第二部　误闯普林斯顿-6

跟数学家抬杠

在普林斯顿研究院，物理系和数学系共用一间休闲室。

每天下午4点钟，我们都在那里喝茶。这一方面是模仿英国学校的作风，另一方面也是放松情绪的好方法。大家会坐下来下下棋，或者讨论些什么理论。在那些日子里，拓扑学是很热门的话题。

我还记得有个家伙坐在沙发上努力思索，另一个则站在他面前说：“所以，这个这个为真。”

“为什么？”坐在沙发上的人问。

“这太简单！太简单了！”站着的人说，接着滔滔不绝地发表了一连串逻辑推论，“首先你假设这个和这个，然后我们用克科夫理论的这个和那个；接下来还有瓦芬斯托华定理，我们再代入这个，组成那个。现在你把向量放在这里，再如此这般……”坐在沙发上的家伙勉力挣扎要消化这许多东西，而站着的人则一口气又快又急地讲了15分钟！等他讲完之后，坐在沙发上的家伙说：“是的，是的！这真的很简单。”

我们这些念物理的人全都笑歪了，搞不懂这两个人的逻辑。最后我们一致认为，“简单”等于“已经证实”。

因此我们跟这些数学家开玩笑说：“我们发现了个新定理——数学家只懂得证明那些很简单的定理，因为每个已被证明的定理都是很简单的。”

那些数学家不怎么喜欢我们提出的定理，我就再跟他们开个玩笑。我说世上永远不会有令人意外的事件——正因为数学家只去证明很简单的事物。

找数学家麻烦

对数学家来说，拓扑学可不是那么简单的学问，其中有一大堆千奇百怪的可能性，完全“反直觉”之道而行。于是我又想到一个主意了。我向他们挑战：“我跟你们打赌，随便你提出一个定理——只要你用我听得懂的方式告诉我，它假设些什么、定理是什么等等——我立刻可以告诉你，它是对的还是错的！”

然后会出现以下的情况：他们告诉我说，“假设你手上有个橘子。那么，如果你把它切成Ｎ片，Ｎ并非无限大的数。

现在你再把这些碎片拼起来，结果它跟太阳一样大。这个说法对还是错？”

“一个洞也没有？”

“半个洞也没有。”

“不可能的！没这种事！”

“哈！我们逮到他了！大家过来看呀！这是某某的‘不可量测量’定理！”

就在他们以为已经难倒我时，我提醒他们：“你们刚才说的是橘子！而你不可能把橘子皮切到比原子还薄、还碎！”

“但我们可以用连续性条件：我们可以一直切下去！”

“不，不，你刚才说的是橘子，因此我假定你说的，是个真的橘子。”

因此我总是赢。如果我猜对，那最好。如果我猜错了，我却总有办法从他们的叙述中找出漏洞。

其实，我也并不是随便乱猜的。我有一套方法，甚至到了今天，当别人对我说明一些什么，而我努力要弄明白时，我还在用这些方法：不断地举实例。

譬如说，那些念数学的提出一个听起来很了不得的定理，大家都非常兴奋。当他们告诉我这个定理的各项条件时，我便一边构思符合这些条件的情况。当他们说到数学上的“集”

时，我便想到一个球，两个不相容的集便是两个球。然后视情况而定，球可能具有不同的颜色、长出头发或发生其他千奇百怪的状况。最后，当他们提出那宝贝定理时，我只要想到那跟我长满头发的绿球不吻合时，便宣布：“不对！”

如果我说他们的定理是对的话，他们便高兴得不得了。

但我只让他们高兴一阵，便提出我的反例来。

“噢，我们刚才忘了告诉你，这是豪斯道夫的第二类同态定理。”

于是我说：“那么，这就太简单，太简单了！”到那时候，虽然我压根儿不晓得豪斯道夫同态到底是些什么东西，我也知道我猜的对不对了。虽然数学家认为他们的拓扑学定理是反直觉的，但大多数时候我都猜对，原因在于这些定理并不像表面看起来那么难懂。慢慢地，你便习惯那些细细分割的古怪性质，猜测也愈来愈准了。

不过，虽然我经常给这批数学家找麻烦，他们却一直对我很好。他们是一群快乐的家伙，构思理论就是他们的使命，而且乐在其中。他们经常讨论那些“简单、琐碎”的理论；而当你提出一个简单问题时，他们也总是尽力向你说明。

跟我共用浴室的就是这样的数学家，名字叫做奥伦（PaulOlum）。我们成了好朋友，他一直想教我数学。我学到“同伦群”（homotopy group）的程度时终于放弃了；不过在那程度之下的东西，我都理解得相当好。

我始终没有学会的是“围道积分（contour integration）”。

高中物理老师贝德先生给过我一本书，我会的所有积分方法，都是从这本书里学到的。

事情是这样的：一天下课之后，他叫我留下。“费曼”，他说，“你上课时话太多了，声音又太大。我知道你觉得这些课太沉闷，现在我给你这本书。以后你坐到后面角落去好好读这本书，等你全弄懂了之后，我才准你讲话。”

于是每到上物理课时，不管老师教的是帕斯卡定律或是别的什么，我都一概不理。我坐在教室的角落，念伍兹（woods）著的这本《高等微积分学》。贝德知道我念过一点《实用微积分》，因此他给我这本真正的大部头著作——给大学二三年级学生念的教材。书内有傅立叶级数、贝塞尔函数、行列式、椭圆函数——各种我前所未知的奇妙东西。

那本书还教你如何对积分符号内的参数求微分。后来我发现，一般大学课程并不怎么教这个技巧，但我掌握了它的用法，往后还一再地用到它。因此，靠着自修那本书，我做积分的方法往往与众不同。

结果经常发生的是，我在麻省理工或普林斯顿的朋友被某些积分难住，原因却是他们从学校学来的标准方法不管用。

如果那是围道积分或级数展开，他们都懂得怎么把答案找出；现在他们却碰壁了。这时我便使出“积分符号内取微分”的方法——这是因为我有一个与众不同的工具箱。当其他人用光了他们的工具，还没法找到解答时，便把问题交给我了！