我妻子的和平叫聲一消失,我就向那位陌生人走去。一來,我想湊近一些把他看個仔細;二來,我也想請他坐下來。可他的樣子實在是把我驚呆了,結果我完全忘了說話,隻是一動不動地看著他。他的形狀完全光滑,一點也看不到角的痕跡,但他的大小和亮度每一秒鍾都在逐漸發生變化。
就我個人的經驗而言,平麵國裏沒有哪個形狀能做到這一點。我的腦海中閃過一個念頭:莫非站在麵前的是一位強盜或者殺人凶手,一位形狀不規則的等腰三角形怪物?也許此人模仿圓形的聲音,設法混進了我的家裏,現在他正準備用尖銳的角來攻擊我呢。
我家的客廳裏沒有霧(當時的天氣恰好十分幹燥),加上我又與這位訪客靠得太近,因此我很難通過視覺準確判斷他的形狀。恐懼攫住了我的心靈,我不顧禮節地衝了上去:“先生,您必須允許我——”我一邊這麽說著,一邊開始觸摸這位陌生人。我的妻子說得沒錯。這位訪客身上完全沒有角的痕跡。他周身絕對光滑,絲毫沒有凹凸不平的地方。我活到這把年紀,還從來沒有見過如此完美的圓形。這位陌生人一動不動地站在那裏任我觸摸。我繞著他走了一周,從他的眼睛開始,直到我再次觸到他的眼睛為止。他自始至終都是一個圓,一個完美無缺的圓,這一點絕對不容置疑。接下來,我與這位訪客進行了一番對話。作為一個正方形紳士,通常我絕對不會粗魯地觸摸一個圓形。因此摸完這位訪客以後,我不禁又羞又愧,一個勁地向他道歉。我會省去那些過度重複的道歉之語,其他對話我則根據記憶盡量按原貌向讀者們複述。
先開口說話的是那位陌生人。因為我觸摸了他好長時間,他實在是被我弄得不耐煩了。
陌生人:“你摸了我這麽久,也差不多該夠了吧?你是不是還沒有向我介紹自己?”
我:“最尊敬的先生,請原諒我的無禮。我這樣冒犯您不是因為我不懂禮節,而是因為您的來訪有些突然,使我略微有些驚訝和緊張。我懇請您別把我的無禮之舉告訴其他人,尤其是不要告訴我的妻子。但在與您對話之前,我想鬥膽提出一個小小的問題,不知您能不能屈尊滿足一下我的好奇心?請問,閣下是從哪裏來的呢?”
陌生人:“從空間來的,從空間來的,先生,我還能是從哪兒來的呢?”
我:“閣下,請您原諒我的無知。但您不是已經在空間中了嗎?此刻,您和在下不就在空間中嗎?”
陌生人:“呸!你對空間知道些什麽?你能定義空間嗎?”
我:“空間,我的閣下,就是高度和寬度的無限延長。”
陌生人:“果然!你瞧,你連什麽是空間都不知道。你認為空間隻是二維的,而我來這裏,就是為了向你宣布空間的第三個維度——除了高度和寬度以外,空間還有第三個維度,那就是長度。”
我:“閣下可真愛說笑。其實我們也說‘長度’和‘高度’,或者‘寬度’和‘厚度’,就是說我們可以用四個名詞來描述兩個維度。”
陌生人:“我指的不是三個名詞,而是真的有三個維度。”
我:“閣下能不能向我解釋或展示一下第三個維度在哪個方向上呢,因為我並不知道有這麽一個方向?”
陌生人:“我就是從第三個方向上來的。第三個方向就是朝上和朝下的那個方向。”
我:“閣下指的似乎是朝南和朝北的方向吧。”
陌生人:“我不是說朝南和朝北的方向。我說的是一個你看不見的方向,因為你身體的側麵沒有眼睛。”
我:“抱歉,閣下,您搞錯了。在我的正麵和背麵的交界處有一個完美的發光體,那就是我的眼睛,閣下隻要過來檢查一下就知道了。”
陌生人:“是的,我知道你的邊上有一個眼睛。但是,要想看到空間,邊上的眼睛是不管用的,你得有一個長在側麵的眼睛——我們空間國把那叫作你的側麵,我估計你會把那叫作自己的內部吧。”
我:“一個長在我內部的眼睛!一個長在我肚子裏的眼睛!閣下,您可真幽默。”
陌生人:“我可不是與你開玩笑。我對你說過,我來自空間。既然你不懂什麽叫空間,那就這麽說吧,我來自三維世界。我最近才從三維世界中注意到你們的這個平麵,當然囉,你們把這個平麵叫作空間。從我的角度來看,所有你們稱之為實心物體的東西(我知道你們說的實心物體是指“四麵閉合的物體”)其實都是敞開的。你們的房屋、你們的教堂、你們的櫥櫃和保險箱,甚至你們的身體內部和你們的腸胃,對我而言都是一覽無餘的。”
我:“閣下,這種驚人之語說起來倒也不難。”
陌生人:“你的意思是,說起來不難,但證明起來就不容易了?但是,我正打算向你證明呢。
“我來訪時看到了你的四個兒子分別在自己的房間中,他們都是五邊形;還有你的兩個孫子,他們是六邊形;我看見最小的那個六邊形和你在這兒待了一會兒,然後才回自己的房間裏去。然後你和你的妻子就單獨留在這裏。我還看到你家的仆人們在廚房裏吃晚餐,他們共有三人,都是等腰三角形;還有一個小聽差在洗碗間裏。然後我就走進這個房間了,你覺得我是怎麽進來的呢?”
我:“我估計,您是從屋頂進來的吧。”
陌生人:“不是的。你自己也清楚,你家的屋頂最近剛修得嚴絲合縫,連一個女人也進不來。我對你說過,我是從空間裏來的。我已經向你描述過你的孩子和家庭成員了,難道你還不相信我的說法嗎?”
我:“閣下想必明白,任何一個像您這麽消息靈通的人隻要走到我家附近,都很容易收集到關於在下的這些信息啊。”
陌生人(自言自語地說):“我該怎麽辦呀?等等,我又想到了一個法子。讓我來問你,當你看到一條線段——比如說,你的妻子——時,你覺得她有幾個維度呢?”
我:“閣下是把我當成粗人了吧。隻有不懂數學的粗人才會真的以為女人是一條隻有一個維度的線段。不,不,閣下,我們正方形是有些見識的。和您一樣,我們知道女人雖然通常被稱作線段,但從科學的角度來說其實是非常窄的平行四邊形。女人跟其他人一樣有兩個維度,也就是長度和寬度(或者說厚度)。”
陌生人:“但是,既然一條線段能被看見,就說明她還有另外一個維度。”
我:“閣下,剛才我已經承認了,女人確實既有長度也有寬度。長度我們能看得見;寬度我們雖然看不見,但能推測出來。女人的寬度雖然很小,卻也是可以被測量到的。”
陌生人:“你沒明白我的意思。我的意思是說,當你看到一個女人時,你不僅應該看到她的長度,推測到她的寬度,還應該看到另一個維度——也就是我們說的‘高度’。雖然在你們國家中,所有東西的高度都是無限小的,但假如一條線段隻有長度而沒有‘高度’,她就不能在空間中存在,也不可能被看見了。我想你一定明白這個道理吧?”
我:“閣下,我必須承認,我一點兒也不知道您在說什麽。在我們平麵國中,當我們看見一條線段,我們隻能看見她的長度和亮度。如果她的亮度消失,我們就看不見這條線段了,就像您說的那樣,她就無法在空間中存在了。我是不是應該這樣理解閣下的意思呢:您把我們說的亮度定義為一種維度,您把我們稱作‘亮度’的東西稱作‘高度’?”
陌生人:“不是的,我不是那個意思。我說的‘高度’是一個真實的維度,就像你們說的‘長度’一樣。隻是對你們來說,因為所有東西的高度都非常小,你們不容易看到這個維度罷了。”
我:“閣下,您說的內容很容易驗證。您說我有第三個維度,您把這個維度叫作‘高度’。維度意味著方向,並且應該是可以測量的。隻要您能量出我的‘高度’,或者展示給我看我的‘高度’究竟在哪個方向上延展,我就立即相信您說的話。否則,請原諒我無法相信閣下的說辭。”
陌生人(自言自語地說):“這兩件事我都做不到啊。我怎麽才能說服他呢?對了,我先把事實說清楚,再做一些直觀的演示,那樣應該就行了。——先生,現在請聽我說。
“你生活在一個平麵上。我把這個巨大的平麵叫作一個液麵,而你們把它叫作平麵國。你和你的同胞們生活在這個平麵表麵,或者說生活在這個平麵中,你們既不能浮到這個液麵以上,也不能沉到這個液麵以下。
“我不是一個平麵圖形,而是一個立體圖形。你把我叫作一個圓,但事實上我不是一個圓,我是無數個大小不同的圓組成的圖形。最小的圓隻是一個點,最大的圓直徑有13英寸,這些圓全部疊加在一起,就成了我。你所在的平麵會在我的身體上切出一個截麵,就像現在這樣,這個截麵是一個圓。在我自己的國家中,我真正的名字是球。但你把我叫作圓是完全正確的,因為一個球要想出現在平麵國居民的眼前,他的形象就隻能是一個圓。
“你不記得了嗎——昨天晚上,我看見你頭腦中關於直線國的幻象了,因為平麵國的一切我都能看得清清楚楚——我說,你不記得了嗎?當你走進直線國時,雖然你是個方形,你卻隻能在國王麵前呈現出一條線段的樣子。因為直線國的維度太少,無法將你的形狀完整地呈現出來。國王隻能看到你的一部分,或者說隻能看到你的截線。現在的情況和你夢裏的情況完全一樣,你們平麵國隻有兩個維度,而我是一個三維物體,所以我無法在平麵國中展現我的全貌。你隻能看到我的一部分,或者說隻能看到我的截麵,這個截麵就是你所說的圓。
“我看到你的目光變暗了,你一定是還不相信我說的話吧。你可看好了,我現在就向你證明我所言非虛。確實,你每次隻能看到一個圓,也就是我的一個截麵,因為你沒法把目光移到平麵國的平麵以外。但是,當我在空間中逐漸升高時,你至少能看出我的截麵在越變越小吧。現在,你看,我要升高了;你的眼睛應該能看到我所呈現的圓形越變越小,直到收縮為一個點,然後完全消失。”
我沒法看到他的“上升”過程,但他確實越變越小,最終消失在我的視野裏。我眨了一兩次眼睛,以確保自己不是在做夢。但是,這真的不是夢。從虛空的深處傳來一個空洞的聲音,那聲音仿佛是從我的心髒附近發出的:“我有沒有完全消失?現在你相信了嗎?好吧,現在我要逐漸回到平麵國中來了,你將看到我的截麵變得越來越大。”
任何一位空間國的讀者都能輕鬆地理解,這位神秘的訪客不僅沒有說謊,而且說的都是淺顯易懂的事實。但是,對我來說,盡管精通平麵國的數學,我還是很難理解他的話。就連空間國的小孩也能看懂下麵的這幾幅粗糙的示意圖吧。這三幅圖描述了球在上升過程中所處的三個位置。在我看來,或者說在任何一個平麵國居民看來,這個球的樣子始終是一個圓:一開始圓的麵積最大,然後逐漸變小,最後變得非常小,幾乎成了一個點。但是,當時的我隻能看到眼前的事實,卻根本搞不清現象背後的原理。我隻能理解到,這個圓將自己越變越小,直至完全消失,然後他又再次出現在我麵前,並且快速地越變越大。
變回原始大小以後,這個圓深深地歎了一口氣,因為他從我的沉默中猜到,我根本沒有理解他的意思。事實上,當時我已經開始相信,此人根本不是一個圓——他一定是一個特別機靈、會變戲法的騙徒,否則那些古老的迷信傳說豈不就是真的了?畢竟,世界上確實有魔術師和巫師之類的人。
陌生人良久不語,然後他喃喃地對自己說:“現在隻剩最後一個法子了,如果這個法子再不奏效,我就隻能采取行動了。我必須試試類比的辦法。”接著又是一陣更久的沉默,然後陌生人再次開口說起話來。
球:“告訴我,數學家先生。如果一個點向北麵移動,並留下一條發光的軌跡,你管這條軌跡叫作什麽呢?”
我:“一條線段。”
球:“那麽一條線段有幾個端點呢?”
我:“兩個。”
球:“現在,假設這條南北向的線段沿東西方向平行移動,於是線段上的每個點都會在東西方向上留下一條直線形的軌跡。你怎麽稱呼由此形成的圖形呢?我們假設線段移動的距離與線段的原始長度相等——你把這個圖形叫作什麽?”
我:“一個正方形。”
球:“那麽一個正方形有幾條邊?有幾個角?”
我:“四條邊和四個角。”
球:“現在,發揮一下你的想象力,想象平麵國中的一個正方形平行向上移動。”
我:“什麽?您是說向北移動嗎?”
球:“不,不是向北移動。向上移動,移到平麵國以外去。
“如果這個正方形向北移動,那麽正方形中靠南邊的點就會經過靠北邊的點原來占據的地方。我不是這個意思。
“既然你就是一個正方形,我們就以你為例來說明吧。我的意思是說,你身體上的每一個點——按照你的說法,就是你身體內部的每一個點——都會在空間中向上移動,但是任何一個點都不會經過其他點曾經占據過的地方。每一個點留下的軌跡都是一條僅屬於它自己的線段。我這是在用類比的方式向你說明,你一定能聽明白吧。”
此時,我已經產生了一種強烈的衝動。我隻想沒頭沒腦地衝向這位訪客,把他扔回空間裏去,或者說扔到平麵國以外的隨便什麽地方去,反正隻要能讓他從我眼前消失就行。但我強忍住不耐煩的心情,回答道:
“既然您說‘向上’移動正方形能產生一個新的圖形,那麽請問,這個圖形究竟是什麽性質的圖形呢?我假定您總可以用平麵國的語言來描述這個圖形吧。”
球:“哦,當然可以。這個形狀非常簡單,隻需通過嚴格的類比就能推出——隻是,順便說一聲,你不能把這個新的形狀叫作‘圖形’,因為他是一個立體形。但是我可以向你描述這個新的形狀。準確地說,我描述不了,但類比的方法可以讓你明白這個新的形狀是什麽樣的。
“首先,假設我們有一個點。既然是一個點,那麽他當然隻有1個頂點。
“通過移動一個點,可以得到一條線段。一條線段有2個頂點。
“通過移動一條線段,可以得到一個正方形。一個正方形有4個頂點。
“下麵的問題,你自己就可以回答了:1,2,4,這顯然是一個幾何級數。那麽這個級數中的下一個數字是什麽呢?”
我:“8。”
球:“完全正確。所以說,通過移動一個正方形,能夠產生一個新的形狀。現在你還不知道這個形狀的名字,但我們空間國的人把他叫作‘立方體’。一個立方體有8個頂點。現在你相信我所說的了嗎?”
我:“既然您說這個新的形狀有‘頂點’,那想必就是我們說的‘角’了。那麽這個新玩意兒也有側邊嗎?”
球:“當然有側邊,這一點通過類比就可以推演出來呀。但是,這個新形狀的側邊其實不是你們所說的‘側邊’,而是我們所說的‘側麵’。一個‘側麵’就相當於平麵國中的一個實心圖形。”
我:“按照您的說法,將我的內部平行向上移動,就能得到一個新的形狀,你們把這個形狀叫作立方體。那麽,這個新的形狀究竟有多少個實心圖形,或者說有多少個側麵呢?”
球:“你怎麽還問我?你不是數學家嗎!恕我冒犯,我這麽說吧:任何一個形狀都可看作是由一些‘側元素’圍成的,每個‘側元素’的維度總是比這個形狀的維度小1。因為一個點是零維的,所以點沒有‘側元素’;以此類推,線段有2個‘側點’(我們可以把線段的兩個端點稱作是他的‘側點’);正方形有4條側邊;0,2,4,你把這個級數叫作什麽?
我:“算術級數。”
球:“那麽這個級數裏的下一個數字是多少?”
我:“6。”
球:“完全正確。你瞧,你自己就能回答這個問題吧。通過移動正方形產生的這個立方體是由6個‘側麵’圍成的,也就是說由6個你的內部圍成的。現在你都明白了吧,對不對?”
“怪物,”我尖叫道,“不管你是騙子、巫師、噩夢,還是魔鬼,我都不能再忍受你的惡作劇了。現在讓我跟你拚個你死我活吧。”我一邊這麽說,一邊衝向眼前的這個怪人。