“秦子同學為什么會在這兒?”
學校體育館里,秦子正搓手準備攀上巖壁,突然聽到身后傳來荒白教授的聲音,于是轉頭說:“教授,我試試新線路?!?/p>
教授搓著手上的鎂粉,說:“秦子同學,現(xiàn)在這個時間,你應該在高數(shù)課堂上吧?”
秦子笑了一聲,回頭緊了緊安全帶,說:“沒有必要?!笨伤麆傄l(fā)力,就被教授拽了回來。教授問:“什么沒有必要?”
秦子一臉不耐煩地說:“我說去上高數(shù)課沒有必要。”
教授搖頭道:“秦子同學,這句話不像一個大學生該說的?!?/p>
“我不是數(shù)學專業(yè)的學生,又不搞物理和精算,我學高數(shù)干嗎?別說高等數(shù)學,依我看,數(shù)學這玩意兒其實學到初中水平就夠了?!鼻刈犹ь^看了一眼教授,又補充道:“是是是,我知道您能說會道,更高層次的數(shù)學在各行各業(yè)都有什么意義,您能隨口說幾個小時,所以我僅就個人情況表態(tài)。我說我自己,在今后的人生中,數(shù)學學到初中水平就夠了?!?/p>
教授卻說:“不,不夠,秦子同學不能就這么放棄對自己的要求。即使不談社會應用,光是在個人成長方面,數(shù)學也是極有價值的?!?/p>
秦子問:“有什么價值?”
教授說:“很多,比如,學數(shù)學能擴充你的詞匯量?!?/p>
秦子“哼”了一聲,說:“這叫什么價值?我要是想擴充詞匯量,去背詞典不行嗎?”
“不行,有些詞語只能在學習數(shù)學的過程中積累,因為那些詞語蘊含的其實是一套復雜的思維方式乃至世界觀,而這是背詞典所做不到的?!苯淌谝贿呎f,一邊摘下眼鏡擦了擦,“秦子同學,你知道第一次數(shù)學危機嗎?”
秦子搖頭道:“數(shù)學危機不知道,我就知道《生化危機》?!?/p>
教授沒有理睬秦子的打岔,繼續(xù)說:“公元前470年前后,數(shù)學差點兒完蛋了?!?/p>
“數(shù)學完蛋?什么意思?”
“就是說,數(shù)學作為一門學科在理論上出現(xiàn)了重大矛盾,就仿佛大家在一起編一個故事,但編著編著,大家驚訝地發(fā)現(xiàn)這個故事圓不回來了?!?/p>
秦子一聽這個,臉上就露出了看熱鬧不嫌事大的笑容?!澳唧w說說,數(shù)學怎么就完蛋了?”
教授說:“公元前5世紀,古希臘有一個影響力很大的學派,叫畢達哥拉斯學派。這個學派雖然以學術成就聞名于世,比如發(fā)現(xiàn)了勾股定理,但是也搞一些神秘主義和政治活動,所以這個學派的領袖畢達哥拉斯的身份很復雜,他既是學術領袖,又像是‘教主’和‘幫派老大’。”
秦子說:“嚯,這身份還挺酷。所以,是畢達哥拉斯引發(fā)了數(shù)學危機?”
“不,是他的學生引發(fā)的,但畢達哥拉斯也需要為此負責。在公元前5世紀,畢達哥拉斯聲稱,世間的一切數(shù)都可以被歸納為整數(shù)和整數(shù)之比,而數(shù)也恰恰是世界的本源,是一切事物運轉的根本原則?!?/p>
“我怎么覺得神神秘秘的,真有點兒教主的勁頭了。”
“確實,那時候數(shù)學理論還非常淺陋,而且科學遠未昌明,所以人們在研究抽象概念時,很容易滑到神秘主義的旋渦里去。另外,因為當時的數(shù)學主要是古希臘人對生產(chǎn)實踐的總結歸納,這使得畢達哥拉斯的理論基礎,即世間一切數(shù)都可以用整數(shù)和整數(shù)之比來表示,也是符合直覺和經(jīng)驗的,大家看不出有什么破綻。”
秦子問:“后來呢?到底是什么引發(fā)了危機?”
“后來,畢達哥拉斯有個學生,名叫希伯斯,他發(fā)現(xiàn)了一件非??膳碌氖隆苯淌谡f到這兒,嗓音都低沉了下來。
秦子也慢慢湊過去,小聲問:“到底是什么可怕的事?”
教授說:“他發(fā)現(xiàn),一個邊長為1的正方形,其對角線長度無法用整數(shù)或整數(shù)之比表示?!?/p>
秦子聽完,肩膀都快聳到耳朵上邊去了,攤開雙手,道:“邊長為1的正方形的對角線長度?那不就是根號2嗎?”
教授說:“是的,但是當時的古希臘還沒有人知道根號是什么東西,更沒有無理數(shù)的概念,所以,正方形的對角線長度引發(fā)了一些人的恐慌?!?/p>
“恐慌?”
“是的,特別是畢達哥拉斯本人,簡直惶惶不可終日,因為正方形對角線的長度問題是他無論如何都無法解釋清楚的??梢哉f,他之前的所有理論都因為這個小小問題崩塌了。這就是第一次數(shù)學危機?!?/p>
秦子說:“那趕緊把理論改一改,圓回來不就行了?”
“沒那么簡單?!苯淌跀[擺手,“畢達哥拉斯對于自己的數(shù)學理論有一種宗教式的狂熱崇拜,不容褻瀆,所以當他發(fā)現(xiàn)希伯斯指出了自己理論的問題所在時,他要求自己的學生閉嘴,不許對外界透露這件可怕的事?!?/p>
“但他的學生還是對外披露了這個秘密,對吧?”
“是的,在歷史傳說里,畢達哥拉斯也因此陷入狂怒之中,命人把這個背叛自己的學生扔進大海淹死了?!?/p>
秦子倒吸了一口涼氣。“好家伙,古希臘‘學閥’還能直接殺人滅口呢?!?/p>
教授說:“雖然希伯斯被殺了,但他揭露的問題卻已然為公眾所知,所以古希臘人不得不硬著頭皮去應對。正是吸取了這場危機的慘痛教訓后,古希臘學者才明白,來自生活的經(jīng)驗和直覺是不可靠的,嚴謹?shù)倪壿嬐评聿攀钦嬷幕?,這也在后世成為自然科學的基本原則。所以,如今有很多專家表示科學孕育自‘兩?!幕垂畔ED和希伯斯?!?/p>
秦子點了點頭,道:“但您說了這么多,我依然沒看出數(shù)學對個人能力的提升有什么幫助?!?/p>
教授說:“維特根斯坦說過一句名言,語言的邊界即世界的邊界。你可以將其理解為:如果一個概念對于某人是無法言說的,那么在此人的世界觀里,這個概念即是不存在的?!?/p>
秦子說:“教授,您說得太抽象了,我沒明白。”
教授說:“結合剛才的例子來看,在第一次數(shù)學危機爆發(fā)時,畢達哥拉斯的腦海中還沒有無理數(shù)和根號2這樣的詞,這使得他根本無法描述正方形對角線的長度,因為他腦內是沒有相應概念的?!?/p>
秦子低著頭,捏著下巴,一邊思考一邊說:“好像是啊……無法用詞語表達出來的概念,就很難對其進行分析推理,有種大腦使不上勁兒的感覺?!?/p>
教授點頭道:“這樣的例子在當代也有。1987年,有個人類學家深入菲律賓雨林中的矮黑人部落,他發(fā)現(xiàn)這些矮黑人的文明水平依然處于石器時代,語言中沒有3以上的數(shù)詞?!?/p>
秦子問:“他們只能數(shù)到3嗎?”
教授點點頭?!叭祟悓W家曾問一個矮黑人女性有幾個孩子,那個女性的孩子超過了3個,于是她就不知道該怎么表達了,只能依次說出孩子的名字。凡是大于3的數(shù)字,他們都無法理解,所以這些原住民無法使用大面值貨幣,在和外界做交易時只能以物換物,這便是難以理解、不能言說的概念?!?/p>
秦子說:“我大概明白您的意思了,但我依然覺得這些離我很遠,畢竟我能數(shù)到3以上。”
教授又一次搖起頭來。“然而,在數(shù)學的世界中,并不只有整數(shù)和無理數(shù)的概念,還有很多詞是完全超出生活經(jīng)驗范圍的,如果沒有學習過相應的數(shù)學知識以掌握相應詞語,人們就很難甚至無法表達一些概念。”
秦子問:“您能舉幾個例子嗎?”
教授說:“當然。比如,你如何靠日常用語表達補集這個概念?”
“嗯……這個我知道,大概是一定范圍內的元素組合中……某一個相對小范圍內的元素之外所有其他元素的總和?”秦子說完這一大串,忍不住喘了口氣。
教授笑道:“且不說你剛才的表達是否嚴謹,就光說這么長一串啰唆的話,費勁不費勁?麻煩不麻煩?你不妨再說說,逆否是什么意思?周延是什么意思?共軛、遞歸、期望、離散、積分又都是什么意思?”
秦子紅著臉張了張嘴,但什么都沒說出來,腦門兒上還浮出一層虛汗。
教授攤開雙手,說:“就算你能給出一個不甚嚴謹,甚至啰唆的解釋,在思考中,如果不能把復雜抽象且自帶前提和限制條件的概念壓縮成簡單詞語,那么人的大腦內存將很快被占滿,思考和推理就會變成一件特別低效且痛苦的事。特別是那些根本沒接觸過的數(shù)學詞語所對應的概念,你根本就不能理解,就像菲律賓熱帶雨林中的矮黑人原住民不能理解8是什么意思一樣?!?/p>
秦子吸了一口氣,點了點頭。
教授抬起頭看著高高的巖壁,說:“做個類比的話,思考一個復雜問題就好像攀巖,而一個個數(shù)學詞語就仿佛巖壁上的凸起。如果沒有這些數(shù)學詞語,你就仿佛在爬一面光滑的玻璃墻,有一種大腦使不上勁的感覺,而有了這些數(shù)學詞語,你就可以踩著它們、摳著它們,以讓自己的大腦充分發(fā)力,進退有據(jù),在巖壁上又快又穩(wěn)地攀爬。秦子同學,如果一個人在思考時又快又穩(wěn),那我們通常會用一個詞來形容此人?!?/p>
秦子問:“聰明?”
教授點頭道:“所以,回去上數(shù)學課?!?/p>
(蒹葭摘自中信出版集團《教授與年輕人》)