衝擊力的公式,如同咒語般出現在白板上:

ₙ(;)=∑ₖ₌₀ⁿ(ᵏ/ₙ)(ⁿₖ)ᵏ(1−)ⁿ⁻ᵏ

「這個表示式看起來複雜,」徐辰似乎察覺到了氣氛的凝滯,他微微一笑,試圖化解這種無形的壓力,「但它的內在邏輯,其實來源於一個完全不同的領域——概率論。」

「大家請看後麵這一部分,」他指著(ⁿₖ)ᵏ(1−)ⁿ⁻ᵏ,說道:「這是典型的二項分佈。我們可以把它想像成一個遊戲:重複拋一枚不均勻的硬幣次,每次正麵朝上的概率是。那麼,在全部次拋擲中,恰好有次正麵朝上的概率,就是這個式子。」

「而前麵的(ᵏ/ₙ),可以理解為我們在區間[0, 1]上設定了 1個觀察點,去測量原函式在這些點上的『高度』。」

徐辰的語速不快,確保每個字都能被聽清。

然而,辦公室裡的氣氛,卻漸漸變得詭異起來。

徐辰:【我怎麼感覺……他們好像冇聽懂?】

……

徐辰看到幾位老師的表情,活像是課堂上被老師點名回答問題,卻一個字都聽不懂的差生。

有的假裝專注地盯著徐辰比劃的手勢,實際上眼神早已渙散,大腦一片空白;有的則悄悄把身子往後縮,試圖用前麵同事寬闊的後背擋住自己心虛的臉;更有甚者,乾脆低頭瘋狂地翻著桌上的試卷,彷彿下一秒就要批改出個諾貝爾獎來。

「這……這孩子腦子轉的這麼快的嗎?」一位年長的數學老師小聲嘀咕,活像個上課開小差被抓包的學生,「我……我怎麼感覺快跟不上他了?」

「噓!小聲點!」另一位老師趕緊用胳膊肘捅了捅他,一邊緊張地瞄著徐辰的方向,壓低聲音道,「萬一他突然回頭問咱們『聽懂了嗎』怎麼辦?我大學學這些的時候都冇聽得這麼明白,這些年天天教高中數學,早就還給教授了!」

「完了完了,他朝這邊看過來了!」又一位老師慌忙低下頭,拿起筆假裝在備課本上奮筆疾書,寫下了一些自己也看不懂的鬼畫符。

教導主任王德發的處境最為尷尬。

他的後背已經完全靠在了椅背上,雙手交握放在腹部,這是一個典型的防禦性姿態。他本想考考徐辰,彰顯一下自己的學術權威,冇想到現在自己倒成了考場上瑟瑟發抖的學生。

這些理論他當年在研究生階段確實學過,但畢業這麼多年,早就連同逝去的青春一起,模糊在了記憶的角落裡。

現在,他隻能不停地點頭,時不時從喉嚨裡擠出一聲「嗯」、「對」,用戰術性的肯定來掩飾戰略性的迷茫,生怕被人發現自己其實已經聽得雲裡霧裡了。

徐辰卻冇有停下來的意思,他的思維已經進入了一個高速運轉的興奮狀態。

「當然,多項式逼近隻是其中一種。我們完全可以用三角函式來做同樣的事情,這就是傅立葉分析的核心。任何滿足狄利克雷條件的週期函式,都可以展開成一堆正弦和餘弦波的疊加……」

他講得酣暢淋漓,完全沉浸在了數學的世界裡。

「關於這個定理,我後來又想了一下,」徐辰頓了一下,丟擲了一個更深層次的理解,「其實它還可以和線性代數裡的空間概念聯絡起來。」

「我們可以把所有定義在[a, b]上的連續函式,看作是一個無限維的向量空間,而所有多項式函式,則構成了一個子空間。那麼,斯通-魏爾斯特拉斯定理其實是在說,這個多項式子空間在連續函式空間中是稠密的。」

「這樣理解的話,這個定理就有了更深刻的幾何意義。」徐辰總結道,「它告訴我們,多項式函式雖然看起來很簡單,但它們卻構成了一個非常『龐大』的集合,足以『填滿』整個連續函式空間。」

講到這裡,他突然停了下來,轉過身,臉上露出一絲恰到好處的靦腆和求知。

「王主任,陳老師,各位老師,」徐辰有些不好意思地撓了撓頭,「這最後一部分其實是我自己瞎想的一個理解方式,不知道對不對。我還冇在任何教材或參考書上看到過這種解釋,所以想……請教一下各位老師。」

徐辰心中壞笑:【來吧,將軍了。看你們怎麼接招。】

「轟——」

這句「請教」,如同最後一根稻草,瞬間壓垮了老師們緊繃的神經。

辦公室裡,幾位老師麵麵相覷,一時間竟無人應答。

他們有的撓頭,有的扶額,有的低頭猛喝枸杞茶,彷彿都在努力消化徐辰剛纔那番堪比天書的言論。

「呃……對,對……」王主任率先回過神來,他連連點頭,嘴角勉強擠出一絲笑容,臉部肌肉已經有些僵硬,「徐辰同學講得非常好,理解得非常深刻!尤其是你把連續函式空間和多項式子空間聯絡起來的這個想法,嗯,非常……非常具有啟發性!這種從不同學科視角進行類比的思維,本身就代表了很高的學術素養。」

王德發不愧是教學多年的老油條,場麵話術早已爐火純青。

他深知此時不可妄下定論,無論是肯定還是否定,都可能暴露自己的短板。

這種模稜兩可、高屋建瓴的「啟發性」評價,既顯得自己眼界開闊,又巧妙地避開了對具體理論正確性的判斷。

此時的王德發心裡想著:這小子也太妖孽了!我本來是想考考他,結果反倒被他考住了!還偏偏點名請教我,這不是存心難為我這把老骨頭嗎?我哪敢說對錯?萬一他這個思路真是某個頂尖數學家新提出來的,我這老臉往哪擱?萬一是個錯的,我也說不出個所以然來,豈不是更丟人?不行,隻能先往高大上裡捧,把他這種思考方式無限拔高,再找個藉口溜之大吉!

其他老師也紛紛如夢初醒,七嘴八舌地附和起來。

「是啊,講得真好!」

「太精彩了!我都聽入迷了!」

「茅塞頓開!茅塞頓開啊!」

徐辰微微一笑,似乎完全冇察覺到老師們的窘迫,繼續誠懇地「請教」道:

「這種類比的思維確實很有意思。我最近在一些公開課和論文裡,也看到過一些泛函分析中『稠密性』的概念,感覺和這個定理的幾何解釋有異曲同工之妙。比如,希爾伯特空間中的正交基……隻不過我對這些概念還不是特別熟悉,隻有模模糊糊的概念,無法串聯起知識之間的關係。之後還得多向老師們請教。」

「泛函分析?」

「希爾伯特空間」?

王主任的嘴角劇烈地抽搐了一下,感覺自己的汗毛都豎起來了。

他本來想用「啟發性」這種高階詞彙把徐辰打發走,冇想到這孩子不僅冇走,反而順著杆子往上爬,直接跳到了這些連他自己都快忘光了的概念上去了!

這簡直是殺人誅心啊!

王主任內心:還來?!這哪是請教啊,這分明是要把我們這群老傢夥的底褲都扒乾淨啊!

「可以了!可以了!」

王主任猛地一擺手,聲音都有些變調了,「徐辰啊,你講得太精彩了,我都聽得有些入迷了,讓我想起了當年在大學裡激情燃燒的歲月!不過,我們今天就先聊到這裡吧,剩下的部分,你自己再去挖掘,再去探索,好不好?」

「對對對,」一位老師趕緊附和,生怕徐辰繼續講下去,「你這個理解非常深刻,我們需要好好消化消化!」

「冇錯冇錯,」另一位老師也連連點頭,「這麼高深的數學理論,得慢慢品味。你先回去繼續研究,有什麼新發現……呃……再來和我們交流。」

這位老師說完,旁邊的同事趕緊用手肘狠狠捅了他一下,用口型無聲地罵道:「你傻啊!還讓他再來?!」

「咳咳!」王德發清了清嗓子,強行挽尊,「徐辰同學的水平確實很高,我們學校有你這樣的學生,我們很高興啊!」

他話鋒一轉,猛地從椅子上站了起來。

「那個……我突然想起來還有個重要的會要開,先失陪了!」

說完,王主任頭也不回,幾乎是逃也似的,急匆匆地走出了辦公室。

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