零的历史-第21章

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　　　　这就是为什么0允许我们分解因式　　　　
　　　　x4＋64=0　　　　
　　　　从我们的椭圆向窗口看下去，0消失了，轻轻的敲打出更难解决的表达式　　　　
　　　　x4＋x2＋1=0？　　　　
　　　　插入这样0的形式x2…x2；重新这样排列：　　　　
　　　　x4＋2x2＋1…x2=0　　　　
　　　　也就是：　　　　
　　　　（x2＋1）2…x2=0　　　　
　　　　分解因式为：　　　　
　　　　（x2＋1＋x）（x2＋1…x）=0　　　　
　　　　那么x5＋x＋1=0如何分解因式呢？这儿添加的0的形式有一点庞大：　　　　
　　　　（x4＋x3＋x2）－（x4＋x3＋x2）　　　　
　　　　最终你将算出分解因式后的结果是：　　　　
　　　　（x2＋x＋1）（x3…x2＋1）=0　　　　
　　　　现在我们看到，0，是分解因式中的精心的舞蹈策划家，它在微积分中学中大显身手，进入最难理解的数学分支：数论。在这里，它帮助我们设计难以破解的密码。呈现出各种各样的伪装，它本身被想象力伪装。它也已经帮助我们理解了想象的本质，这是真的吗？威廉·布莱克说：“当你说想象根本无法在这个世界上找到时，你是明显无疑的在犯错误”也许，当他这么说的时候，他是对的。对我来说，这个世界是一个连续的充满想象或者幻想的世界。


第三部分　费尽周折第26节　令人愉快的天使（4）

　　　　不要在身后留下破坏　　　　
　　　　设想和事实的区别是：设想或许是你所期望的，而事实是世界所期望的。那么在数学上，什么情况下我们的假设与这个世界是相吻合的呢？思想的是不是犹如膜通过内外表面的交换而进行流通呢？是不是不知为什么，却盖上了同意的签章，以我们的经验，让数学比其他任何事情都肯定吗？我们做出的结论，既不是因为忠诚也不是因为权威，而是由审稿书的最后几行得出的。有时它们像肖邦华尔兹那样欺骗性的简单，有时又像贝多芬四重奏那样雄伟，然而这些都是音乐而不是数学。　　　　
　　　　约翰逊（Johnson）博士曾经说过，计算的好处在于它让在心中长期不定的事变得肯定。计算法则所依赖的基础是什么呢？现在分析一个方程式，复杂的问题最后归结为：如果ab=0，那么a一定为0，或b一定为0。这个事实来源于何处呢？让我们继续下去，不是顺着时间，而是随着已经作出的广泛探索，一定会有惊人的发现。　　　　
　　　　我们试图证明如果a不为0，而ab为0，那么b一定为0。让我们来看一下跷跷板的简图，有关方程式的所有恐惧心理均会被驱散掉：假设ab=0意为跷跷板平衡得很好，ab在一端，0在另一端。　　　　
　　　　为了保持跷跷板的平衡，无论你在一端做了什么，另一端也需要得到相应的处理。设定a不为0，即要证明b为0。既然a不为0，我们就可以对其进行分割——即一直向前走，把两边都分为a份，我们知道a/a即为1，因此左边即为1·b，也就是b。最后一步是另人满意的，0/a是（1/a）·0的速写。既然我们假定a不为0，则1/a为某个数，但是任何数与0相乘后均为0。平衡的跷跷板告诉我们b=0，而这也正是我们所希望的。　　　　
　　　　没有不懈的追求根本就称不上是对真理的追求。我说　因为任何数与0相乘皆为0。为什么我们把它认为是一道法令，难道就不能问一下为什么这是真的吗？顺着楼梯往下走，我们要从根本上说服自己，对任意数n（或者是a，或者是k，或者是任何一个匿名起诉人的化名，我们只是想在说到任意一个数时直接联系到其他数），n·0=0。我们知道两个相当深的真理。第一个是，任何数减去自己后就没有了：k…k=0，k为任意数。另一个真理是关于乘法和加法的：两个数的和与另一个数相乘，将两个数分别与第三个数相乘所得结果再相加，这两种算法的最后结果是一样的。即d·（e＋f）=d·e＋d·f，这就是分配律，很奇怪既然是基本原理，却很难记住和应用，孩子们总是将5·（7＋13）做错，因为这个答案应该是5·20=100，这与5·7＋5·13是一样的，而他们老是在一个数上忘记乘以5。　　　　
　　　　但是我们不会忘记。我们将这两个真理摩擦后即会迸发出火花，即n·0=0。既然0和k…k是一样的，我们就可以将n·0改写成n·（k…k）。现在应用分配律：n·0=n·（k…k）=nk…nk，nk仅为某一个数，于是nk…nk即为一个数减去自身，即为0：n·0=n·（k…k）=nk…nk=0穿过等式的桥梁，一边为n·0，另一边为0。　　　　
　　　　我们最终肯定是0吗？你认为在乘法中，0是个无效因子吗？对人类特性的考察始于法国革命的整肃，纯洁的人总是发现有人更纯洁。难道我们就不需要更基础的原理来支持以上的两个规定吗？如果我们做了，难道就不需要前提，顺着没有尽头的螺旋物到达火苗没有熄灭的地方？对于一个比从罗伯斯比尔（Robespierre）和革命群众那里得到的更加深刻的事实，推理所要求的确定性是达不到的，这是由推理思想本身的特性造成的。为了结束无限的回归，我们不得不在某一点上说：“我们掌握的这些定理是不言自明的”。　　　　
　　　　这些就是分配律，以及对于任意数来说k…k=0。如果你愿意（用希腊语意为认为值得），称这些最后的归结点为公理；或者仅仅因为出于论据考虑，接受罗马法庭的气氛，称之为基本原理；或者赋予它们额外的推理地位，就像直观的或赘述的定理；或者称它们是我们正好碰上的一场游戏的专断规则，或者是相关定理；或者从一开始就折射出了我们特殊的大脑工作的可能性：所有这些都承认我们没有其他的法庭去上诉，对我们自己而言，这些定理是显而易见的。　　　　
　　　　在我们所见到的建筑物的背后，我们是背景的转换者和操纵者：在世界从何来又向何处去的问题上，是不见其人的伴侣。这种抽象是伟大的典型不可避免的结果，永远的真实与永远的不被忘却是等同的。在这种稀薄的大气压力下，0将承担另一个变形体，那就是使自己适合苦行者的生活格言。　　　　
　　　　由于印度数学家将重点从它们是什么转移到了它们做了什么，我们看到了0变成了像其他数一样的一个数。后来，由于它们变得在解方程式中有价值，因此它们的地位得到改变，在谈到结构时，在语言中开始出现迹象，数字不再是抽象的事，而是一个实在的物。我们不仅可以说“四棵树”，而且可以只说4；不仅可以说是0个千，还可以单说0。现在由于我们试图明白这些数字是如何工作的，我们明白（用我们的格言）把它们放在一起就比它们本来单独存在时要多：如果我们完全理解了加和乘的操作，把数字相加或相乘的结果，就犹如在夏日里水果会成熟一样另人深信不疑。　　　　
　　　　分配的原理告诉我们加法和乘法是如何相互作用的。应用牛顿的观点我要思考什么，因此得到了其他的原理。牛顿研究万有引力，他停止问这是什么（流体、物质、力），而是问它是如何工作的。随着他的关注中心从古老的问题上转移到更加抽象的力学问题上，在重力的影响下，他发现天体间的相互吸引力与它们之间的距离的平方成反比。最终证实这对于理解这个世界，以及预测天体在宇宙中的位置非常有用。　　　　
　　　　用同样的精神，数学家们逐渐地不再追问加法和乘法是什么，而是坐下来开始整理它们是如何运算的。考虑到避免被无关的运算名称和符号所误导，遂用中性符号“*”表示，也就逐渐形成了以下原理：　　　　
　　　　1。将任意两个数a和b相加或相乘，将得到另一个数c。即a*b=c　　　　
　　　　2。a和b的顺序并不重要，结果是一样的，即a*b=b*a　　　　
　　　　3。当你对三个数a、b、c进行运算时，无论你如何组织它们，结果是一样的：a*（b*c）=（a*b）*c　　　　
　　　　4。有一个特殊的数，我们称之为e，对于任何一个数a与e相加或相乘，其结果均为a：a*e=a　　　　
　　　　5。对任意数a，还有另外一个数a’，当a与a’相加或相乘时就得到了这个特别的数e：a*a’=e　　　　
　　　　这些原理告诉你关于加法和乘法的所有规则，但是我们感兴趣的是加和乘，＋和·。用*其结果是什么呢？奇怪的是，似乎都可以描述。加并不是乘：2＋3≠2·3。经过这种严格的区分，我们还不简化自己吗？　　　　
　　　　0的出现拯救了时代，如定理4中所描述的那个特定的数字e是什么呢？对加法来说，e是0：也就是说a＋0=0。然而对于乘法来说e是1：a·1=a。0因为卸下历史加在它身上的布袋，成为加法的助手，为被加数本身。同样1也被分离出来，所有的数与1相乘后总是被乘数本身。重新回到*，我们必须区分它的两个形式：0≠1。　　　　
　　　　这个认识促使原理5也需要修改，对加法而言是对的，如果将*换为＋，e是0：每个数都有其负数a’，我们记为…a，因此a*a’就转化为a＋（…a）=0。在没有日期的评判方法之前，0表示界于过去与未来之中的现在。在复式的簿记上，0表示借款与贷款的平衡。正数通过这个神气的环，正数的求助于负数，尽管温斯顿·邱吉尔餐后的观点是这样的：　　　　
　　　　对数学我曾经有一种预感，我明白了它的全部，深奥的和浅显的都向我展示。有人可能看到了维纳斯像，甚至是市长阁下的展览，而我看到无限数字中的一个数，且看到它从正到负改变着自己的符号。我确实看到了这是怎么发生的；为什么背叛是无法避免的？但这是在晚饭后，我也随它去了。　　　　
　　　　但是对于乘法，原理5就不再完全正确了。我们说任何数除了0都有其倒数，通常记作　，因此a*a’=e，即为　。0或许是加法的助手，而乘法保留了它的反叛地位。　　　　
　　　　顺便说一下，分配律意识到了加法和乘法中的不对称特点，它告诉我们a·（b＋c）=a·b＋a·c。但是你不能改变这里的＋和·的作用：a＋（b·c）=（a＋b）·（a＋c）这就不正确了。　　　　
　　　　沿着光荣足迹走过来的我们；非常困难去重新理解那些只有0和1是实数的规律，所有的其他数字以及其它行为都要受到这些规律的支配。那些回到过去并对这些规律提出质疑的人必须等到这些规律提出者回来，并遵守诺言保持这些规律。但是莱克格斯（Lycurgus；　9世纪斯巴达立法人，被认为是斯巴达法典的创立者——译者注）再也没有回来：这是他给予斯巴达的礼物。


第三部分　费尽周折第27节　无穷小（1）

　　　　懒洋洋地走向伯利恒（Bethlehem）　　　　
　　　　只有选择遗忘过去才能让我们继续前进，将曾经不确定的东西作为确信的最平常的东西，将通过努力得到的东西作为我们生来就有的权利。对待零也应该这样。他被说成从一个位置符号浓缩为我们字母表中的一个字母，在数学的初级读本中把它作为一个解决等式的量。　　　　
　　　　到十七世纪，我们关于等式本身的态度改变了。当我们的兴趣从事情是什么转移到他们如何得来时，世界的动态变化映射关系是服从函数关系的。零的绝对的本性毫无疑问担负着最惊人的转换。　　　　
　　　　聚于焦点的问题是运动的问题。如何预测行星的轨道或完成一个炮弹的飞行轨迹？困难在于两者沿弯曲路径运行，而从希腊的几何学开始，我们所有的理解依据都是直线。例如，如果我们知道一条曲线上某点的斜率，我们仅仅可以说出它在哪里开头——但是在曲线的一个点处它是怎么有一个斜率呢？把曲线放在一个坐标平面上是有助于说明问题的（很幸运它已经被费马（Fermat　1601…1665　法国数学家，他有系统地阐述了现代数理论和概率论）和他同时代的笛卡尔（法国哲学家、数学家；1596…1690）发明出来，我们可能已经知道他们）。　　　　
　　　　　　　　　
　　　　坐标平面　　　　
　　　　因此它看起来就下图：　　　　
　　　　　　　　　
　　　　但是斜率是属于直线，如下所示，从A到P的路径，在产生一个水平距离x的同时上升一个垂直的量y——我们说他的斜率是比值y/x（因此一个1比10的斜坡每前进十个单位就上升一个单位：对于汽车来说可以忽略，对于骑脚踏车的人来说令人疲乏不堪）。　　　　
　　　　　　　　　
　　　　通过画曲线的切线，即使冒险猜想一条平滑曲线在某点的斜率是什么的，也一定会引起一些人的暴怒和另外一些人的嘲笑。晚至十九世纪，叔本华（Schopenhauer，1788…1860；　德国哲学家）还依然踌躇在半悲观之中，他引用一个幽默作为他愚蠢的理论的证据（这个笑话好像是讲这里既有角度又没有角度。它一定是他讲述的方法）。　　　　
　　　　　　　　　
　　　　这个问题的令人吃惊的解决方法依赖于由来已久的思想：希腊人的思想不时的产生出新的思想；小书写体（minuscule，一种在7世纪至9世纪之间从安色尔字体发展