文學(xué)作品中也“處處是數(shù)學(xué)”？揭秘數(shù)學(xué)家眼里的文字世界

克雷西 2024-01-19 15:05:21 來源：量子位

克雷西 發(fā)自 凹非寺

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我們的生活中處處都有數(shù)學(xué)的影子，甚至是文學(xué)作品中也不例外……

至于數(shù)學(xué)具體如何蘊(yùn)于文學(xué)之中，有位英國數(shù)學(xué)家專門寫了本書來介紹。

這本書題為Once Upon a Prime，篇幅長達(dá)320多頁，作者是格雷沙姆學(xué)院教授、倫敦大學(xué)伯克貝克學(xué)院名譽(yù)教授Sarah Hart。

酷愛數(shù)學(xué)的Sarah發(fā)現(xiàn)，人們對數(shù)學(xué)和音樂或繪畫作品之間聯(lián)系已經(jīng)比較了解，但對文學(xué)中的數(shù)學(xué)認(rèn)識還不夠。

于是她決定自己動手寫一本書，告訴人們文學(xué)作品當(dāng)中都蘊(yùn)含著哪些數(shù)學(xué)規(guī)律，她認(rèn)為，數(shù)學(xué)開啟了完全不同的文學(xué)視角。

讀者看了后覺得愛不釋手，為把這本書讀完放下了手中所有讀物，這本書讓自己見識到了新鮮的觀點(diǎn)。

許多專業(yè)的書評人士也對她的作品給予了很高的評價：

那么，Sarah教授筆下的數(shù)學(xué)世界究竟是怎樣的呢？

挖掘文字中的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)

Sarah認(rèn)為，既然人類是宇宙的一部分，那么人們的創(chuàng)造性表達(dá)形式（包括文學(xué)）也會表現(xiàn)出像數(shù)學(xué)一樣遵循特定的結(jié)構(gòu)或模式。

在Quantum magazine的訪談中，Sarah教授舉了這樣一個例子：

幾千年前，印度的梵文詩歌中，有長音節(jié)和短音節(jié)，長的是短的兩倍。
如果你想讓使詩的長度為短音節(jié)的三倍，那么可以有短短短、長短或短長這三種組合方式。
如果長度為短音節(jié)的四倍則組合方式有五種，五倍則有八種……
這之中的每一項都是前兩項之和，準(zhǔn)確地再現(xiàn)了現(xiàn)在所說的斐波那契數(shù)列，但這些詩歌的出現(xiàn)比斐波那契早了幾個世紀(jì)。

除了斐波那契，Sarah還介紹了一種更為復(fù)雜的設(shè)計方式——正交拉丁方。

這個概念可以拆解成兩部分來解釋，拉丁方類似于數(shù)獨(dú)，但只需要同一行和列中不存在重復(fù)數(shù)字，而沒有“宮格”的概念；而正交則是兩個向量在歐幾里得空間中相交，且夾角為90度。

法國作家Georges Perec的書Life: A User’s Manual中就使用了這樣的結(jié)構(gòu)。

這本書以巴黎的一座公寓樓為背景，該公寓樓面積為 10×10 平方米，有 100 個房間。

每一章的故事都發(fā)生在不同的房間，同時作者列出了各種由10個選項組成的屬性，每一章都會使用獨(dú)特的組合。

除了出書介紹文學(xué)作品中的數(shù)學(xué)元素，Sarah之前還發(fā)表過一篇論文，用30頁的內(nèi)容詳細(xì)分析了赫爾曼的長篇小說《白鯨》中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理。

比如在描寫抹香鯨頭部時運(yùn)用了幾何對稱性，介紹抹香鯨的視覺處理能力和歐幾里得幾何問題的聯(lián)系等等……

此外，Hart教授還曾發(fā)布過6場主題為“文學(xué)與音樂中的數(shù)學(xué)”的系列公開課

其中有一節(jié)課介紹了數(shù)學(xué)符號的由來，獲得了10萬+次播放。

總之，在Sarah的世界中，放眼望去皆是數(shù)學(xué)。

從童年開始熱愛數(shù)學(xué)

她不僅把對數(shù)學(xué)的熱愛刻進(jìn)了心里，也加入到了自己的推特id當(dāng)中。

而她對數(shù)學(xué)的這般熱愛，可以追溯到童年時期。

Sarah幼年時和其他的小朋友一樣喜歡童話故事，但在情節(jié)之外，她還對另一件事頗感興趣——她發(fā)現(xiàn)，故事當(dāng)中總能看到數(shù)字3的身影。

從此，她便開始關(guān)注著數(shù)學(xué)在其他領(lǐng)域當(dāng)中神秘的表現(xiàn)形式，作為數(shù)學(xué)老師的母親也一直在給她鼓勵。

而她最喜歡的玩具，是一些非常簡單的木制彩繪瓷磚。Sarah會把它們做成圖案，然后“自豪地看上一整天”，再去做新的圖案……

Sarah對數(shù)學(xué)的癡迷，讓她隔段時間就會有“新的發(fā)現(xiàn)”，而每當(dāng)她向母親興奮地展示自己的成果時，卻總是得知前人早就已經(jīng)提出了。

但這并沒有讓她灰心，她依然對數(shù)學(xué)保持著濃厚興趣。直到16歲那年，Sarah（當(dāng)時姓Perkins）和姐妹（原文只有sister）一起發(fā)表了論文，將歐拉的多面體公式擴(kuò)展到了四個維度。

此后，Sarah進(jìn)入牛津大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)，并最終于2000年在曼徹斯特大學(xué)取得了自己的博士學(xué)位。

2020年，Sarah迎來了人生的高光時刻，她被聘為倫敦格雷沙姆學(xué)院的幾何學(xué)教授，成為了史上第一位擔(dān)任這一職位的女性。

參考鏈接：
https://www.quantamagazine.org/the-theorist-who-sees-math-in-art-music-and-writing-20240112/