“我們在這塊黑板上任意點兩個點,用尺去經過這兩個點就會畫出一條線。如果這個線有確定長度,這個就叫線段,如果這個線超過這兩個點,落於無窮遠處,我稱之為直線,直線不是黑板上的線,而是我們想象出來的一條無盡遠無窮長的線,它只是我們想象中的一根線。透過經驗我知道,在這兩個點上穿過的直線,有且只有一條,我無法證明這件事,我想這可以作為一個假設的前提,世間一切圖形的原則都要有一些無法證明但是假設可行的前提,我不知道這個應該叫什麼。
關於直線,我還有一種假設,就是如果在黑板上有一個點,那麼透過這個點的直線,可以有無數條。無數無數條……”張誠說。
關於數學的話題可以有很多,從數學邏輯、數論、代數、函式、數論、微分、積分、圖論、概論、統計、動力系統、運籌學等等,擴充套件開來幾乎無窮盡,張誠自己涉獵的數學分支就很龐雜,根本不是停留在咸陽這段時間所能盡數展開的,自己只能從幾個簡單的公理入手,帶入數學邏輯的內容,在這裡留下一個基礎。
“假如我們想象這個點不在這個黑板之上,而在上下六合之間,也有無數直線穿過這個點。而假如我們想象在六合之間有兩個點,那麼即便在六合之間,也只有有一根直線穿過這兩個點。”張蒼在一旁補充。
張誠一愣,旋即明悟。這討論已經從平面進入到立體領域。眼前這人果然是數學領域的天才。而看著另一面點頭讚許的歐冶子淵,這老人果然也是抽象思維的好手。
“應該如張蒼大人所說。我們就從這個直線入手,然後如果我們畫另外一根直線,如果這根直線和第一條直線上任意兩點的垂直距離相等,那麼我們就得到了一根平行線。平行線就好像是車輪的兩條軌一樣——它們的距離相等,但是永遠不會相交。那麼在黑板上兩根直線的關係只有兩種,一種是會相交的,一種是不會相交的。這就是平行線和交叉線……”
這種抽象的分類,對兩位專家來說,都不算困難,但是這種別開生面的抽象想象,顯然對他們來說具有極大的衝擊和刺激。兩人一邊點頭一邊展開想象。
“然後我發現,兩根直線相交的時候,相對的兩個角的角度必然相等!”
兩人狂點頭。兩個角相等這件事,看一眼就知道。這無需證明,也很難證明,眼下並沒有量角器這種東西,大家無法去測量角度。
“我聽說,周天是360之數……”張誠以直線交點為圓心隨手畫了一個圓,“假設周天角度是360度,那麼周天一半就是180度,那麼我們就知道,這兩個角的和是180度。如果我們有一個工具可以測量角度,我們是不是可以製作一個180度的尺子?”張誠說。
“然後,我假設平行線的同位角是相等的。因為……”
一口氣講完幾何學的五大公理,張誠略作停頓,接下來說。在這五個假設之下,可以推演出無數圖形和關係。
兩個人讚歎不已。雖然這堂課的資訊量巨大,但是對兩個常年浸淫在數學世界的人來說,理解這些卻並不難。張誠在黑板上塗抹演示的時候,並不使用圓規直尺,而是隨手畫一些線條。這些線條並不準確,甚至有一些變形,但是如果用抽象的方式去想象其中的關係,這些關係又是極清晰的,這裡張誠展示的是一種建立在抽象之上、無需介入真實尺度測量的純粹幾何學的思考方式。然後展開了以三角形、矩形為核心的各種作圖和測量的運算,所有運算得出的結果都只是幾分之幾的關係,而不涉及真實的尺度,真正需要的時候,只需要用真實尺度套進去,就可以得到實際的面積、長度等數字。
這種解說的方式,給兩位客人留下了深刻的印象。
“最最簡單的假設我只有五個,這五個我無法證明,只能想象。如果這五個假設是正確的,或者無法證明它們是錯誤的,那麼我想是否可以稱之為先理或者公理?公認的道理?然後在這五個假設之上,一切圖形問題都可以用這五個假設做基礎進行推演計算。到底能算到多少,我年幼不能盡知……”
張誠一直講一直講,很興奮但也很累。興奮的是終於有機會和人在知識上做交流,而且這種交流看起來極為容易,你所說的一切對方都能瞭解。累的是,面對這種理解能力極強的人,你無需停頓,只能一直講一直講。
“我所說的一切,自然是在一個平面上發生的。以平面、直線、曲線為基礎的圖形。那麼假如這一切進入到六合之境,會是什麼樣子的,我就不知道了。”這兩個人對平面幾何的基礎已經完全