数学怎么科幻?--读《跨越三维空间-数学科幻故事精选》

ThinkEric
2008-01-15 看过
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数学怎么科幻?--读《跨越三维空间-数学科幻故事精选》

                              赵如汉

    
    我的专业是数学。我又是个科幻爱好者。长期以来,我一直都在希望能
看到数学方面的科幻小说。然而,遗憾的是,很少能看到这样的科幻小说。
这也难怪,由于数学这门学科的特殊性,以数学为主题的科幻小说似乎是很
难写的。我也只好将这无望的期待丢在脑后,很阿Q地想,既然有那么多好看
的科幻等着去看,干嘛还要去奢望什么数学科幻?
    只到有一天,我看到了由孙维梓老师编译,由上海科技教育出版社出版
的《跨越三维空间-数学科幻故事精选》。
    我有些难以置信地捧着这本厚达321页的书。这里面居然有19篇数学科
幻!我迫不及待地翻开书,顿时便沉浸于那些美妙的故事之中……
    请看:一个数学家发现了一个有五个民族居住的小岛,五个地区居然互
相交界,这与著名的四色定理矛盾!数学家为了捍卫四色定理,居然要给整
个岛涂上颜色。而涂岛的结果,你能猜得到吗?(《涂岛》)
    还有:一位建筑师在好莱坞造出了一栋四维的楼房。在这栋楼房里探险,
会发生什么样的怪事呢?(《怪宅》)
    再看:人类最后的魔术师是怎么在既爱他,又恨他的火星姑娘的眼皮底
下,陷到克莱茵瓶里进退不得的。(《魔术师之死》)
    你知道华尔兹舞曲是怎么来的吗?请看使用三进制体系的外星人是如何
“误导”华尔兹舞曲之王施特劳斯的吧。(《“三,三、三”》)
    还有很多……
    我不禁为这书里面故事的丰富多彩而感到惊讶和兴奋。这些故事里面的
数学内容涉及到拓扑学、高维空间、四色定理、概率论、极限理论、统计学、
三进制、人工智能、对策论、数论、算术以及数学天才等。它们的原作者主
要是美、英、西班牙及原苏联的科幻作家和数学家。其中包括著名的作家如
马丁·加德纳、罗伯特·海茵莱茵、阿瑟·克拉克、艾萨克·阿西莫夫等。
其风格可谓是多姿多彩。从作品的题材来说,有的是正儿八经的科幻,有的
是侦探小说,有的显得荒诞,有的则干脆是魔幻小说。它们都是非常有趣的
故事。但是,你也许看着看着会感到疑惑:这里面有的小说到底是不是科幻
呢?
    也许,这本书的书名副题应该改一下:叫作“数学幻想故事精选”,就
比较确切了。确实,这本书中的小说都是基于数学上的幻想。正是由于数学
的特殊性,要写出以数学为基础而又好看不乏味的“科幻”小说,就必须走
一些独特的路子。可以说,这些故事的作者们都十分成功地作到了这一点。
诚然,这里面有的故事与现代科学相驳,有的故事甚至还是反数学的!但是,
我们完全不必去追究这些。那又有什么关系呢?在愉快轻松地阅读中,你难
道没有从数学上不存在的零侧曲面中领悟到莫比乌斯带和克莱茵瓶的奇妙性
质吗(《零侧曲面》)?你没有从反数学的五色岛中更深刻的理解四色定理
吗(《涂岛》)?黑猩猩的随机敲打居然打出了一本本的世界名著,这是反
概率论的,但是,你仍然会在读完《黑猩猩的著作》后发出会心的微笑;波
士顿地铁网络是不可能有无限连通度的,然而,那列神秘地消失在地铁网络
中的列车不是让你学到了一些图论的基本知识吗(《消失在结点》)?事实
上,这些反数学的地方,也许正是故事的奇妙之处,它既使得故事更加有趣,
也使得那里面的数学给你留下更深刻的印象。
    这本书真是一个难得的收藏。它使我认识到,原来数学和幻想是可以这
样结合起来的。谁能想得到,费尔马大定理也能成为数学幻想故事的题材?
而这本书中,居然有两篇小说基于费尔马大定理!《魔鬼的难题》说的是:
费尔马大定理是如此有趣,以至于害人的魔鬼都对此着了迷。而《数论的魔
力》我则认为是本书最精彩的故事之一。这篇故事十分巧妙地借用了福尔摩
斯的故事。它写的是福尔摩斯之死。这故事是如此的自然合理,你读完故事
后会觉得福尔摩斯为数学而死,真是死得其所了。我且在这里简要的复述一
下故事提要吧。大家应该记得,福尔摩斯最大的对头是莫里亚蒂教授。在一
次悬崖搏斗中,福尔摩斯杀死了莫里亚蒂,而他本人也几乎同归于尽。《数
论的魔力》叙述的是,莫里亚蒂死后留下了一张写着17列数字的卡片。福尔
摩斯了解到这是一份密码,而这份密码将指出身为黑社会头子的莫里亚蒂教
授毕生所收集的一笔无价之宝的埋藏地点。经过一系列聪明的推理,福尔摩
斯终于知道这密码的结构是基于一类称为零参数不定方程(包括费尔马方程)
的有解无解性的。即:若以莫里亚蒂的某列数字为指数的那个零参数不定方
程有解,那列数字将对应于一个点。否则则对应于一横。然后根据莫尔斯电
码就可以得到答案。原来,莫里亚蒂教授年轻的时候曾经是一个天才的数学
家。他能够设计出这样一份密码只能说明,他已经证明了费尔马大定理,甚
至更进一步解决了所有零参数不定方程有解无解的问题。而要破译这份密码,
只有将莫里亚蒂所做的重新做一遍。不服输的福尔摩斯就这样陷入了数学的
泥沼中不能自拔,直到耗尽了自己的智慧和生命。与前面的故事不同的是,
这篇故事涉及到的是非常专业的数学。它似乎只能出自一个职业数学家之手。
而这数学是如此巧妙地主导了故事的进展,使人们觉得,这故事为福尔摩斯
和莫里亚蒂生死斗智划上了一个自然而完美的句号。
    写到这里,我忽然想起在电脑网上读到的一篇介绍费尔马大定理的趣文。
那上面说,费尔马大定理已有三个人给出了证明:美国数学家安德鲁·怀尔
士和(王小波笔下的)中国唐代的李靖以及王二。现在还可以加上一个:福
尔摩斯的死对头莫里亚蒂教授。还有一个魔鬼也差一点证了出来。
    书里还有很多很精彩的故事。如《装地球的盒子》、《青蛙与井》、
《奇才》、《跨越三维空间》、《找回笔算》、……,我还是不一一介绍了,
给大家留点悬念,自己去找书来看吧!最后加一句:数学不好的读者,请不
要担心,孙维梓老师对书中所涉及到的数学,都给了详细的注释呢。
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