林革
很長一段時間里,咖啡館是歐洲城市里最早的、也是唯一供各階層人們自由來往聚會的場所。除了彌漫著咖啡誘人的香氣,這里更有一種悠然自得的氛圍,令人們的身心得以放松,科學(xué)和藝術(shù)的靈感在咖啡的香氣里不斷閃現(xiàn)。
蘇格蘭咖啡館位于19世紀30年代波蘭的利維夫市(現(xiàn)烏克蘭的利沃夫市)的里沃夫大學(xué)附近。這個原本普通的咖啡館,由于數(shù)學(xué)家的經(jīng)常光臨而逐漸成為學(xué)術(shù)沙龍之所,見證了現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一些重要分支的發(fā)展,曾被譽為“數(shù)學(xué)家的搖籃”。
波蘭杰出的數(shù)學(xué)家巴拿赫和烏拉姆就是這家咖啡館的??汀0湍煤赵尾ㄌm數(shù)學(xué)會主席,以他的名字命名的巴拿赫空間、巴拿赫平均數(shù)、巴拿赫點陣、巴拿赫定理在數(shù)學(xué)界享有盛譽,他領(lǐng)導(dǎo)的里沃夫數(shù)學(xué)學(xué)派風(fēng)靡全球,極大地推動了數(shù)學(xué)的發(fā)展。而烏拉姆這位出色的應(yīng)用數(shù)學(xué)家,曾與馮·諾依曼都參與了美國陸軍部研制原子彈的計劃,還參與研究核能推動的航天飛機。他是美國總統(tǒng)科學(xué)顧問委員會的顧問。
當(dāng)時在里沃夫大學(xué)擔(dān)任教授的巴拿赫,最喜歡的事就是邀自己的學(xué)生烏拉姆和幾個志同道合的人,跑到附近的蘇格蘭咖啡館,邊喝咖啡邊討論數(shù)學(xué)問題,聊得興起時甚至?xí)诘昀镒鲜畮讉€鐘頭。他們自由地探討與爭執(zhí),并隨手把交流的數(shù)學(xué)心得寫在大理石桌面上,但這顯然不是可靠的保存方式,以至于一些數(shù)學(xué)家抱怨重要的“思想火花”在蘇格蘭咖啡館被發(fā)現(xiàn)又被遺忘。于是,有心的巴拿赫將一本筆記本存放在咖啡館的老板那里,每當(dāng)他們來店里,老板便將本子連同咖啡一并送上。大家在討論中覺得某個問題有價值,就會把它記錄在筆記本上。
據(jù)統(tǒng)計,1935—1941年,這本筆記本總共記錄了193個高深的數(shù)學(xué)題目,迄今為止大約還有四分之一的問題未獲得解答。有趣的是,店主還與前來邊喝咖啡邊討論數(shù)學(xué)問題的人做了約定,誰證明或解答了某個問題,便可獲得軟糖或蛋糕一塊,當(dāng)然也少不了魚子醬和啤酒。
數(shù)學(xué)家巴拿赫(左)和烏拉姆(右)
這種獨特的、無拘無束的、暢所欲言的學(xué)術(shù)氛圍,讓許多參與者印象深刻,后來移居美國的烏拉姆到了晚年,仍對當(dāng)時在咖啡館探討數(shù)學(xué)問題的場景念念不忘。
無獨有偶,波蘭另一位著名的數(shù)學(xué)家斯坦因豪斯,工作之余也喜歡和幾位同行到蘇格蘭咖啡館討論數(shù)學(xué)問題。斯坦因豪斯經(jīng)常發(fā)表一些獨到的見解,并能對他人提出的問題給出精彩的解答。著名的“斯坦因豪斯戰(zhàn)斧圖”就是在蘇格蘭咖啡館里誕生的。
如圖1所示,陰影部分由4段以已知正方形邊長的一半為半徑的圓弧圍成,它的形狀就像一把戰(zhàn)斧。比較有趣的是,這把戰(zhàn)斧(陰影部分)的面積恰好是正方形面積的一半,通過割補法(圖2)可以巧妙地證明這個結(jié)論。有興趣的讀者不妨探究一番!
斯坦因豪斯圖形
數(shù)學(xué)家希爾伯特(上)和閔可夫斯基(下)
而散步似乎也能與喝咖啡產(chǎn)生同樣的效果,主角則是德國著名數(shù)學(xué)家希爾伯特和閔可夫斯基。希爾伯特和閔可夫斯基先后進入哥尼斯堡大學(xué),兩個才華橫溢、志趣相投的年輕人很快結(jié)識,并成為終生的摯友。1884年,25歲的數(shù)學(xué)家胡爾維茨來到哥尼斯堡大學(xué)擔(dān)任副教授,共同的愛好把他們?nèi)司o密地結(jié)合在一起。每天下午5點整,他們都會準時在校園的蘋果樹下集合,一起散步,討論當(dāng)下的一些數(shù)學(xué)問題,時而低頭苦思,時而滔滔不絕,時而爭執(zhí)辯論……正是在這種信馬由韁、各抒己見的交流中,思維互相碰撞產(chǎn)生靈感的火花,讓三位年輕人互相促進、收益良多,為今后的成就奠定了堅實的基礎(chǔ)。以至于希爾伯特成了數(shù)學(xué)大家后,仍堅持和幾個志同道合的同行或喜歡的學(xué)生按約定的時間和地點進行“數(shù)學(xué)散步”。
在閔可夫斯基去世后的紀念演說中,希爾伯特曾動情地回憶他們的這種已經(jīng)成為習(xí)慣的“數(shù)學(xué)散步”:“它像一個盛開著鮮花的園林?;▓@里有被人踏過的路,空閑時你可以循著它去觀花賞景,悠然自得而不用費力,當(dāng)一旁有一個情趣相投的朋友時更是如此。但是,我們還喜歡去尋找那深藏不露的小徑,去發(fā)現(xiàn)更多出人意料的、大飽眼福的景色。當(dāng)一個人向另一個人指出這種奇景時,我們共同贊美它,真是其樂無窮?!?/p>
盡管數(shù)學(xué)家的做法不能成為我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)的主要途徑,但“咖啡館數(shù)學(xué)沙龍”和“數(shù)學(xué)散步”的方式仍能給予我們啟示:在輕松和諧的氛圍中自由討論各自感興趣的知識或問題,交流各自學(xué)習(xí)的方法和體會,也許會收獲意想不到的效果。