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63、映照(中) ...
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第一天的课程,是沈庚教授的“代数结构与数学思想漫谈”。
上课地点在一个中型教室,可容百人。水光提前二十分钟到,教室里已坐了近半。她找了个靠窗的中间位置,既不显眼,视野也好。窗外的老槐树枝桠遒劲,在冬日的晨光里投下复杂的、静止的影子。教室里暖气开得很足,混杂着年轻人特有的、略带亢奋的体温和呼吸,空气温暖而滞重。
水光摊开笔记本,拿出笔。心跳有些快,但不是紧张,更像运动员上场前的、清晰的预备状态。她能“听见”周围细微的声响——笔尖无意识敲击桌面的嗒嗒声,书页翻动的沙沙声,低声的交谈,清嗓子的声音。所有这些声音在她耳中是浅灰色的、细密的背景噪音,但她的注意力像高度聚焦的镜头,只等着讲台上那个人出现。
八点整,沈教授准时走进教室。他没有带讲稿,只拿着一支粉笔。依然是那身朴素的中山装,头发银白,但背脊挺直,步伐稳健。他没有立刻开讲,而是站在讲台后,目光沉静地扫过台下一张张年轻、专注、充满期待的脸。那目光并不锐利,却有一种奇异的穿透力,仿佛能越过表面,看到每个人思维深处的质地和倾向。
“今天我们不从定义和定理开始。”沈教授开口,声音平和,不疾不徐,像冬日午后晒暖的溪流,平静但充满内在力量,“我们从问题开始。一个看似简单,但可以导向很深地方的问题。”
他在黑板上写下:1 + 1 = 2。
教室里响起极轻微的、困惑的气声。这太简单了,简单到近乎玩笑。水光也愣了一下,但随即,她的思维本能地启动。这不是一个算术问题,这是一个“问题”。沈教授为什么要写这个?
“谁告诉我,这是什么?”沈教授问。
前排一个戴着厚厚眼镜的男生立刻举手:“自然数加法的基本运算规则,1加1等于2。”
“很好。”沈教授点点头,“但‘自然数’是什么?‘加法’是什么?‘等于’是什么?‘2’又是什么?”
眼镜男生被问住了,张了张嘴,没说出话。教室里安静下来,只有暖气片发出轻微的、持续的嗡嗡声。
沈教授没有等待回答,转身在黑板上写下几个词:计数,顺序,后继,皮亚诺公理。
“我们直觉上理解1,2,3……就像理解‘这是我的手’,‘那是树’。但数学要求我们清晰。皮亚诺用五条简洁的公理,试图告诉我们‘自然数’是什么。其中一条就是:每个自然数都有一个唯一的‘后继’。1的后继是2,2的后继是3,如此无穷。”
他在“1+1=2”下面画了一条线,写下:1 + 1 = S(0) + S(0) = S(S(0)) = 2。
“看,如果我们用‘后继’函数S来定义加法,那么1+1,就是0的后继,加上0的后继,等于0的后继的后继,也就是2。这个推导,依赖于我们对‘加法’的定义,而定义又依赖于‘后继’的概念,后继又来自于皮亚诺公理。”
他顿了顿,目光再次扫过教室:“所以,这个简单的‘1+1=2’,背后站着整个自然数体系的公理基础。而公理,是我们选择相信的、不证自明的起点。我们选择相信皮亚诺公理,是因为它们简洁,符合直觉,且能推导出我们熟悉的所有算术性质。但有没有别的选择?有。”
他在旁边写下:布尔代数:1 + 1 = 1。
“在布尔代数里,1代表‘真’,加法是逻辑‘或’。真或真,结果还是真。所以1+1=1。”
又写下:模2算术:1 + 1 ≡ 0 (mod 2)。
“在模2的世界里,只有0和1,1加1等于2,但2除以2余0,所以结果是0。”
“看,”沈教授放下粉笔,拍了拍手上的灰,动作很轻,“同样一个形式‘1+1’,在不同的‘结构’里,有了不同的‘意义’和‘结果’。数学,在很多时候,就是研究这些不同的‘结构’,研究它们内部的‘运算’规则,研究这些规则如何赋予符号以‘意义’,又如何从这些‘意义’中,生长出丰富的性质和结论。”
水光听得入了神。沈教授没有讲高深的定理,没有展示炫目的技巧,他只是从最熟悉的、甚至被视为理所当然的“1+1=2”入手,像剥洋葱一样,一层层剥开,露出底下公理的骨架,结构的脉络,和“意义”如何依赖于“语境”的深刻事实。这种讲法,不是知识的灌输,是思维的引导,是带领你“看见”数学大厦是如何从最基础的、被选择的“信念”(公理)开始,一砖一瓦,通过定义和逻辑,构建起宏伟而自洽的体系。
这和她自己那种对“结构”的直觉“看见”,隐隐相通。只是她的“看见”更感性,更跨领域,有时依赖于意象和通感;而沈教授展现的,是一种理性的、系统的、基于严格逻辑的“看见”,是数学共同体共有的、经过千百年锤炼的“看见”方式。
“所以,学数学,”沈教授继续说,声音依然平和,但每个字都像经过深思熟虑的、沉甸甸的石头,“不仅仅是学怎么算,怎么证。更是学习如何识别‘结构’,理解‘运算’,把握‘关系’。学习在不同的‘结构’之间转换视角,看到它们之间深刻的联系,也看到它们本质的差异。学习在抽象的符号世界里,构建意义,发现模式,创造联系。这是一种思维的艺术,也是理解的冒险。”
他拿起粉笔,在黑板上画了一个简单的示意图:几个点,用线连接,形成一个网状结构。“这是一个抽象的‘图’。点可以代表任何东西——人,城市,原子。线代表它们之间的关系——认识,道路,化学键。我们研究这个图的性质:连通性,最短路径,染色问题……我们研究的是‘关系’的结构本身,而不在乎点具体是什么。这就是数学的抽象力量——剥离具体,直达本质。”
水光看着那个简单的图,脑子里自动“建模”。点在她眼中是淡金色的光点,线是银灰色的连接。她能“看见”这个结构潜在的动态——信息如何沿连线传播,能量如何在网络中流动,颜色如何被约束分配……这和她观察世界的方式何其相似!她“看见”雨声的频谱结构,看见篮球赛的节奏网络,看见数学公式的逻辑图景,本质上,都是在识别和测绘各种“关系”的“结构”!只是她用的是通感,是直觉,是跨界的联想;而数学,提供了一套更强大、更普适、更精确的语言和工具,来描述和分析这些结构!
一种强烈的、近乎震撼的共鸣,在她心里激荡。沈教授的话,像一把钥匙,打开了她心中那口井与外部广阔数学世界之间,一道隐秘而坚实的门。她一直凭本能“看见”结构,而现在,她开始“看见”那些“看见”背后的、更宏大的、被称为“数学”的认知体系。她的天赋,或许并不是孤立的、危险的“不正常”,而是一种原始的、强烈的、对“结构”和“关系”的敏感,这种敏感,恰恰是深入数学世界最宝贵的禀赋之一,只是需要被引导,被规范,被纳入数学的理性框架和语言体系之中,才能从混沌的直觉,变成清晰的洞察,从个人的呓语,变成可交流、可验证、可创造的知识。
“今天的课,就到这里。”沈教授的声音将水光从激荡的思绪中拉回现实,“留一个思考题:找一个你生活中熟悉的、具有某种‘结构’的事物或现象——可以是物理的,社会的,艺术的,任何领域——尝试用‘点’和‘线’(或者更复杂的数学对象,如果你能想到)来描述它的结构,并思考这个结构可能具有哪些有趣的数学性质。不用写严格证明,只需描述你的观察和想法。明天上课,可以自愿分享。”
下课铃响了。教室里静了一瞬,然后响起桌椅移动的声音,低低的交谈声。许多学生还沉浸在刚才的思绪中,脸上带着思考的神情。水光也慢慢合上笔记本,手指因为用力而有些发白。沈教授留下的思考题,像一颗种子,落在她过于肥沃的感知土壤里,瞬间开始生根发芽。
生活中熟悉的、具有“结构”的事物?太多了。母亲哼唱的老调,旋律的起伏是“线”,音符是“点”,构成一个时间中的音高-节奏结构。父亲笔记本里的机械连杆,部件是“点”,连接和运动关系是“线”,构成一个空间中的运动-约束结构。学校操场的篮球赛,球员是动态的“点”,传球、跑位、对抗是动态的“线”,构成一个时空中的动态博弈网络。甚至她自己心里那口井,各种记忆、情感、感知是“点”,它们之间的因果、联想、共鸣是“线”,构成一个无比复杂的、多维的、动态演化的内心图景……
她迫不及待地想回去,把这些“结构”用尽可能“数学”的语言描述出来,哪怕只是粗糙的、比喻性的。她想“看见”,她的那些通感的、跨界的体验,如何能被数学的“点”“线”“结构”“关系”这些概念所照亮、所澄清、所提升。
她随着人流走出教室。冬日上午的阳光很好,清冷而明亮,照在积雪未化的路面上,反射着刺眼的光。空气里有松柏的清香,远处有隐约的自行车铃声。水光深吸一口气,感到一种久违的、清澈的兴奋。不是获奖时的眩晕,不是被关注时的压力,而是一种纯粹的、对即将开始的、用新学到的“语言”去重新“测绘”和理解她所感知的世界的、智识上的兴奋和期待。
“秦水光?”
一个声音在旁边响起。水光转头,是报到时那个戴眼镜的男生,刚才课上坐在她斜前方。他个子不高,脸圆圆的,眼镜片很厚,但眼神很亮,带着一种直率的好奇。
“我是刘博,H省实验中学的。”他自我介绍,语气自然,没有刻意套近乎,也没有那种常见的精英式疏离,“刚才沈教授的课,你觉得怎么样?”
“很受启发。”水光诚实地回答。
“我也觉得。跟平时刷题的感觉完全不一样。”刘博点点头,推了推眼镜,“那个思考题,你想好写什么了吗?”
水光犹豫了一下,说:“可能……写点关于音乐或者运动中的结构。”
“音乐?运动?”刘博眨了眨眼,显然有些意外,但随即露出感兴趣的表情,“有意思。我想写我们学校图书馆的借阅网络,用图论分析知识流动。对了,你是S省三中的?我看过那篇报道,说你解题思路很‘独特’。能问问,那个‘雨滴’的类比,你是怎么想到的吗?”
又来了。水光心里微微一紧。但刘博的眼神里是纯粹的好奇和求知欲,没有猎奇,没有评判,像在讨论一道有趣的数学题。
“就是……卡住了,脑子里突然闪过下雨的画面。”水光再次用那个安全的、简化的说法。
“灵光一闪。”刘博理解地点点头,“有时候就需要这种跨界的联想。我有时也会,比如把数列想象成弹簧的振动。对了,下午是组合数学,教课的是Z大的王院士,据说他讲课天马行空,但特别深刻。要不要一起走?可以聊聊。”
水光看着他。这个叫刘博的男生,是典型的“好学生”模样,来自省重点中学,谈吐自信,思维清晰。但他身上没有那种令人不适的优越感,反而有种对知识和思考本身的、近乎质朴的热情。他主动找她交流,不是因为她的“普通中学”标签或媒体报道的猎奇,而是对她“独特思路”的真正好奇,和对数学讨论的共同兴趣。
“好。”水光点点头。
两人并肩向食堂走去。路上,刘博又问了几个关于水光竞赛解题细节的问题,水光尽量用他能理解的语言回答,避开通感部分。刘博也分享了他的一些学习心得和有趣的数学发现。对话很顺畅,是同龄人之间关于共同兴趣的、平等的交流。水光“听”见刘博的声音是亮蓝色的,清晰的,像秋日晴朗的天空,没有杂质。
在食堂排队打饭时,水光又遇到了几个主动打招呼的营员。有好奇她“普通中学”背景的,有对她的竞赛成绩表示佩服的,也有单纯想认识一下、交流数学问题的。氛围比她预想的要开放和友好。虽然能感觉到无形的层次差异——有些来自传统竞赛强校的学生自成小圈子,讨论着水光听不懂的专业术语和“圈内”轶事——但大多数人,尤其是像刘博这样对数学有纯粹热忱的学生,并不太在意出身,更看重思维本身的质量和火花。
水光慢慢放松下来。这里确实汇聚了全国的精英,竞争激烈,但并非铁板一块的傲慢城堡。这里有天才,有勤奋者,有怪才,也有像她这样带着“野路子”闯入的“异类”。只要你有真东西,有独特的“看见”,就能找到可以对话的人,找到自己的位置。沈教授的课,似乎也为这种多样性定下了基调——数学是广阔的,容得下不同的思维和路径。
午饭后,水光回到宿舍。另外三个室友也回来了。一个是来自东北的女生,叫赵雪,性格爽朗,是物理竞赛转数学的,说话语速很快。一个是江南水乡来的女孩,叫林薇(和初中同学同名不同人),文静秀气,但谈起数论眼睛会发光。还有一个是西北的,叫马晓军,个头高大,有点腼腆,但做几何题时气势惊人。四人简单聊了聊,很快就因为共同的课程和即将到来的测试,有了共同话题。宿舍气氛融洽,没有想象中的隔阂或竞争。
下午的组合数学课,果然如刘博所说,精彩纷呈。王院士是个风趣的小老头,思维跳跃,经常从看似无关的生活实例中引出深刻的组合原理。水光听得如痴如醉,那些组合结构在她眼里自动呈现出缤纷的色彩和动态的图案。她发现,自己对“计数”“构造”“极值”这些组合核心概念,有着极强的直觉把握,往往在王院士提出问题后,她脑子里就能“看见”大致的思路轮廓,虽然严谨的表达还需要锤炼。
一天课程结束,水光感到一种充实的疲惫。大脑像一块吸饱了水的海绵,沉甸甸的,但充满了新鲜的养分。晚上是自习时间,可以消化白天的内容,完成思考题,或者自由讨论。
水光没有去公共自习室,那里人太多,声音太杂。她带着笔记本和速写本,来到了下午路过时发现的一个安静的、有落地窗的休息区。这里人不多,灯光柔和,窗外是覆雪的庭院和远处图书馆温暖的灯火。
她先拿出数学笔记本,开始尝试用“点”和“线”来描述母亲哼唱的那段老调。她画出时间轴(线),在上面标出每个音符出现的时刻和音高(点),用不同粗细的“线”连接这些点,表示旋律的走向和节奏的强弱。她还尝试用简单的“图”来表示不同乐句之间的重复、变化、呼应关系。这个过程,让她对那段旋律的“结构”,有了前所未有的清晰认识。她“看见”了母亲即兴变化中的“不变骨架”,也“看见”了情感起伏如何被编码在这个简单的音高-时间网络之中。
接着,她又画了篮球赛的简化□□络图,标识关键球员(点)和传球、跑位路线(动态的、带权重的“线”),思考如何量化“节奏”和“空间控制”。她还粗略地勾勒了自己内心“记忆-情感”网络的草图,虽然知道这远非现有数学工具所能精确刻画,但这种“测绘”本身,让她对自己的内心图景,有了一种更抽离、更清晰的观照。
做完这些,她摊开速写本,在下午画的冰湖图旁边,又画了一幅。画中,一口小小的井,立在冰湖的中央。井壁上延伸出无数纤细的、闪烁着淡金色、银灰色、暗橙色等各种微光的“线”,这些线向上延伸,连接到冰湖上空一个巨大的、复杂的、由无数“点”和“线”构成的、半透明的、不断生长变化的网状结构。那结构像星空,像神经网络,也像某种抽象的数学图示。井底那点绿光,不再孤立,它通过那些纤细的“线”,与上空那个宏大的结构相连,仿佛成为那个巨大网络上一个微小的、但活着的节点。
她在画旁写道:“冬令营第一日。沈师示结构之思。井线始连天网。测绘未止,然见归处。”
写完了,她放下笔,靠在椅背上,看着窗外的夜色。城市灯火在远处流淌,近处庭院寂静。心里那口井,在经历了一天的知识冲击、思维激荡、和新的人际连接后,不再像初到时那样孤悬于庞大的冰湖上。那些延伸出去的、代表新知识、新视角、新连接的“线”,虽然还很纤细,但确实存在着,将她的井,与一个更广阔、更深邃、也更有希望的精神世界,隐隐地连接起来。
她知道,前路依然挑战重重,测试的压力就在眼前,她的“不一样”仍需在更严苛的审视下证明价值。但至少此刻,在这个安静的夜晚,在这个陌生的城市,在这所汇聚了全国智慧的校园里,她感到一种清晰的、不断生长的、关于“连接”和“可能”的笃定。
因为她依然是那个测绘者,秦水光。只是她的测绘图,正在迅速扩展,从一口孤独的井,扩展向一片浩瀚的、由无数思维之光点亮的、结构化的星空。
而她的测绘,刚刚开始触及这片星空的边缘。
这就够了。