【2017台積電盃-青年尬科學】說明會側寫─翁秉仁老師主講「不要嘲笑阿米巴──從《平面國》談起」

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撰稿 / 趙揚光

我們所身處的環境,與數學有著密不可分的關係!在端午假期開始前,中興大學附中科學研究社的同學們特別前來青年尬科學校園說明會的會場,也有不少自發性參加的興大附中校內學生,一同聽著來自臺大數學系的翁秉仁老師的演說。老師從《平面國》這本書開始,帶著大家做很不一樣的數學思考,體驗周遭環境中可能發生的數學問題。

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幾何是數學的基礎之一,它所討論的是空間的知識;我們生存在三維空間中,對於其他維度的狀態可能是難以體認、而且值得探討的。在一維的世界裡只有前與後,如果不同的生物在一維世界的兩端往彼此前進,撞在一起後該如何再往前走?而今年競賽指定選讀的小說之一《平面國》,描述的是二維世界,除了前後之外還加上了左右,「這也是阿米巴的世界!」翁老師逐漸點出了此次說明會主題演講的主旨。

然而,活在包含前後、左右、上下這三維世界的我們,真的完全能感受到三維空間嗎?翁老師形容三維世界是「鳥的世界」,為什麼這不是人類的世界呢?

人們在地球的表面上走動,所能看到的其實也是一個面!若把平面國的狀態加上一點高度,其實就會和人們的日常經驗很像。翁老師說:「地球表面就是我們的平面國。」這讓在座的同學們有種不太真實的「恍然大悟」感受。當我們看著扁平的阿米巴只能在平面上遊蕩,不禁令人試想:「我們真的高等到可以嘲笑阿米巴嗎?」我們也許和阿米巴是差不多的,更何況在三維之上,可能還有四維維度,從四維來看三維世界的我們,又會是什麼樣子?

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種種跳脫以往數學課本上的想像與思考,使得大家知道人類是多麼地渺小。翁老師在演講的後半段,則給了同學們對於宇宙的幾個可能想像,然而這些想像只是猜測,一再顯現出「人類看到的、學到的並不夠多」,有很多未知仍等著我們去探索和嚐試。

在探索和嚐試之前,「好好思考你所學到的東西到底是什麼?」翁老師對同學們如此強調。許許多多的未知問題,值得以數學的觀點來表達,讓其他人知道我們的渺小、以及想像空間的無限程度。而如果對於科學真的有興趣的話,「講數學給別人聽的時候,你也會愈來愈懂數學!」