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数学,俄罗斯的压舱石

莫斯科大学

2020一开年,一个看不见的敌人把全世界打了个措手不及,CovID-19病毒在全球爆发,没有一个国家能够幸免。一点核酸加一点蛋白质的微小颗粒就能对人类社会产生如此巨大的破坏力,让我们再一次明白自己在自然面前的渺小。在全球积极行动起来对抗疫情的同时,在我们的头顶上有一架飞机因为繁忙地帮全世界运送医疗物资也出了名,它就是隶属于乌克兰的安-225巨型运输机

安-225

包括波兰,法国,德国在内的很多欧洲发达国家都争相租用这架飞机来中国搬物资,据乌克兰安东诺夫航空公司透露,安-225的租期已经排到了几个月以后,一个小时的租金涨到了12万美元,这让手握大型运输机的乌克兰意外地因为疫情大赚了一笔,预计将来行情还会更加看涨,但尽管如此还是无法满足全世界不断增长的租赁需求,因为安-225全世界只有一架。

这么赚钱的大飞机为什么只有一架?因为这架空中怪兽不是这个时代的产物,它是前苏联航空工业的绝唱。

冷战时期美苏争霸,苏联的办法就一条:美国有的我也要有!由于搞起了暴风雪航天飞机的项目,需要一架能运输航天飞机的超大型飞机,由当时的安东诺夫设计局设计,结果只花了3年就研发出了这款安-225.

从它诞生至今的32年里,一直是世界上最重、尺寸最大的飞机。当时原计划生产两架,在完成了第一架之后,由于苏联的经济经崩溃,实在没钱玩了,于是第二架造到一半就被封存,所以至今为止30多年,在天上飞的安-225全球只有一架。

疫情爆发,全球各国之所以不惜代价都要租用安-225,因为它的运输能力实在是太强大了,一次单程的运输能力抵得上10架波音787,而且可以携带超多的燃料,中国取货可以直飞欧洲,中途不停,再也不怕美国在中转机场截货啦,在抗疫紧急的当下,能越快弄到越多医疗物资就意味着更多的希望。

从下图可以看到国际主流运输机的载荷,而安-255不在其中,因为它实在太大了,最大实际载重可达到300多吨,以至于在很多机场都无法降落,属于非主流运输机……

世界主流运输机

安-225无疑代表着当时苏联大型飞机制造的最高水平,说实话就是现在,地球上也没几个国家能造出这样黑科技的东西。当时的苏俄还造出过了很多在今天看来都非常不可思议的“钢铁怪兽。虽然有点傻大黑粗,但依旧掩藏不住其深厚的工业实力。

比如下面的台风级核潜艇,迄今为止都是这个星球上最大的潜艇,满载排水量4.8万吨,别国潜艇小肚鸡肠,上个厕所还得挤进去,苏联这艘核潜艇里面还有游泳池和健身房,活脱脱一座水下公寓。但其携带的20枚射程超过1万公里的洲际导弹,共200枚核弹头,分分钟能毁掉半个地球。

台风级核潜艇

再比如,你见过和波音737差不多大的直升飞机吗?对的,就是下面这台苏联时期的米-26直升机,汶川救灾时期,很多大型挖土机都是用米-26直升机直接吊进山里去作业的,是当今世界上仍在服役的最重、最大的直升机。

米-26重型直升机

下面这个东西就更牛了,你不妨先看着图猜猜这是什么?

DON-2N雷达系统

这个东西被誉为世界级奇迹,是前苏联时期开始建造的DON-2N雷达系统,是俄罗斯反导系统的核心,坐落于在俄罗斯首都莫斯科郊区普希金市的Sofrino镇。是世界上绝无仅有的有源相控阵列雷达站。在1994年2月的ODERACS-1实验中,美国“发现”号航天飞机从外太空向地球抛出了几个金属球,其中直径最小的一颗只有5厘米,结果全世界只有俄罗斯这台DON-2N雷达系统捕获到了,并立即算出了金属球的运行轨迹,让美国大为震惊。

当时苏联这种种超越时代的科技还有很多,要不是后来经济垮了,实在没钱再折腾,这些毛子不知道还要搞出多少稀奇古怪的东西来。

一提起俄罗斯,人们总会想起野性和蛮荒,那么这些硬核的科技实力是从哪里来的?

真想回答这个问题,恐怕还得回到300多年前的沙皇俄国时代去寻找答案。

17世纪末的欧洲已经经历了文艺复兴和资本主义萌芽,牛顿的《自然哲学的数学原理》刚刚问世,数学的昌明使得科学从哲学中分离出来,单独成了一个分支,那个年代可以说是人类科技树的起点。之后,各种蒙昧被逐渐破除,文明和科学空前繁荣。

但此时欧洲东边的俄国却还是一个落后封闭的国家,和西欧相比感觉还处在中世纪,甚至还是一个农奴制国家。底层人民愚昧无知;文学暗淡无光,数学和自然科学更是无从谈起……

幸运的是,没过多久,俄国迎来了一位人类历史上光辉无比耀眼的牛人。

彼得大帝

据说,整个俄罗斯帝国的缔造是出于一个人的意志 —— 彼得大帝的意志。

1682年彼得一世登基,这位年轻的君主精力充沛,目光远大,极善学习。曾扮成旅游者去西欧各地考察,甚至自己扮成小工,混到欧洲的船厂当学徒去学造船,了解了世界最新科技文明之后,他决定不惜一切代价向发达的国家学习科技文化,引进了各种先进的制度,尤其是在教育方面所下的功夫最大。他挑选了大量的留学生,将他们公费派遣至西欧各国学习科学技术。同时颁布了法律,规定所有俄罗斯的贵族子弟,必须掌握数学知识和至少一门外语,否则将被剥夺全部贵族特权。不仅如此,彼得大帝为了提高国内的数学教育质量,动用了极大的资源从西欧请来了大量的数学教育家、科学家,并用最优厚的待遇把他们留在俄罗斯。

不过改革这种事吧,有支持的,就一定有反对的,反对的人一开始还不少。毛子也是有脾气的,本来伏特加喝的好好的,为啥一下子多了这么多规矩?还要动脑筋学算术?老子不干!撕开上衣露出胸毛,告诉你什么叫野性俄罗斯。

彼得大帝为了让俄国人明白自己不是在开玩笑,采用了更野蛮的方式进行回应,为此而送命的人,据说占了当时国家人口的三分之一,他用最野蛮的方式要求人们必须变得文明。

马克思欣赏这种做法,称彼得大帝是用野蛮制服了俄罗斯的野蛮。普希金也赞美他“用独断专行的手,勇敢地撒播着文明......”

总之一系列的社会改革终于推进了起来,俄罗斯的数学和基础科学取得了逐步的发展,尤其是数学,虽然起步较晚,但后来居上,不但蓬勃发展还形成了一种延续至今的文化传统,最终让俄罗斯培养出了许多属于自己的世界级数学家,迈入了数学超级大国的行列。更重要的是,这种对数学的重视和钟爱最终融进了俄罗斯的血脉里。

随后的苏联时代,俄政府非常重视基础科学的研究,而基础科学的背后都是数学。斯大林把数学家当作了国家的秘密武器,把数学教育提到国家战略的高度,数学家生活全部由国家照顾,无需为任何事担心,据统计当时有多达100万名数学家分散在40多座城市的秘密军事研究所,只一门心思研究前沿的数学问题。

那时的苏联,是俄国数学烈火喷油的黄金时期,在概率论、射影几何、数理统计、实变函数论、拓扑学、逼近论、微分方程、湍流理论,流体力学等方面的研究都领先世界。尤其是后面两个,衍生出的空气动力学,是飞机设计和潜艇设计的核心基础。

这就不奇怪为什么苏联时代有那么多跨越时代的黑科技了。顺便说一下,人类的第一颗人造卫星也是苏联在1958年的时候率先发射成功的,当时委实震惊了世界。

苏联解体后,如今的俄罗斯整体国力虽然大不如前,但数学水平依旧处于全球第一梯队。

著名的“庞加莱猜想”是世界七大数学难题之一,据说攻克这道难题将帮助人类了解宇宙空间的本质。一个多世纪以来难道倒了无数才华横溢的数学家。

然而2002年11月,一名俄罗斯当时没啥名气的数学家佩雷尔曼,把自己的三篇论文放到了一个数学交流网站上,并发邮件声称已经证明了庞加莱猜想。让大家都去看看,说反正东西都在那里了,看得懂就看,看不懂拉倒。

当代天才

但这种事大家都觉得挺严肃的,毕竟不是你说证明就证明,你说破解就破解的,况且你还没啥名气。但整个数学界还是很快骚动了起来,全世界的数学家们开始分组对佩雷尔曼的这个证明进行验证。这是一个艰难的工作,佩雷尔曼的这三篇论文不算长在网上下载只有642kb,但是全球专家们花了足足4年时间才研究透,直到2006年,学界终于达成了共识:这位俄罗斯哥们真的解决了这个学科最令人肃然起敬的问题。

如果说佩雷尔曼是少有的天才,万中无一,那俄罗斯大学里的普通学生又是什么样的水平?

这个问题全球科技企业都早已经用行动在回答了,在这些科技巨头眼里,俄罗斯简直就是人才宝库,有大量的数理人才,却没有好的经济解决就业,一时间全世界一流企业都在俄罗斯抢人,这其中就包括中国的华为。华为的5G技术能领先世界,这里就有很多在华为工作的俄罗斯数学家的贡献。

不光是企业,全球顶尖大学也都在抢俄罗斯的人才,美国很多大学的数学系里,都是俄罗斯的教授在上课。同时,俄罗斯编写的数学教材也风靡世界,我国很多学校里还在用。

俄罗斯教科书

直到今天,俄罗斯的数理教育都非常出色,他们小学的教材很多都是由顶级科学大咖来编写,而且把微积分、线性代数、欧氏空间解析几何放到中学教,很多数学苗子也是在中学去找。

这些孩子中的优秀者,会最终来到号称“世界第一数学强校”的莫斯科大学,也就是本文第一张图片里的那座宏伟的建筑,那里是世界数学大师的摇篮。

国际上有一个编程比赛,自从俄罗斯人参赛后,美国跟中国就只能争亚军了,而他们中间有很大一部分都来自莫斯科大学。这个学校出过7个沃尔夫数学奖获得者和6个菲尔茨奖获得者(数学界的诺贝尔),这么多大神都出自同一所大学同一个系,其它国家没有任何一所大学的数学系能有这样的底蕴。

世界上流传着一个说法,说俄罗斯是很难被征服的一个民族,而俄罗斯人自己则说,只要莫斯科大学的数学系还在,俄罗斯就是成了一片废墟,也一定会有再崛起的一天。

这话绝对是有道理的,数学是所有科学的测量工具,是科学的一把尺,数学发达的国家,基础科学一般都很扎实,只要攒够时间和金钱,基础科学就能衍生出各种黑科技,成为碾压全球的力量。

所以现在的俄罗斯虽然没落了,但全世界没有哪个国家敢小瞧它,因为它有一块吨位惊人的,任何人都无法撼动的压舱石。

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