听故事游科学王国

文/陈长汉

2018 年，清华大学将《从一到无穷大》一书作为礼物，和录取通知书一起送给每个新生。这是一本什么样的书呢？

正如清华大学校长邱勇在附信中所说：“在书中，他（作者）用生动的语言将数学、物理和生物学等内容巧妙融合，并以一种通俗易懂、充满趣味的方式呈现给读者。”没错，《从一到无穷大》就是用一个个故事串联，将数学、物理、生物学等学科知识有机融合在一起的著名科普读物，是每个人在小时候就该读的好书。全书的开篇，由一个故事引入：

有这么一个故事，说的是两个匈牙利贵族决定做一次数数游戏——谁说出的数字大谁赢。

“好。”一个贵族说，“你先说吧！”

另一个绞尽脑汁想了好几分钟，最后说出了他所想到的最大数字：“3。”

现在轮到第一个动脑筋了。苦思冥想了一刻钟以后，他表示弃权，说：“你赢啦！”

这两个贵族的智力当然是不很发达的。再说，这很可能只是一个挖苦人的故事而已。然而，如果上述对话发生在原始部族中，这个故事大概就完全可信了。有不少非洲探险家证实，在某些原始部族里，不存在比3 大的数字。如果问他们当中的一个人有几个儿子，或杀死过多少敌人，那么，要是这个数字大于3，他就会回答说“许多个”。因此，就计数这项技术来说，这些部族的勇士们可要败在我们幼儿园里的娃娃们的手下了。

为什么“3”是最大的数字呢？很多同学可能想到了老子《道德经》里的一句名言：“一生二，二生三，三生万物。”别说原始部族，在中国这文明古国里，也长期用“3”来代指多数。个中原因，本书作者、世界著名物理学家和天文学家乔治·伽莫夫在书中做了解释。

这样让人感到意外而有趣的故事在书中比比皆是，常让人不经意间明白一些艰深的道理，让学习变得简单、有趣。

有一个人曾经在大数目上吃了亏，那就是印度的舍罕王。据说，舍罕王打算重赏国际象棋的发明者、宰相西萨·班·达依尔。这位聪明大臣的胃口看来并不大，他跪在国王面前说：“陛下，请您在这张棋盘的第一个小格内，赏给我1 粒麦子，在第二个小格内给2 粒，第三格内给4 粒，照这样下去，每一小格内都比前一小格加一倍。陛下啊，把这样摆满棋盘上所有64 格的麦粒，都赏给您的仆人吧！”

“爱卿，你所求的并不多啊。”国王为自己对这样一件奇妙的发明所许下的慷慨赏赐不致破费太多而暗喜，“你当然会如愿以偿的。”说着，他令人拿来一袋麦子。

数麦粒的工作开始了。第一格内放1 粒，第二格内放2 粒，第三格内放4 粒……还没到第二十格，袋子已经空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是，麦粒数一格接一格地增长得那样迅速，很快就可以看出，即便拿来全印度的粮食，国王也兑现不了他对西萨·班·达依尔许下的诺言了，因为这需要有18446744073709551615 颗麦粒呀！

这个数字不像宇宙间的原子总数那样大，不过也已经够可观了。1 蒲式耳（欧美的容量单位，计量谷物专用）小麦约有500 万粒，照这个数，那就得给西萨·班·达依尔拿来4 万亿蒲式耳才行。如此一来，舍罕王发觉自己欠了“不贪心”的宰相好大一笔债。

数学中的倍数问题，通过这样一个故事来讲，是不是有趣而容易理解了呢？

当然了，本书并不只讲了数学问题。作者伽莫夫将全书分为四部分——做做数字游戏，空间、时间与爱因斯坦，微观世界，宏观世界，分别是一场美妙的宇宙旅程的其中一段。一开始，作者带我们来到了数学森林，有埃及人、罗马人和希腊人在那里用各种琐碎的记号和方法来记录当时最大的数字，有印度人在“棋盘麦子”和“河内塔”的“巨大数字”面前束手无策等，从而走进“数论”的神奇世界。接着，来到物理空间，欣赏时间和空间纠缠在一起的“魔法秀”。再接着，来到了“小人国”，看古代炼金术师和希腊哲学家争论“火的秘密”，看近现代科学家思考和观察分子、原子等微物质；最后，则来到“生命绿洲”，从细胞出发，探索生命之谜。值得一提的是，该书出版较早，1961 年再版时基因学才刚刚起步，像DNA 的发现者之一、诺贝尔奖得主沃森，就在少年时受到了本书的影响。沃森在《基因、女郎、伽莫夫》一书中曾说：“一个大顽童，从原子跳到基因，又跳到空间旅行。他同时涉足这些领域……从不指望每次探索都有结果，因而总是在过程中寻找乐趣。”

没错，伽莫夫就是一个“大顽童”，他能带你在科学王国里探秘寻趣。

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阅读推荐：《从一到无穷大》，[美]G·伽莫夫著，暴永宁译，吴伯泽校，科学出版社2002 年出版。