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《π的變奏》 文:黃元丁 誦:麥恬&王皓
“你有沒有想過如果π發生改變 ,這個世界會怎麽樣?” “什麽?對不起,我在看女兒剛發來的生日照片。”我不好意思的關上微信,對這場約會我明顯有點心不在焉。 “從悉尼發來的?今天是她生日,真巧!代我祝小姑娘生日快樂。”女人揚了揚手中的紅酒杯,眼神中沒有閃過一絲不快。她自顧自地嘬了一口,白皙的臉上浮起一絲紅暈。 “謝謝!你剛才說到圓周率——真有意思,今天是3月14日,世界圓周率日。” “難道,你在微信上就沒有注意到我的網名嗎?”女人嗔怪的表情讓我有點不好意思。今晚的約會是我提出的,我們在微信上已經認識一個半月了。夜深人靜的時候,我們會聊一些電影、音樂或詩歌,偶爾也會講到我支離破碎的家。今天是女兒的生日,本該是我和她一起在悉尼團圓的日子,但限製令讓我不得不遠在千裏之外,為她默默祈福。 “你不是叫‘珍妮派’嗎?哦——原來你的‘派’就是指的圓周率的π,你是理科生嗎?”我在記憶裏搜尋和她之前的微信談話,確信找不到任何與這有關聯的證據。 “理科生還是文科生這並不重要,藝術和數理並非兩個完全不同的世界,比如音樂的和弦,比如達芬奇的‘維特魯威人’。”女人莞爾一笑,隨後話鋒一轉。 “如果我告訴你,π已經不再是常數了,你會怎麽想?” “你在開什麽玩笑,π是一個數學、物理常數,也是一個無理數,也就是說它是一個無限不循環小數,現代計算機已經把它推算到小數點後五萬億位,但並不代表它會發生變化。”我很好奇,她為什麽要對我開這樣的腦洞。 “你是學數學的,你應該知道得比普通人更多,π同時也是一個‘超越數’。”女人說得雲淡風輕,我卻不由得驚了一下。 大學二年級的時候,我就對“超越數”產生了濃厚的興趣。“超越數”的存在是由法國數學家劉維爾在1844年最早證明的,它指的是不滿足任何整係數多項式方程的實數,換句話說“超越數”是無法用普通常見的數字方程求得的數值,除非是無限長的算式。到目前為止,數學家已經證明π和歐拉數e都是超越數,而且這個世界上還有無窮多的超越數。然而,π——這個通常被稱為圓周率的無理數無疑是超越數集中最最神秘的一個。 我想起了科幻小說《Contact》中情節,想借此調侃一下,中斷這段匪夷所思的談話。 “超越數和無理數一樣都是無窮大的數集,但人類最捉摸不透的還是超越數,不是嗎?卡爾·薩根曾經說過,π是造物主發來的一條信息,這條信息人類永遠破譯不了。” 突然,餐桌上的手機嗡嗡的叫了一聲,屏幕一亮,一條實時更新的網易新聞彈了出來——“突發新聞—中國第一艘曲率驅動飛船沈括號在澳大利亞聖靈群島發射中心順利升空,30分鍾後將進行首次超光速飛行試驗。” 我沒有點開,這是我參與的中國新紀元航天項目,為了這一天我和她曾付出了十年的努力,也為此犧牲了我們曾經幸福的家庭。我曾經想留在那個圓裏,讓自己的生活軌跡像“圓周率”規定的那樣一圈圈的滑行,但不知道什麽地方出了錯,我被拋出了那個幸福的小圈,進入了一個無法計算,無法預測的航線。 我的人生,從此成為了一個超越數。 “你有沒有想過π和我們所在空間的關係?我是說,π也許是我們這個空間的常數,但如果這個空間的曲率發生變化,π會不會發生變奏?”她用修長的手指輕輕的彈著紅酒杯脆弱的杯壁,空氣在共振中傳來的高頻聲波,瞬間擊碎了我黑暗的小小世界。 “π所描述的當然是我們這個空間的數學常數,按照愛因斯坦的引力場理論,引力實質上就是大質量物體周圍的空間發生了彎曲,而空間曲率就是空間的彎曲程度。然而,即便空間發生了彎曲,從空間內的觀察者來看什麽都沒有變化,因為光也會在彎曲的空間內按照引力場運動,這根本不可能改變π的常數值。” 我剛說出口就後悔了,雖然平時對網上那些愛賣弄幾個科學術語的網友非常厭煩,但眼前這位美女可是我的約會對象,我應該更和顏悅色一些。 “也就是說,您的擔心是沒有必要的。” “您知道我擔心的是什麽,對嗎?”女人仿佛看透了我的心思,她一點都不生氣,也沒有立刻反駁我。 “你們數學界有一個著名的公式,叫做‘歐拉恒等式’。”她從簡羅蒂女包裏掏出一支水晶太空筆,在餐巾紙上一筆一劃地寫出了一個公式。 e^iπ + 1 = 0 我當然知道這個公式——它是數學裏最令人著迷的公式,幾乎可以和愛因斯坦的質能方程 E=mc2 相媲美。就是這個等式,將數學裏最重要的幾個常數簡潔地聯係到了一起。兩個超越數:自然對數的底e,圓周率π;兩個單位:虛數單位i和自然數的單位1,以及數學裏常見的0。著名數學家理查德·費曼稱這恒等式為“數學最奇妙的公式”。但鬼知道它意味著什麽?如果說,人類可以用質能方程去打開核能的大門,那麽這個公式就像是小孩子在爸爸的抽屜裏找到的一把鑰匙,不知道從哪裏去尋找它所對應的大門。 “這是上帝創造的公式,我們隻能看著它而不能理解它——”我喃喃的說道。 “千百年來,人們為了理解這個世界,構建了數學這種粗略的宇宙模型,但就是靠著這個模型,人類認識到了宇宙在全方位上的無限,這遠遠超出了人們對數的認知。透過數學這個萬花筒,人類迷失在自己的宇宙假象裏,當他們發現超越數這一概念的時候,已經被嚇得魂飛膽破。” “因為這些數字完全不能由他們有限的時間和智力去掌握,這些數字,這些數字超越了所有人類已知的計算極限,沒有規律,沒有窮盡,但卻有一種人類無法接觸到的靈魂。這不是數學所能囊括的,因為它超越了數學的範疇,已經抵達了宇宙物理的核心,它們就像是從微觀粒子中,從量子理論中折射到宏觀世界中的光。” “然而,就是這些不可捉摸的超越數,這些橫行無忌的數學界的怪物,卻被歐拉恒等式圈在一個小小的等式裏,和數學裏最基本的兩個有理數1和0乖乖的呆在了一起,你覺得這會是巧合嗎?“這個女人幾乎要站了起來,把她高聳的鼻子對著她的酒杯,悅耳卻充滿穿透力的聲音讓整個餐廳的人都安靜下來。 “你都知道了什麽?” 我整個人像進入了冰窟,有一種快要窒息的感覺。 “曲率飛行將改變飛船周邊的π常數,歐拉恒等式,將——會——消——失。”女人一字一頓的說道。 “什麽?” 曲率飛船! 曲率飛船!! “嗡——嗡——”該死的手機在這時候叫了起來,我被猛地拉回到現實中。是女兒從悉尼打過來的越洋電話。 “爸爸,媽媽出事兒啦!” “別掛……”我馬上打開手機APP,查看最新的網易頭條新聞。 “突發新聞—沈括號飛船在打開曲率發動機後突然發生量子通信失聯,五名航天員生死未卜。” “爸爸,你快來吧,我害怕……嗚嗚” 我能夠感到女兒的無助 ,我必須馬上坐洲際音速列車過去。 “對不起,我必須走了,我去結賬——關於你的猜想,我們以後再討論,女兒要我過去。”我語無倫次的對她說。 “不用擔心,她媽媽沒事兒,已經去了另一個平行空間。不過——” “不過什麽?你快說啊!” “不過她讓我告訴你,你不必去找她,她知道會有這樣的結局,但她不後悔。” “你在說什麽!告訴我,你在他媽胡說什麽?”我已經怒不可遏。 “現在告訴你也無妨,我是她的大學同學,好閨蜜。我知道你們所有的事情,當你們已經徹底分手的時候,她讓我把一切都告訴你。從一開始你們一起研製曲率飛船的數學模型,她就已經知道了這個結果,隻是你們都不相信,甚至譏笑她不相信基本的數學常識。隻有她知道,曲率發動機會通過改變空間曲率實現蟲洞跳躍,但也會改變π這個超越數,從而打破飛船的‘歐拉恒態’。任何東西一旦失去‘歐拉恒態’,都會自動進入另一個π常數的平行空間。” “這就是π的變奏?” 我癱倒在座椅上,耳畔回響起她曾經彈奏的 Song From π,那是一首由David Macdonald和宇宙一起譜寫的超越數和弦。在最後一次激烈的爭吵之後,她收拾起行李,在客廳的鋼琴上最後彈的也是這個曲子。 不,不對,在這首曲子的後麵,所有的音符都不再一樣了。 超越數,被曲率改變了—— |
這裏說的是人人從中學就開始知道的π,前後左右天上地下圍繞著π的變幻... 沒有什麽是亙古不變的,一直被認為是常數的π,變奏到了另一個空間。人類的貪婪和霸橫,又會把我們所居住的地球變奏到何處呢?或者如劉慈欣所預言的,地球也要開始流浪?...
聽這篇文,其實是想聽文末的付歌 — Time To Say Goodbye...