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第19章 《啊哈!灵机一动》

一、概述

他没有数学博士学位,但是他的作品能让数学家也为之着迷;他曾经是原教旨主义者,然而现在他是一个伟大的无神论者;他精通魔术,并且擅长揭露形形色色的伪科学:他的作品带领读者在世界各地神游,但是他本人却在长年住在北加利福尼亚的家中,很少出门:他已经写了上百本书——也许只有科普作家阿西莫夫的作品数量能超过他——其中甚至还包括童话!在当今世界上最著名的科普作家名单里,除了卡尔·萨根、艾萨克·阿西莫夫、理查德·道金斯之外,他的名字肯定会出现。他就是在美国几乎家喻户晓的马丁·加德纳。

加德纳曾被斯蒂芬·古尔德誉为“美国的国家财富”,获得过各种各样的荣誉,他连获美国物理学会及美国钢铁基金会的优秀科学作者奖,他的肖像曾在《生活》杂志及《新闻周报》上刊登过。尽管他从来没有当过教授,但世界各国许多第一流的数学家一听到他的名字,无不肃然起敬。

加德纳是个讲解数学问题的高手,从1957年开始,他在著名的科普杂志《科学美国人》主持了25年“数学游戏”专栏,编造、改造、创造了很多稀奇古怪的故事和游戏,让读者陷在代数、几何、概率、拓扑、图论、数论、集合等数学问题里不能自拔。这些文章已经结成了多个集子,其中1978年出版的《啊哈!灵机一动》一书,迄今已有中、法、日、德、俄等各种文字的译本,即使在科普最不景气的时期,它在我国的印数也一举突破了10万册。

二、内容简介

说到智力问题,我们几乎无法绕过马丁·加德纳,这位闻名全球的科普作家,他思路开阔,想法怪异,许多需经过复杂计算和较大周折的难题,到他面前,便能通过他的数学和逻辑工具变得通畅而简捷。他一生不遗余力地宣传数理科学,上自拓扑、群论,下到算术、代数,吸收了无数群众进入数理科学的殿堂,他的功绩是不可磨灭的。

马丁·加德纳知识非常渊博,《啊哈!灵机一动》一书内容丰富,从最简单的算术、代数到莫测高深的拓扑学、超穷数,覆盖面之广泛,“热点”之众多,令人侧目。每个读者都可以“各取所需”,从书中找到适合自己的文化程度,又感兴趣的篇章。该书的内容可以分为组合、几何、数字、逻辑、程序以及语词六类。每一类内容都比较宽泛,不同类之间亦有交叉。有时在这一类中讨论的问题,在下一类中的某个地方可能还会触及,对每一个问题作者都力争从一个有趣的故事出发,围绕着这个故事引发开去,使读者在兴致勃勃中解决问题,通过情绪的协调来激发读者超常的思维。

本书中的每一个问题都配有加拿大画家吉姆·格林先生绘制的简明示意图,问题之后还附有说明。这些说明使问题逐步深入,把我们带入五光十色、扑朔迷离的现代数学王国。

在普通人眼中,数学往往是高深莫测、枯燥乏味的,而在加德纳的笔下,一个个抽象的数学问题变得趣味十足。比如,如果说上帝是全能的,那他能不能造出一块自己搬不动的石头呢?因为上帝无所不能,所以他能够造出来任何一种石头,所以上帝能够造出一块他自己也搬不动的石头,所以上帝并非无所不能——他竟然连自己造出来的石头都搬不动。上帝是否存在,如何存在,本来是一个玄奥的形而上问题,经过这样的提问,竟然被莫名其妙地化解了——实在是怪异得很。这个有趣的问题只不过是《啊哈!灵机一动》一书中的一个例子而已。

数论、图论、概率论、群论、矩阵、组合分析、仿射几何、射影几何、差分学、算法理论、拓扑学这些高级专题历来被认为是“阳春白雪”,曲高和寡,一般科普作家总是感到十分头痛而碰都不敢去碰的。然而马丁·加德纳却从中发掘出了大宗宝藏,这就使得他高出同行之上,独树一帜。在这方面,就连历来著名的苏联数学科普作家别莱利曼也比不上他。

令人惊异的是,马丁·加德纳本人竟然没有受过“数学方面的正规的高等教育”。他能够成为个中高手,是出于对纯粹智力活动的热爱,而这种热爱使他的文章富有魔力。

加德纳语言诙谐,文笔生动,懂得读者心理。他的文章能满足社会各阶层的需要。《啊哈!灵机一动》趣味性极强,雅俗共赏,看一眼就能把你“抓”住不放,又不需要很多预备知识,使你情不自禁地跃跃欲试。

三、大师传奇

1914年10月21日,马丁·加德纳生于美国俄克拉何马州。他从小就十分聪明,在他上小学3年级时,一次有位数学老师拿出10只塑料杯,一字排开,左边5只倒满红色水,右边5只空着。他问学生:只准动4只杯子,你能让这一排盛水杯和空杯子交错排列吗?很快,许多同学举手回答:将第2只与第7只,第4只与第9只互换位置。老师肯定了学生的回答,接着问:我把杯子再复归原样,现在只准动2只杯子,能否同样达到交错的目的?

教室一片寂静,同学们面面相觑。这时有一位学生,他不慌不忙地走向讲台,拿起第2只杯子把里面的红色水倒进第7只空杯,又拿起第4只杯子把里面的红色水倒进第9只空杯,再各自放回原处,空杯与满杯已交错排列。

这个孩子就是马丁·加德纳。他移动了2只杯子却改变了4只杯子的盛水。老师高兴地赞扬了马丁。接着老师挪开了7只杯子,桌上只剩下3只空杯。他从抽屉取出10枚贝壳,问:谁能将这10枚贝壳分装进3只塑料杯子,使每只杯里都是单数?

同学们再次思考,并尝试各种方案,均告失败。马丁·加德纳又一次走上讲台,把10枚贝壳平均放进2只杯里,然后拿起其中一只杯子套入第3只空杯中。

老师大声赞道:“马丁,你真会动脑筋,能说说你是怎样想的吗?”小马丁说:“贝壳的数目不会变了,我们只能在条件允许的范围内在杯子上想办法,这样,我想到了这个做法。”

马丁·加德纳的思路,使同学们茅塞顿开,思如潮涌,顷刻也想出了好些办法。

1936年加德纳毕业于芝加哥大学,学的专业是哲学。在进入大学之前,他是一个新教原教旨主义者,相信上帝在7日之内创造了世界。通过理性的思考,在大学中他的信仰消失了,在随后的年月中,他成了一位怀疑论者(在美国,怀疑论者差不多就是无神论者的代名词)。毕业后他在家乡的报社担任记者。第二次世界大战期间他成为了美国海军的随军记者,曾到过印度、菲律宾、东南亚、土耳其与中、近东许多国家和地区,见闻甚广。战后,他开始了自由撰稿人的生涯。

马丁·加德纳(1914~)

1957年,加德纳在《科学美国人》杂志上开设了一个数学游戏专栏,这个专栏一直延续了1/4个世纪,直到1981年才宣告结束。正是这个专栏确定了加德纳在趣味数学领域的地位。在《科学美国人》杂志上撰稿的,一般都是各个科学、技术领域中的专家。众所周知,很少有人在这家杂志上发表过2篇以上的文章,罕见的例外就是加德纳。他从1957年第一期开始,一直写到1980年年底,整整24个年头,几乎月月有文章,前后不下200多篇。

加德纳不仅在数学领域有所建树,在其他方面也有突出表现,他在十一二岁的时候第一次读到了《爱丽丝漫游奇境》这部作品,然而没有留下什么深刻的印象。到了芝加哥大学,当加德纳重新捧起这本书的时候,他突然被其中的情节深深吸引住了。这便是他对于卡洛尔的作品和卡洛尔本人研究的开始。起初,他认为有人会为《爱丽丝漫游奇境》写注释。他常常建议出版商找哲学家勃兰特·罗素写《爱丽丝漫游奇境》的注释本(据说原版插图的帽匠的形象就来自于罗素),然而罗素回答说他无意写这样一本书。于是,加德纳打算自己写一个《爱丽丝漫游奇境》的注释本。

1960年,加德纳终于找到了愿意出版此书的出版商。在这本叫做《注释版爱丽丝》的书中,加德纳以一个卡洛尔作品爱好者的热情,给出了相当精彩的注释:包括介绍作者的背景、解释书中的历史、传说和诗歌、学者的评论和对某些情节的争论,甚至还挖出了一些隐藏在文本之中的文字。

加德纳在出版这本书的时候大概没有想到,正是这本书让他成为了世界上最有名的卡洛尔研究专家。此后,加德纳还出版了《手绢里的宇宙》,介绍了卡洛尔的一些数学游戏。除了卡洛尔的作品,加德纳也撰写过《注释本绿野仙踪》。他甚至还为《绿野仙踪》写了一个续集,在这部叫做《奥兹国的客人》的小说中,多萝西等人来到了现代的纽约!

除了进行数学科普的创作,对伪科学进行有力的反击也是加德纳的拿手好戏。早在1952年,加德纳就撰写了一本全面批判当时美国流行的伪科学理论的著作:《狂热与谬论:以科学的名义》。这本书被认为是对于超自然现象怀疑论的经典著作。在这本书中,加德纳全面剖析了种种伪科学奇谈怪论,其中有些怪论至今仍在流行。最为绝妙的是,当我们看到加德纳对于“狂人科学家”的描写,就会发现,这与今天叫嚣“推翻相对论”、用初等数学“破解哥德巴赫猜想”的“民间科学家”是何等的相似。加德纳把这种人的特点总结如下:1.认为自己是个天才。2.他认为,他的同行们毫无例外是一些无知的傻瓜。如果他们竟然反击,这就会加深他的妄想,自认为是和一批恶棍在作战。3.他认为自己不该受到压制和歧视。他把自己比作布鲁诺、伽利略、哥白尼、巴斯德以及其他因“异端邪说”而不公正地遭到迫害的伟大人物。4.他在按捺不住的冲动下,竭尽全力攻击最伟大的科学家和最肯定无疑的理论。数学家们证明,角是不能三等分的,于是偏执狂者就硬要把它三等分。永动机是制造不出来的,他偏要造一个出来。5.文章往往喜用复杂的、费解的词句。荒诞科学的许多典型著作,都带有一种“疯话”的味道。

加德纳是一位怀疑论者,他与萨根、阿西莫夫、保罗·库尔茨等人共同创立了“超自然主张科学调查委员会”,用科学的手段与一切伪科学进行斗争。由于加德纳深谙魔术的奥秘,他揭露了不少声称拥有“特异功能”的人。在《矩阵博士的魔法数》这本书中,他巧妙地使用数学的手段破除人们对于数字的种种迷信。

马丁·加德纳才华横溢,思如泉涌,博闻强识,文理双栖,据不完全统计,迄今已写了50多本书,其代表作有《密码传奇》、《人人都能懂得的相对论》、《表里不一的宇宙》、《好科学、坏科学、伪科学》、《矩阵博士的魔法数》、《数学狂欢节》、《啊哈!灵机一动》、《从惊讶到思考——数学悖论奇景》等。

20世纪下半叶,美国科普界叱咤风云数十年的三位大师级人物是艾萨克·阿西莫夫、卡尔·萨根与马丁·加德纳,堪称一时瑜亮,难分轩轾。时至今日,前面两人均已逝世,惟有加德纳先生依然健在,老当益壮,在数学传播领域继续发挥着他无可替代的作用。

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