视觉的艺术

贡献者:游客82431143 类别:简体中文 时间:2026-04-20 16:02:06 收藏数:6 评分:2
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在思考高维几何对象时,我能用相当清晰的视觉感知到它们。
但我看待它们的方式与我看待物理世界中事物的方式不同。我真正能看到的只是某些方面、某些部分,
以及我感兴趣的某些细节,至于剩下的部分,我并不能真正看到,但我能用全身感受到它们的存在,
仿佛它们弥漫在我四周。
据说,我们不可能用在三维空间中的方式,去看四维或五维空间中的对象。尽管如此,
瑟斯顿却能做到这一点。这种不可思议的能力极为罕见,即使在数学界也令人钦佩,
瑟斯顿因此成为数学界的传奇人物。
这当然会令人震撼无比。人们很容易认为这是伟大的数学家与众不同的证据,从生物学上来说,
他们的大脑比我们的更强大。然而,在了解瑟斯顿的故事以后,你就会意识到这种关于非凡天赋的假设并不成立。
这不是一个外星人天生具有超能力,能用五维视角观察世界的故事。恰恰相反,
这是一个先天残疾的小男孩的故事:在生命的最初几年里,他甚至无法看到三维世界。
瑟斯顿患有严重的先天性斜视,两眼中的视野无法重合。当他看着一个物体时,一次只能用一只眼睛看到它。
由于两眼中的图像无法融合在一起,他无法直接感知到深度和立体感。
幸运的是,瑟斯顿有一位宽容慈爱、意志坚定的母亲。在他很小的时候,
母亲倾注了大量的爱与精力来帮助他克服视力的障碍。当瑟斯顿两岁时,母亲会花上好几个小时,
给他看满是彩色图画的特制书籍,以此作为漫长的康复训练。
正是从这时起,瑟斯顿对几何学产生了一种切身的热爱,这种热爱贯穿了他的一生。他对空间、物质、
纹理和图形的热爱尽数体现在他的工作中,并在他的手稿里那些精美的插图中显露无遗。
进入小学后,瑟斯顿决心每天都要努力提高自己的视觉化能力。在不知不觉中,
他年纪轻轻就成为一名杰出的数学家。
如果你认为他比其他孩子花了更多时间学习“看”,那就大错特错了。每当睁开双眼,在世界中穿梭,
看着世间万物移动时,我们都是在提高自己的视觉化能力。
学习“看”是我们生命最初几年的主要活动之一(甚至不只是最初几年)。但对绝大多数孩子来说,
“看”是一种无意识的活动。它像后台任务一样持续进行,没有特定目的,也无须集中注意力。
瑟斯顿无法享受这样的奢侈。他不能只是顺其自然。对他来说,看世界并不是本能。学习看是一项有意识的活动,
甚至可以说,这是他一生的课题。
福斯伯里不能像其他人一样跳高,于是不得不发明出自己的跳高方法;瑟斯顿无法像其他人一样看世界,
于是不得不发明出自己的观看方式。福斯伯里的方法使他跳得更高;瑟斯顿有意识地提高视觉化能力,
因此看得更远、更细致,并深入事物的本质。
我们认为自己直接看到了三维世界,其实只是无意识地把双眼捕捉到的二维图像拼凑在一起。
这种感知空间的方式并不完美。它不是客观的,而是主观的,会相对于我们的所处位置而改变,
物体也会因透视而变形。更糟糕的是:从我们所在的位置来看,整个世界几乎都被隐藏了。
对瑟斯顿来说,通往三维世界的直觉大门是关闭的。他凭借思想的力量,以自己的方式努力构建三维感知的能力。
如果说瑟斯顿有什么天赋的话,那就是耐心和决心,也可能是对几何学的爱和对自己的信任。
数学工作并非一连串的灵光乍现和天才之举的堆砌。它首先是一种基于重复相同想象练习的 “康复训练”。
进展之所以十分缓慢,是因为身体的转变需要一些时间。急于求成只会适得其反,甚至伤害到自己。
你只需要保持训练的节奏,保持冷静,哪怕没有进步,也要坚持下去。这类似于找语言治疗师或理疗师做治疗,
只不过你是独自一人,而且这种训练是在脑海中进行的。
看得更远
瑟斯顿有意识地认真发展了想象世界的能力。通过不断练习,坚持不懈地在脑海中将二维图像拼凑在一起,
他终于学会了看到三维空间中的事物。
但何必止步于此呢?他意识到,利用同样的技巧还可以更进一步。将三维图像拼凑在一起,
他学会了看到四维空间中的事物;将四维图像拼凑在一起,他学会了看到五维空间中的事物。
仅在三维空间中,瑟斯顿的方法就能让他看到前所未见的东西。1982 年,
他提出了关于三维流形的几何化猜想。猜想是一种数学命题,人们认为它是成立的,却还不知道如何证明它。
提出猜想,就是感觉某事是正确的,却还找不到原因。从本质上讲,这是一种具有远见和直觉的行为。
瑟斯顿的猜想是一项惊人的突破。特别是,其中包含了著名的庞加莱猜想,该猜想于 1904 年被提出,
在很长时间内未得到证明,以至于在2000年被列为“千禧年大奖难题”之一,
这七个问题被认为是数学中最困难、最深刻的问题。解决每个问题的奖金为100万美元。
2003年,佩雷尔曼成功证明了瑟斯顿的猜想,从而证明了庞加莱猜想。
我们将在第17章中再次讨论佩雷尔曼和100万美元的奖金。
相信自己看得到
瑟斯顿说他能看到四维空间和五维空间中的事物,
这是什么意思?他到底看到了什么?我们应该如何理解“看到”这个词?
回答这些问题的最佳方法是反过来问问自己。我们到底看到了什么?我们所说的“看到”是什么意思?
在用“看到”这个词来描述自己的行为时,我们往往会夸大它的含义。向前看时,
我们会产生一种与世界直接联系的错觉,眼睛就好像是一扇开在意识之上的神奇之窗,直接通往现实。
如果我们想赋予“看”这个字这样的含义,那就必须准备好承担后果:在这种情况下,
我们从未真正看到任何东西,只是相信自己看到了某些东西。
你所看到的从来都不是原始的现实,而是对世界的一种解读。换句话说,
它基于你从未直接意识到的原始视觉信号,由你的记忆和想象力重建而成。刚出生时,你还不懂如何去看,
那不是因为你的眼睛还不具备这一功能,而是因为你的大脑还没学会理解视神经发送的原始信息。
现在,正是这种重建能力让你得以想象不存在的事物,并产生看到它们的印象。
看到和想象看到某个事物没有多大区别。你可以想象看到一只像马一样大的蚂蚁,它就在你面前。你可以看到它、
描述它,甚至讲述很多关于它的事情。尽管如此,其他人却无法直接看到你脑海中的那只巨型蚂蚁。
颜色也一样。红色带给你一种特别的感觉。但你脑海里的红色到底是什么感觉?怎么知道你我的感觉是否一样?也
许,这个问题本身就没有意义。
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