度量:一首献给数学的情歌

[美] 保罗·洛克哈特
现实与想象 有很多不同的现实同时存在着,当然其中就包括我们自己生活在其中的物理现实。还有那些与物理现实十分相似的想象世界,比如其他的一切都与物理现实完全一样,只是其中的我五年级的时候不再尿裤子的想象世界;又比如在公交车上有一位头发乌黑的漂亮姑娘向我转过身来,然后我们开始聊天并最终坠入爱河的想象世界。请相信我,有很多这样的想象世界,只是它们既不在这儿,也不在那儿。 我想谈谈一个不同的地方,我将要称呼它为“数学现实”。在我的脑海里,一直有着这样的一个世界,各种漂亮的形状和模式四处飘动,并做着各种令人好奇、使人惊讶的事情,这些事情让我身心愉悦并陶醉其中。那真是一个神奇的地方,我很爱它! 事实是,物理现实是一场灾难。它太复杂了,任何事情都不是表面看上去的那样简单:其中的物体会热胀冷缩,而原子则会飞来飞去。特别是,没有任何东西能够在真正的意义上被度量。我们不知道一株小草真正的高度,在物理现实中,任何度量都必然只能够是粗略的近似。这也并不能够说坏,这只是物理现实的性质。最小的微粒也不是一个点,最细的金属丝也不能说是一条直线。 另一方面,数学现实则是想象的。它可以像我想的那样简单精致,同时我能够拥有那些我在现实生活中不可能拥有的美好事物。虽然我的手里永远不可能握着一个真正的圆,但在我的头脑中却可以装一个这样的圆,而且我可以度量它。数学现实是我自己创造的一个美丽仙境,我可以探索它、思考它,也可以和朋友们讨论它。 由于各种各样的原因,人们纷纷对物理现实产生了浓厚的兴趣。天文学家、生物学家、化学家以及其他学科的科学家们都尝试着去探索它的工作原理,并试图向我们描述它。 在这本书中,我想要描述的是数学现实。找出模式,找出隐藏在其背后的工作原理,这就是包括我在内的数学家们努力去做的事情。 关键是,我同时拥有物理现实和数学现实,它们都很漂亮、有趣(当然也不免有些吓人)。物理现实很重要是因为我就生活在…