聽故事游科學王國

文/陳長漢

2018 年，清華大學將《從一到無窮大》一書作為禮物，和錄取通知書一起送給每個新生。這是一本什么樣的書呢？

正如清華大學校長邱勇在附信中所說：“在書中，他（作者）用生動的語言將數學、物理和生物學等內容巧妙融合，并以一種通俗易懂、充滿趣味的方式呈現給讀者。”沒錯，《從一到無窮大》就是用一個個故事串聯，將數學、物理、生物學等學科知識有機融合在一起的著名科普讀物，是每個人在小時候就該讀的好書。全書的開篇，由一個故事引入：

有這么一個故事，說的是兩個匈牙利貴族決定做一次數數游戲——誰說出的數字大誰贏。

“好。”一個貴族說，“你先說吧！”

另一個絞盡腦汁想了好幾分鐘，最后說出了他所想到的最大數字：“3。”

現在輪到第一個動腦筋了。苦思冥想了一刻鐘以后，他表示棄權，說：“你贏啦！”

這兩個貴族的智力當然是不很發達的。再說，這很可能只是一個挖苦人的故事而已。然而，如果上述對話發生在原始部族中，這個故事大概就完全可信了。有不少非洲探險家證實，在某些原始部族里，不存在比3 大的數字。如果問他們當中的一個人有幾個兒子，或殺死過多少敵人，那么，要是這個數字大于3，他就會回答說“許多個”。因此，就計數這項技術來說，這些部族的勇士們可要敗在我們幼兒園里的娃娃們的手下了。

為什么“3”是最大的數字呢？很多同學可能想到了老子《道德經》里的一句名言：“一生二，二生三，三生萬物。”別說原始部族，在中國這文明古國里，也長期用“3”來代指多數。個中原因，本書作者、世界著名物理學家和天文學家喬治·伽莫夫在書中做了解釋。

這樣讓人感到意外而有趣的故事在書中比比皆是，常讓人不經意間明白一些艱深的道理，讓學習變得簡單、有趣。

有一個人曾經在大數目上吃了虧，那就是印度的舍罕王。據說，舍罕王打算重賞國際象棋的發明者、宰相西薩·班·達依爾。這位聰明大臣的胃口看來并不大，他跪在國王面前說：“陛下，請您在這張棋盤的第一個小格內，賞給我1 粒麥子，在第二個小格內給2 粒，第三格內給4 粒，照這樣下去，每一小格內都比前一小格加一倍。陛下啊，把這樣擺滿棋盤上所有64 格的麥粒，都賞給您的仆人吧！”

“愛卿，你所求的并不多啊。”國王為自己對這樣一件奇妙的發明所許下的慷慨賞賜不致破費太多而暗喜，“你當然會如愿以償的。”說著，他令人拿來一袋麥子。

數麥粒的工作開始了。第一格內放1 粒，第二格內放2 粒，第三格內放4 粒……還沒到第二十格，袋子已經空了。一袋又一袋的麥子被扛到國王面前來。但是，麥粒數一格接一格地增長得那樣迅速，很快就可以看出，即便拿來全印度的糧食，國王也兌現不了他對西薩·班·達依爾許下的諾言了，因為這需要有18446744073709551615 顆麥粒呀！

這個數字不像宇宙間的原子總數那樣大，不過也已經夠可觀了。1 蒲式耳（歐美的容量單位，計量谷物專用）小麥約有500 萬粒，照這個數，那就得給西薩·班·達依爾拿來4 萬億蒲式耳才行。如此一來，舍罕王發覺自己欠了“不貪心”的宰相好大一筆債。

數學中的倍數問題，通過這樣一個故事來講，是不是有趣而容易理解了呢？

當然了，本書并不只講了數學問題。作者伽莫夫將全書分為四部分——做做數字游戲，空間、時間與愛因斯坦，微觀世界，宏觀世界，分別是一場美妙的宇宙旅程的其中一段。一開始，作者帶我們來到了數學森林，有埃及人、羅馬人和希臘人在那里用各種瑣碎的記號和方法來記錄當時最大的數字，有印度人在“棋盤麥子”和“河內塔”的“巨大數字”面前束手無策等，從而走進“數論”的神奇世界。接著，來到物理空間，欣賞時間和空間糾纏在一起的“魔法秀”。再接著，來到了“小人國”，看古代煉金術師和希臘哲學家爭論“火的秘密”，看近現代科學家思考和觀察分子、原子等微物質；最后，則來到“生命綠洲”，從細胞出發，探索生命之謎。值得一提的是，該書出版較早，1961 年再版時基因學才剛剛起步，像DNA 的發現者之一、諾貝爾獎得主沃森，就在少年時受到了本書的影響。沃森在《基因、女郎、伽莫夫》一書中曾說：“一個大頑童，從原子跳到基因，又跳到空間旅行。他同時涉足這些領域……從不指望每次探索都有結果，因而總是在過程中尋找樂趣。”

沒錯，伽莫夫就是一個“大頑童”，他能帶你在科學王國里探秘尋趣。

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閱讀推薦：《從一到無窮大》，[美]G·伽莫夫著，暴永寧譯，吳伯澤校，科學出版社2002 年出版。