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别具一格的工具箱

普林斯顿的研究生院,物理系和数学系共用一个休息室,每天四点钟,我们都来喝茶。那是下午放松的一种方式,姑且不提这是模仿英国的大学。大家坐着下围棋,或者讨论定理。那时候,拓扑学闹得正欢。

我仍然记得有个家伙坐在沙发上,冥思苦想呢,另一个家伙站在他面前,说:“因此,这个这个是正确的。”

“为什么是那样?”沙发上的那家伙问。

“不足挂齿!不足挂齿!”站着的家伙说,奋笔疾书了一套逻辑推导步骤:“首先,你设如此这般,于是我们有基尔霍夫(Kirchho)的这个那个,然后有沃芬斯多弗(Wa ensto er)定理,于是我们代入这个并建立那个。现在你把这个转动的矢量放在这儿,于是如此这般……”沙发上的那家伙苦苦挣扎着要理解所有这些东西,就这么高速折腾了差不多15分钟!

最后,站着的那家伙,从另一头儿推演了一遍,沙发上的那家伙说:“敢情,敢情,是不足挂齿啊!”

我们这些物理学家在笑,想猜出他们在搞什么名堂。我们断定“不足挂齿”意思是“已经得到了证明”。因此我们和数学家们开玩笑:“我们有了一个新定理——数学家只能证明那些不足挂齿的定理,因为每一个已经得到证明的定理都是不足挂齿的。”

数学家们不喜欢这个定理,而我就拿这个来逗他们。我说,没什么令人惊讶的——数学家只证明那些明摆着的事情。

对数学家而言,拓扑学完全不是明摆着的。有各种各样的奇异的可能性,是“反直觉的”。于是我有了一个念头。我向他们提出挑战:“我敢打赌,你连一个定理都说不出来——请用我能明白的措辞来说,你说的那些假定是什么,你说的那个定理是什么——而我却不能马上告诉你它是对的还是错的。”

事情经常弄成这样:他们想跟我解释什么,“你有了一个橘子,对吧?现在,你把这个橘子切成有限数量的许多块儿,你再把这些块儿摆回去凑在一起,它就跟太阳一样大。对还是错?”

“中间没空当儿?”

“没空当儿。”

“那就不可能了!纯粹异想天开嘛。”

“哈!我们可逮着他了!大伙儿都凑近来!那就是‘不可测量’定理啊!”

正当他们以为逮着我的时候,我提醒他们,“但是,你说的是橘子!你不可能把橘子片儿切得比原子还薄。”

“但是,我们有连续性这个前提条件啊:我们可以切个不停!”

“切不得的,你说的是橘子嘛,因此我还当你说的是真正的橘子呢。”

因此,赢家总是我。如果我猜对了,伟大。如果我猜错了,我也总能找到他们忽略了的简单化处理方法。

实际上,我的那些猜测,是有一定量的货真价实的东西的。我有个方法,我至今还在用,当有人跟我解释某个我想理解的东西的时候,我就不停地提出例子。比方说,数学家们将要把一个棒极了的定理弄出来了,大家都很兴奋。当他们告诉我这定理的条件时,我就构想出一个符合所有这些条件的什么玩意儿来。你知道,他们说一个集合的时候(我就想到一个球儿)——他们说两个不相交的集合的时候(我就想到两个球儿)。在他们提出更多的附加条件的时候,球儿就出来颜色了,就长毛了,就怎么怎么的了。最后,他们开始发布那个定理了,我说:“不对啊!”因为这个定理不适用于我那个长毛的绿球儿。

如果是对的,他们就欢呼雀跃,我就让他们先高兴一阵子。然后呢,我就提出我的反例。

“哦,我们忘了告诉你,那是豪斯多夫第二类同态。”

“哦,那样的话,”我说,“它就不足挂齿!不足挂齿!”到那个时候,我知道了那是怎么回事,尽管我不知道豪斯多夫同态是个什么意思。

大多数时候,我猜得对;因为,尽管数学家们认为他们的拓扑学定理是反直觉的,但那些定理不像他们以为的那样难。对于这种超细致的切割营生的那些好玩儿的属性,你是会习惯的;它的结果会是怎样的,你也能猜个八九不离十。

尽管我找了数学家许多麻烦,他们对我还是很和气的。他们是一群在一起搞东西的男孩儿,而且对自己搞的玩意儿兴奋不已。如果你问他们个简单的问题,他们就会讨论起他们那些“不足挂齿”的定理,也总是想为你解释清楚。

保罗·奥拉姆(Paul Olum)和我共用一个洗澡间。我们成了好朋友,他想教我数学。他教我“同伦群”,到那份儿上我就作罢了。但在那个水平之下的东西,我都学得相当好。

有一个东西,我怎么也没学会,就是路径积分法。我中学的老师贝德(Bader)先生给过我一本书,我从这书上学会了用各种不同方法来计算积分。

有一天下课后,他让我等一下。“费曼,”他说,“你话也太多了,聒噪个没完。我知道为什么。你觉得乏味。因此,我会给你一本书,你到后边那儿去,待在角落里,研究这书,等你把这书里的全部东西都吃透了,你还可以说话。”

因此,在每一堂物理课上,对帕斯卡定律是怎么个事情,或者无论他们在干什么,我一概漠不关心。我在后头捧着这本《高等微积分学》,伍德斯(Woods)写的。贝德知道我多少研究过《实干家的微积分》这本书,所以他把真正的著作给了我——那是大学低年级或高年级上课用的。里头有傅立叶级数、贝塞耳函数、行列式、椭圆函数——都是我不知道的一些好玩儿的东西。

这书也让我明白,怎么对积分符号内的参数求微分。后来我知道,大学里教这个东西教得不多;他们不重视这个。但我明白怎么用这个方法,而且我是翻来覆去地用这该死的方法。因此,因为我是自己学会了使用那本书,我也有自己独特的方法来解决积分问题。

结果是,麻省理工学院或者普林斯顿大学的那帮家伙在做某个积分题遇到了麻烦,那是因为他们不会用在中学学到的标准方法来解决问题。如果那应该用路径积分法,他们本该看得出来;如果那是一个简单的级数展开,他们本该看得出来。然后,我过来了,打算在积分符号内取微分,而这经常管用。因此,我做积分出了名,这仅仅是因为我的工具箱跟别人的不同;他们在试过了自己的全部工具之后,把问题给了我。 fBbn2o2/1dMjpFG6yehON2x8ZElOiz0KIBd/Jbcj8+xhPhMSlFdCNknRsFgQ3hWB

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