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五色島

五色島

作者:馬丁·加德納
在論文問世后不久,我偶然在學校的《四角形》俱樂部和阿爾瑪·布希共進早餐。阿爾瑪是一位傑出的人類學教授,當然,她肯定也是全校最美麗的女性。
夏天過完以後,我恢復了體重,情緒也好轉了,我仔細地閱讀了去蒙羅維亞的航班時刻表,醞釀著重返該島,再次染色的計劃。
四色問題在除去球面及平面以外的所有曲面上都已獲得解決。在1890年希伍德證明了在圓環體(就象麵包圈)表面上著色只需有七種顏色,而在1934年弗蘭克林又證明只要有六種顏色就足夠在單側曲面(包括默比烏斯帶)和克萊因瓶)上的地圖著色。
她建議說,彈了下煙嘴,「我還得在島上耽誤個把月,有些資料在發表前得再核對一下。這段時間你可以把島上的地圖搞出來。如果我對你所講的話被推翻了,你的一切費用就都由我來報銷如何?」
「也許,島上的部落另有一種數學呢?」她發表見解,由於煙霧而眯起了眼睛。
阿爾瑪認為我的辦法很棒,她無論如何也需要有份全島地圖,而我的建議將使這個任務以最快速度實現。
「當然,但我不能讓你們把四色問題的新答案帶回美國,那將使全島都擠滿了新聞記者和攝影師的。」
「決無可能!」我嚷道,「除非我們在某個地方已經穿越過別人領土了!」
我們首先拜訪的是希依庫族,我們的營地就設置在他們這裏。
「阿古茲說,他不知道從天上來看他們島子是個什麼樣子,但據他說,你在什麼地方是弄錯了。」我瞧了下阿古茲,他面部肌肉紋絲不動,但我有些不快:他內心在想我是個白痴。
「也是您,」我苦楚地問,「破壞了我的膠捲?」
我神經質地注視飛機緩緩地在上空劃了個圈子,然後降落下來,滑行一段以後,飛機停住了。攝影師跳了下來,我急忙奔上前去,打算取而代之,但被那說得一口流利英語的非洲駕駛員拒絕了。
在所有的島嶼底片上全密布著暗紅色的斑紋!帶著膠捲我踉踉蹌蹌地走上了大街,說了些什麼連我自己都記不得了。
「這些邊界線到底怎麼回事?」我已被好奇心弄得心急火燎的。
到底這是為了什麼?我突然理會到,如果每個部族的領土都能通往海邊,那麼大海就和這全部五塊領土交界,大海得用上第六色!
這就出現了本文一開始所講的那一幕情景,從建築行業的承包商那兒,我們租來了一打噴洒塗料的噴槍,又買了共二萬加侖最便宜的各色塗料。回到島上,毫不費勁地招募到由希依庫族孩子組成的工作隊,並教會他們如何使用噴槍。
在賴比瑞亞的首都蒙羅維亞中,只有一家這種雜貨商店,當我對黑人營業員說出我所九-九-藏-書需顏料的加侖數時,他驚奇得竟吹了聲口哨。
「那麼倒底誰是正確的?」
我搖了搖頭。
我何樂而不為?好在暑假已經開始,這次旅行看來非同尋常又那麼誘人,我同意了。
「如果地圖不具有可以化為更簡類型的外形,例如不含有非三重的頂點,多連通的區域或是由偶數個六邊形及一對相鄰五邊形所組成的環,則……」
阿爾瑪剛從一個小島考察歸來,那海島離非洲西部的賴比瑞亞海岸有幾百英里,她率領了一批學生對島上五個部落的風俗習慣進行研究。
我找個大樹墩坐下來,擦一下淌滿全臉的汗珠,頭痛欲裂,太陽穴也怦然作動。透過單調無休止的蟲鳴聲,遠處傳來別博盧普人的隆隆鼓聲,阿古茲也站著等待下一步的指示。
「五個部落,又都有著公共邊界。這和著名的四色問題是矛盾的。」
我實在六神無主,嚴格說,五個地區怎麼也不可能全都互相接壤的。我知道四色問題在國家數不超過35時已經得到證明,但萬一這個證明藏有某種錯誤呢?如果小島果真推翻了四色問題的論斷,那我這個發現將是拓樸學的偉大轉折點!
我又追問是否有的地區由某些孤立的,被別的顏色所圍成的小塊所組成時,攝影師否定了這一點:
在格澤洛莫入的領土裡又駛行半英里左右,阿古茲把筏子靠向岸邊,我們上了陸地。然後在山坡上奮力跋涉,穿越了高可半人的草叢——我們已站在格澤洛莫人的村子外面。
阿爾瑪美麗的灰眼睛透出勝利的閃光:
從第十二個工作日開始噴塗黃色,而黃色地區已經和紅色、綠色以及紫色地區接上了頭,我們離藍色地區越來越近,我的神經也緊張到了極點。
1947年11月17日維也納大學教授斯坦尼斯拉夫·斯略賓納斯基)在芝加哥大學作糸列講演時,宣布了他那轟動一時的關於零側曲面的發現,這個發現對克萊因瓶性質的研究有著深遠影響,並成為探索四色問題的轉折點。
「也許,你跟我們走上一次?」
阿爾瑪把我的話譯給了阿古茲,他直搖晃腦袋瓜子。
「和什麼有矛盾?」
好不容易才擠出了密草叢樹,我們來到一條靜靜的小河岸邊,由原木紮成的筏子隱約露出在岸邊肥沃的河泥之上。阿古茲把木筏推到水中爬上去,用長長的竹篙撐了起來。我們蹬著泥濘不堪的沼澤地帶也上了木筏,阿古茲就用竹篙左轉右折地使筏子順著彎曲的河道向下游駛去。
「先生,您莫非是打算去塗山吧!」
下面發生的事至今想起仍使我不寒而慄:打克萊因瓶幽暗的深處突然冒出根黑色的長鉤,把斯略賓納斯基攔腰抓起,他連呼救都沒來及喊出,read•99csw•com就被拉進茫茫無底的瓶頸深處。
我急不可待地想見到照片,等不及阿爾瑪完成島上的任務了,就乘上返程飛機回到蒙羅維亞,並從那兒直接回到美國。
「和四色問題,」我重複道,「拓樸學里有這個題目,儘管誰也沒能證明或否定它,但誰都不懷疑它的正確性。」
過了一段時間阿古茲招呼說,我們已到了格澤洛莫族的地盤。它位於沃爾費濟人的北方,我從拍紙薄上趕走一隻大蜻蜓,並在所謂的地圖上標上個紅色斑點,它位於綠塊的上面。
阿爾瑪感到不大自在。
「眾所周知,」斯略賓納斯基指出,「克萊因瓶的瓶頸目前只能在四維空間中出現……」
「因為,你講的是不可思議的,這根本不可能。」
事情是這樣的,我學術論文的題目選的是四色定理。有個「四色問題」的猜想斷定說,在對任何地圖著色時,要讓任意兩個鄰國都被著上不同的顏色以便區分,只需有四種顏色就足夠了。不論地圖上的國家有多大,輪廓有多奇特,也不論國家數有多少,統統如此,德國數學家默比烏斯(Mobius)曾在1860年首先提出這個四色猜想,儘管它打動了許多優秀數學家的心弦,但迄今猜想本身並未能被證明,也沒有被推翻。
大概,我當時已處於昏厥狀態。
順利地繞過了村子,我們轉向東南方向。又走了一英里光景,阿古茲指著遠處一排種植整齊的棕櫚樹說,那就是格澤洛莫族和希依庫族的界樹,我掏出拍紙薄,把紅斑繼續擴伸到藍圓之外。
我站起身,把送到嘴邊的叉子慢慢放回桌上。
下面就不一一細述了,各種傳說閃電般地在希依庫人中傳播,夜間一些希依庫人闖了進來,帶走克萊因瓶並從陡崖上推了下去,他們認為瓶里有惡魔,這樣可以永遠消滅禍根。
關於教授在島上出現的來由就不細說了。簡單說,在他那關於零側曲面的發現公布以後,名噪一時,卻失去了安寧,為了擺脫纏繞不休的記者群,斯略賓納斯基決定藏匿起來。他虛構了發布訃聞的電訊,用假護照來到蒙羅維亞。
阿古茲被指定為隊長,給每個部落的領土都規定了一種顏色,就象我在《草圖》中所用的那樣。當然,要把全部土地都噴色,花銷也太大了,我們決定每隔一百英尺的距離才噴上一個直徑為十英尺的斑點。從飛機上看下面就象是綴滿了豌豆花點似的,分界線將清晰可辨。
工作隊穿過林邊的灌木樹叢慢慢地移動,落日的餘輝在大地上留下長長的樹影。被塗料玷污了美麗羽毛的飛禽紛紛四散飛避,一條濺上黃點的棕色小蛇噝噝地爬向幽暗的藏身處,我猛然抓住了阿爾瑪的肩頭。
彩色膠捲的沖洗無read.99csw.com論在營地或蒙羅維亞都無法進行,現在除了坐等回家,別無他法。
每次我都跟著工作隊出去,以便監督全過程,一切按部就班進行。在前四塊領土之間都相互存在著公共邊界是毋庸置疑的:每一塊都有某些邊界地段和其他顏色的領土毗連。
「斯略賓納斯基!您在哪裡?斯略賓納斯基!」我絕望地呼喚,但一切都是徒勞的。
阿古茲從茅屋向我走來,門洞里還有個白人,體格魁偉,我認得他……我兩腿發軟,這絕不可能!他不是死了嗎?然而這正是他——斯略賓納斯基教授本人!
「不,」我向他保證,「不是塗座山,只不過是一個島。」
考慮到學校里的任務,在秋季以前我難以脫身,一回到芝加哥,我就向同事們講了這個怪島。但他們在聽了以後只是搖搖頭,或有禮貌地笑笑。同事們告訴我,威斯康辛一位教授已經證明國家數不超過83的四色猜想,系主任還建議我休假一個月。
「從上空看全島究竟如何?」
阿爾瑪否定地搖搖頭。
第五塊地區我塗的是黃色,我們走遍了它和綠色、紅色及紫色地區的分界地段,當阿古茲最後指著小河對岸說,打那兒開始就是希依庫地區(藍色地區)時,我混身簡直好象起了雞皮疙瘩。
「嗯,很有趣。」我嘟噥著,突然一個念頭又徹底打垮了我,這使我敲打自己的腦瓜子並呻|吟起來。
接下來又是三天熱帶暴雨,連綿不斷直到下個星期,當駕駛員飛返小島時,他說所有色彩都已被沖得蕩然無存。
有兩條繩梯通往上方,我們爬了上去,小心翼翼地坐在圓狀邊沿上,洞口吹來股涼風。
「親愛的,數學對於所有文化都是唯一的,二乘以二就是在非洲也還是等於四。如果島嶼真的如你所說分成五個地區,而每個地區又都和另外四個地區具有公共邊界,那我真要相信你那些島民的數學天才了。你沒有島上的地圖嗎?」
「顏料可以算在我的帳下。」她慷慨贊助。
我們訪問的最後一塊領土實在難以描述,它根本就毫無特色可盲。這第五個部族沒有酋長,不知道什麼勞動分工和親屬關係,也沒有在出生、結婚或死亡時的成套儀式,部族裡沒有宗教信仰,也沒有傳說的風俗習慣,更有甚者,他們連族名都沒有。
探索希依庫族的領土十分困難,最後我說要見阿古茲。別人把我帶往村落邊緣的一間大茅屋前,茅屋後面還有座古怪的建築物,在陽光中熠熠發光,看樣子是磨光的鋼片再用螺栓聯接成的。
「攝影佔用的時間比我預料的要多,」他斬釘截鐵地說,「半小時后我得返回蒙羅維亞,真遺憾,我一星期後再來帶您兜風。」
「不好對您說,各種顏色交織得太離奇古怪九_九_藏_書,我本打算勾畫張草圖,但因過於複雜而放棄。」
「如果我們能搞到噴霧器,」我繼續說,「我們就可以在每塊區域里都噴上一些相應的彩色斑塊,再通過空中彩色照相就能使每塊領土都異彩畢現了。」
我仔細傾身向前從瓶里張望——涼風在我面龐上吹拂,我怎麼也不能擺脫這四色猜想,於是又向斯略賓納斯基提出它。
「為什麼不可能?」
關鍵在於那第五種顏色!
我用手帕擦了下額角,要是能作出五個地區的精確地圖該有多好!不過這需要進行地形測量,而我們連一件儀器設備也沒有。突然,一個大胆的念頭在腦海里一閃而過。
孫維梓 譯
阿古茲微笑著過來攙扶,教授則用盔形帽為我扇風,他看去比任何時候都好,鬍子還是火紅色的,臉面和禿頂曬得黝黑。我們三人進了茅屋,在椅子上坐下。
當然,我堅信一定在什麼地方出了庇漏:可能某塊領土是由兩個單塊組成的;也可能是阿古茲指錯了交界線,肯定有問題!當我們回到營地時,我和阿爾瑪爆發了爭論,她斷定說我輸了,所以理所當然要自己掏腰包付旅費。
營業員咧開嘴笑了,他猜想我在開玩笑,不過我確實是打算把整個島嶼塗上紅、藍、綠、黃、紫這五種顏色的。
阿爾瑪在香煙霧中眯緊雙眼,她說按她的估鍍此事完全可能。
「來,我讓您參觀我的實驗室。」他站起身來。
我拿起匙柄在檯布上畫了起來,打算給阿爾瑪解釋清楚。阿爾瑪很快就掌握了要點。
「所有的領土都各自連成一塊,而且還都通向海岸。」
我打袋裡掏出拍紙薄遞了過去,教授勾畫了些刁鑽古怪的幾何圖形。
「什麼四色定理?」他輕蔑地說,「小事一樁,不值一提,給我鉛筆和紙。」
剛過中午,我們就到了別博盧普族的居民點。就我所想象的那樣,把這塊領地塗成了紫色,使它延伸到南方,然後又到西邊,把藍圓的下方都包上了,最後還聯上了綠色,我把草圖遞給了阿爾瑪。
把這位已故教授的某些思想加以發揮,我在1950年發表了論文,其中駁斥了希伍德關於在平面地圖上著色必需有五種顏色的「證明」。按照拓樸學家的普遍看法,平面或球面的著色有四種顏色就夠了。
「該詛咒的默比烏斯幽靈!」我嘶啞地說,再也無法遏制心中的一陣狂跳,「我在這兒看到藍色的斑點啦!」
「全島分成五個地區,」阿爾瑪告訴我,一面把香煙插|進她那長長的黑色煙嘴,「它們全都互相接壤,這對理解當地的風俗很重要,具有公共邊界使各部落都保持了某些統一的文化。你怎麼啦,馬丁?你臉色幹嘛如此九九藏書吃驚?」
九月過後我又在島上降落,阿爾瑪和她的學生們早已離去。
「這就是我兩年來的成果,」斯略賓納斯基說,「真正的克萊因瓶。」
阿爾瑪以為我出事了,朝我臉上潑了涼水,我坐在地上,雙手捧頭,想哪怕能減輕一些陣痛也好。
阿爾瑪把地圖給阿古茲看,他倆指手劃腳地交談了一陣子。
「那您是知道我和阿爾瑪教授的來訪啰?」
在拍紙薄的首頁我畫了個圓並塗上藍色,其實希依庫族人所佔地區的準確形狀我並不清楚,但對我來說,有個大概的樣子就可以了。當我們朝西走去時,發現到了沃爾費濟族的領土,於是我又在藍圓的左面畫上個彎彎曲曲的東西並塗上綠色。
「看來,您的攝影師用的濾色鏡出了毛病。」工作人員把膠捲遞還給我說。
「你太疲勞了,要休息一下。」這是他的原話。
幾天後,當定期班機從蒙羅維亞飛來后,我們商定對全島作空中照相,可惜飛機的座艙太小,只夠攝影師帶著照像機去飛行。等像片拍完后,駕駛員才讓攝影師下來,載上我俯瞰這座五色島嶼。
調查了一些島嶼以後,老教授最後找到了這個他想找的島,沒費大勁他就掌握了希依庫的土語,並使阿古茲大大增長了數學才能,成為得力助手。這時在部族之間發生了領土爭吵,為了消除分歧,就必須確定界線。
「你認為怎樣?」我問阿爾瑪,「在蒙羅維亞能租到象噴霧器那種玩藝嗎?」
在紐約我把底片交給洗印暗室去顯影,過兩天我就去拿了,失眠使我雙眼發紅。
教授帶我去了屋后空地上,他所指的一座鋼結構,就是我來時所見到的。
「恐怕得說是我這個老頭,我讓阿古茲偷換了濾色鏡。但那場暴雨,我聲明,與我絲毫無關,在你們離去不久,我就又改畫了邊界。」
「瞧,藍色地區的四面都被另外三種顏色包沒了,這樣第五個地區是不可能和它們全都接壤的。」
到達該島的第二天,阿爾瑪介紹我和一個島民叫阿古茲的相識,阿古茲是島上的希依庫族人,阿爾瑪和他講好陪我們一齊徒步走遍全島,好在島並不大,面積不超過25平方英里,早點出發的話,傍晚時分就能走完了。我隨身帶上拍紙薄和鉛筆盒,以便勾畫出哪怕是粗略的五個地區的輪廓。
問我幹嘛要這樣?這得先回到幾年以前講起。
「對四色問題猜想的否定早在我決定躲起來以前就有了,」教授繼續敘述,「而把全島劃分成五塊相互接壤的地區就能實現和平。所以在阿古茲的協助下,我標出了新界線,糾紛也平息了,你們來到時,我的工作剛結束。」
斯略賓納斯基的小眼睛產生了亮光:
無論我怎麼請求或哀懇都無濟於事。當飛機飛走後,我轉向攝影師: