数学家时枝正:收藏数学和物理世界惊喜玩具的人

时枝正(Tadashi Tokieda)用孩子般的眼睛观察日常世界,发现了新的物理现象 。
数学家时枝正,喜欢在大自然中发现的“玩具” 。他说,“一个孩子和一个科学家可以分享同样的惊喜 。”

数学家时枝正:收藏数学和物理世界惊喜玩具的人

文章插图

时枝正生活在一个平凡的世界里,用平凡的东西做着不平凡的事 。米缸里的米不从坡道上滚下来 。纸条轻轻滑过坚固的障碍物 。当有更多的球加到碗里时,碗里的球会改变方向地运动 。
然而,时枝正的世界与我们的世界完全不同 。他的关于数学的公开讲座很容易被误认为是魔术表演,但是实际上并没有没有耍花招,没有暗箱操作,没有魔术,也没有扑克牌 。“我所做的一切,都是把自然介绍给观众,让观众认识自然 。” 时枝正说 。时枝正“如果你喜欢的话,那也算是有趣的、盛大的魔术表演 。”
时枝正是斯坦福大学的数学家,他收集了100多个他所称的 “玩具”——日常生活中的物品,这些物品很容易制作,但它们表现出的一些现象却让人吃惊,甚至连物理学家都感到困惑 。尽管英语是他的第七语言,但在公开讲座和YouTube视频中,时枝正还是用幽默而又隆重的描述来介绍他的玩具 。不过娱乐只是他其中一个目的——同时,这也是为了让人们知道,科学研究并不只是职业科学家的专属领域 。
“茫茫宇宙,能通过我们肉体器官感知的部分是有限的,”他说 。“即便在这样的范围内,我们仍然可以亲身感知一些东西 。我们之所以感受到惊奇,不是因为你告诉我某东西很神奇,而是因为我们实实在在看到了不同寻常的事情并感到惊奇 。”
时枝正的是以“曲线进入”的方式进入数学研究道路的 。在日本长大的他,从艺术家开始,后来成为古语言学家(研究和重现古代语言的人) 。量子杂志采访了时枝正,谈及了他的数学和玩具收藏之路 。为了清楚起见,采访经过了精简和编辑 。
问:你经常强调的是,商店里出售的那种玩具不是你所说的玩具 。
答:如果一个东西能在玩具店里买到,对我来说那就不是玩具,因为那意味着已经有人为它设计了玩法,你使用它的时候就应该那样玩 。如果你买的是一些非常精密的电子玩具,孩子就有点像这个产品的奴隶 。但情况往往是,孩子对那个玩具本身完全不感兴趣,反而没完没了地愉快地玩着包装纸和盒子,因为孩子通过自己的主动性和想象力,让这些东西变更好玩 。
人们常常把我的玩具和游戏混为一谈——拼图、魔方等等 。但这些绝对超出了我的兴趣和能力范围 。我对那些由人设定规则的游戏不感兴趣 。我只对自然界设定规则的游戏感兴趣 。
你看,谜题是人设计的,是为了难倒其他人设计的,而这有悖于我的原则 。我希望全人类能相互配合,在自然界中找到真正好的、让人惊奇的东西,大家一起明白它的原理 。没必要人为的加大难度,也不需要加入其他额外的规则 。这种神奇,哪怕一个孩子和一个科学家都可以共同感受到 。

数学家时枝正:收藏数学和物理世界惊喜玩具的人

文章插图

问:你是怎么成为一个玩具收藏家的?
我以前做的是理论性非常一种纯数学——辛拓扑 。在那些日子里,如果我的朋友或家人不了解科学,那我就不可能向他们介绍我的工作是做什么的 。
但后来当我做博士后的时候,我在自学物理,成为物理学家,有些东西是有形的,尤其是我经常对宏观现象感兴趣 。所以我决定,每当我写出一篇论文或者解决一个问题,无论多么不起眼,我都会设计一些桌面实验,或者你也可以说它是玩具 。我可以在诸如厨房、花园这些地方向任何人展示这样的实验——一些简单而又实实在在的东西,向大家分享我做这些东西的乐趣 。当然,如你所见,这样的分享取得极大的成功 。
我的研究习惯渐渐地因此改变,现在研究出发点和之前完全不同 。我会观察我的周围的日常现象,努力寻找那些有趣的东西 。然后我就从这一点出发开始做科学 。
问:但在生活中,你很早就发现了你自己的第一个类似玩具的现象,对吧?一种方法是把两根莫比乌斯带粘在一起,然后沿着它们的中心线剪切,然后得到一个神奇的结果 。
我七岁的时候偶然发现的 。任何一个对数学感兴趣的人在童年时都会玩莫比乌斯带,显然,在通俗文学里有很多地方告诉你,沿着中心线剪切莫比乌斯带是很有意思的 。而我是一个对折纸感兴趣的日本男孩,所以这样的男孩做这样的事情是很自然的 。