四元数和数字们的争论.doc
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四元数和数字们的争论在数字社会中,小集团已经按惯例开始形成。真令人遗憾,数字们居然不能认识到他们自己是一个快乐的家庭。在计数数一统天下的那些世纪,奇数和偶数要争论谁更有用。但是当整数带着他们的负数登场时,奇数和偶数就把它们的力量联合了起来。现在对于这个重大的原则问题----谁将会接受四元数这个新来者,不同的派别已经开始形成。计数数一直是很高傲的——只接纳大于或等于1的整数。它们穿着它们的自然性外衣——相邻两数之间只以一个单位增长。它们必须研究一下这个新来者,然后决定它是否属于它们的集合。整数对于四元数是既热又冷,而中性的零则是不偏不倚,因为他既不是负的又不是正的。有理数当然要更加认真考虑这问题。但是分数照例对展现它们的分子和分母更感兴趣,而对小数则甚至不愿提及。若干年来,小数对分数已经习惯了。它们不再受到分数的古怪行为的干扰。小数知道它们运算起来比分数容易得多,特别是计算器时。0.007甚至说分数过时了。但是1/7跳进来说,“虽然我们需要一些奇特的步骤来进行乘除,同时我们宁愿排在最后,但是你们有些表示有理数的小数方式是不时兴的了。事实上,有些计算器的存储器不能存储你们的小数表示。”于是包括计数数,整数,分数和小数在内的有理数就继续在相互争斗。四元数理所当然地害怕快餐店边上的一群根式(这里以根式号比喻快餐店座位前的挡板),包括√2,√3,√15和√6,因为它看到过它们与“有理”数进行的争吵。四元数听说过它们会怎样的无理。但使它惊奇的是,他们喜欢交谈。“我听说你有许多部分,人们称你为四维数,”√2说,“恩,这不必顾忌,我们的小数形式是无穷而且是不循环的。所有那些一位一位的数是一长条拖着走的东西,所以我宁愿穿我的平方根衣服。或许你也能找到一种更简略地表示自己的方式。”四元数收到了一点鼓舞觉得比较轻松了。√3不想让四元数的希望抬头。补充道,“你务必弄清楚复数集。他把我们全部都掌握了,包括计数数,整数,有理数,无理数,实数和虚数。”“但是我听说复数集有一种分裂的性格。它在实数与虚数之间摇摆着”四元数说。突然复数3-5i走了过来,说道:“你理解得对,不过复数平面给了我们各自一个单独的点,我们可以再上面安身。即使最坏的情况发生,我总能避居在那里。我知道那是完全属于自己的点,除我以外,其他一概不能占据那个位置,所以我在那里能够独处,能够休整,能够松弛和沉思。我们各自有自己的据点,我们可以把它叫做家。”“你看来具有多重性格,这是就你的向量和数量而言的。”3-5i对四元数说,“我肯定复平面上没有你的位置。”“我希望我能找到我自己的据点和家。”四元数说。它带着忧伤的语调继续说下去:“我不知道该走哪条路,或者应该说不知道要找到哪种集合。”“这当然是困难的。”一个相当深沉的声音说话了。四元数转过身来看到了π。“我很难被实数接受。虽然我像√2和其他数一样地物理,但是他们不肯让我径直进入实数中,说没有办法找到我在实数轴上的精确位置,不像√2,√3等等,他们利用毕达哥拉斯定理找到了他们的位置。那末我该怎么办呢?我必须花言巧语一番,使实数终于明白我是多么重要的一个无理数。特别因为所有的圆都靠我来求出他们的周长和面积,不仅如此,我还是一个超越数。”“什么,π,你似乎说你是唯一的超越数。”数e说(它是以说大话闻名的),“我恰好也是超越数,是自然对数的底,而且除了用在微积分中以外,还广泛存在于自然界中。“四元数开始头痛起来,他对所有这些戏弄和争吵感到厌烦了。“也许我不属于这里。”四元数说。“也许你不。”所有复数都叫喊道,“但是你属于哪里呢?”它们嘲笑着四元数。“我与你们大家都不同。我有更大的深度,更多的维。也许我属于我自己的集合。是的,正是它!我是四元数即四维数集中的一份子,因为我的一般形式是q=a+xi+yj+zk。”讲完这话,四元数开始从常规地面升起,突然消失,好像它已经到了另一维中。以上摘自《数学的奇妙》西奥妮.帕帕斯著陈以鸿译上海科技教育出版社出版