九十七年四月四日,始源,始源学校。
当数学课开始,众人则是直接先领到了一份卷子。
卷子是一列一列地往后递,纸页在课桌上传递时发出的声音很轻。
没有人多问为什么数学课要直接发卷子,原因非常简单:物理考试刚刚结束,试卷都已经发回去了,考一场数学,合情合理。
有人翻开卷子先看了一眼最后几道大题,然后又翻回第一页,开始看前面的填空。
草雨玄接过卷子之后,先把自己的名字写在左上角,然后开始从第一题往下做。
他没有抬头看别处,也没有在某一题上停留太久,一路做到倒数第二题时才停了一下,然后继续往下写。
这张数学试卷上,依旧有一个非常简单的题目,如何证明零点九九的循环等于一?。
为什么这道题目简单呢?因为早在二十年前,就有人通过代数的方法解决了这个问题。
将零点九九的循环设为x,十x等于九点九循环,十x减x等于九x等于九,所以x等于一。
那一年的考场上一共数百人,只有一个人写出了完整推导。
那一年给出这一个解法的人被人们称之为数学界的天才,如今的他们只需要照猫画虎地将答案写上去,便能得到分数。
课后的作业辅导课上也讲过这道题的解法,讲过两遍,老师在黑板上推导过完整的步骤,每一步的变换都标注了理由,甚至连等号对齐的位置都是刻意安排的。
每一个上过这门课的人都在不同的时间点见过那个推导,并且以不同的方式记下了它的轮廓。
但不知道为什么,他们给出这一个解法却始终无法得到满分答案。
有人猜是过程写得不完整,有人是没有解释清楚等式的对等关系,有人干脆放弃了那一分,觉得不影响及格就行。
郝雨田他也并不在意,因为哪怕不是满分答案,也足以让他排进班上的前列,得到奖学金了。
他的生活开支大部分依靠学校补助和象棋比赛的奖金,额外的那一笔奖学金可以让他少参加一场比赛,把时间腾出来给别的事情。
他在那道证明题的空白处写下了完整的代数推导过程,没有多写,也没有少写。
他写完之后检查了一遍,确认了每一步的等号对齐,然后翻过卷子,开始检查前面的题目有没有漏写。
次日,老师将试卷发下来的时候,几位学习成绩好的人毫无意外的得到了九十九分的成绩,唯一扣的一分便是通过代数法证明零点九九的循环为一。
他们的卷面上都只有一个红圈,圈住那个用代数证明的位置,在旁边标注了一个的“-1”。
郝雨田无所谓的看着试卷,他翻到错题那一页,看见了自己的分数,然后把试卷折好收起来。
他发觉坐在自己边上的草雨玄只考了九十三,他看向了他的错题——是一道简单的函数分析。
他继续平静地听着课,老师在讲台上讲解着卷子的错题,每讲完一题就会停顿片刻,等学生记完再继续往下。
郝雨田听着那些讲解,把每道题的解法在自己脑子里重新走了一遍,确认过每一段推导的顺序没有问题。
直到下课后,他途经了老师的办公室,听到了老师对于这道题的遗憾。
“还是没人能发现啊,看来这一届学生和我们当初一样,也不算多么聪慧,没有发现代数法的漏洞。”
他的声音在门口的位置停留了一瞬,瞬间吸引了郝雨田,边上的另一位老师接过了话头:
“我们当初也没发现,不也不影响我们现在教书吗?没必要对学生那么大期待的。代数法的漏洞不也是被提出三年之后才被人找到的吗?”
办公室里的声音又响了一会儿,然后被关门声截断了。
郝雨田站在门外的廊柱旁边,没有推门,也没有走开。
他停了一会儿,然后转身沿着走廊走回了教室,没有向任何方向多看一眼。
他思索着,走回了教室,找草雨玄借了张纸。
草雨玄正在整理下一节课要用的东西,听见他的要求之后没有多问,从抽屉里抽了一张纸递给他。
郝雨田接过来之后,在纸张上写好了利用代数法证明零点九九循环等于一的式子。
他把那行推导抄了一遍,然后盯着它看了一会儿,像是正在等待那些等号之间的间距自己释放出某种新的信息,但什么也没有出现。
他对着纸张思索了起来,这个方法有漏洞吗?
他从上到下看了一遍,每一步的变换都是合理的,等号的两边也始终保持着相同的值,没有出现明显的断裂点。
他在草稿纸上写了一遍又一遍,像是试图在某一版的抄写中找到一个未被注意到的间隙,但每次抄完得到的都是同一个结果。
突然,他想起,自己没必要证明它在任何情况下都成立,只需要证明有一种情况能使它不成立就行。
沿着这一条思路,他很快就写出了一条完全不同的式子:若无限的算式可以被代数等价,即零点九九循环等于x,则a可以等于1+2+4+8……则2a可以等于2+4+8……即a减2a等于-a等于一。
由此可得,若无限可以被等价,则存在1+2+4+8……=-1,所以,无限无法被等价替换。
他看着自己得出来的反例,非常兴奋地拉着草雨玄看了起来。
他的手指点着那几行式子,从第一行开始,逐行确认自己写下的推理路径,他先确认了a的定义是一个包含所有二的正整数次幂的无尽序列。
然后他把那张纸递到草雨玄面前,让他顺着那些等号一起往下读。
“你看你看,如果代数法可以证明零点九九循环等于一的话,老师就不会一直出这个题了!
所以我这样子就可以证明,代数无法代指无限的数字!
所以我们其实到现在都无法证明零点九九循环等于一,这才是为什么老师一直要出这道题的原因!”
他的手指在最后一行线。
草雨玄越看越震惊,嘴巴里面简直能塞下一个鹅蛋。
他顺着那几行等号一路看下来,每看完一步就在心里重新确认一次,直到最后一行的点。
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