1.《零的故事(節錄)》
Among the great things
which are to be found among us,
the Being of Nothingness is the greatest.
-Leonardo da Vinci(達文西)
零是一個很有趣的數,它表示「沒有」或「空無」,但是似乎又無所不有,非常豐富。這種矛盾的雙重性格,恰好構成零的魅力。老子說﹕「天下萬物生於有,有生於無。」零似無實有,若隱若現,引人無窮的想像。
從數系或坐標系的整體眼光來看,零代表坐標原點,是天地的中心。任何系統若缺少中心,那就缺少生命,沒有生命的東西就不好玩。零多麼重要﹗
任何數加零或減零還是等於該數,即「加之不增,減之無傷」。這表示零的「空無」,表現零的謙虛、客氣、不動人一根汗毛的一面。但對於乘法,零就很專橫霸道、自我為中心﹕任何數乘以零等於零。因此,零簡直是集「謙虛與霸道」於一身。另外,把零加在一個數後面就放大了十倍,例如3就變30。最後再看除法,零惹來了麻煩﹕零不能當除數,一除就爆炸﹗
印度天才數學家 Ramanujan (1887-1920)
小學時,老師教他﹕3個糖果分給3個人,每個人得到1個;17個水果分給17個人,每個人也得到1個;因此任何一個數除以自己等於1。Ramanujan馬上反問老師﹕0÷0=?讓老師回答不出來。0÷0是不定形,有各種答案,這需要利用微積分才能回答。
從因數與倍數的眼光來看,任何數都是零的因數,零是任何數的倍數。因此,零似乎是無所不有,豐富得很。
溫度是零度並不是沒有溫度,海拔零公尺也不是沒有高度。零星、零嘴、零碎、零件、零用錢……都是有,而不是沒有。此時,「零」用來表示「有而少」之意。至於「零丁洋裡嘆零丁」的零是詩人對身世孤獨寂寞的感嘆。
具有大小與方向的量叫做向量。零向量沒有大小,但是所有方向都是它的方向(即無向)。這啟示我們﹕在一方面放棄所有的東西,會從另一方面得到所有東西,「失之東隅,收之桑榆」,空無才能容納萬有。零真有趣﹗
我們在施展配方法或式子的化簡工作時,常常加一個數再去減該數,這就是請零出來幫我們完成工作。空無的零能夠成就事工,真奇妙﹗
耶穌誕生之年被選為西元之始。由於當時的天文學家害怕零,於是從西元一年開始算起,這就給後世的我們惹來了麻煩﹕西元二零零零年開始並不是廿一世紀,二零零一年之始才是廿一世紀﹗若從零算起就不會有這個困擾。
但是從零算起,偶爾也會鬧笑話。我們舉波蘭的數學家 Sierpinski 的故事﹕Sierpinski
憂心丟一件行李,他的太太說﹕「不會的,親愛的,六件行李都在這裡。」 Sierpinski 說﹕「這不可能是真的,因為我已經點算過許多次﹕0, 1, 2, 3,
4, 5。」
微分與積分合起來,叫做微積分。微積分是整個近代科學與工藝的基礎。我們可以說,牛頓與萊布尼慈發明的微積分,才導致十七世紀的科學革命。英國詩人
Alexander Pope (1721-1744) 稱讚牛頓說﹕
Nature and Nature's Laws lay hid in Night:
God said, Let Newton be! and all was Light.
自然和自然的定律隱藏在黑夜﹕
上帝說,讓牛頓出現﹗一切大放光明。
無窮小不等於零並且要多小就有多小,簡直就像活生生的小精靈。要多小就有多小的實數必為零。因此,無窮小有時候等於零,有時候又不等於零,具有雙重矛盾的性格,它不生存在實數系,而生存在「無何有之鄉」(Never
Never Land)。
在文獻上可以看到「咬自己尾巴的蛇之圖」(ouroboros),在古代它象徵著自己吃自己的不可能與生死交會的矛盾,在邏輯上代表「繞圈子」(vicious
circle)的毛病。今日則象徵粒子物理學與宇宙論的會合。從日常生活的世界出發,有兩個方向可走﹕微小世界(microworld)與大宇宙。由物質到分子、原子,再到基本粒子、夸克、超弦,經過無窮部驟最後到達無窮小、零、空無。蛇咬自己的尾巴,形成一個圓,象徵空無與無窮的合一,宇宙的無始無終,以及所有自然的統一。將圓扭轉一下,稍作變形,就成為∞,這是數學符號的無窮。
因為零的威力,宇宙將會冷死,而不是熱死;是冰而不是火,將讓宇宙毀滅。這使人想起美國詩人佛洛斯特(R.Frost, 1875-1963)的一首詩﹕
Fire and Ice
Some say the world will end in fire
Some say in ice.
From what I've tasted of desire
I hold with those who favor fire.
But if it had to perish twice,
I think I know enough of hate
To say that for destruction ice
Is also great
And would suffice
火與冰
有人說世界將毀滅於火,
有人說世界將結束於冰。
我曾嚐過慾火的燃燒,
所以同意火的主張。
但如果世界必須毀滅兩次,
憑我對恨的深刻理解,
說到破壞的力量,
冰也是威力強大
並且必足以勝任。
總之,如果你觀看零,你將會看到空無;但是如果你穿透它,你將會看到整個世界。這大致就是我們認識事物的模式。一個有趣的對照﹕蘇格拉底強調理性的認識必須從「無知」開始,這就像上帝從「空無」中創造萬物。從空無到空無,「色即是空,空即是色」,這多麼富藏玄機與襌機啊﹗