第5章 周長
四人對視,都能看到對方眼中的詫異和不可思議。
江子猶豫片刻,「我覺得這個數字好像是……自然對數?」
在場的四個人當中,就數他的學歷最低,作為卡西尼站的修修修修修修理工兼站長,平時幹得最多的是體力活,學術問題中插不上嘴。
梁敬,樓齊和胡董海交換眼神,他們誰也不敢隨意下論斷,但這串數字又著實太著名,莫說是江子,就算是一個中學剛剛畢業的學生站在這裡,他也能一眼認出來,屏幕上的數字就是自然對數底數e。
「巧合?」樓齊說,「胡主任,這是巧合吧?」
樓齊是在場眾人中最年輕的,他是卡西尼站的網路工程師,負責伺服器機房和系統的維護。在敲代碼上他最在行,數學和物理上的問題不算擅長,但自然對數他還是認識的,而且他也知道這是個無理數。
「還能再精確么?」胡董海抬起頭,「大白,這個數字還能再精確一點么?」
「主任,您需要再精確多少位?」
「盡你所能,精確到極限。」
「好的,諸位請勿再觸摸樣品,稍稍後退一步。」大白溫和的聲音從擴音器中傳出來,「我正在調試光壓質量檢測……」
幾分鐘后。
「調試完畢,稱量完畢,結果數值貼合e。」
「有多貼合?」
「在量程範圍內完全貼合。」
四人深吸了一口氣。
「完全吻合,沒出錯?」
「是的,至少在精密光壓秤的量程內完全吻合。」
「還能再精確么?」
「很抱歉,主任,我已經精確到了10∧-18千克,現有硬體條件已經無法進一步精確測量。」
大白的聲音很平穩,它畢竟是個沒有感情的人工智慧,只會忠實地完成任務。
「如果真的是自然常數e。」梁敬問,「這意味著什麼?」
「不可能,絕對不可能。」樓齊搖頭,「e是個無理數,它只在數學上有意義,現實生活中怎麼可能測得出來?」
「為什麼不存在?」江子插了一句,「我畫一個邊長為1厘米的正方形,它的對角線長度不就是√2厘米嗎?」
「數學概念上這麼算當然是正確的,但是實際工程測量中你無法真正畫出一個邊長為1厘米的正方形,√2是個無限不循環小數,無論你的精度有多高,你也只能無限逼近它,而不可能與它完全吻合。」梁敬解釋,「如果你的工具精度是毫米級,那麼你畫出來的√2就是1.41厘米,如果精度是微米級,那你能畫出的√2就是1.41421厘米,你可以永遠精確下去,但這不會有止境。」
「自然常數有現實意義,但它是用來表示增長極限的。」梁敬接著說,「它可以出現在計算中,但不可能出現在實際的工程測量結果中。」
江子沉默下來,他也隱隱察覺到其中的詭異。
一個對角線為√2的正方形?
一個質量為e的黑球?
無論你怎麼精確,無論你精確到小數點后多少位,最終都發現與標準答案完全吻合。
真是活見鬼了。
「我說哥幾個,咱們把它從凍土層里挖出來,東摸西摸,折騰這麼長時間,難道一丁點質量都沒有損耗?」江子忽然意識到了另一個問題,「即使它的質量真的是2.7182818無限不循環,為什麼大白測到小數點后十八位還能完全吻合?我隨便敲敲,它起碼也會損失哪怕0.0000000001克的質量吧?」
江子念零都念得舌頭打結了。
「不知道。」
「沒法理解。」
另外三人不約而同地搖頭。
其實江子說的有道理,精密光壓質量檢測儀可以把質量稱量精確到小數點后十幾位,千分之一微克萬分之一微克甚至十萬分之一微克,到了這個精度,吹口氣都會造成巨大的數值波動,而黑球是從地下挖出來的,作業環境粗暴又惡劣,江子這個莽漢一鎬子敲下去,花崗岩都能砸裂。
為什麼它的質量沒有絲毫損失?
「要不我試試?」江子東張西望,目光落在實驗台上的鎚子上,「敲它一鎚子,看看質量有沒有變化?」
三人連忙制止,開什麼玩笑。
「這世上有沒有什麼東西是絕對不可分割,不可能損失質量的?」梁敬問。
樓齊扭頭看向胡董海,後者才是物理學家。
「電子簡併態……或者中子簡併態天體,自身引力大到超過了中子簡併力,把原子核緊緊地壓在一起,這樣的天體幾乎不可分割,也就是我們俗話所說的中子星,但中子星的密度每立方厘米超過一億噸。」
胡董海揚起胡茬下巴指了指手套箱中的黑球,意思是如果這玩意是個中子星,那麼它恐怕會和半個土衛六一樣沉。
「除了中子星呢?」
「那麼宏觀世界中不存在了。」胡董海回答,「在微觀尺度上存在不可分割,質子以及其他基本粒子可以認為不可分割,或者說分割之後不能穩定存在的,因為夸克禁閉不允許單個夸克存在,所以不存在單個夸克或者二分之一個質子,另外量子是最基本的能量單位,同樣不可分割,但和這個黑球顯然沒什麼關係,它又不是個質子。」
胡董海注視著那個黑色球體,長久的科研工作帶給了他某種敏銳的直覺,靠著這種直覺他常常能比其他人更快找到問題的答案,但這一次直覺失靈了。胡董海隱隱地察覺到這個球體的不同尋常,這種不同尋常不僅是在物理上,而且還在數學上,它彷彿是個完全封閉的個體,生來就封閉,物理上和數學上的封閉,與外界沒有任何信息交流。
如果這個黑球是個圓,那麼人類在數軸和坐標繫上可能找不到它的位置。
儘管大白的極限只能計算到小數點后十八位,但胡董海本能地覺得如果再繼續精確下去,得到的答案仍然會是e。
自然常數e,這個無理數,這個超越數,這個經常活躍在數學家紙筆和黑板上的數字,居然會出現在千克這個單位的前頭。
真是活見鬼了,連千克這個單位本身都是人為界定的,自然界中又不存在千克的天然概念。
違和。
錯亂。
極強的違和感和錯亂感。
像是有什麼人憑空把e這個數字單獨摘了出來,然後硬生生地塞進了質量里。
不過這個想法過於瘋狂,他沒敢直接說出口。
「這個問題先放放。」樓齊嘆了口氣,「我們看看其他數據……接下來測測直徑和周長什麼的吧,大白,這東西最大周長是多少?」
31.4厘米。
四人都一愣。
他們隱隱地不安。
「大白,再精確一點!」樓齊喊。
31.41593厘米。
胡董海緩緩瞪大了眼睛。
「大白,再精確!再精確一點!」
大白調試測量儀器,改變數程,兩道綠色的激光從手套箱底部的小孔中射出來,逐漸逼近黑球——它開始進一步精確,然後把結果放了出來。
實驗室里長久的沉默。
「操!」江子下意識地脫口而出。
31.41592653589793厘米。