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最近,互联网上突然纷纷讨论起了数学——王虹不久前成为菲尔兹奖历史上第三位女性获奖者,也有众多文章开始科普她所论证的三维挂谷猜想。
但是,对这个领域几乎没有了解、且毕业后再没碰过数学的普通人,比如我,试图阅读这些文章后,还是会发出感叹:
完全看不懂。
让我们从复杂艰深的三维挂谷猜想中退一步,先从最基本的“维度”说起吧:为什么二维平面的相似问题上个世纪就能得到解答?为什么从二维到三维的理论突破如此举步维艰?维度到底是什么?
其实古代就有对于"长宽高"的实用性认知,但这只是对三维空间的描述,不是维度概念本身。直到19世纪中叶,“维度”才成为一种形式化概念。
1884年,小说《平面国》让"维度"从数学家的书桌进入大众视野,因为一个概念要被广泛"意识到",必须得有人讲出易懂的故事。这部趣味数学启蒙小书启发了《三体》,也受到诺兰、阿西莫夫、《生活大爆炸》中谢尔顿的强烈推荐,是了解“维度”的最佳选择。
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| 图源《生活大爆炸》
而且,《平面国》能带给人们的惊喜,绝对不只有维度和数学。
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想象桌子上放了一枚硬币。当然,它是圆的。
然后,你退到桌子边缘,逐渐降低你的视线,它会变得有点椭圆。
继续降低。当你的眼睛与桌面齐平时,你将会看到一条直线。
圆形、方形、三角形……看平面上的任何形状都是这个道理。
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| 作者艾勃特贴心地手绘了示意图
一个真正的平面国人就是这样看世界的——除了直线,什么也看不见。
接下来,把这条直线拉长,像一条小路一样。想象你就在这条路上,只能沿着它走动。
这样,你就来到了直线国,那里的国民跨越不出自己所在的直线。
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| 直线国的国民都是一条条线段,只能沿着线移动
还没完。在你假想的直线国小路上定住,不要动,让世界坍缩到你所在的这个点。
这就是点国。
你会听到点国国王的呼喊——“在它之外,没有其他存在。”就好像一个无法区分自己与世界的区别的婴儿,只会用第三人称来称呼自己。
在这一趟想象之旅后,你能清楚地知道空间、平面、线、点,也能清晰指出他们的局限所在。
——恭喜你,你成功解锁了刘慈欣在《三体》中所写的“降维打击”体验!
《平面国》就是有这样举重若轻的数学魔力,不枯燥、更不晦涩。如果课本、科普读物、前沿科学探索太难懂,这本书可以说是无痛了解数学。(没错,确实有这种好事!)它是哈佛大学、麻省理工学院等名校课纲中的书目,也是清华大学教授杨晶推荐的数学基础读物。著名科幻小说《华氏451》的作者雷·布雷德伯里这样评价它:
“阅读《数学原理》或爱因斯坦的一些深刻探索,会令我们倍感渺小,陷入沮丧之中。然而,艾勃特邀请我们加入这场嬉戏……它在平面国中欢笑着进行。”
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但是,《平面国》不是一本培养数学思维的“教科书”,而是一部生动有趣的小说,它想说的也远远不只平面几何,其中更包含强烈的人文色彩。通过数学的表象,艾勃特实际上在发问:
作为点国的点,该怎么相信“我”其实非常渺小,而世界大得令人恐惧?
作为二维世界的一个正方形,该如何突破平面的限制,想象三维,甚至更高维?
故事结尾,主人公正方形在受到三维球体的启蒙后,始终相信三维世界的真理,呼唤着他精神上的同类,那些不愿被禁锢在有限维度的反抗者。
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由此,这个故事从数学层面拓展到了认知层面。作为普通人,我们也许没有能力解决数学问题,也不能真正推演出四维世界,但在日常生活中,禁锢我们的“平面国”也仍然存在,使人看不见自身认知之外的可能性。算法茧房、信息壁垒、固有观念……种种偏见和局限,一样会遮蔽我们的视野,而更高的认识、更广阔的世界,也许就在一念之间。
就像在书中,作为启蒙者的球体对正方形说:
只要你能唤起足够的意愿,你自己也能离开这个平面。一个微小的向上或向下的运动,会让你看见我能看见的一切。
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然而,有些偏见和局限并非个人造成,而是已经系统化、结构化地浸入了整个社会体系之中,只有意识到自己所处的“平面”,才能发现它的影响之深。在序言中,主人公正方形向读者指出了平面国社会的偏见和局限之源——形状。
在平面国,边数越多,阶层越高,等腰三角形是最下等的公民。
这仅限于规则图形。所有不规则图形都会被视作社会的怪物,需要在特殊的整形医院进行拉伸、切割等等手术,以契合社会的理想形状;而思想上“不规则”、质疑权威的叛逆者们,则会被关进疯人院。
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作者艾勃特这样写有其深意。平面国的种种荒诞,不过是三维世界的投影。在他所处的维多利亚时代(英国1830—1900年代时期),阶级僵化严重,离经叛道者往往等同于罪犯,一些理论会将异常行为归咎于头骨框架与众不同。有些疯人院对外开放,将“病人”像商品一样陈列在访客眼前。
这样的“不规则”问题,如今则成为了一股更隐秘的暗流,依然在流淌扩散。稳定的人生道路、单一的成功叙事,都要求我们将自己塞进一个模板中,而脱离主流,会带来强烈的不安和焦虑。
应该相信人为设定的正确形状、规则形状吗?是顺从规则,打磨自己不规则的边缘,还是坚持做自己?
这本书,也许能让大家得出自己的答案。
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除了不规则图形外,平面国还有一类“不正确的形状”——非常狭窄的平行四边形,既不算规则,又尖锐得致命,无法被纳入现有的等级体系中,也不能像不规则图形那样一律销毁。
平面国将其简单地视为最下等的、几乎看不见的直线,但对其非常戒备,因为尖锐的直线可以轻易刺死一个高等级的规则形状。他们对此制定了许多规矩,为其建造无法转身的狭小房间,还发明了一套与科学和理性“完全相反”的“感性谎言”。
这些直线,就是女人。
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平面国对女性的态度颇有讽刺意味。厌女者的左右脑互搏、自相矛盾,社会基于性别的双重文化,就这样淋漓尽致地被呈现了出来。
艾勃特构建了一个对女性而言处处是禁锢的二维社会,以此点明现实中女性面临的不公处境。直到今天,还会有读者认出他笔下的“致命女人”,看见那些名为婚姻和家庭的“困住女性的房间”,道出与艾勃特百年前相似的期盼:
所有女性,请转身走出困住自己的房间。
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数学性、社会性、文学性、思辨性,就这样奇异而和谐地在《平面国》中交织,共同邀请读者踏上这场独一无二的认知升维冒险。
现在,请记住正方形所说的升维秘诀,进入《平面国》的世界——
向上,而非向北。
百年科幻经典全新上市!
新版《平面国》由剑桥大学译者精心打磨,便携小开本,含原版作者手绘插图、1884年第二版序言、作者学生威廉·加内特序言,环衬烫银复刻原版封面,经典版本内容全收录。
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