40你一生的故事 作者:[美] 特德·蒋-第17章

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　　“这条路线减少了在水中的比例，但总长增加了。光沿着这条假想的路线所花的时间也要比沿着实际路线要长。”
　　加里放下粉笔，用蘸着粉笔屑的手指指着黑板上的图解，“任何假想的路线都比实际的要花更多的时间。换一句话说，光线走的路线是最有可能走得走快的一条。这就是费马定理的最小时间原理（注⑺）。”
　　“嗨，真是有趣。这也是七爪怪回应的东西吗？”
　　“对呀。伊利诺伊观望镜那儿的摩海德展示了费马定理的动画，七爪怪回应了。现在他正试着得到符号化的描述。”他咧嘴一笑，“现在那是不是高度精巧呢？还是什么？”
　　“的确很精巧。但为什么我以前没听说过费马定理呢？”我拿起一本装订书，向他招了招。这是本提议用来与七爪怪进行交流的物理话题的入门书，“这书里一直在讲普朗克量子论和氢原子的聚变。一个字也没提光的折射。”
　　“我们猜错了你们要知道哪些重要的东西，”加里说着，毫不尴尬，“事实上，费马定理是第一个突破，这实在令人费解。即使它是那么容易解释，你仍要用到积分来进行数学化的解释，不是普通的积分，要变积分。我们想一些几何和代数的简单的定理将会成为突破口。”
　　“实在令人费解。你认为七爪怪脑中的‘简单的东西’和我们的不相符吗？”
　　“完全不一样。这就是我那么渴望它们对于费马定理的数学描述是什么样的原因。”
　　他一边说一边来回走着，“假如它们认为变积分比代数来得容易，这就能解释为什么我们与它们谈论物理是那么困难。我们的数学的全部理论和它们的也许是颠倒的。”他指着物理入门书，“你肯定我们要修订一下它。”
　　“那你能将费马定理应用到其他物理领域吗？”
　　“可能吧。有许多类似费马定理的物理准则。”
　　“什么，比如说露易斯的最小的卫生间空间定理吗？物理什么时候研究起最小了？”
　　“其实‘最小’这个词有点误导性。你看，费马定理的最小时间原理是不完全的，在某些情况下，光会沿着所用时间比其他可能性更多的路线前进。精确说来是光会走一条极值路线，或者时间最小，或者时间最大。最小化和最大化和数学属性有些类似，所以两种情况可以用同一等式来描述。所以精确说来，费马定理不是最小时间原理，而是我们所知的可变性原理。”
　　“还有其它可变性原理吗？”
　　他点点头，“物理的许多分支都有。几乎每一条物理法则都可以重新描述为可变性原理。这些原理的唯一不同性在于属性是最大化还是最小化。”他示意道，好像物理的不同分支在他面前的桌上已经列好队，“费马定理应用在光学中，时间是一种有极值的属性。
　　在机械论中，这是个不同的属性。电磁学中，又成了另外一些东西。但所有这些在数学上都相似。”
　　“所以你一得到费马定理的数学描述时，你就能破解其它的。”
　　“天哪，我希望是这样。我想这是我们一直在找的突破口，这砸开了它们物理等式的裂口。我们可以庆祝一下了。”他停下脚步，转过身对着我，“嗨，露易斯，到外面用餐如何？我请客。”
　　我有点吃惊，“当然，”我说。

　　那是在你第一次学会走路时，我了解了我俩之间的不协调性。你不停得到处乱跑，每次你撞上门框，刮破了膝盖，我会感到我自己的疼痛。这就好像我长出了一条多余的胳膊，这是我自己的拓展，我的神经感官感到痛苦与喜悦，但我却不能命令你。这太不公平了。我想我生了个自己的伏都教（注⑻）的动物娃娃。我没发现这是合同的一部分。这是交易的一部分？
　　然后我看到你笑了。这时你好像在玩邻居家的小狗，你的手伸过分离我们两家后院的篱笆，你笑得几乎上气不接下气。小狗会跑回邻居的家里，你也渐渐平息了笑容，能好好喘口气了。然后小狗又会从房中奔回篱笆旁，舔起你的手指来，你会尖叫着，又开始笑。
　　这是我能想到的最美妙的声音，有如天籁。　但愿我能记起下一次你开心的不顾自己后让我心痛的声音。

　　有了费马定理的突破后，科学概念的讨论有了丰硕的成果。并不是七爪怪的所有的物理突然展现在我们面前，但进展很稳定。根据加里所说，七爪怪的物理公式与我们的完全颠倒。人类认为得应用数学积分的物理属性，在七爪怪看来是基础。举个例子来说，加里描述了一个物理属性，按物理行话，具有不实的简单名字“运动”，代表了“在某段时间之内动能和势能的差额，”，无论是什么意思，对我们来说要用积分，对它们来说却是基本的东西。
　　相反，人类认为基础的属性，比如速度，七爪怪却用加里斩钉截铁认为的“高度古怪”的数学来定义。物理学家最终证明七爪怪和人类之间数学的同一性；尽管它们的方法是我们的相反的，两者都是描述同一物理宇宙的系统。
　　我试着理解一些物理学家正在发现的等式，但一点也没用，我实在无法领会像“运动”这样物理属性的重要性；我不法，也没有一点信心，抓住这些被认为是基础的属性的重要性。然而，我试着去想一些我比较熟悉的问题：七爪怪具有何种世界观，使它们认为费马定理是光线折射的最简单解释？是什么让它们这么容易领会最小化和最大化？

　　你的眼睛会是像你父亲的蓝色，不是我那种棕色。男孩子们会盯着你的眼睛看，就像我以前和现在看你父亲的惊讶而迷人的眼睛一样，看着它们混在黑发中。你会有许多追求者。
　　我记起你十五岁时，你在你父亲那儿度过了周末后回到家，不相信你父亲会给你一个质问，看你正和谁约会着。你会卧在沙发上，模仿着你的父亲对你的数落，“你知道他说什么吗？他说：‘我知道十几岁的男孩子是什么样的。’”你眼睛一转，“好像我不知道似的。　“别对他有偏见，”我会说，“他是你父亲；他禁不住要那样的。”看你和你的朋友们在一起，我不太担心哪个男孩会欺骗你；假如有的话，也多半是你欺骗别人。我担心的倒是这个。”
　　“他认为我还是个孩子。在我长出乳房以来他一直不知如何对我。”
　　“好吧，这种变化让他吃惊。给他时间来适应。”
　　“已经好几年了，妈。这得多少时间哪？”
　　“我父亲会和我约法三章，我知道他那时适应了我。”

　　在一次和语言学家进行电视会议时，麻省的西奈斯若提出了有趣的问题：在七爪怪语B的书写的符号中是否有特别的次序？很明显词语次序在七爪怪语A中几乎毫无意义，当七爪怪被要求重复一下刚才所说的话时，它很可能不用刚才的词语次序，除非我们叫它们不要这样。类似的词序在七爪怪语B中是否也不重要？
　　先前，我们只是把我们的注意力集中在七爪怪语B的一句句子在它完成时应该是如何的。就任何人所知，读一句句子的符号，没有什么优先的词序，你可以从随便哪里读起，然后是从句，直到你读完整句句子。但那是读，写也一样吗？
　　在我最近一次与弗莱普与拉斯普贝里的活动中，我问它们假如不在写完一句话后再显示，它们是否能把写的过程让我们看到。它们同意了。我把这次活动的录像带插进录像机，在电脑中我查询了活动副本。
　　我找出对话中的一句长篇大论。在这句口语中弗莱普说七爪怪之星有两颗卫星，一颗比另一颗大许多；这颗星球的大气主要由氮、氩、氧构成，星球二十八分之十五的表面被水覆盖。这句长篇大论的第一个词在文学上可直译为“大小不同岩石卫星岩石卫星联系为第一第二。”
　　然后我把录像带往回倒，直到录像带的文字与口语副本相匹配。我开始放录像带，看这符号像滴溅下来的墨水逐渐扩张。我倒着带，放了好几遍。最后在第一划写完后、第二划开始时我停止了播放，在屏幕上显示着一个单一的弯曲的曲线。
　　和完成的整个句子比较起来，我发现这一划在这句得好几个分支中都存在。在符号中开始的部分代表“氧”，使它区别于其它元素，表示它的重要性。然后它滑下来，在表示两颗卫星大小中成为比较的因素。最后它跃动成为弧状，代表“海洋”。然而这一划是个单一的连续的曲线，这是弗莱普写的第一个。这意味着七爪怪得知道在写这第一划之前整个句子该如何进行规划。
　　这句句子中的其他几划相互横贯，由于相互连接，没有一划能移走，否则就重新构造了一个句子。七爪怪并不一次在一句中直接写一个符号，它们一划一划的写，不顾单一的符号。我以前在书法设计中见过类似的高度一体化，尤其是那些阿拉伯字母中的，但那些设计需要专门的书法家的精心设计。没人能在说话中设计这样复杂的东西。至少，没有人类能。

　　我曾听过一个女演员讲过一个笑话。它的大意是这样的：“我吃不准我是否是时间生个孩子了。我问了我一个有孩子的朋友，‘假如我有孩子，万一他们长大后，他们指责我让他们的生活一团糟，我该怎么办？她笑道：‘万一，你这是什么意思？’”
　　这是我最喜欢的一个笑话。

　　我和加里在一家中国小餐馆中用餐，这家餐馆是我们在当地一直光顾的一家。我们坐着吃着点心：锅贴，熏肉，芝麻油。都是我的最爱。
　　我把一片蘸着奶酱和酱油，“那么你的七爪怪语B的训练干得怎么样了？”我问道。
　　加里斜着脑袋望着天花板，我试着看着他的眼睛，但他移开了目光。
　　“你放弃了，是吗？”我说，“你甚至连试一下也没有做。”
　　他做了个绝妙的狡猾而畏缩的表情，“我在语言方面一点也不行，”他坦白，“我认为学习七爪怪语B更像学习数学，而不是学习另一语言。但事实上它不是数学，对我来说那太古怪了。”
　　“这将帮助你和它们谈论物理。”
　　“很有可能，但既然我们有了突破，我可以只用几句话就能继续下去了。”
　　我叹息道：“我认为很公平。我也承认，我放弃学数学了。”
　　“那么我们是半斤八两喽。”
　　“是的，”我品了口茶，“然而我仍要问你关于费马定理的东西。它的一些东西让我感到奇怪，但我不能正确指出那是什么。它只是不像是物理法则。”
　　加里的眼睛闪了一下，“我打赌我知道你想谈什么，”他用筷子把锅贴夹成两半，“你习惯于用起因和结果来思考折射：光照到水面上是起因，方向的变化是结果。但费马定理听上去很古怪，因为它以目的的形式来描述光的行为。它就像是光线的指挥官，‘你应该将抵达目的的时间最小化或最大化。’”
　　我想了一下，“继续说。”
　　“这是物理法则的一个老问题。人们在17世纪费马定理第一次成形时就一直在谈论它。普朗克写了好几卷。本质是，普通的物理法则的表述是具有因果关系的，而像费马定理的可变法则具有目的性，几乎是目的论（注⑼）。”
　　“嗯，这样解释道挺有趣。让我想一下。”我拿起一支标签笔，在餐巾纸上画了幅图