我们四边形多少是喝过些墨水的,因此能象您一样,知道妇女虽然一般被称做直线,其实科学地说是一个极细长的平行四边形,因此有两个维,同其它人一样有长有宽。”
陌生人:“正因为有三个维,你才能看见这条所谓的线呢!”
我:“阁下,我刚刚说过,妇女是有宽度和长度的。我们能看见她的长,推断出她的宽,宽度虽然极小,但也能测量出来。”
陌生人:“你没有明白我的意思。当你看见一位妇女时,你应该——除了推测她有宽度之外——看见她的长,也应当看见她的我们称之为”高“的东西的存在,虽然最后这一个维在你的国家里是无穷小的。如果一条直线只有长而没有高,它就不再占有空间而变为不可见的了。你真地没有认识到这一点吗?”
我:“我承认我一点儿也不明白您的意思。我们在二维国看一条线时,是凭借长度和亮度看见的;如果光亮消失了,就说明这条线已不复存在了,也就象是你说的不再占有空间了。据我猜想,你所说的另一个维,就是这个我们称之为‘亮度’的东西吧,只是你们称之为‘高’就是了。对吗?”
陌生人:“不。我所说的高,就象你们的长度一样,也是一个维,只是在你们这里,高度一概是极小的,因而不易觉察出来罢了。”
我:“阁下,对您所说的是很容易加以验证的。您说我具有你们称之为‘高’的第三维。那好吧,维是有方向和大小的。那就请您测量一下我的‘高’,或者指一下我的‘高’是沿什么方向延伸的吧。如果您能叫我知道,我就会信服您,否则就只好对您所说的敬而远之了。”
陌生人:(自言自语)“既测量不出来,也无法对他指出?怎样能使他信服呢?有了,先对他说几个事实,然后再实际演示一下让他看看,这肯定就能行了。——请再听我说,先生。”
“你生活在一个平面上。设想你称之为二维国的世界,就是人们称之为流体这个东西的广大的表面,你和你的国民们就在这个面上,或者说在这个面里活动,但是不能上升或下降。
“我不是平面图形,而是一个立体。你称我为圆,可实际上我不是圆,而是叠在一起的无数多个直径从零至十三英寸的种种大小不等的圆。当我切入你的平面时,就会在这个面上截成一个图形,这就是一个圆。瞧,我现在就是这样做的。因为对于一个球来说——球就是我在我那个国家里的名称——如果能向二维国民表示出自己的形状的话,也只能表现为一个圆。
“你记不记得你昨夜的一维国之行?——我是什么都能看见的,因此我已经看到了你脑子里存留的有关幻象。喂,你记不记得,在你进入一维国时,是如何不得不在国王面前显现为一条线而不是四边形的?那是因为一维国只有一个维,因而不足以表示出你的全貌的缘故。现在的情况也完全类似。你们二维国也同样没有足够的地方来让我表现出自己的全貌;我是个三维形体,因此在这里只能显现我的一个断面,这也就是你称之为圆的图形。
“你的眼神有点暗淡,这表明你仍不肯相信。但现在我就要用确凿的证据表明,我告诉你的都是真理。既然你没有能力把你的眼睛抬出你的平面之外,你就只能看到我的一个断面,也就是说,每次只能看见一个圆。可当我在空间上升时,你至少会看见我在平面上的断面是逐渐变小的。现在你来看,我升起来了……你看见的圆正变得越来越小,直到缩成一个点,并且最后消失。”
我看不见他的上升,只是看到这个圆一点点变小,最后便消失了。我眨了好几次眼睛,为的是弄明白是不是在做梦。这不是梦。从空中不知何处传来了飘渺的声音——它好象就贴在我的心口:“我离开了吧!好,现在我再渐渐回到二维国来,你会看见我的断面越来越大。”
球即将消失的一瞬
球正在升起 _____
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球的最大截面 / | |
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图 8
在三维国的每个读者都很明白,我这位神秘的客人所讲的话明摆着都是真实的。但我虽然说是二维国里一个精通数学的人,可这对于我却不是那么简单明白的事情。三维国里哪怕随便一个孩子,看了上面的那张很大略的图解,都会明白这是一个球在三维空间里上升时,对我或任一个二维国民表现为一个圆,而且开始时最大,然后就变小,最后变得极小,近似于一个点。而我却虽然看见了眼前的事实而依然感到莫名其妙。我所能理解的,只不过是这个圆使他自己变小和消失,然后又重现并迅速变大。
当他又恢复到原来的大小时,大声地叹了一口气,因为他从我的沉默中觉察到我仍完全不理解。确实,现在我倾向于相信他全然不是个圆,而可能是个高明的魔术师,要不然就是真象有些老婆婆们所说的那样,世上毕竟还有巫师方士之类的人。
又沉默了许久之后,他又自言自语了:“如果我不靠行动证明的话,至少还能有一个办法,那就是试一试类推法。”
随后,他又同我讲起话来。
球:“数学家先生,请告诉我,如果一个点向北移动,留下一条发亮的轨迹,你称这条轨迹为什么?”
我:“一条直线。”
球:“一段直线有几个端点?”
我:“两个。”
球:“现在设想这条线沿东西方向移动,它的每一个点所产生的轨迹都形成一条直线,这样形成的图形叫什么?我们假设这段线平移的距离与其本身等长。说说看这叫什么?”
我:“一个四边形。”
球:“一个四边形有几条边?几个角?”
我:“四条边、四个角。”
球:“再开动一下脑筋,想象一下在二维国里有一个四边形一致地向上移动它自身。”
我:“向哪里?向北吗?”
球:“不,不是向北,是向上,完全脱离二维国。”
“如果这个四边形向北移,它在南边的点必定会通过北边的点原先所占据的位置。这个不是我的意思。
“我的意思是你身上——因为你就是个四边形,所以我就以你为实例来说明——的每一个点,也就是你认为位于你身体内部的每一个点都向上通过空间,使你身上没有一个通过其它一个点原先所占据的位置,但每一个点本身都描绘出等于自己的一条直线。这正是地地道道的类推法。你一定明白了吧?”
现在我真感到一种强烈的冲动,想不顾一切地冲向这位来访者,把他抛出去,把他赶出二维国,把他弄到随便什么地方去,以使我能摆脱他。但我还是极力克制住了自己的厌烦情绪回答道:“你乐于用‘向上’这个字眼来表示的这种运动使我形成的这个图形会有什么性质呢?我想,用我们二维国的语言是可能描述出来的吧?”
球:“当然,这一切都是简单明了的,而且完全可以类推出来。顺便也得提一下,你不能说结果得到的是一个平面图形,而是一个立体,我会向你描述它,更确切他说,是类推法会向你描述它。
“开始,我们是有一个点。当然,既然它本身只是一个点,所以只有一个端点。
“一个点产生一条线,它有两个端点。”
“一条线产生一个四边形,它有四个端点。”
“现在你能回答你自己的问题了:1 ,2 和4 ,显然是几何级数。它的下一项是什么?”
我:“8。”
球:“对。这个四边形产生了一个你不知道的东西,我们称之为立方体,它有八个端点。现在你相信了吧!”
我:“这种东西有边吗?有角吗?有你们所谓的端点吗?”
球:“根据类推法来看,它当然都有。但是还得提一句,它的边可不是你们的那种边,而是我们所说的‘面’,也就是你们所说的立体。”
我:“那么,由我的身体向这个所谓‘上’的运动而产生的这个你叫做立体的玩艺儿有几个立体,也就是你所说的面?”
球:“你怎么也问起来了?你不是个数学家吗?任何物体所有的‘边’这里是笼统地一概这样称谓的总比具有它的物体在维数上低一
个。一个点没有维,它有零个边;一条线可以说有两个边——因为可以称一条线的两端为它的边;一个四边形有四个边。于是便有0 ,2 和4。你叫它什么级数?“
我:“算术级数。”
球:“下一项是几?”
我:“6。”
球:“太对了。你看你已经回答了自己的问题。由你产生的这个立方体由六个边组成,也就是说,有六个你的身体。你现在全明白了,嗯?”
“你这个大怪物!”我厉声叫道,“你这个变戏法的,弄巫术的,托恶梦的,耍花活的东西!我再也不能容忍你对我的耍弄了!我跟你拼个你死我活!”一边说着,我一边向他奋力冲去。
17。 徒劳一场的球又求助于行动
真是徒劳!我用自己最坚硬的一只角猛地向这个陌生人戳去,用足以杀死一个圆的力量向他压去,但只感觉到自己根本用不上劲,因为他从我这里滑脱开了,既不是向左,也不是向右,真说不出他究竟是怎样离开的。人虽然不见了,我还能听到这个入侵者的声音。
球:“你怎么不讲理?我本希望你——一个通情达理的人,一个有造诣的数学家——能成为一个三维真理的合格的热心倡导者呢!对于三维世界的真理,我一千年也只能宣传一次。可现在,我真不知道怎样才能使你相信我的话。且慢,有了。我来用行动代替语言来宣示真理吧。我的朋友,请听我说。”
“我已经告诉过你,从我所在的空间能够看见你们认为是密闭的一切物体的内部。例如,在你的附近,我看见你的小橱柜里有几只你们称之为盒子的东西(像二维国里的其它东西一样,它们既没有顶也没有底),那里面放满了钱。我还看见那里面有两本帐簿。我这就降下去,进小橱里去拿它一本出来。我曾看见你在半小时前锁上了那口小橱,还知道你拿着钥匙。
……我从空间降下来了……你看,这些门原封未动……我已经拿到了小橱里的一个帐本……我又上升了……“
我冲到橱柜前面,使劲拉开柜门。真有一本帐不见了!陌生人又带着一阵嘲笑声,在房间的另一隅露面了。这时,那个帐簿也出现在地板上。我把它拣起来。不错,肯定就是刚才不见了的那一本。
我恐怖地呻吟着,怀疑自己是否失去了理智。陌生人又继续说道:“真的,你现在该明白了,我的解释是说得通的,而且也只有我的解释是说得通的吧!你们称为立体的东西,其实都只是极薄极薄的扁片;你们所谓的空间,实际上只是一个很大的平面;我在空中鸟瞰这些物体的内里,而你们只能看见它们的外皮。如果你能鼓足勇气,自己就能离开这个平面,只要稍稍升起一点或下降一点,你就会看见我所见到的一切。
“我升得越高,你的平面就离我越远,而我所能看见的就越多。当然,我所能看到的一切会越来越小。例如,我正在上升,现在我能看见你的一个六边形的邻居和他家的几个房间……我看见戏院里的十扇门都打开了,观众刚散场出来……在另一边有个圆正在他的书房里,坐在许多书边……现在我要回到你这儿,而且做为一个王牌证据,我将极轻地触摸一下你的内脏,看看你会怎么想。这对你不会有任何伤害,与你将能得到的精神上的收获是不能相提并论的。”
我正要提出抗议,突然感到腹内一下刺痛,好像还从我身体里发出一阵大笑。过了一会儿,这阵突如其来的疼痛消失了,只留下一点麻木感。陌