考场内,时间仿佛被一只无形的手按下了慢放键。
许燃的笔尖,如同在冰面上起舞的精灵,在雪白的卷纸上优雅地流淌。
他没有上来就写下一大串让人头皮发麻的复杂公式。
反而像一个最虔诚的初学者一样,开始一笔一划地,定义整个证明过程最基本的步骤。
【第一步:奠基。】
【当n=4时,一个K4图存在的概率为p^6。虽然在极限情况下,这个概率无限趋近于零,微不足道,但作为逻辑的起点,它依然成立。】
【第二步:归纳假设。】
【假设当图的顶点数为k (k≥4)时,该结论成立。即当p*k^(2/3)/(log k)^(1/3)→∞时,一个k阶随机图中,几乎必然存在K4。】
【第三步:递推证明。】
【现在,我们考虑一个有k 1个顶点的图 G_{k 1}。】
这一步,是所有数学归纳法的核心,是那道从有限通往无限的桥梁,也是最难的一步。
如何从“k”这个已知的世界,稳固地,递推到“k 1”这个未知的世界?
监控室里,所有专家教授都下意识地屏住了呼吸,一个个伸长了脖子,眼睛瞪得像铜铃。
他们绞尽脑汁,也想不出,该如何在一个充满“随机”和“概率”的框架下,去完成这个看似不可能的递推。
就在这时,只见许燃的笔,轻轻一转。
他根本没有去分析那个无比复杂的 G_{k 1}整体。
而是写下了石破天惊,足以让任何一个图论学者都大脑宕机的一行字。
【让我们换一个角度,不去考虑这个静态的 G_{k 1}。】
【我们来考察一个‘子过程’。】
【我们不将图一次性生成,而是想象成,逐个地,将顶点加入到图中。】
【当我们加入第k 1个顶点,命名为v时,我们来考察它与之前已经存在的k个顶点{v_1, v_2,..., v_k}之间的连接情况。】
“动态过程!他……他把一个静态的随机图问题,转化成了一个动态的随机过程!”
那位白发苍苍,在省数学会德高望重的老教授,再也控制不住情绪,“砰”的一声从椅子上站了起来。
他手指因为过度激动而剧烈颤抖,指着屏幕,嘴唇哆嗦着,好半天才挤出一句话。
“我的天……这个思路……这个思路太野了!太疯狂了!这简直是降维打击!”
另外一个教授扶了扶自己的眼镜,镜片下的双眼写满了震撼:
“这……这已经不是在解题了!这是在创造一种全新的思维范式!
他根本没打算在二维的棋盘上跟我们下棋,他直接把棋盘给掀了,自己重新画了一个三维的!”
“疯子!真是个疯子!我收回我刚才的话,他不是在胡闹,他是在……展现天赋!”
许燃的笔,还在不知疲倦地继续。
他引入了一个非常巧妙的辅助随机变量Y,这个Y代表的事件是:
新加入的顶点v,恰好与之前那个k阶图中一个“已经存在的K3子图”的所有顶点,都产生了连边。
然后,他用最基础的条件概率公式,轻松写出了Y存在的概率表达式。
紧接着,他做出了一个让监控室里所有人都眼珠子快掉出来的,神来之笔般的操作。
他没有继续深入地去计算这个概率。
而是直接在表达式的旁边,写下了另一个在数学界如雷贯耳,但简单到连高中生都会的名字。
【柯西-施瓦茨不等式。】
“什么?!”
“柯西-施瓦茨?
他写这个干什么?
这玩意儿不是高中竞赛最基础的不等式吗?用在这里?开什么玩笑!”
“等一下!不对!你们看他写的形式!”
一个年轻的博士生导师尖叫起来。
所有人的目光都死死钉在屏幕上。
许燃此刻信手拈来用出来的,根本不是他们常见的那种形式,而是一个极其精妙,几乎无人问津的,概率形式的变体!
他鬼斧神工般地,用这个最基础的不等式,将一个无比复杂的概率乘积问题,极其巧妙地,转化为了一个异常简单的概率求和问题!
“我的天啊……”
一位教授喃喃自语,“他甚至根本不需要知道那些精确的概率值到底是多少!”
“对!他只需要知道,它们的和,随着k的不断增大,是在变大还是在变小!”
“而那个阈值函数……”
所有人的脑海中,同时闪过了题目中给出的那个无比诡异的,如同天外飞仙般的阈值函数 p*n^(2/3)/(log n)^(1/3)→∞!
在这一刻,它终于露出了它的獠牙!
它不再是一个门槛,一个限制。
而是变成了一把钥匙!
一把,能解开终极奥秘的钥匙!
而这把钥匙,完美地,严丝合缝地,插入了由柯西-施瓦茨不等式所构造出的那把“锁”里。
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