第(2/3)页 “我要出去!”马克斯试图飞走,但由于恐高和紧张,他在空中画出了一个完美的混沌吸引子轨迹,然后卡在了吊灯和天花板之间。 双胞胎学生遇到了独特的麻烦:他们的家教是两个全等的四面体,坚持要教他们对称群理论。 “当你们互换位置时,”一个四面体说,“你们构成了一个二阶循环群。如果加上镜像对称,就是二面体群D2。” “但如果我们同时出现在三个位置呢?”双胞胎之一问——他们昨天发现了在莫比乌斯带上换位的特殊效果。 两个四面体沉默(旋转)了三秒,然后突然开始高速旋转:“新现象!需要扩展群表示!这可能涉及三维旋转群SO(3)与某种未知变换的半直积!” 他们完全沉浸在数学发现中,忘了教学这回事。 水元素学生最惨——它的家教是专门研究流体动力学的纳维-斯托克斯方程可视化体,以及一个分形海岸线模型。 “你的形态变化,”方程体展示着一系列复杂的偏微分方程解,“可以用这些方程精确描述。来,我们推导一下。” 水元素试图变成一滩水溜走,但分形海岸线立刻构建了一个无限复杂的边界,把它困住了。 智者蕨倒是如鱼得水。它的家教是一个专门研究数学哲学的几何体,它们正在深入探讨“数学实在论与反实在论在跨维度语境下的适用性”。 “如果数学是独立于思维的客观存在,”哲学几何体说,形状在正多面体之间规律变化,“那么数学维度的居民比你们更‘真实’吗?” “但我们的感知塑造了我们理解的数学,”智者蕨的叶片沙沙作响,“也许存在一种辩证关系——” 其他学生投来羡慕嫉妒恨的目光。 唯一真正享受这个过程的是黑洞宝宝。它的五个家教包括了广义相对论专家、奇点理论专家、微分几何大师等等,他们正在讨论“如何用黎曼几何描述黑洞宝宝周围的时空曲率”。 “你的存在本身,”一个展示着爱因斯坦场方程解的几何体赞叹道,“就是一个行走的数学奇迹。你能感觉到施瓦西度规吗?” “能,”黑洞宝宝快乐地弯曲着周围的时空,“就像被温暖的公式包裹着。” --- 教师休息室里,林浅、苏璃和陈默通过监控看着这一切,表情复杂。 “所以,”林浅说,“我们拯救了一个维度,得到的回报是……我们的学生被数学折磨。” 苏璃的机械臂正在分析几何家教的数学水平:“他们的教学方法虽然……直接,但效率极高。按照这个进度,小龙人真的可能在三天内学会微积分基础。” “但你看他的表情,”陈默指着屏幕,上面小龙人正对着一道极限题掉眼泪,“这像高效学习吗?这像精神折磨。” 林浅叹气:“但我们不能拒绝,这是‘最高礼节’。而且……从教育角度看,这确实是难得的机会。只是……” 她话没说完,因为礼堂方向传来一声巨响和艾拉薇丝的尖叫。 三人冲过去,看到中世纪公主正用魔杖指着一个被烧焦的几何体——一个原本专门教她逻辑推理的正六面体,现在表面布满了焦痕。 “它说吾之魔法‘不符合逻辑’!”艾拉薇丝气得头发都在发光,“吾便展示了何谓‘魔法逻辑’!” 被烧焦的立方体发出委屈的嗡嗡声:“我只是指出她的‘让苹果变成橘子’的咒语缺乏充分必要条件说明……” 其他几何体围了过来,不是生气,而是……好奇? “这种能量释放模式,”一个研究非线性动力学的几何体凑近观察焦痕,“呈现出奇特的分岔结构。可否再演示一次?为了科学研究?” 艾拉薇丝愣住了。 而小龙人那边出现了突破。在尝试了无数次后,他终于在解一道导数题时,因为太激动而喷出了火焰——火焰在空中组成了完美的函数图像:f(x)=e^x。 “我做到了!”小龙人跳起来,“我用火画出了指数函数!” 他的三个家教高兴地旋转起来:“优秀!你对变化率的直观理解已经转化为数学表达!现在,考虑这个函数的导数——” “还是它自己!”小龙人抢答,又喷出一道火焰,这次是f'(x)=e^x。 教室另一边,马克斯在克莱因瓶的指导下,终于理解了“同胚”的概念。他闭上眼睛,想象自己飞行的空间像橡皮泥一样可以拉伸扭曲但不断裂……然后他真的飞出了一个漂亮的、没有撞到任何东西的轨迹。 “我飞起来了!没有撞墙!”他兴奋地大喊。 “因为你现在理解了这个空间的拓扑性质,”克莱因瓶满意地说,“你知道哪里可以弯曲,哪里必须保持连续。” 就连水元素也开始用纳维-斯托克斯方程描述自己的形态变化,虽然它坚持要在方程里加上“心情参数”——“因为我流动的方式取决于我今天高不高兴!” --- 下午四点,林浅召集所有几何家教开会。 “进展如何?”她问。 第(2/3)页