读过《数学女孩1》和《数学女孩2》的读者一定是赞不绝口。可以说《数学女孩》系列是我读过的最好读的数学科普书了,作者以小说的形式展开,虚构了“我”、米尔嘉、泰朵拉等人物,通过人物的对话,用浅显易懂的语言将一个个数学公式、解题思路娓娓道来,自然而然,没有一点违和感。读她,仿佛与数学谈了一段青春、浪漫的恋爱。
《数学女孩》系列的第三部《数学女孩3:哥德尔不完备定理》终于在2017年的最后一个月印刷出来的。接下来我们将摘录第一章的内容分三篇在好玩的数学公众号中发布,想看原著的朋友可以点击文末的小程序卡片购买。
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第1章 镜子的独白
《数学女孩3》精彩书摘
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“镜子呀镜子,在这世上谁最美?”
“女王陛下,在这世上您最美。”
女王很满意这个回答,因为这面镜子从不说谎。
—《白雪公主》
1.2 逻辑谜题
1.2.1 爱丽丝、博丽丝和克丽丝
“这个问题太有意思了!”
尤里“哗啦哗啦”翻着数学谜题集,笑出了声。
爱丽丝、博丽丝、克丽丝三个人都分别戴着帽子和手表,穿着上衣。帽子、手表、上衣各有红、绿、黄三种颜色,而且同一样物品没有颜色相同的。此外,三个人身上的这三件物品颜色各不相同。请基于下列条件,猜一猜这三个人身上的三件物品的颜色。
爱丽丝的手表是黄色。
博丽丝的手表不是绿色。
克丽丝的帽子是黄色。
“呃…… 有这么有意思吗?”我说。
“你想想她们三个人的打扮嘛,这三人组看起来该多招眼呀!”
“确实…… 话说你知道答案了吗?”
“感觉好麻烦。算了,下一题。”
“这哪行啊,这时候应该‘用表格来想’。”
“用表格来想?”
1.2.2 用表格来想
“我们来画一个表示三人各自装束的表格。首先,写下题中条件。”
尤里拿出她那副树脂边框的眼镜戴上之后,看向表格。
“你把已知条件都写下来了呀。”
“嗯。整理复杂的问题时,不要在脑海里凭空想象,要用表格来想。这样博丽丝的手表颜色就一目了然了。首先,不是绿色。然后,因为不能跟爱丽丝的手表颜色一样,所以也不是黄色。那么剩下的就只有红色了。”
“原来如此。”
“那么接下来,如果认真看看表格,也就能知道博丽丝的上衣颜色。”
“…… 没错。是黄色吧?”
“对对。能解释一下为什么吗?”
“我一眼看上去就想到‘博丽丝的上衣是黄色吧’。”
“可是,为什么呢?”
“因为黄色已经被用了— 你看,爱丽丝的手表是黄色,克丽丝的帽子也是黄色。也就是说,爱丽丝的上衣和克丽丝的上衣不能是黄色。这样一来,上衣能是黄色的就只有博丽丝了。”
“解释得很好。”
“克丽丝的手表颜色也就马上明白了。”我说。
“嗯。爱丽丝的手表是黄色,博丽丝的手表是红色,所以剩下的能用在手表上的颜色只有绿色!”
“就是这样。
“啊,哥哥!这样一来,克丽丝的上衣颜色也能确定。横着看克丽丝这边…… 既不能是帽子的颜色,又不能是手表的颜色,那就是红色了。克丽丝的上衣是红色。真是太俗气了!”
“下面这一步就需要想一下了。”
“…… 我知道!爱丽丝的帽子。你看嘛,博丽丝的手表是红色,克丽丝的上衣也是红色。也就是说,爱丽丝的手表和上衣都不能用红色,所以只能让爱丽丝的帽子用红色!”
“剩下的……”
“别说别说!剩下的都让人家来!…… 首先,是爱丽丝的上衣。”
“最后,是博丽丝的帽子……”
“这样就搞定了。”
“好,填得很好。”我说。
1.2.3 出题者的心思
“太简单了,真没意思呀。”尤里说。
“刚刚你还说麻烦呢。一旦去体会出题者的心思,就会很有意思哦。”
“什么意思?”
“你看,这个问题给出了三个条件对吧?这些条件,不多也不少。”
爱丽丝的手表是黄色。
博丽丝的手表不是绿色。
克丽丝的帽子是黄色。
“哥哥你说什么呢?人家不明白。”
“我是说,条件要是比这些多,就太简单了,没有意思;但是,要是比这些少,就解不开了。”
“喔,出题者的心思呀…… 唔,会么?条件少了也能解开的呀!比如说,假设没有‘克丽丝的帽子是黄色’这个条件,只有下面这两个条件,嗯……就有下面这两个答案。”
“嗯。说‘解不开’是我搞错了,尤里。我应该说答案不只有一个。就是说,不止有一种思路。”
“哥哥你思考时总会去体会出题者的心思吗?”
“对啊,解题很有意思,出题也很有意思呀。所以我总会想,如果换成自己来出题,会怎么出呢……
思考怎么出题这件事儿非常有意思。”
“就是说‘如何出有意思的题’是个有意思的题呗!”