主頁 類別 科普學習 別鬧了,費曼先生

第14章 第二部誤闖普林斯頓-6

在普林斯頓研究院,物理系和數學系共用一間休閒室。 每天下午4點鐘,我們都在那裡喝茶。這一方面是模仿英國學校的作風,另一方面也是放鬆情緒的好方法。大家會坐下來下下棋,或者討論些什麼理論。在那些日子裡,拓撲學是很熱門的話題。 我還記得有個傢伙坐在沙發上努力思索,另一個則站在他面前說:“所以,這個這個為真。” “為什麼?”坐在沙發上的人問。 “這太簡單!太簡單了!”站著的人說,接著滔滔不絕地發表了一連串邏輯推論,“首先你假設這個和這個,然後我們用克科夫理論的這個和那個;接下來還有瓦芬斯托華定理,我們再代入這個,組成那個。現在你把向量放在這裡,再如此這般……”坐在沙發上的傢伙勉力掙扎要消化這許多東西,而站著的人則一口氣又快又急地講了15分鐘!等他講完之後,坐在沙發上的傢伙說:“是的,是的!這真的很簡單。”

我們這些念物理的人全都笑歪了,搞不懂這兩個人的邏輯。最後我們一致認為,“簡單”等於“已經證實”。 因此我們跟這些數學家開玩笑說:“我們發現了個新定理——數學家只懂得證明那些很簡單的定理,因為每個已被證明的定理都是很簡單的。” 那些數學家不怎麼喜歡我們提出的定理,我就再跟他們開個玩笑。我說世上永遠不會有令人意外的事件——正因為數學家只去證明很簡單的事物。 對數學家來說,拓撲學可不是那麼簡單的學問,其中有一大堆千奇百怪的可能性,完全“反直覺”之道而行。於是我又想到一個主意了。我向他們挑戰:“我跟你們打賭,隨便你提出一個定理——只要你用我聽得懂的方式告訴我,它假設些什麼、定理是什麼等等——我立刻可以告訴你,它是對的還是錯的!”

然後會出現以下的情況:他們告訴我說,“假設你手上有個橘子。那麼,如果你把它切成N片,N並非無限大的數。 現在你再把這些碎片拼起來,結果它跟太陽一樣大。這個說法對還是錯? ” “一個洞也沒有?” “半個洞也沒有。” “不可能的!沒這種事!” “哈!我們逮到他了!大家過來看呀!這是某某的'不可量測量'定理!” 就在他們以為已經難倒我時,我提醒他們:“你們剛才說的是橘子!而你不可能把橘子皮切到比原子還薄、還碎!” “但我們可以用連續性條件:我們可以一直切下去!” “不,不,你剛才說的是橘子,因此我假定你說的,是個真的橘子。” 因此我總是贏。如果我猜對,那最好。如果我猜錯了,我卻總有辦法從他們的敘述中找出漏洞。

其實,我也並不是隨便亂猜的。我有一套方法,甚至到了今天,當別人對我說明一些什麼,而我努力要弄明白時,我還在用這些方法:不斷地舉實例。 譬如說,那些念數學的提出一個聽起來很了不得的定理,大家都非常興奮。當他們告訴我這個定理的各項條件時,我便一邊構思符合這些條件的情況。當他們說到數學上的“集” 時,我便想到一個球,兩個不相容的集便是兩個球。然後視情況而定,球可能具有不同的顏色、長出頭髮或發生其他千奇百怪的狀況。最後,當他們提出那寶貝定理時,我只要想到那跟我長滿頭髮的綠球不吻合時,便宣布:“不對!” 如果我說他們的定理是對的話,他們便高興得不得了。 但我只讓他們高興一陣,便提出我的反例來。

“噢,我們剛才忘了告訴你,這是豪斯道夫的第二類同態定理。” 於是我說:“那麼,這就太簡單,太簡單了!”到那時候,雖然我壓根兒不曉得豪斯道夫同態到底是些什麼東西,我也知道我猜的對不對了。雖然數學家認為他們的拓撲學定理是反直覺的,但大多數時候我都猜對,原因在於這些定理並不像表面看起來那麼難懂。慢慢地,你便習慣那些細細分割的古怪性質,猜測也愈來愈準了。 不過,雖然我經常給這批數學家找麻煩,他們卻一直對我很好。他們是一群快樂的傢伙,構思理論就是他們的使命,而且樂在其中。他們經常討論那些“簡單、瑣碎”的理論;而當你提出一個簡單問題時,他們也總是盡力向你說明。 跟我共用浴室的就是這樣的數學家,名字叫做奧倫(PaulOlum)。我們成了好朋友,他一直想教我數學。我學到“同倫群”(homotopy group)的程度時終於放棄了;不過在那程度之下的東西,我都理解得相當好。

我始終沒有學會的是“圍道積分(contour integration)”。 高中物理老師貝德先生給過我一本書,我會的所有積分方法,都是從這本書裡學到的。 事情是這樣的:一天下課之後,他叫我留下。 “費曼”,他說,“你上課時話太多了,聲音又太大。我知道你覺得這些課太沉悶,現在我給你這本書。以後你坐到後面角落去好好讀這本書,等你全弄懂了之後,我才准你講話。” 於是每到上物理課時,不管老師教的是帕斯卡定律或是別的什麼,我都一概不理。我坐在教室的角落,念伍茲(woods)著的這本《高等微積分學》。貝德知道我念過一點《實用微積分》,因此他給我這本真正的大部頭著作——給大學二三年級學生念的教材。書內有傅立葉級數、貝塞爾函數、行列式、橢圓函數——各種我前所未知的奇妙東西。

那本書還教你如何對積分符號內的參數求微分。後來我發現,一般大學課程並不怎麼教這個技巧,但我掌握了它的用法,往後還一再地用到它。因此,靠著自修那本書,我做積分的方法往往與眾不同。 結果經常發生的是,我在麻省理工或普林斯頓的朋友被某些積分難住,原因卻是他們從學校學來的標準方法不管用。 如果那是圍道積分或級數展開,他們都懂得怎麼把答案找出;現在他們卻碰壁了。這時我便使出“積分符號內取微分”的方法——這是因為我有一個與眾不同的工具箱。當其他人用光了他們的工具,還沒法找到解答時,便把問題交給我了!
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