是题太何巍了。
题目要求证明一个关于平面点集与直线划分的命题,题干只有三行,但条件之间互相关联的方式极其复杂,像一个被打乱了的魔方——你知道它有一个漂亮的解,但在找到那个关键的面之前,它就是一个混乱的整体。
顾小北第一个开口。
“这道题,何巍自己做了多久?”
彭老师在旁边说:“他出完题以后,我问他同样的问题。他说他从产生想法到完成证明用了两天。”
小组里又沉默了。
宋知行推了推眼镜,说:“那我们开始吧。”
六个人围坐在活动室的长桌边,各自摊开草稿纸。
陆沉把题目抄在便签本上,然后开始拆解。
这道题的条件可以分为三层:第一层是点集的几何约束,第二层是直线划分的拓扑性质,第三层是两者之间的映射关系。
何巍的厉害之处在于他把这三层编织得非常紧密——你不能单独处理其中一层然后跳到下一层,必须三层同时推进。
陆沉在便签本上画了一个三层结构图,每一层标注了核心条件和可用的工具。
几何层:凸包、分割线、对偶变换。
拓扑层:区域数、欧拉示性数、连通性。
映射层:从点集到直线族的对应法则。
他画完这张图的时候,旁边的方磊凑过来看了一眼。
“你把何巍的魔方拆开了。”
“拆开只是第一步。”陆沉说,“还得装回去。”
六个人花了整整一个下午。
宋知行在几何层找到了一个突破口——点集可以先用凸包分层,然后逐层处理。
顾小北在拓扑层接住了这个突破口,用欧拉公式给出了区域数的递推关系。
方磊和另外两个江苏男生在映射层把前两层的结论耦合起来,建立了一个从点集到直线族的显式映射。
陆沉在三条线之间来回游走。
哪里卡住了他就去哪里,不是给出答案,是问问题——如果凸包分层遇到共线点怎么办、递推的初始条件是否对所有凸包层都成立、显式映射是否保持了点集原有的顺序约束。
他不负责解决具体问题,他负责确保六个人在同一个逻辑框架里工作,而不是各自朝不同方向跑。
天黑的时候,顾小北把最后一步递推关系的边界条件验证完毕,放下笔,长长地呼了一口气。
“成了。”她说。
六个人看着桌上摊开的几十张草稿纸——每一张上都写满了推导、画满了图、标注了各种箭头和编号。
这些纸如果叠起来大概有一指厚。
而何巍一个人用两天时间,从零到一,走完了这条路。
方磊靠在椅背上,看着天花板。
“我现在知道何巍为什么每次考试都写那么长了。”
“因为他脑子里就是这么一个一个魔方拆开又装回去的。”宋知行接道。
彭老师走过来,把六个人的草稿纸大致翻了一遍。
他没有点评具体步骤,只是说:“明天上午,你们组把这个证明讲给其他两组听。主讲人你们自己定。”
六个人互相看了看。
顾小北说:“陆沉讲。”
陆沉没有推辞。
第二天上午,陆沉站在活动室的黑板前面,把六个人昨天搭建的证明从头到尾讲了一遍。
他讲得很慢,不是因为紧张,是因为他知道这个证明的逻辑链条比表面上看起来要深,每一步都需要给听众留出消化时间。
讲到最后一步递推关系收口的时候,他转过身,在黑板上画了那个三层结构图。
“这道题的本质,是把一个几何问题提升到拓扑层面,然后在映射层完成闭环。何巍出题的时候,把这三层编织成了一个整体。我们小组昨天的解法,是把这三层先拆开、分别攻克、再组装回去。”
他停顿了一下。
“拆开是为了看清结构,组装回去是为了完成证明,两种能力,缺一不可。”
讲完之后,何巍从第二组的座位上站起来。
他没有鼓掌,只是走到黑板前面,指着陆沉画的那张三层结构图,问了一个问题:“映射层那条从点集到直线族的显式映射,你们用的是坐标排序法。如果点集不满足一般位置条件——有共线或者共圆的情况——这个映射还成立吗?”
陆沉看向方磊。
方磊站起来说:“不成立。我们昨天讨论的时候发现了这个问题。如果点集不满足一般位置条件,显式映射需要加一个微扰步骤,把退化情况破开。微扰的幅度可以任意小,不影响最终的不等式估计。但我们写证明的时候为了简洁,假设了一般位置。”
何巍点了点头,坐下了。
他没有说对或者好。
但他的问题本身就是在说:我听懂了,我看到了你们证明里最脆弱的那个环节,而你们的回答让我确认,你们也看到了。
三月下旬,第二次综合测评。
这一次的题目只有两道。
每道十分,总分二十。
时间仍然是四个小时。
第一道是代数数论,关于二次域中素理想分解的一个问题。
陆沉读完题就知道,这道题和周尧笔记里那个用图论方法处理二次剩余的思路有关——不是直接套用,但底层结构是通的。
他用传统方法完成了证明,然后在证明的末尾加了一个附注,指出这道题的结论可以与图论方法建立一个同构对应,并简要描述了对应的构造方式。
第二道是组合数学,关于拉姆齐数下界估计的一个构造性问题。
这道题的核心是用概率方法证明存在性——埃尔德什1947年的经典工作。
陆沉用概率方法给出了存在性证明,然后在此基础上多走了一步:他构造了一个显式的图族,使得拉姆齐数的下界估计从存在性变成了构造性。
这一步不是题目要求的,但他写了。
写完之后他检查了一遍,确认构造的每一个环节都严密。
交卷的时候,他把周尧那本数论杂记从书包里拿出来,放在桌上。
不是为了看,里面的内容他已经全部记在脑子里了。
是一种仪式。
第二次综合测评的成绩在三天后公布。
陆沉二十分,满分。
第一道题传统证明满分,附注的图论对应关系被阅卷老师批了一行字:“思路有价值,可单独成文。”
第二道题概率证明满分,显式构造被单独加了五分附加分。
总分二十五分,超过满分。
何巍十九分,第一道题满分,第二道题扣了一分——他的构造方法在边界条件上有一个微小漏洞。
顾小北十九分。
王雪松十八分。
宋知行十八分。
方磊十七分。
陈志远十五分。
三月就要过去了。
四月,第三轮名次公布,然后是最终的选拔。
六个人的名额,十八个人争。
——
外国的那篇文章是在一个星期三的早晨抵达集训队的。
陈志远读完标题,脸色就变了。