數字代表什么?你覺得你了解數字嗎?這是一本通過講述數字背后的故事,來為大眾讀者介紹數學的魅力。在本書中,作者通過拋棄抽象的概念化解釋,為讀者展示一系列數字。他選擇了眾多數字中*有代表意義的50個數字,通過繪圖、回顧歷史的方式來闡釋每個數字的細節。 把數字趣味地融入到生活中去,又通過名畫、習俗、歷史、童話故事、建筑、天文、音律等多方面的文化知識,來講述與數字相關的有趣故事,將數字與文化結合,真正體現了數學在生活中的魅力。
這是我童年的一段記憶。1870 年 12 月我住在德國哥廷根,當我和我父親到達哥廷根科學院的時候,科學院主席莫斯特剛開始對參加世界數字大賽的選手進行點名。父親把我托付給他的朋友凱騰女士照看后,自己就走到了參賽者中間。
隨著校工龐博放出的一聲炮響,歷史性的數字競賽開始了。這期間,凱騰女士給我講了一件關于龐博的事情,這件事大部分人都沒有注意到。
30 年來,龐博一直負責用炮聲做正午報時。但是有一天他忘記了放炮,這樣一來他第二天放的炮便是前一天應該放的炮。于是,在 1870 年數字競賽正式開始的那個星期五,沒有人意識到龐博放出的其實應該是本周四放的炮。
開幕式結束后,比賽正式開始,奧托尼親王和許多知名學者都前來觀看比賽。
1,2,3,4,5……
大廳里人們只能聽見參賽者數數的聲音。大概到下午 5 點的時候,參賽者已經數到了兩萬。觀眾們十分興奮,互相討論著賽況。晚上 7 點整,索邦神學院的阿蘭精疲力竭,重重摔倒在地。晚上8 點整,還在堅持的參賽者只剩 7 人。
36767,36768,36769,36770……
晚上 9 點,龐博打開街燈,觀眾們吃起了從家里帶來的飯菜。
40719,40720,40721……
我的父親渾身濕透,但仍在堅持著。凱騰女士輕撫著我的頭發,一直在跟我說:看你爸爸多棒!我站在旁邊一點兒也不覺得餓。晚上 12 點,賽況發生了戲劇性的轉折。代數學家普爾大叫道:十億!
噢!一聲驚呼從人群當中突圍,所有人都屏息以待。意大利參賽者比納吉馬上說道:十億個十億個十億!
大廳內爆發出一陣掌聲,不過馬上就被主席先生制止了。父親自信地環顧了一下四周,朝著凱騰女士微微一笑,說:十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億個十億……
觀眾陷入到瘋狂狀態,高喊著:萬歲!萬歲!我和凱騰女士緊緊地擁抱在一起,激動得落淚。
十億個十億個十億個十億個十億個十億……
莫斯特主席面色蒼白,拉著我父親的上衣下擺,低聲說道:停下吧,停下吧,再這樣下去你會受不了的。可是父親仍在驕傲地數著:十億個十億個十億個十億……
父親的聲音逐漸減弱,當最后的一句十億從嘴中說出時只剩吐氣的力量。然后他精疲力竭地躺倒在座椅上。周圍的觀眾瘋狂地喝彩,奧托尼親王走上近前,準備在父親的胸前別上一枚獎章。而就在這時,賈尼?比納吉大喊道:加 1 !
人們沖進了半圓形會場,將賈尼?比納吉拋到空中歡呼著。那天,當我和父親回到家時,母親正在門口焦急地等待著。父親撲到了母親的懷中嗚咽道:如果我當時說加 2,那贏的人就是我了!
你們剛剛讀的《數字競賽》這個故事,摘自塞薩?柴伐蒂尼 1931 年的作品集《我們談了很多關于我的事情》,這篇文章也是本書的一個隱喻。本書給大家介紹的是數字的故事,一開始的時候有序連貫,之后就變得越來越無序而零碎了,從1跳到其他數字,而且跳躍幅度越來越大,妄想卻又不可能達到無窮。
我不想寫一本無窮無盡、不可能寫完的書,因此我們就不能對每一個數字都著重介紹。但根據康絲坦斯?瑞德在《零到無窮》(1955 年)一書中提到的一個自相矛盾的定理,每個數字又都值得大書特書:
所有的數字都很有趣。事實上,假設有無聊的數字,那在這些無聊的數字中就一定有個最小的數字。正因如此,這個數字也便成為了有趣的數字。
就算我們不從邏輯上加以推理,從詞源學上就能證明所有數字都是有趣的。在中間(inter)這個形容詞的詞源是趣味(interesse),在中間是有趣的狀態的一種表達方式,特指從構思到出成果之前的這段時間。所有的整數都在零(包括零)到無窮(無窮除外)之間,因此從這個角度出發,所有的數字都是有趣的。
我們特地選了 50 多個重要的數字,包括十進制內的小數以及一些巨大的數字。我們也會時不時地介紹其他一些數字。但是我們會在某種程度上放棄柴伐蒂尼筆下的參賽者的那種令人精疲力竭的方法。
故事中的參賽者從 1 開始數起,我們與他們不同,我們會從 0 開始。柴伐蒂尼可能是把 0 給忘記了,抑或他故意沒把 0 加進去。在柴伐蒂尼 1941 年出版的作品集《我是惡魔》中有一篇文章叫《一乘零》,這篇文章描寫了小孩子對 0 的理解困難:
快到年末的時候,老師教學生們算乘法。
10=0。
粉筆劃過黑板發出尖銳的吱吱聲,孩子們的聲音有些發抖。粉筆從老師的指間斷落。看著滿臉通紅的同學們努力地為他加油,站著的孩子提高了嗓門說道:等于 1。
站在這個有點兒害怕的孩子面前,老師沉默了一分鐘。他真想直接從講臺跳到書桌上去懲罰那些學生。但是,他只是稍微把身子向他們傾斜了一些。
10=0。老師大喊道。他揮舞的兩條胳膊碰到了天花板,胳膊的影子經過墻壁,落在了孩子們驚恐的臉上。一個孩子已經開始抽泣。
下課鈴聲響起,戰戰兢兢的學生們像往常一樣排好隊,并在隊長的命令下原地踏步。踏步揚起了地板上的塵土,他們在等待老師向前進的口令。老師卻站在原地,緊握雙拳,滿腦子充滿了疑問。
好啦,別原地踏步了!炮聲已響,咱們的數字競賽開始。在前往起跑線之前,我們還得跑幾圈熱熱身才行,穿越回那些數字歷史中的重大時刻。然后,我們將加快速度朝著更大的數字奔跑,從 0 開始,直到我們和讀者們筋疲力盡。總之,最強的人最終會獲勝!