16 这位陌生人试图用语言向我解释空间国的秘密,但没有成功

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我妻子的和平叫声一消失,我就向那位陌生人走去。一来,我想凑近一些把他看个仔细;二来,我也想请他坐下来。可他的样子实在是把我惊呆了,结果我完全忘了说话,只是一动不动地看着他。他的形状完全光滑,一点也看不到角的痕迹,但他的大小和亮度每一秒钟都在逐渐发生变化。

就我个人的经验而言,平面国里没有哪个形状能做到这一点。我的脑海中闪过一个念头:莫非站在面前的是一位强盗或者杀人凶手,一位形状不规则的等腰三角形怪物?也许此人模仿圆形的声音,设法混进了我的家里,现在他正准备用尖锐的角来攻击我呢。

我家的客厅里没有雾(当时的天气恰好十分干燥),加上我又与这位访客靠得太近,因此我很难通过视觉准确判断他的形状。恐惧攫住了我的心灵,我不顾礼节地冲了上去:“先生,您必须允许我——”我一边这么说着,一边开始触摸这位陌生人。我的妻子说得没错。这位访客身上完全没有角的痕迹。他周身绝对光滑,丝毫没有凹凸不平的地方。我活到这把年纪,还从来没有见过如此完美的圆形。这位陌生人一动不动地站在那里任我触摸。我绕着他走了一周,从他的眼睛开始,直到我再次触到他的眼睛为止。他自始至终都是一个圆,一个完美无缺的圆,这一点绝对不容置疑。接下来,我与这位访客进行了一番对话。作为一个正方形绅士,通常我绝对不会粗鲁地触摸一个圆形。因此摸完这位访客以后,我不禁又羞又愧,一个劲地向他道歉。我会省去那些过度重复的道歉之语,其他对话我则根据记忆尽量按原貌向读者们复述。

先开口说话的是那位陌生人。因为我触摸了他好长时间,他实在是被我弄得不耐烦了。

陌生人:“你摸了我这么久,也差不多该够了吧?你是不是还没有向我介绍自己?”

我:“最尊敬的先生,请原谅我的无礼。我这样冒犯您不是因为我不懂礼节,而是因为您的来访有些突然,使我略微有些惊讶和紧张。我恳请您别把我的无礼之举告诉其他人,尤其是不要告诉我的妻子。但在与您对话之前,我想斗胆提出一个小小的问题,不知您能不能屈尊满足一下我的好奇心?请问,阁下是从哪里来的呢?”

陌生人:“从空间来的,从空间来的,先生,我还能是从哪儿来的呢?”

我:“阁下,请您原谅我的无知。但您不是已经在空间中了吗?此刻,您和在下不就在空间中吗?”

陌生人:“呸!你对空间知道些什么?你能定义空间吗?”

我:“空间,我的阁下,就是高度和宽度的无限延长。”

陌生人:“果然!你瞧,你连什么是空间都不知道。你认为空间只是二维的,而我来这里,就是为了向你宣布空间的第三个维度——除了高度和宽度以外,空间还有第三个维度,那就是长度。”

我:“阁下可真爱说笑。其实我们也说‘长度’和‘高度’,或者‘宽度’和‘厚度’,就是说我们可以用四个名词来描述两个维度。”

陌生人:“我指的不是三个名词,而是真的有三个维度。”

我:“阁下能不能向我解释或展示一下第三个维度在哪个方向上呢,因为我并不知道有这么一个方向?”

陌生人:“我就是从第三个方向上来的。第三个方向就是朝上和朝下的那个方向。”

我:“阁下指的似乎是朝南和朝北的方向吧。”

陌生人:“我不是说朝南和朝北的方向。我说的是一个你看不见的方向,因为你身体的侧面没有眼睛。”

我:“抱歉,阁下,您搞错了。在我的正面和背面的交界处有一个完美的发光体,那就是我的眼睛,阁下只要过来检查一下就知道了。”

陌生人:“是的,我知道你的边上有一个眼睛。但是,要想看到空间,边上的眼睛是不管用的,你得有一个长在侧面的眼睛——我们空间国把那叫作你的侧面,我估计你会把那叫作自己的内部吧。”

我:“一个长在我内部的眼睛!一个长在我肚子里的眼睛!阁下,您可真幽默。”

陌生人:“我可不是与你开玩笑。我对你说过,我来自空间。既然你不懂什么叫空间,那就这么说吧,我来自三维世界。我最近才从三维世界中注意到你们的这个平面,当然啰,你们把这个平面叫作空间。从我的角度来看,所有你们称之为实心物体的东西(我知道你们说的实心物体是指“四面闭合的物体”)其实都是敞开的。你们的房屋、你们的教堂、你们的橱柜和保险箱,甚至你们的身体内部和你们的肠胃,对我而言都是一览无余的。”

我:“阁下,这种惊人之语说起来倒也不难。”

陌生人:“你的意思是,说起来不难,但证明起来就不容易了?但是,我正打算向你证明呢。

“我来访时看到了你的四个儿子分别在自己的房间中,他们都是五边形;还有你的两个孙子,他们是六边形;我看见最小的那个六边形和你在这儿待了一会儿,然后才回自己的房间里去。然后你和你的妻子就单独留在这里。我还看到你家的仆人们在厨房里吃晚餐,他们共有三人,都是等腰三角形;还有一个小听差在洗碗间里。然后我就走进这个房间了,你觉得我是怎么进来的呢?”

我:“我估计,您是从屋顶进来的吧。”

陌生人:“不是的。你自己也清楚,你家的屋顶最近刚修得严丝合缝,连一个女人也进不来。我对你说过,我是从空间里来的。我已经向你描述过你的孩子和家庭成员了,难道你还不相信我的说法吗?”

我:“阁下想必明白,任何一个像您这么消息灵通的人只要走到我家附近,都很容易收集到关于在下的这些信息啊。”

陌生人(自言自语地说):“我该怎么办呀?等等,我又想到了一个法子。让我来问你,当你看到一条线段——比如说,你的妻子——时,你觉得她有几个维度呢?”

我:“阁下是把我当成粗人了吧。只有不懂数学的粗人才会真的以为女人是一条只有一个维度的线段。不,不,阁下,我们正方形是有些见识的。和您一样,我们知道女人虽然通常被称作线段,但从科学的角度来说其实是非常窄的平行四边形。女人跟其他人一样有两个维度,也就是长度和宽度(或者说厚度)。”

陌生人:“但是,既然一条线段能被看见,就说明她还有另外一个维度。”

我:“阁下,刚才我已经承认了,女人确实既有长度也有宽度。长度我们能看得见;宽度我们虽然看不见,但能推测出来。女人的宽度虽然很小,却也是可以被测量到的。”

陌生人:“你没明白我的意思。我的意思是说,当你看到一个女人时,你不仅应该看到她的长度,推测到她的宽度,还应该看到另一个维度——也就是我们说的‘高度’。虽然在你们国家中,所有东西的高度都是无限小的,但假如一条线段只有长度而没有‘高度’,她就不能在空间中存在,也不可能被看见了。我想你一定明白这个道理吧?”

我:“阁下,我必须承认,我一点儿也不知道您在说什么。在我们平面国中,当我们看见一条线段,我们只能看见她的长度和亮度。如果她的亮度消失,我们就看不见这条线段了,就像您说的那样,她就无法在空间中存在了。我是不是应该这样理解阁下的意思呢:您把我们说的亮度定义为一种维度,您把我们称作‘亮度’的东西称作‘高度’?”

陌生人:“不是的,我不是那个意思。我说的‘高度’是一个真实的维度,就像你们说的‘长度’一样。只是对你们来说,因为所有东西的高度都非常小,你们不容易看到这个维度罢了。”

我:“阁下,您说的内容很容易验证。您说我有第三个维度,您把这个维度叫作‘高度’。维度意味着方向,并且应该是可以测量的。只要您能量出我的‘高度’,或者展示给我看我的‘高度’究竟在哪个方向上延展,我就立即相信您说的话。否则,请原谅我无法相信阁下的说辞。”

陌生人(自言自语地说):“这两件事我都做不到啊。我怎么才能说服他呢?对了,我先把事实说清楚,再做一些直观的演示,那样应该就行了。——先生,现在请听我说。

“你生活在一个平面上。我把这个巨大的平面叫作一个液面,而你们把它叫作平面国。你和你的同胞们生活在这个平面表面,或者说生活在这个平面中,你们既不能浮到这个液面以上,也不能沉到这个液面以下。

“我不是一个平面图形,而是一个立体图形。你把我叫作一个圆,但事实上我不是一个圆,我是无数个大小不同的圆组成的图形。最小的圆只是一个点,最大的圆直径有13英寸,这些圆全部叠加在一起,就成了我。你所在的平面会在我的身体上切出一个截面,就像现在这样,这个截面是一个圆。在我自己的国家中,我真正的名字是球。但你把我叫作圆是完全正确的,因为一个球要想出现在平面国居民的眼前,他的形象就只能是一个圆。

“你不记得了吗——昨天晚上,我看见你头脑中关于直线国的幻象了,因为平面国的一切我都能看得清清楚楚——我说,你不记得了吗?当你走进直线国时,虽然你是个方形,你却只能在国王面前呈现出一条线段的样子。因为直线国的维度太少,无法将你的形状完整地呈现出来。国王只能看到你的一部分,或者说只能看到你的截线。现在的情况和你梦里的情况完全一样,你们平面国只有两个维度,而我是一个三维物体,所以我无法在平面国中展现我的全貌。你只能看到我的一部分,或者说只能看到我的截面,这个截面就是你所说的圆。

“我看到你的目光变暗了,你一定是还不相信我说的话吧。你可看好了,我现在就向你证明我所言非虚。确实,你每次只能看到一个圆,也就是我的一个截面,因为你没法把目光移到平面国的平面以外。但是,当我在空间中逐渐升高时,你至少能看出我的截面在越变越小吧。现在,你看,我要升高了;你的眼睛应该能看到我所呈现的圆形越变越小,直到收缩为一个点,然后完全消失。”

我没法看到他的“上升”过程,但他确实越变越小,最终消失在我的视野里。我眨了一两次眼睛,以确保自己不是在做梦。但是,这真的不是梦。从虚空的深处传来一个空洞的声音,那声音仿佛是从我的心脏附近发出的:“我有没有完全消失?现在你相信了吗?好吧,现在我要逐渐回到平面国中来了,你将看到我的截面变得越来越大。”

任何一位空间国的读者都能轻松地理解,这位神秘的访客不仅没有说谎,而且说的都是浅显易懂的事实。但是,对我来说,尽管精通平面国的数学,我还是很难理解他的话。就连空间国的小孩也能看懂下面的这几幅粗糙的示意图吧。这三幅图描述了球在上升过程中所处的三个位置。在我看来,或者说在任何一个平面国居民看来,这个球的样子始终是一个圆:一开始圆的面积最大,然后逐渐变小,最后变得非常小,几乎成了一个点。但是,当时的我只能看到眼前的事实,却根本搞不清现象背后的原理。我只能理解到,这个圆将自己越变越小,直至完全消失,然后他又再次出现在我面前,并且快速地越变越大。

变回原始大小以后,这个圆深深地叹了一口气,因为他从我的沉默中猜到,我根本没有理解他的意思。事实上,当时我已经开始相信,此人根本不是一个圆——他一定是一个特别机灵、会变戏法的骗徒,否则那些古老的迷信传说岂不就是真的了?毕竟,世界上确实有魔术师和巫师之类的人。

陌生人良久不语,然后他喃喃地对自己说:“现在只剩最后一个法子了,如果这个法子再不奏效,我就只能采取行动了。我必须试试类比的办法。”接着又是一阵更久的沉默,然后陌生人再次开口说起话来。

球:“告诉我,数学家先生。如果一个点向北面移动,并留下一条发光的轨迹,你管这条轨迹叫作什么呢?”

我:“一条线段。”

球:“那么一条线段有几个端点呢?”

我:“两个。”

球:“现在,假设这条南北向的线段沿东西方向平行移动,于是线段上的每个点都会在东西方向上留下一条直线形的轨迹。你怎么称呼由此形成的图形呢?我们假设线段移动的距离与线段的原始长度相等——你把这个图形叫作什么?”

我:“一个正方形。”

球:“那么一个正方形有几条边?有几个角?”

我:“四条边和四个角。”

球:“现在,发挥一下你的想象力,想象平面国中的一个正方形平行向上移动。”

我:“什么?您是说向北移动吗?”

球:“不,不是向北移动。向上移动,移到平面国以外去。

“如果这个正方形向北移动,那么正方形中靠南边的点就会经过靠北边的点原来占据的地方。我不是这个意思。

“既然你就是一个正方形,我们就以你为例来说明吧。我的意思是说,你身体上的每一个点——按照你的说法,就是你身体内部的每一个点——都会在空间中向上移动,但是任何一个点都不会经过其他点曾经占据过的地方。每一个点留下的轨迹都是一条仅属于它自己的线段。我这是在用类比的方式向你说明,你一定能听明白吧。”

此时,我已经产生了一种强烈的冲动。我只想没头没脑地冲向这位访客,把他扔回空间里去,或者说扔到平面国以外的随便什么地方去,反正只要能让他从我眼前消失就行。但我强忍住不耐烦的心情,回答道:

“既然您说‘向上’移动正方形能产生一个新的图形,那么请问,这个图形究竟是什么性质的图形呢?我假定您总可以用平面国的语言来描述这个图形吧。”

球:“哦,当然可以。这个形状非常简单,只需通过严格的类比就能推出——只是,顺便说一声,你不能把这个新的形状叫作‘图形’,因为他是一个立体形。但是我可以向你描述这个新的形状。准确地说,我描述不了,但类比的方法可以让你明白这个新的形状是什么样的。

“首先,假设我们有一个点。既然是一个点,那么他当然只有1个顶点。

“通过移动一个点,可以得到一条线段。一条线段有2个顶点。

“通过移动一条线段,可以得到一个正方形。一个正方形有4个顶点。

“下面的问题,你自己就可以回答了:1,2,4,这显然是一个几何级数。那么这个级数中的下一个数字是什么呢?”

我:“8。”

球:“完全正确。所以说,通过移动一个正方形,能够产生一个新的形状。现在你还不知道这个形状的名字,但我们空间国的人把他叫作‘立方体’。一个立方体有8个顶点。现在你相信我所说的了吗?”

我:“既然您说这个新的形状有‘顶点’,那想必就是我们说的‘角’了。那么这个新玩意儿也有侧边吗?”

球:“当然有侧边,这一点通过类比就可以推演出来呀。但是,这个新形状的侧边其实不是你们所说的‘侧边’,而是我们所说的‘侧面’。一个‘侧面’就相当于平面国中的一个实心图形。”

我:“按照您的说法,将我的内部平行向上移动,就能得到一个新的形状,你们把这个形状叫作立方体。那么,这个新的形状究竟有多少个实心图形,或者说有多少个侧面呢?”

球:“你怎么还问我?你不是数学家吗!恕我冒犯,我这么说吧:任何一个形状都可看作是由一些‘侧元素’围成的,每个‘侧元素’的维度总是比这个形状的维度小1。因为一个点是零维的,所以点没有‘侧元素’;以此类推,线段有2个‘侧点’(我们可以把线段的两个端点称作是他的‘侧点’);正方形有4条侧边;0,2,4,你把这个级数叫作什么?

我:“算术级数。”

球:“那么这个级数里的下一个数字是多少?”

我:“6。”

球:“完全正确。你瞧,你自己就能回答这个问题吧。通过移动正方形产生的这个立方体是由6个‘侧面’围成的,也就是说由6个你的内部围成的。现在你都明白了吧,对不对?”

“怪物,”我尖叫道,“不管你是骗子、巫师、噩梦,还是魔鬼,我都不能再忍受你的恶作剧了。现在让我跟你拼个你死我活吧。”我一边这么说,一边冲向眼前的这个怪人。