2026 年 3 月,波兰雅盖隆大学理论物理学家 Andrzej Odrzywołek 在 arXiv 发了一篇论文。
标题直白:《All elementary functions from a single binary operator》。
一个二元运算符,配合常数 1,生成所有初等函数。
初等函数。三角函数、反三角函数、双曲函数、对数函数、幂函数。三百年来折磨了无数学生的庞杂函数族谱。
它们看似各自独立。
现在知道了,它们全部是一个“超级祖先”的后代。
【连续数学的 NAND 门】
数字电路里有个东西叫 NAND 门。
与非门。它有个特性:仅用一种 NAND 门,就能构建任意布尔电路。与门、或门、非门、触发器、加法器、CPU——全用 NAND 门就能搭出来。
数字电路因此有了一个“最小生成元”。
Odrzywołek 的工作,是给连续数学找一个类似的“最小生成元”。
他找到了。
一个二元运算符 EML,配合常数 1,多次嵌套,生成所有初等函数。
离散世界有 NAND。连续世界有 EML。
这个类比不是修辞。是结构同构。
【超级祖先】
三百年来,我们是怎么学函数的?
先学加法、减法、乘法、除法。
然后学指数、对数。
然后学三角函数:正弦、余弦、正切。
然后学反三角函数:反正弦、反余弦、反正切。
然后学双曲函数:双曲正弦、双曲余弦、双曲正切。
一本厚厚的手册。每个函数有各自的图像、各自的性质、各自的应用场景。学生背,工程师查,数学家研究它们之间的关系。
关系确实存在。欧拉公式 e^(ix) = cos(x) + i*sin(x) 把指数和三角函数连起来。对数是指数的反函数。双曲函数和三角函数有镜像关系。
但关系是关系,统一是统一。
你找到两个东西有关系,不代表你能从一个生成另一个。
Odrzywołek 做的是后者。
他不是在函数族谱上画连线。他是说:所有这些函数,都是一个东西的不同迭代形态。
就像 DNA 不是“解释”了猫和狗的关系。DNA 说:猫和狗都是 DNA 的表达式。
【美之后的事】
现在你可能在想:好看。然后呢?
这个问题问得好。因为数学史上,“好看”之后发生的事情,往往超出所有人的预期。
麦克斯韦方程组
最初是极致的数学美感。四个方程,对称、紧致、统一。
但它直接催生了无线电、雷达、通信系统。
最终重塑了整个现代世界。
λ 演算
起初只是对“函数与计算”的极简表达。几个规则,几行符号。
后来成为:编程语言理论的核心、函数式编程的基础、编译器与类型系统的根基。
群论
最早是纯粹的结构美学。对称性、群、环、域。
后来进入:量子力学、粒子物理的标准模型、现代密码学。
这些例子的共同特征是什么?
当美对应的是结构压缩而非表面优雅时,它会爆发出链式反应一样的巨大力量。
麦克斯韦压缩了电和磁。λ 演算压缩了计算。群论压缩了对称性。
Odrzywołek 压缩了什么?
他压缩了初等函数。
【EML 在哪】
但压缩不等于爆发。
麦克斯韦到无线电,隔了二十年。λ 演算到 Lisp,隔了二十五年。群论到量子力学,隔了四十年。
EML 处在这条路径的哪一段?
还在开头。
它现在完成的是“表达统一”。所有初等函数可以用 EML 写出来。
但写出来不等于好用。
得有人挺身而出,把表达变成表示(Representation)。
EML 的表示会是什么?
一个更统一的函数语言?一个更标准化的符号操作空间?一种更接近编程语言的函数构造方式?
不知道。但可能性在那里。
【拭目以待】
历史上,这种种子的兑现周期往往以十年甚至数十年计。
有人种树。有人乘凉。中间隔了几代人。
Odrzywołek 种了一棵树。
至于谁乘凉,什么时候乘凉,不重要。
重要的是,树已经种下去了。
