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赵坚《优化组合对大自然世界的承诺与意义》一文问世,优化组合这是一座丰富的宝藏,历经两千余年 (从《几何原本》到现在) 的风雨侵蚀,终于向世界裸露出了一抹靓丽的景观.我们无须过于谦卑我们更不逊色,一个东方人的智慧,在数学世界里,闪亮出耀眼的光芒,穿越了历史的时空,走到今天,正奔向未来……
赵坚即《关于初等数论中一个新发现的基本定理及证明》之后,又写出重要的一篇数学论著《优化组合对大自然世界的承诺与意义》,文中给出了一般二阶线性齐次递归组合式,它是当今数论中发现颇具神秘色彩的数学基本模型,它将“黄金分割律 ,斐波那契数和优化组合”三位一体,承载“最大公约数”这座桥梁而有机结合起来,其表现出的螺旋形蕴藏着生物学诸多奥秘和重大自然之谜,有待于人们更深一步探讨.在人类的建筑史上,古希腊巴底隆神庙严整的大理石柱廊就是根据黄金分割的原则分割了整个建筑,才使这座神庙成为人们心目中的威力、繁荣和美的最高象征,中世纪欧洲莱比锡议会大厦就是用它的分割比例建筑而名闻遐迩,从著名的巴黎圣母教堂到意大利比萨斜塔上297级台阶组成的螺旋状楼梯、埃及的金字塔都曾留下过它的痕迹.黄金分割将人体分成上下两部分,肚脐就是它的分割点,手臂与肘及手指节之间也存在这种比例关系等等.植物主茎上生长的新枝条,按照黄金分割数排列,新枝不会长在邻枝正上方,以免遮挡阳光,相邻两枝的夹角跟主茎圆周之比,都适合于黄金分割比值.向日葵花盘排列成两条交错的对角螺旋线,34条沿顺时针方向,55条沿逆时针方向,正是斐波那契数列的相邻两项的黄金分割数(松果为5和8条,凤梨、菠罗为8和13条)等,这种排列使花盘内种子数目达到最多.植物怎么知道这个深奥的序列,几个世纪以来,人类就在苦苦地思索;在亿万年的进化过程中,爬藤植物学会了将触须呈现螺旋形,使自己固定在附着物上并尽可能扩大接触阳光的面积;6500万年前与恐龙一起灭绝的海洋生物菊石就属于标准的阿基米德螺线,鹦鹉螺的每一条螺线都是上一条螺线的0.618倍;蜗牛腔中生命逐渐长大变粗,蜗牛“屋”也按相同不变的对数螺线规律长大变长;在动物世界里,蝙蝠就按着螺线飞行,人类的耳轮也按照螺线方向生长.在探索生命之谜中发现传递生物遗传信息的脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋状阶梯结构,它那巨大的分子有着盘梯似的螺旋,从底部到顶部一路都呈右旋的模型,这些分子中代码包含了建造(复制)、控制、维持生命机体所需的一切信息,随着人类基因工作组密码破译,DNA分子的螺旋阶梯结构──它的栏杆由碳水化合物和磷酸盐构成,台阶则由腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶(简称A,T, C, G)四种基本化学物质结对而成,它们的作用机理及碱基对的排列组合关系等,就与黄金分割理论和优化组合密切相关,它们的数字密码隐藏着人类身体的语言.在自然界中螺旋有左旋和右旋之分,如氨基酸分子呈右旋,淀粉分子呈左旋;我们已经发现宇宙中80%以上星系都呈现出黄金螺旋,我们的银河系就是一例,它由4条巨大螺旋臂组成一个自身旋转恒星系系统.科学上已证明出恐龙灭绝时,地球及太阳系正处于旋臂与旋臂之间的一个巨大空隙中运行,而人类诞生时刻,地球与太阳系正处在它的一条螺旋臂上.自宇宙大爆炸以来,它就几乎无处不在.这美丽形状看似与周围一些杂乱无章的世界,形成一个鲜明的对比,为什么它在大自然中反复出现神秘螺旋和如此精确的有序结构.这一大自然最美妙的密码,将继续勾起人类孜孜不倦的求知欲望,兴许在将来的某一天,我们还能有更新的发现.千百年来,人们就对斐波那契数列研究兴趣不衰,大量成果不断涌现,在数学上处处可见.1963年V•霍加特(Hoggatt)在美国成立了斐波那契协会,创办了《斐波那契季刊》,足见其影响力之大.我们应该感谢大自然的造化神功,让光怪陆离的世界变得有声有色,万物欣欣向荣、充满无限生机.
赵坚得出二阶线性齐次递归数列临界点是斐波那契数列.它说明了生物为了生长壮大及繁殖后代过程中尽可能地遵循着一条最优轨迹(如某种螺线),甚至以时间状态模拟出来,借以积蓄体内的最多能量或消耗最少的能量而增加优势,调节进化系统以适应或克服未来环境中可能遇到的不利因素,它的自我保护及修正功能也适应于大自然中具有形成自身运动着的东西,它的最佳选择就是──“优化组合”.古希腊的毕达哥拉斯说过:“部分与部分及部分与整体的协调”.它是数学花园中的一朵最艳丽奇葩.“黄金分割律、斐波那契数列到神奇的螺旋线”,它们在欧洲文艺复兴及之后的几百年里曾对世界绘画、建筑和雕刻等艺术产生了深远的影响,而哥德曾赞美螺旋线为“生命的曲线”.在音乐方面,从时间上对音阶比值进行黄金分割,不论从巴赫大钢琴曲、贝多芬的浪漫奏鸣曲都流淌得淋漓尽致、余音袅袅扣人心弦……
赵坚在《优化组合对大自然世界的承诺与意义》一文中,给出了两类波那契数列,前面所讲述的是第一类组合式,而第二类斐波那契数列重要性和对自然界的意义丝毫不逊色于第一类斐波那契数列,甚至更全面地刻划了优化组合本质.,这就消除了历史上曾留下的疑惑.这些都是长久以来数学所企盼的结果.我们可以看到斐波那契数都一再出现了这种神秘的“黄金组合”模型,它毕竟是一个新发现的组合类,更是一类新型的数论函数,具有一个共同的特点: 就是以斐波那契数列组合式为模.这也是数论与组合学的交叉渗透,相互促进而融合的结果,对于我们从本质上认识它,必产生深远的影响.并且从它的递归式上,其实就可推出许多重要东西,上述工作对费马质数、梅森质数的判定及其它性质研究中具有意义.同时将它们归属在“优化组合”范畴内进行定量研究指明了方向.数论一个中心问题就是如何判定一个递归类函数中质数问题;而判定斐波那契数列(Fibonacci),费马数列和梅森数列中大质数一直困惑着我们,而用递归组合式分项研究就能得到许多重要的性质,在计算上达到化繁为简的目的,同时为大质数判定开辟一条崭新的方向.
赵坚得出梅森数组合递归式,立即推出完全數的組合递归形式.从数论中知道每一个梅森质数都可以形成一个偶完全数.梅森质数的研究现在仍旧是数论中的一个热点,人们不断地寻求更大的梅森质数.另外,可以直接得到最简单情况下能生成偶完全数的递归组合式.
在历史上,连分学作为一门古老的数学艺术形式,至少产生于公元前300年左右的古希腊时期,当时人们曾将一个分数化为连分式形式.历史已经证明,即使发展到今天,它仍具有强大的生命力,特别是对丢番图不定方程的逼近上,已成为数论中一个重要的分析工具之一.赵坚最大贡献是将优化组合拓朴到现实世界.从集合论观点设 ,它存在一映射的对应关系,这样对给定一个有限自然数集中取出“奇—偶相间”、或“偶—奇相间”,或“奇—偶相间”且“偶—奇相间”,具有形成大小顺序的一系列组合就是─“优化组合”.我们应该感谢造物主──大自然之神恩赐和庇护,来抚慰天之娇子万灵之长的人类与生俱来,对大千世界产生的好奇心态和那份执著的探索精神.这两个优化组合世界的数学基本模式,完全刻划了它在大自然中的一个本质现象,给人类留下将是更多的思考和启迪.宇宙的终极原理是相互作用,万物产生也不过是数量与几何形态的排列组合,数乃大自然的语言.
自从连分学产生以来,始终没有找到把一个连分式逐步导开,它们所遵循的基本规律,本文将这个问题进一步阐述,并且建立完善的理论.黄金定理在大自然世界中初露端倪.就显示出它惊人的魅力,优化组合是数学中的瑰宝.而斐波那契数列组合式一直占据主导地位是贯穿本文的纲领,它曾是无冕之王.现在,我们得出斐波那契数列无愧于数学世界的第一数列.
综上所述,本文得出所有定理及推论在数论中的重要性,它彻底解决了连分学与优化组合学的关系,同时对于丢番图不定方程分析以及定量研究的并会产生深远的影响.欧拉(Euler 1707~1783)1737年发表重要论文《连分数》为连分学奠定做出杰出贡献,先后有兰伯特(Lambert 1728~1777),拉格朗日(Lagrnge 1736~1813)等著名数学大师们进行完善后,成为数论的重要组成部分,本文在此基础上,首次弄清与组合数学的内在联系,为连分数展开过程和计算及理论分析研究开辟了一条新路.它将对“代数数论”提出了更多的要求,对于类域论的进一步发展,起到关键的作用.至此,一个新的数学分支—“优化组合”在数学大家庭中,占据了一席之地.
优化组合,是数论对大自然世界的郑重承诺,它反映出强烈的节约意识;而“斐波那契数列”的组合模式,便是最佳选择之一;万物生长和消亡,能量起到至关重要作用,“黄金分割律”的用途就是减少消耗或积蓄最多的能量而达到节省的目的.它们三者之间联系密切,即对立又有机地融合为一个统一体,缺一不可.是人类仿生学的榜样和必须遵守的一个基本原则,其意义将是深刻的……
赵坚,黑龙江省林口县人主要成就:1998年在《哈尔滨工业大学学报》第4期发表《关于数论中一个新发现的数论基本定理》一文(经中国数学研究所饮誉世界的数学家陈景润研究员推荐,中国清华大学应用数学系主任胡冠章教授,哈尔滨工作大学数学系著名数论专家曹珍富教授,黑龙江大学应用数学所何清教授分别给出了签定)。1999年12月《世界学术文库·华人卷·第二卷》(此书被联合国教科文组织收藏)全文转载。该文为世界上首次发现的“数论”中的一个基本定理,意义重大而被国内外誉为“最大公约数完备性定理”。它的肇极极古,早在二千四百年前的古希脂时代欧几里德《几何原本》中,就曾作过此命题的初步描述,中国秦九韶(1247年)《数书九章》中亦论及之,但均未得出具体结果及重要应用。人类历史进入20世纪,数论与组合数学等边沿学科交叉渗透,相互促进,大量成果不断涌出,在此基础上,才使一段数学历史上沉案已久,一条鲜为人知的定理浮出水面。2000年12月在《哈尔滨工业大学学报》第6期发表《一般二阶线性常系数齐次递归方程在数论中的应用》一文,以此结果在数学上首次导出斐波那契数列组合式,确立了它在数论中的尊崇地位;在数学中第一次给出费马数与梅森数的组合式及各自有一个且唯一的例外值,并导出完全数的组合式,使数论基础研究领域发生了质的突破,同时在数学上也第一次正式引进“优化组合”概念,建立健全了“最大公约数”的前沿性理论体系。以上两篇论文所优质的开拓性工作,基本完善了数论的基础乃至数学的基础,为数论公理化过程,提供了强有力的支持。其次,对于二阶线性齐次递归方程及丢番图不定分析,连分数定向研究,数值最佳逼近,黄金分割,大质数判定,线性编码,计算机板路优化设计及程序设计,建筑设计,信息加蜜(如费马变换,梅森变换)生物遗传(DNA)双螺旋阶梯结构分析及碱基对排列关系)植物生长(鲁德维格定律)自然界的神秘螺旋(银河系和河外星系所形成巨大旋臂的成因),气候变化(科里奥利效应),人工智能等,都可得出有重要意义的结果和获得谅广泛应用。主要业绩收录在1999年出版《世界文化名人辞海·华人卷·第5卷》(同时担任顾问编委),2000年出版《中国专家大辞典·第11卷》,2002年出版(中国香港)三个大型国际交流典藉《世界名人录·第9卷》《世界人物辞海·第2卷》《世界优秀专家人才名典·第2卷·中册》之中,2002年6月受聘为中国《发现》杂志社理事,荣获“世界文化名人奖”“世界学术文献奖论文金奖”等称号。
2003年,赵坚写出《优化组合对自然世界的承诺与意义》一文,创立了最大公约理论体系,这是自古希腊《几何原本》问世以来,对公约理论进行最大一次修整,是一个东方人对西方数学体系进行的一次深刻的改革,文中进一步完善了的“最大公约数完备性定理”,这条定理是数论乃至整个数学大厦的基石,这是人类数学历史上第一次发现的黄金定理,对斐波那契数列研究方面,得出震惊世界的斐波那契组合式,这是自1202年《算盘书》问世以来,一直披着神秘色彩的斐波那契数列终于落下了帷幕,破解了千古之谜——黄金分割律。在二阶线性递归方程研究领域,获得突破性进展,文中给出了费马数列和梅森数列及完全数的组合式,对连分学基本理论上做了进一步的阐述,在此基础上,创立了数学中的一个新分支——“优化组合”,这是数论与组合数学交互融合渗透的结果。
可参阅中国·香港世华:
http://www.world-vip.com/book9/ml34.htm
http://www.worldpersondictionary.com/rwch2/ml36.htm
http://www.worldexperts.org/zj2yz/ml34.htm
http://yltx.gzsohu.com/ (夜郎添香·心海浪花 |
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