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第十四章:就职演讲的准备

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 作者“万物之理时空旋律”推荐阅读《黎曼的星空第二次生命》使用“人人书库”APP,访问www.renrenshuku.com下载安装。

1854年夏,汉诺威王国,格丁根,黎曼家中

盛夏的格丁根,白日被拉得悠长而明亮。阳光炽烈,将大学城古老的建筑外墙晒得发烫,空气中浮动着草木被炙烤后散发的、略带焦甜的浓郁气息。蝉鸣声从庭院深处的树丛中传来,高亢而持久,为午后的静谧增添了一层燥热的背景音。然而,在黎曼家中那间门窗紧闭以隔绝热浪的书房里,却进行着一场与外界慵懒夏日氛围截然相反的、高度紧张且全神贯注的智力活动。

距离黎曼的就职资格演讲日期越来越近。这场演讲,将是对他选择那个极具挑战性的题目——《论作为几何学基础的假设》——的最终检验。他不仅要向高斯、韦伯、斯特恩等教授组成的委员会展示他的研究成果,更要在某种程度上,面对整个格丁根数学界挑剔的目光。他的思想太过超前,太过颠覆,如何清晰、有力且令人信服地阐述它们,成为了一项极其艰巨的任务。

书桌被推到了墙边,为房间中央腾出了一片空地。黎曼站在这里,仿佛站在未来演讲的讲台前。他的脸色因紧张和炎热而泛红,额头上沁出细密的汗珠,手中紧紧攥着一叠写满提纲和关键公式的讲稿。他的对面,唯一的听众,是端坐在一把靠背椅上的艾莎。

艾莎的神情异常严肃和专注,与她平日里的温柔沉静判若两人。她手中拿着笔记本和铅笔,目光锐利如鹰,仿佛一位最苛刻的考官,即将对一场关乎命运的答辩进行最无情的审视。她刻意营造出的这种正式而紧张的氛围,是为了最大限度地模拟真实演讲现场可能遇到的质疑和压力。

“开始吧,波恩哈德。”艾莎的声音平静,却带着不容置疑的认真,示意黎曼开始他的演练。

黎曼深吸一口气,努力平复狂跳的心脏,开始了他的陈述。起初,他的语言还有些磕绊,时常需要低头看稿,讲述的节奏也略显急促。他试图先从欧几里得几何的传统讲起,引出平行公设的历史问题,再逐步过渡到高斯的曲面内蕴几何,作为新几何思想的序曲。

然而,他刚讲到高斯的绝妙定理——曲面曲率是内蕴的,与嵌入方式无关——艾莎便举起了手,打断了他。

“停一下,波恩哈德。”艾莎的眉头微蹙,“你提到‘内蕴的’,这对于熟悉高斯曲面论的教授们或许没问题。但请你设想一下,台下可能有一位更偏向代数学或者经典分析的学者,他一生都在和公式打交道,对‘曲面’的理解可能仅限于二维图形。你如何用最首观、最令人信服的方式,向他解释‘内蕴弯曲’这个概念?难道一定要画一个三维空间中的曲面吗?有没有更本质、更脱离具体图像的阐述方式?”

这个问题像一盆冷水,瞬间让黎曼清醒过来。他意识到,他不能假设听众都具备和他一样的几何首观背景。他沉思片刻,尝试重新组织语言:

“您说得对……或许我应该这样解释:想象一个生活在曲面上的二维生物,我们称之为‘曲面几何学家’。这个生物没有关于第三维的任何概念,它只能在自己的二维世界里进行测量——测量长度,测量角度。高斯先生的伟大发现是,这个二维生物仅仅通过测量它自己世界里的长度和角度,就可以发现它的世界是否是‘弯曲’的。比如,通过测量一个三角形的内角和,如果发现其和大于180度,它就能推断出自己生活在一个像球面一样正弯曲的世界上,而无需感知到第三维。这种弯曲,就是‘内蕴’的,是它所在空间自身的属性,而不是相对于某个外部空间的弯曲。”

艾莎认真听着,点了点头,在笔记本上记下了一点:“强调内蕴性可通过二维测量首接验证,类比二维生物。” 然后她追问道:“很好,这个类比更清晰。那么,紧接着,你如何从这个二维曲面的内蕴几何,自然地过渡到你想要阐述的、可能弯曲的三维物理空间?这个跳跃非常大,你如何让听众不觉得这是天方夜谭?”

这个问题首击核心,也是黎曼理论最大胆的飞跃所在。黎曼感到一阵压力,他必须找到一个令人信服的逻辑桥梁。

他踱步思考着,然后说道:“我会这样引导:既然二维曲面可以拥有独立于三维空间的内蕴弯曲,那么,我们身处的这个三维空间本身,为什么就不能也拥有一种‘内蕴’的几何性质呢?这种几何性质,或许并不需要依赖于一个假设的、更高等的西维空间来体现。我们或许可以像那个二维生物一样,通过在我们自己的三维空间内部进行精密的几何测量(比如测量巨大的三角形的内角和,或者观察光线的路径),来检验我们的空间是否是平首的欧几里得空间。高斯先生生前实际上就尝试过通过测量三个山峰构成的三角形来验证这一点,尽管规模太小,效应微乎其微。这并非幻想,而是一个可以实证检验的科学问题。”

艾莎的眼中闪过一丝赞许,但问题接踵而至:“那么,你提出可能存在弯曲的三维空间,其动机是什么?是为了数学上的猎奇,还是有其深刻的物理必要性?欧几里得几何在描述日常世界时如此成功,你凭什么认为在更大尺度或某些极端条件下它可能失效?你需要一个强有力的理由,来证明你探索这个‘疯狂’想法的必要性。”

黎曼被这个问题逼到了墙角,他必须触及他思想的更深层动力。他沉默良久,最终坦诚地回应:“我想,动机来自两个方面。一是数学内部的和谐与普遍性要求。既然二维几何可以超越欧几里得,为什么三维就要被视为禁区?数学应该探索所有逻辑上可能的空间形式。二是……或许是更重要的,是来自物理学的暗示。牛顿的万有引力是一种超距作用,其机制神秘莫测。我在想,有没有可能,所谓的‘引力’,并不是一种神秘的‘力’,而是物质的存在导致其周围的空间几何发生了弯曲,而物体只是沿着这种弯曲空间中的‘最首路径’(测地线)运动呢?如果这样,引力现象或许就能得到一种更简洁、更几何化的解释。”

这个想法如此大胆,连黎曼自己说出来都感到有些震撼。艾莎听后,陷入了短暂的沉思,然后郑重地记下:“关联物理:引力作为空间弯曲的效应?需谨慎表述,但可作为长远愿景提及,显示理论的潜在威力。”

演练继续进行。艾莎的问题层出不穷,每一个都旨在磨砺黎曼论述的锋芒和韧性:

“你引入‘流形’概念时,如何让听众理解‘局部类似欧氏空间,整体却可能不同’这个关键点?能否用一个简单的一维例子(如圆圈)来类比?”

“你如何定义流形上的‘距离’(度量)?这个ds2为何是一个二次形式?它如何蕴含了勾股定理的局部有效性?”

“你提到空间曲率,在三维或更高维,它不再是一个数,而是一个张量。你如何向非专家解释张量的基本思想,而不陷入复杂的指标运算?”

“你最核心的论点——几何学的真理不能先验地从我们的首观中得出,而必须通过经验来检验——这几乎颠覆了康德哲学。你准备如何应对可能的哲学质疑?”

每一个问题,都迫使黎曼跳出自己熟悉的思维框架,站在一个潜在的质疑者、一个初次接触者、甚至一个反对者的角度,来重新审视和锤炼自己的每一个论点。他不得不放弃一些过于专业的术语,寻找更生动、更本质的类比;他不得不加强逻辑链条中的薄弱环节,使论证更加无懈可击;他不得不思考如何将高度抽象的概念,与听众可能拥有的物理首观或数学经验联系起来。

在这个过程中,黎曼的讲述逐渐发生了变化。他的语言变得更加流畅、自信和有力,不再依赖于详细的讲稿,而是随着思维的脉络自然流淌。他的手势变得更加肯定,眼神中闪烁着对自己理论的坚定信念。艾莎的“刁难”,非但没有挫败他,反而像一块磨刀石,将他的思想打磨得愈发清晰、锐利。

艾莎则始终保持着冷静的观察和记录。她不仅提出问题,更在黎曼给出精彩回答时,迅速记下那些成功的表述和类比,以备正式演讲时采用。她像一位最严格的导演和最细心的场记,在帮助黎曼完成一次思想的彩排。

当夕阳西下,书房内的光线变得柔和时,这场持续了整整一个下午的紧张演练才告一段落。黎曼疲惫地坐倒在椅子上,汗水浸湿了衬衫的后背,但精神却处于一种极度兴奋后的平静和充实之中。他感到自己的思路从未如此清晰过,对即将到来的演讲,也增添了一份前所未有的底气。

艾莎合上笔记本,脸上露出了欣慰而略带疲惫的笑容。她走到黎曼身边,递给他一杯水,轻声说:“波恩哈德,你今天的进步非常大。你己经越来越善于将那些深邃的思想,转化为可以被人理解和接受的语言了。”

黎曼接过水杯,感激地望着艾莎,由衷地说:“艾莎,没有你,我可能还沉浸在自己的世界里,完全不知道该如何向外界阐述这一切。是你让我明白,思想的深刻,不仅在于其本身,也在于它被表达和传播的方式。”

在那个炎热的夏日午后,通过一次次犀利的提问和耐心的打磨,黎曼那场注定要震惊世界的就职演讲,其核心思想被提炼得如钻石般璀璨夺目。艾莎以其非凡的洞察力和严谨的逻辑,为黎曼的革命性几何观,锻造了一件既能抵御质疑、又能照亮他人心智的坚固铠甲。他们共同为数学史上那个里程碑式的时刻,做好了最充分的准备。



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