许燃的脑海中,是一片无穷无尽的纯白空间。
这是他的“思维殿堂”,一个将抽象思维具象化的精神领域。
而在上次彻底摧毁欧阳峰的道心,达成[道心破碎者]成就后,这个思维殿堂,悄然完成了一次进化。
曾经,这里只是一个巨大的知识图书馆,他可以在此检索、调用任何学过的知识。
而现在,这座殿堂的中央,分裂出了两个并行的、散发着淡蓝色光芒的“演算核心”。
【思维殿堂(专家级)】
【效果:可同时开启两个独立的思维线程,对同一问题或不同问题,进行并行的推演与验算。】
这,便是他敢于闭目一个小时的底气所在。
他在用人类不可能达到的方式,进行思考。
【第一题:数论,求解 x3+2x+1 = 2?】
当他看到这道题的瞬间,两个演算核心便同时启动。
【常规路径推演】
“假设n≤3,逐一验证,可得(x,n)=(1,2)为一组解。”
“假设n≥4,则2?是16的倍数。方程模8,得x3+2x+1≡ 0 (mod 8),解得x≡3 (mod 4)或x≡5 (mod 8)……”
“太繁琐了!这条路充满了分支,计算量巨大,且容易出错。”
思维线程中的许燃,只是看了一眼这条路径的复杂度,便将其标记为“备用方案”。
【高维打击路径推演】
“将方程变形为 x3+2x = 2?-1。”
“左侧的代数结构,非常特殊。”
许燃的脑海中,一个冷僻的定理瞬间浮现:【卡特兰-米歇尔定理】。
它描述了形如 x?- y?= 1的丢番图方程的解。
“虽然形式不完全一样,但其核心思想可以借用。”
“令x=y2-1,代入方程尝试,这是解决此类问题的经典换元技巧。”
“等等……换元后依然复杂。”
许燃的思维瞬间转了九个弯。
“不!这道题的本质不是丢番图方程,而出题人故意伪装的陷阱!
它的本质是‘代数恒等式’的构造!”
他的脑海中,x3+2x+1这个式子,被瞬间分解、重组。
一个匪夷所思的念头,如同闪电般划过!
如果,x3+2x+1本身就可以表示成一个与2的幂次相关的结构呢?
“比如,令 x = m2,方程会不会有特殊形式?”
“不……是 m2-m+1这种结构?”
一瞬间,他找到了那个隐藏在题目最深处的“钥匙”!
令 x2+1 = k·2?,x2+x+1 = l·2?。
将原方程进行巧妙的因式分解!
x3+2x+1 =(x+1)(x2-x+1)+ 2x,这个方向不对。
退回原点。x3+2x+1=2?。
当 x=3时,27+6+1=34,不是2的幂。
当 x=5时,125+10+1=136,也不是。
线程中的推演飞速进行,无数种可能被瞬间否定。
最终,一个最简洁,也最暴力的解法,在他脑中成型。
“令f(x)=x3+2x+1。当x>1时,(x+1/2)3< f(x)<(x+1)3。
这意味着,f(x)被夹在两个连续整数的立方之间,它本身不可能是立方数……这个没用。”
“回到模运算。
模x,得1≡2?(mod x);模x+1,得-2≡2?(mod x+1)……”
无数条思路在他脑海中并行不悖,然后一一剪枝。
最终,一条金色的、最优的路径,被点亮了。
“解法确定,跳过。”
分析完第一题之后,许燃的意识瞬间切换到了第二道题。
【第二题:代数,多元不等式证明】
形式丑陋的不等式,在思维殿堂中,被转化成了一个三维空间里的曲面。
【暴力计算路径】
“齐次化,构造……使用拉格朗日乘数法?计算量堪比小型计算机,放弃。”
“琴生不等式?需要先证明函数凸性,过程繁琐,放弃。”
“权方和不等式、切比雪夫不等式、舒尔不等式……所有能用的工具,全部加载,进行组合尝试。”
就像一台超级计算机,许燃的其中一个线程,在穷举着所有可能的经典不等式组合,硬碰硬地进行暴力破解。
【几何首观路径】
“将不等式视为一个几何约束条件。它的几何意义是什么?”
“这是一个关于‘距离’的不等式吗?”
“或者,它代表了某个‘体积’或‘面积’的极值?”
许燃的目光,仿佛穿透了代数符号的表象,看到了其背后隐藏的几何本质。
“原来如此……出题人将一个向量不等式,用代数的形式给‘加密’了。”
在他脑中,那串复杂的代数式,被翻译成了一句简洁的几何语言:
在一个特定的向量空间中,几个向量的和向量的模长,不小于它们模长之和的某个加权平均。
“这不就是闵可夫斯基不等式的推广形式吗?”
“找到问题的本质,剩下的,就只是简单的证明了。”
“解法确定,跳过。”
最后,他的意识,来到了那座最高的、最恐怖的山峰面前。
【第三题:组合,K?图的边染色构造】
“在一个完全图K??中,用红蓝两种颜色对边进行染色,要求构造出一种染色方案,使得图中不存在纯红色的K?子图,也不存在纯蓝色的K?子图。”
这是拉姆齐理论中的一个具体数值问题。
R(4, 5)= 25,这意味着在K??中,必然存在红色K?或蓝色K?。
但在K??中,是否存在一种可以“规避”的方案?
【传统构造路径】
“使用有限域的二次剩余进行构造?这是竞赛中最经典的解法。”
“设图的顶点集为有限域F??的元素。
如果 b-a是F??中的二次剩余,则边(a, b)染成红色,否则染成蓝色。”
“开始验算。
是否存在红色K??
这需要找到西个顶点x?,x?,x?,x?,使得它们两两之差都是二次剩余。
这等价于一个复杂的数论方程组求解……”
“计算量……巨大!
验算过程极其复杂,一步算错,满盘皆输。”
【降维打击路径】
“组合构造的本质,是寻找一种足够优美的‘对称性’。”
许燃的思维,瞬间拔高到了一个全新的维度。
“传统的对称性,来自于群论。
但对于这种问题,还有一种更强大的工具。”
一个名字在他脑中浮现。
【波利亚计数定理】
这是一个研究“模式”数量的强大武器,其核心是“置换群”和“生成函数”。
“太超纲了,首接写出来,会被判零分。”
“但是……我不需要写出定理的名字。
我只需要……借用它的思想。”
在线程中,许燃没有去硬碰硬地计算二次剩余。
他将整个问题,想象成一个置换群作用在染色集合上的不动点计数问题。
他开始在脑海中,构造一个“等价类”。
“将所有同构的染色方案,视为一种方案。我要找的,只是其中的一个代表元。”
“这个代表元,必须具有最强的对称性,最和谐的结构。”
他的思维,不再是“解题”,而是在“创造”。
像一个造物主,在设计一个结构最稳定、最和谐的宇宙模型。
一个基于循环群C??的,无比精巧的染色方案,在他的脑海中,渐渐清晰起来。
“有了。”
当脑海中三道题的最优解法路径,都散发出清晰明亮的金色光芒时。
外界,才刚刚过去一个小时。
许燃睁开眼。
他提起笔,开始在草稿纸上,将三条金色的路径,翻译类可以理解的文字和符号。
监控室内。
钱伟业死死盯着屏幕,看着许燃开始落笔。
“好快的速度!”旁边一个教练惊呼。
只见许燃的笔尖,在纸上行云流水地滑动着。
他写的不是杂乱的演算,而是条理清晰、逻辑严谨的证明步骤!
他的草稿纸,干净得不像草稿,更像是一份完美的印刷品。
“他不是在思考,他是在‘默写’!”
钱伟业的老脸,因为极度的激动而涨得通红。
“这小子……他把所有的思考过程,都在脑子里完成了!”
一个小时的静坐,不是发呆,不是放弃。
而是在那片凡人无法窥探的思维殿堂中,己经结束了整场战斗。
现在,他要做的,只是打扫战场,收缴战利品。
这就是数学有别于物理和化学的特殊所在,只要你足够强大,可以随时随地在脑中完成数学演算。
而不是像物理和化学那样必须通过实验验证得出的结果!