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《啊哈!靈機一動》:語詞游戲――關于字母、語詞和句子的謎題

來源:數學E網 2007-11-13 15:46:41

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  數學家們往往喜歡玩語詞游戲,這并沒有什么值得大驚小怪的。

  語詞無非是字母按一種可接受的順序所進行的排列組合;同樣,句子也無非是語詞根據一定的句法規則所構成的語詞鏈。因此,語言具有一種濃烈的組合數學的味道,同組合數論有著許多驚人的相似之處。語詞方陣同數字魔方相類似。句子中標點符號的運用同“標點著”代數語句的數學符號(括號、加減號等等)的運用相對應。

  在這一章及其他有關章節中,我們將考察上述所有的相似之處。回文――一種正著讀和反著讀都一樣的句子――同數學中的一種回數相類似。正如我們將要看到的,在數論中有一個著名的“回文猜想”仍未得到解決。在這一章里,還有一種分割語詞游戲。這種游戲同數論的一個分支――“分配理論”有著許多共同之處。

  如果我們將字母看作是幾何圖形的話,那么就又會產生許多有趣的謎題。我們將看到有些這種類型的謎題如何同兩種重要的對稱性有關:180度旋轉對稱(有時稱作“雙重對稱”)和鏡子反射對稱。我們將會發現某些語詞,甚至有些整個的句子可以被倒轉過來而無損于它們的樣式。當作180度旋轉后,每個電子數學都相應于一個字母,這一事實實際上是自袖珍計算器普及以來有關電子娛樂形式的前提條件。

  讓我們不要把字母看作是當其作旋轉或在鏡子中反射時而保持不變的固定物,而是將它們看作是如彈性鏈一樣的可以自由伸縮曲直的拓撲圖形。這又導致了許多我們即將在本章中加以分析解決的帶有娛樂性質的謎題。這些謎題的解決需要我們對字母的拓撲結構具有一種基本的洞察力。

  我們打算將最后這一章寫成本書最令人輕松和最令人愉快的一章。你想知道關于語詞游戲的內容為什么會成為數學游戲書中的一部分嗎?對此,我們實際上已經給予了明確的回答。這并不在于數學家們喜歡語詞游戲,也不在于語詞游戲具有組合數學的味道,而是在于這樣一種事實:即便是語詞謎題也能夠導致正統數學那些令人意想不到的、具有重要意義的方方面面。

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